Aula 4 (tecnologias de armazenamento)

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Aula 4 (tecnologias de armazenamento)

  1. 1. Tecnologias de Armazenamento
  2. 2. Tecnologias de Armazenamento• Tradicionalmente, os dados são armazenados em hard disks localmente ligados a servidores individuais.• Esta forma de armazenamento é conhecida como Direct Attached Storage (DAS).• A desvantagem é que os dispositivos de armazenamento somente podem ser acessados a partir do servidor a que ele está ligado.
  3. 3. Tecnologias de Armazenamento
  4. 4. Tecnologias de Armazenamento• Por este motivo, grande parte do espaço em disco não é utilizado;• E muitas medidas de contingência devem ser executadas nos dispositivos de armazenamento de acordo com a especificação do servidor.• Além disso, se houver falhas em um servidor, o acesso aos dados armazenados nos dispositivos conectados a este servidor é perdido.
  5. 5. SAN (Storage Area Network)• Diferentemente do DAS, um SAN é uma “rede” separada e dedicada a dispositivos de armazenamento.• Um SAN consiste em um “banco” de discos que oferecem espaço compartilhado de armazenamento, que pode ser acessado por muitos servidores ou sistemas.
  6. 6. SAN
  7. 7. NAS (Network Attached Storage)• Comumente confundido com o SAN, o NAS é uma forma de armazenamento baseada em redes comuns (ou LAN) e acessível a todos os dispositivos ligados à LAN.• Dispositivos NAS oferecem acesso a arquivos ao qual ele se conecta utilizando protocolos de acesso a arquivos transportados através do TCP/IP.• Os protocolos de acesso a arquivos mais utilizados nos NAS são o NFS (Network File System) e o CIFS (Common Internet File System).• Para acessar os arquivos normalmente é exigida alguma autenticação do sistema, que irá checar por permissões.• Os grandes benefícios do NAS são a fácil instalação e grande capacidade.
  8. 8. SAN• Como já explicado, SAN’s funcionam como redes de alta velocidade e estabelecem uma conexão direta entre os recursos de armazenamento e o servidor.• O SAN é totalmente transparente ao sistema operacional do servidor, que “vê” os discos do SAN como se fossem seus próprios discos.• No paradigma NAS, o sistema de arquivos que organiza os blocos de armazenamento em objetos apropriados a aplicações fica no dispositivo de armazenamento.
  9. 9. NAS x SAN• O uso do NAS é indicado quando se busca simplicidade no compartilhamento de dados, particularmente entre computadores e sistemas de diferentes tipos.• Já o uso de SAN é aconselhado quando se deseja alto desempenho na taxa de I/O entre o cliente e o servidor.• O uso de SAN, no entanto, demanda um maior grau de planejamento e gerenciamento para obter a cooperação entre os servidores.
  10. 10. SAN x NAS
  11. 11. Fibre Channel• É a arquitetura mais utilizada para implementações de SANs.• Trata-se de um padrão tecnológico alternativo à Ethernet, que permite a transferência de dados de um nó para outro nó da rede em velocidades extremamente altas.• Implementações atuais podem atingir taxas de transferência de dados de 10Gbps ou mais, e alcançar distâncias de até 10 km quando a fibra ótica é utilizada como o meio físico.
  12. 12. Componentes da SAN• Uma vez que a arquitetura predominante em SANs é a Fibre Channel, a seguir serão descritos os componentes da SAN baseados nesta arquitetura.• Conectividade• Armazenamento• Servidores
  13. 13. Componentes da SAN | Conectividade• A conectividade entre dispositivos de armazenamento e servidores tipicamente usando Fibre Channel.• Estes componentes têm sido utilizados em implementações de LAN e WAN.• SAN’s, assim como as LANs, interconectam interfaces de armazenamento em muitas configurações de rede e através de longas distâncias.
  14. 14. Componentes da SAN | Armazenamento• O uso de SAN não requer que o dispositivo de armazenamento esteja em um barramento de um servidor em particular.• Desta forma, desde que ele esteja ligado diretamente à rede, é possível liberá-lo. Ou seja, o armazenamento é externo e pode estar distribuído através da rede.• SAN também permite a centralização de dispositivos de armazenamento e o agrupamento de servidores. Isto contribui para facilitar e tornar menos cara a administração centralizada.
  15. 15. Componentes da SAN | Armazenamento• A infraestrutura de armazenamento é base de toda informação detida por uma empresa, e deve dar suporte aos objetivos comerciais e modelos de negócio da companhia.• Neste ambiente, apenas alocar uma maior quantidade de dispositivos de armazenamento não é suficiente.• Uma infraestrutura SAN oferece disponibilidade de rede, acessibilidade a dados e gerenciamento do sistema.
  16. 16. Componentes da SAN | Servidores• A infraestrutura de servidores é a motivação fundamental para todas as soluções SAN.• Esta infraestrutura inclui um conjunto de diferentes plataformas (Windows, Unix).
  17. 17. SCSI
  18. 18. SCSI• Small Computer Systems Interface (Pequena interface de sistema de computador) foi originalmente definido como uma interface paralela universal a nível de sistema para conectar vários dispositivos através de um único cabo, chamado barramento SCSI.• O SCSI é um barramento de entradas e saídas locais pelo qual diferentes dispositivos e um ou mais controladores podem se comunicar e trocar informações independentemente do que o resto do sistema está fazendo.
  19. 19. SCSI• No SCSI, o número de dispositivos que podem ser conectados ao barramento e o número de barramentos conectados ao servidor determinam a quantidade de dados disponíveis para o servidor.• Mas, apesar de até 15 dispositivos poderem ser conectados a um servidor por meio de um único barramento SCSI, na prática, por causa das limitações de desempenho devido à arbitrariedade, é comum conectar no máximo cinco dispositivos, assim limitando a escalabilidade.
  20. 20. SCSI• Em caso de falha de conexão do SCSI ao disco, o acesso aos dados é perdido.• Isto também acontece ao se realizar a reconfiguração ou a manutenção de um dispositivo de disco conectado ao barramento SCSI, porque todos os dispositivos na série devem ser desligados.• Em ambientes em que a disponibilidade é fundamental, o tempo de inatividade de uma conexão SCSI é inaceitável.
  21. 21. SCSI• No SCSI, a velocidade de transferência de dados é determinada pelo número de bits transferidos e pelo tempo de ciclo do barramento. A duração do ciclo é inversamente proporcional à taxa de transferência, porém, devido às limitações da arquitetura do barramento, a diminuição do da duração do ciclo também irá acarretar a redução da distância em que os dados podem ser transportados.
  22. 22. SCSI• As limitações com relação à distância ocorrem porque não há garantia da entrega dos bits no dispositivo alvo (target) em tempos iguais, este fenômeno é conhecido como skew (Figura 3).• Isto é causado pelos atrasos de propagação no envio paralelo de dados através de muitos fios.• Para diminuir este “viés” é necessário limitar a distância entre os dispositivos de armazenamento e o servidor.• Ou seja, quanto menor a extensão do barramento SCSI, mais rápida é a transferência.
  23. 23. SCSI
  24. 24. SCSI• Muitas aplicações necessitam do acesso do sistema a diversos dispositivos, ou de diferentes sistemas acessando o mesmo dispositivo.• Isto é possível através do SCSI, que permite a conexão de múltiplos servidores e dispositivos ao mesmo barramento.• Isto é conhecido como configuração multi-drop (Figura 4).
  25. 25. SCSI
  26. 26. SCSI• Geralmente, somente é permitido a um único servidor acessar os dados de um disco específico por meio de um barramento SCSI.• Obviamente, a arquitetura de barramento SCSI tem algumas limitações com relação à velocidade, distância e disponibilidade, que a tornaria menos apta a diversas aplicações.
  27. 27. SCSI• Obviamente, a arquitetura de barramento SCSI tem algumas limitações com relação à velocidade, distância e disponibilidade, que a tornaria menos apta a diversas aplicações.
  28. 28. Versões do SCSI Versão Velocidade SCSI-1 5 MB/sSCSI-2(Fast SCSI) 10 MB/s Wide Fast SCSI 20 MB/sSCSI-3 (Ultra SCSI) 20 MB/s Wide Ultra SCSI 40 MB/s Ultra2 SCSI 40 MB/sWide Ultra2 SCSI 80 MB/s Ultra160 SCSI 160 MB/s Ultra320 SCSI 320 MB/s Ultra640 SCSI 640 MB/s
  29. 29. Discos Rígido
  30. 30. Padrão IDE• Desenvolvido na década de 80.• A conexão dos dispositivos IDE ao micro é chamada de ATA e é feita através de um cabo flat de 40 vias.
  31. 31. Padrão SATA• Desenvolvido no ano de 2000, considerado o novo padrão para dispositivos.• Principal diferença é que no padrão SATA, a transmissão do sinal é feita em serialmente, enquanto que a da IDE a transmissão de dados era em paralela.• Além da conexão física do dispositivo, que é dada pelo cabo SATA.
  32. 32. HD SATA x HD IDE
  33. 33. Conclusão• As exigências por tecnologias de armazenamento estão ficando cada vez maiores.• Há cada vez mais demandas por redes que permitam o armazenamento de grandes quantidades de informação.• Além disso, a velocidade, robustez, segurança e escalabilidade figuram como características determinantes para o sucesso de sistemas comerciais e científicos.
  34. 34. Conclusão• Com o uso da tecnologia SAN’s, é possível obter uma rede robusta, de alta velocidade, que estabelece uma comunicação direta entre os recursos de armazenamento e o servidor.
  35. 35. Conclusão• Estas tecnologias, no entanto, ainda precisam ser aprimoradas.• Devido sua alta complexidade de manutenção e instalação, o seu uso ainda é inviável a usuários de redes de armazenamento de porte pequeno e médio.• Para alcançar uma maior abrangência, é importante que a tecnologia seja revista de forma a ser simplificada.

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