Interfaces
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Interfaces. As Interfaces são escolhidas baseadas na: Velocidade (capacidade em transferir os dados) Distancia (qual a distância que ela pode transferir os dados) Robustez (Posso interromper a transmissão e depois restaurar? Como posso adicionar novos dispositivos com o sistema “ligado”?)

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Presentation Transcript


Interfaces

Interfaces

  • As Interfaces são escolhidas baseadas na:

    • Velocidade (capacidade em transferir os dados)

    • Distancia (qual a distância que ela pode transferir os dados)

    • Robustez (Posso interromper a transmissão e depois restaurar? Como posso adicionar novos dispositivos com o sistema “ligado”?)

    • Tamanho do endereçamento (Quantos dispositivos posso conectar?)

    • Custo (Quanto tudo isso me custa)

  • Dois tipos comuns de interfaces, são a serial e paralela

  • Serial baixo custo de implementação, geralmente suportam distancias elevadas

    • Mouse, modem, USB, rede local

  • Paralela alto custo, porem, com altas taxas de Transferência

    • Impressora, SCSI

  • O processamento avançado dos sinais analógicos estão incentivando cada vez mais performance tanto nas interfaces seriais como paralela


  • Largura de banda a rede local vs conex o de storage

    Largura de Banda: A Rede Local vs. Conexão de Storage

    AnoRedeStorageDiferença19920.1 MB10 MB100-to-1

    19941 MB20 MB20-to-1

    199610 MB40 MB4-to-1

    1998100 MB*100 MB1-to-1

    1999200 MB**160 MB.8 to 1

    20031000MB***320 MB.33 to 1

    *O Gigabit Ethernet pode utilizar técnicas como “trunking” para aumentar e agregar largura de banda

    **O Fibre channel proporciona hoje 200 MBS embora o 400 MBS seja eminente

    ***10-Gigabit Ethernet está atualmente em desenvolvimento


    Nas ou san

    NAS ou SAN?

    Clientes

    Rede em modo genérico

    LAN/WAN/FDDI

    Servidores Heterogêneos

    Storage Area Network

    (SAN)

    Controladoras Array

    Com Discos


    Nas ou san1

    NAS ou SAN?

    Clientes

    Rede em modo genérico

    LAN/WAN/FDDI

    Servidor NT

    Thin Server otimizado apenas para acesso a arquivos, não precisa de:

    - Monitor

    - Teclado

    Servidor Unix

    De Grande Porte

    Servidor Unix

    Servidor NT

    • Servidor de Arquivos

    • Arquivos CIF

    • Arquivos NFS

    Network Attach Storage

    (NAS)


    Interfaces

    NAS ou SAN?


    Portanto qual a diferen a

    Portanto qual a diferença?

    (1) A Conecção

    • SAN utiliza Fibre Channel

    • NAS utiliza redes TCP/IP Networks: Ethernet, FDDI, ATM (possivelmente algum dia TCP/IP sobre Fibre Channel)

      (2) Os Protocolos

    • SAN utiliza SCSI encapsulado

    • NAS utiliza Protocolos de File Server: NFS, CIFS, HTTP

      A Diferença (2) É a mais Importante


    San caro para o segmento entry level e mid range

    Item

    NAS

    SAN

    Comentário

    Preço de entrada da tecnologia

    Começa abaixo de $3,000

    >$10,000

    O menor NAS é um simples disco rígido conectado a uma porta Ethernet (DASD)t, O menor SAN necessita Fibre HBA, Cabeamento Fibre , SAN software, Discos em Fibre

    Infra Estrutura

    Utiliza a mesma estrutura de Rede

    Necessita de Infra Estrutura de Fibre channel

    O Investimento Necessário em Fibre channel HBA’s e Cabeamento Fibre Channel = $750 por nó vs. Ethernet $150 por nó.

    Software

    Não necessita, utilizar os protocolos nativos

    Necessita de um ‘SAN OS” instalado em cada cliente

    Adicione $$$ para o software de SAN

    Periféricos de Storage

    Usa periféricos padrão SCSI, entretanto a sua expansão é limitada se comparamos com a SAN

    Geralmente requer conecção direta Fibre para cada periférico

    Discos Fibre custam no mínimo 30% a mais dos o mesmo disco em SCSI, Fibre bridges (SCSI<>Fibre) continuam ao redor de $1,000 por nó

    Gerenciamento

    Geralmente utiliza SNMP e DNS (Serviços existentes na rede) para gerenciamento e suporte

    Requer da mesma forma um software de gerenciamento específico, treinamento especializado e arquitetura Fibre Channel

    Adicione $$$ pelo SAN software, Adicione $$

    e tempo para treinamento pessoal.

    SAN é caro para o segmento Entry Level e Mid Range


    Detalhes sobre o armazenamento em disco com raid

    Detalhes sobre o Armazenamento em disco com RAID


    Conceitos de raid

    Conceitos de RAID

    • Um simples Disco Rígido físico ou multiplos discos em um gabite externo sem funcionabilidades RAID é geralmente chamado de

      • JBOD (Just A Bunch Of Disks)

      • SAS (Server Attached Storage) podendo estar dentro do servidor.

    • O projeto e pesquisa RAID foi desenvolvido pela Universidade de Berkley (CA-USA) nos anos 80.

      • Tema Original = Redundant Array ofIndependant Disks

      • Atualmente = Redundant Array ofInexpensive Disks

    • RAID combina um número independente de discos juntos proporcionando aumento do throughput/performance no acesso e confiabilidade dos dados

      • Níveis RAID diferentes proporcionam uma variedade de misturas de performance e tolerância a falhas


    Aplica es raid

    Aplicações RAID

    • Aplicações com Alta Taxa de Transferência (Ambientes tipicamente RAID 0)

    • RAID striping é o ideal para aplicações com intensa transferência de dados

      • Aplicações que necessitam de uma grande quantidade de dados a ser processada em um intervalo de tempo pré-definido

      • Streaming Media

        • Video on demand, Digital Cable, Transmissões ao vivo

          • A taxa de dados fixa é critica, Transmissões múltiplas não devem degradar a qualidade “QoS” = Quality of Service

          • Stream contínuo de dados – sem espaço para o reenvio

        • Processamento de Imagem, manipulação e Renderização

    • Aplicações com alto índice de solicitações de informação (ambiente típico para o RAID 5)

    • RAID é utilizado para aplicações de alto uso de multitasking, alta taxa de retorno de informação

    • OLTP = On Line Transaction Processing (aplicações típicas)

      • Validação de cartão de crédito, Reservas, ECommerce, Gerenciamento de estoque on-line

      • Banco dados e aplicações Web based

      • Alto número de transações randômicas


    Um overview da tecnologia raid

    Um Overview da Tecnologia RAID

    • O que é RAID?

      • Dois ou mais discos rígidos independentes.

      • Aparece no servidor como um único Grande Disco Rígido .

      • Sistema Operacional totalmente independente.

      • Dispositivo com alta confiabilidade e redundância.

    • Aumento da Disponibilidade dos Dados

      • Rápido acesso aos dados (multiple drives).

      • Segurança oferecida pela redundância/paridade.

    • Gerenciamento Simplificado

      • Partição de um único Drive para gerenciamento/partição.

    • Componentes Hot-Swap

      • Tanto para um ou vários drives.

      • Fontes de Alimentação e Ventilação, também.

    • O que RAID não é

      • Suporte a aplicações de Disaster Recovery Físicos

        (Tape Drivers).


    Raid level 0

    RAID Level 0


    N veis raid raid level 0 striping

    Níveis Raid RAID Level 0 - Striping

    • Uso de múltiplos Discos para a formação de um único Disco lógico.

    • Performance na implementação do RAID

    • Alta performance na Escrita e Leitura (Write and Read) performance relacionada com o aumento da quantidade de Discos.

    • Os Discos Rígidos são distribuídos utilizando-se uma tamanho definido de “stripe” durante a configuração

      • Deve ser otimizado em conjunto com o Sistema Operacional para uma performance otimizada

    • As pequenas solicitações que possuem o mesmo tamanho de “stripe” são transmitidas a um único Disco Rígido, as solicitações maiores são divididas e transmitidas a múltiplos Discos Rígidos em paralelo

    • A capacidade é a soma do número de discos no “array”

    • Não proporciona proteção contra falhas de hardware, somente performance.


    Resumo n vel raid 0

    Resumo Nível: RAID 0

    • RAID-0, “Striping”, todos os Discos estão disponíveis para dados, Inseguro.

    • Utilizado para armazenamento temporário

    • Qualquer Disco que falhar causa a perda dos dados

    10 = Total de Discos

    10 = Capacidade Usável 0 = Redundância de Discos

    10 = Performance Leitura

    10 = Performance Escrita

    Dados

    Todos os Dados

    Foram Perdidos


    Raid level 1

    RAID Level 1


    N veis raid raid level 1 espelhamento

    Níveis Raid RAID Level 1 - Espelhamento

    • O RAID 1 proporciona alto nível de tolerância a falhas

      • Cada solicitação de I/O é espelhada em um segundo Disco Rígido

    • O RAID 1 trabalha com múltiplos de dois Discos Rígidos- o set primário e o set espelhado – dobrando também o custo por GB da solução

      • Proporciona o mesmo throughput durante a escrita

      • Oferece mais performance durante a leitura (read) – A controladora RAID executa o mesmo comando de leitura em cada Disco – assim que um dos discos disponibiliza os dados, ele é automaticamente transferido para o servidor e o próximo comando de leitura pode ser processado.

    • Oferece proteção contra falhas nos discos com taxa de 1 para 1

      • Assim que um disco falha, automaticamente o espelho assume, porém caso ocorra a falha no espelho não existe mais segurança

      • Pode proteger contra desastre naturais/físicos porém o espelho deve estar instalado remotamente (em outro local físico) acarretando em um custo adicional $$.

      • Não protege contra vírus digital ou acidentes/delete intencional, já que 100% do disco está sincronizado com o outro

    • Implementação de Alto Custo

      • Controladora RAID +

      • Custo por GB de chega a ser o dobro se compararmos

        com uma unidade simples.


    Resumo n vel raid 1

    Resumo Nível: RAID 1

    • RAID-1, “Mirroring” rápido, 50% dos Discos estão disponíveis para dados, extremamente seguro.

    • Utilizados para informações importantes

    • Qualquer Disco espelhado pode falhar, e os dados permanecem salvos

    2 = Total de Discos

    1 = Capacidade Usável

    1 = Redundância de Discos

    2 = Performance Leitura

    1 = Performance Escrita

    Data

    Copy

    Os dados permanecem Salvos

    ------------------------

    Todos os Dados

    Foram Perdidos


    Raid level 3

    RAID Level 3


    Paridade e ecc

    Paridade e ECC

    (5+10+?+2+7 = 27)

    • Utiliza metodologia de reconstrução dos dados perdidos, adicionando-se informações adicionais, comumente chamada de “overhead”

    • Utiliza cálculos Matemáticos Polinomiais e operações inversas

    • È utilizada uma equação de 5th Grau para encontrar a soma e o resultado.

      • O método de detecção de erros com paridade em computadores funciona apenas para a detecção do erro.

    Bit Error

    Método de Paridade no barramento SCSI

    Parity Sum Error


    N veis raid raid level 3 acesso sincronizado com disco dedicado de paridade

    Níveis RaidRAID Level 3 – Acesso Sincronizado com disco dedicado de paridade

    • O Uso de mais Discos possibilita um aumento do throughput

      • Um único de Disco de paridade pode ser um problema de gargalo na performance

    • Proteção contra falha de Disco com razão de 1 para vários

      • A Performance é degradada durante o acesso, e especificamente durante a reconstrução em caso de falha (rebuild) de um disco rígido (demorando horas)

      • Não oferece proteção contra desastre físicos

      • Não protege contra vírus digital ou acidentes/delete intencional, já que os dados são protegidos por um esquema de paridade ECC (com esquema e atualização em tempo real)

    • Implementação de Alto Custo

      • Custo da Controladora RAID +

      • Discos Rígidos com sincronização de spindle

      • 1 Disco Rígido adicional para Paridade

      • Implementado como um sistema RAID

        (gabinete stand alone)


    Raid level 5

    RAID Level 5


    N veis raid raid level 5 acesso independente com paridade distribu da

    Níveis RaidRAID Level 5 – Acesso Independente com paridade distribuída

    • O uso de mais discos possibilita o aumento da performance RAID 5, é geralmente utilizado em ambientes OLTP

    • Proteção contra falha de Disco com razão de 1 para vários

      • Qualquer disco rígido (1) pode falhar e mesmo assim o sistema permanece intacto

      • Não oferece proteção contra desastre físicos

      • Não protege contra vírus digital ou acidentes/delete intencional, já que os dados são protegidos por um esquema de paridade ECC (com esquema e atualização em tempo real)

    • Implementação de Alto Custo

      • Capacidade com perda pela Paridade, o crescimento dos dados aumenta o custo por GB

      • Custo da Controladora RAID +

      • Implementado como um sistema RAID

        (gabinete stand alone)


    Resumo n vel raid 5

    Resumo Nível: RAID 5

    • RAID-5, rápido, todos menos um disco está disponível para dados, Segurança.

    • Utilizado com Armazenamento Primário

    • Caso um Disco falhe ”OK”, O segundo Disco ocasiona a perda total dos dados!

    10 = Total de Discos

    8 = Capacidade Usável

    1 = Redundância de Disco

    8 = Performance Leitura

    8 = Performance Escrita

    Data

    Paridade

    Hot Spare

    Os dados permanecem Salvos

    ------------------------

    Todos os Dados

    Foram Perdidos


    Raid level 0 1

    RAID Level 0+1


    Combina o de n veis raid

    RAID 1

    ARRAY

    RAID 1

    ARRAY

    RAID 1

    ARRAY

    Combinação de níveis RAID

    • RAID 00, 10, 30, 50

    • Múltiplos níveis RAID 0, 1, 3, ou 5 Arrays podem ser “striped” entre eles para a criação dos níveis RAID 00, 10, 30 ou 50

      • Proporciona mais capacidade

      • Freqüentemente chamado de composição RAID

    • Proporciona um melhor “load balancing”.

    Interface da Aplicação

    RAID 0 Stripping


    Resumo n vel raid 0 1

    Resumo Nível: RAID 0+1

    • O RAID-10, é extremamente rápido, metade dos Discos estão disponíveis para Disco/ dobro do Preço, Seguro.

    • Usado para dados primários e críticos

    • Caso um Disco falhe ”OK”, O segundo ocasiona a perda dos dados!

    Os dados permanecem Salvos

    ------------------------

    Todos os Dados Foram Perdidos

    20 = Total de Discos

    10 = Capacidade Usável

    *2 = Redundância de Discos

    20 = Performance Leitura

    10 = Performance Escrita

    Data

    Grupo #1

    Dados Críticos

    Grupo #2

    Espelho (Cópia)


    Resumo n vel raid 5 1

    Resumo Nível: RAID 5+1

    RAID 5+1 oferece 4 discos de capacidade porém com necessidade total de 10 discos:

    Dados

    Paridade

    Grupo #1

    Dados Críticos

    Grupo #2

    Espelho (Cópia)

    Striping

    Paridade

    Os dados permanecem Salvos

    ------------------------

    Todos os Dados Foram Perdidos


    Introduzindo o raid n

    Introduzindo o RAIDn

    • A INOSTOR detê a patente de um inovador algorítimo RAID, que incorpora um novo conceito em nível RAID, este novo algorítimo é chamado de RAIDn

    • RAIDn pode ser implementado tanto em software como em hardware

      • Inicialmente o RAIDn está desenvolvido como um pacote de software

    • Comparando-se com as tecnologias RAID tradicionais, RAIDn oferece maior confiabilidade e melhor utilização do disco ao mesmo custo

    • A INOSTOR utilizará a tecnologia RAIDn em seus próprios sistemas de storage, entretanto ela também estará disponível via licenciamento para outras empresas que tiverem interesse.


    Porque raid n

    Porque RAIDn

    • Nova tecnologia que proporciona proteção superior a ambientes de missão crítica quando comparados com os produtos RAID atuais.

    • Segurança contra falhas de múltiplos Discos, ideal para aplicações de missão crítica.

    • Melhor confiabilidade, baixo custo, alta performance.

    • Exemplo: Mesma Capacidade, Maior Performance e Confiabilidade a um custo 30% menor.

    • Oferece uma total substituição para o RAID Linux

    • Facilmente transportável pra outros sistemas operacionais.

    • Bundled com o IceNas software para licenciamento.


    Caracter sticas raid n

    Características RAIDn

    • Desenvolvimento exclusivo do Software.

    • Inostor já está trabalhando no RAIDn a 3 anos e com pré-desenvolvimento de 8 anos.

    • O Time da Inostor é formado de engenheiros com uma sólidade expertise no desenvolvimento de RAID & Network Storage.


    Exemplo raid n

    Dados

    Paridade

    Striping

    Exemplo - RAIDn

    RAIDn proporciona 7 Discos de Capacidade e 03 Discos de Redundância 3, utilizando os mesmos 10 discos do padrão Raid 5+1

    Os dados permanecem Salvos

    ------------------------

    Todos os Dados Foram Perdidos

    Comparado com o Exemplo do nível Raid 5+1, Raidn proporciona 75% a mais de capacidade além de permitir que 03 Discos Falhem simultaneamente


    Jbod just a bunch of disks

    JBOD (Just a Bunch Of Disks)

    • Descrição JBOD

      • JBOD é simplesmente um grupo de discos. O Disk arrays pode ser configurado para ser visto pelo servidor como um grupo de discos independentes. Na maior parte das vezes não oferece um uso eficiente para aplicações de Array .

      • Uma vantagem utilizando JBOD é a possibilidade de se criar um um disco virtual em vários

    • Falha durante a Operação

      • Caso um disco falhe, terá o mesmo efeito que se um disco individual falha-se em uma configuração SCSI padrão. Os dados são perdidos e o disco torna-se indisponível.


    Continua o jbod

    Continuação JBOD

    • Características de Performance

      • Tomando em consideração que a maioria das controladoras RAID utilizam memória cache, podemos considerar um pequeno incremento de performance pelo uso deste artifício.

    • Considerações de Custo

      • Principalmente pelo benefícios serem limitados, o uso de um sistema RAID JBOB não é considerada um boa solução do ponto de vista de “custo benefício”.

    • Níveis RAID 2 & 4

      • Sim, eles existem. Embora, estes dois níveis RAID oferecem poucos benefícios em relação aos níveis 3 & 5 com muito mais overhead eles não são comercialmente viáveis.


    Resumo dos n veis raid

    Resumo dos Níveis RAID


    Custos envolvidos na implementa o de sistemas raid

    Custos Envolvidos na implementação de Sistemas RAID

    • O RAID 1 com espelhamento de um para um, com um sistema RAID com chassi externo

      • Para RAID 1 (Espelhamento)

      • RAID I/O Flyer com três discos rígidos 30.7 GB

      • Necessita da controladora SCSI no servidor

        • Total = $3,220.00*

    • O RAID 1 com espelhamento de um para um, utilizando controladora RAID Mylex AcceleRAID (Sistema Interno ao Servidor)

      • Controladora: $399.00

      • 2 Discos de 40 GB: $400.00 cada ($ 800.00)

      • Cabos = $ 20.00

        • Total = $ 1,219.00*

    • RAID 1 Solução externa Megahaus

      • Chassi externo RAID com 2 Discos de 36 GB = $1,199.00

      • Controladora ATTOPCI RAID = $395.00

      • Cabos 2 X $20.00 = $40.00

        • Total = $1,634.00*

          * Preços EUA


    Triangulo de custo performance disponibilidade

    Triangulo de Custo, Performance, Disponibilidade


    Os sistemas raid foram desenvolvidos para alta disponibilidade e n o para backup

    Os sistemas RAID foram desenvolvidos para alta disponibilidade e não para backup

    • Protege contra falhas de Hardware, não protegendo contra falhas de Software

    • Não possui mídia removível

    • Não oferece estabilidade na recuperação de dados (Ex.: Uma vez que os dados foram deletados ou contaminados por vírus digital os dados estarão corrompidos e não há como reverter sem backup)

    • O esquema Snapshot (utilizando espelhamento RAID 1 com sincronismo) é a única forma baseada em disco que oferece o mesmo nível de segurança de uma Backup em fita (porém sem segurança física) além do mais deve ser investido a mesma capacidade em disco duas vezes

      • Escalabilidade em capacidade significa que, para cada MB de storage adicionado uma capacidade adicional de 2 MB deve ser adquirida.

    • As técnicas de Snapshot utilizam filtros para salvar somente os dados críticos, somente o backup em fita permite 100% de todos os dados, além de permitir agendamento automático, update/sincronismo – significando proteção TOTAL.


    Para mais informa es

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