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481040 - Programador/a de Informática

UFCD - 0801

“ ADMINISTRAÇÃO DE REDES LOCAIS“

Sessão 9

• Sistemas redundantes;

• Modos de Operação RAID

SUMÁRIO

1. Redundância significa ter componentes "de reserva", a postos para substituir o principal caso ele falhe por qualquer motivo.

A. Existem fontes redundantes;

B. Conjunto de discos redundantes;

C. Servidores redundantes, onde temos dois servidores completos, sincronizados em tempo real, onde o segundo servidor monitoriza o primeiro e assume as suas funções em caso de problemas..

Sistemas redundantes

1. Fontes de alimentação redundantes RPS (Redundant Power Supply)


Para servidores de menor capacidade, é mais comum o usar de fontes 1x1, onde temos dois módulos independentes e um circuito central, que monitoriza as tensões e ativa o segundo módulo em caso de problemas com o primeiro.


Para servidores que precisam mais de 350 ou 400 watts de energia, é comum usar fontes 2x1 (três módulos), onde dois deles fornecem energia ao servidor (o que permite somar as capacidades) e o terceiro módulo fica de reserva para o caso qualquer um dos dois falhar:



Naturalmente, fontes redundantes são consideravelmente mais caras, não apenas porque os circuitos são todos duplicados, mas também porque precisam ser muito mais compactas do que uma fonte tradicional, já que temos essencialmente duas ou três fontes no espaço de uma.



Na maioria dos casos, os módulos podem ser substituídos a quente (hot-swap), sem necessidade de desligar o servidor. Um alarme sonoro ou visual avisa que existe um problema, permitindo que o administrador substitua o módulo defeituoso assim que possível.



1. Discos rígidos redundantes - RAID

No caso dos discos rígidos, temos os diferentes modos de operação do RAID, que permitem adicionar redundância (sacrificando parte do espaço disponível), aumentar o desempenho (fazendo com que o sistema use os Disco Rígidos simultaneamente, dividindo as operações entre eles), ou ambas as coisas combinadas


1. Discos rígidos redundantes - RAID

De acordo com o número de Disco Rígidos disponíveis e os recursos oferecidos pelo sistema operativo usado, os modos RAID disponíveis são:

RAID 0 (Striping)

RAID 1 (Mirroring)

RAID 10 (Mirror/Strip)

RAID 5

RAID 6

JBOD

Modos de Operação RAID

• RAID 0 (Striping)

No RAID 0 todos os Discos Rígidos passam a ser acedidos como se fossem um único drive/disco.

Os dados/ficheiros ao serem gravados, são fragmentados nos vários discos, permitindo que os fragmentos possam ser lidos e gravados simultaneamente, com cada HD (Hard Drive) realizando parte do trabalho. Isso permite melhorar muito a taxa de leitura e de gravação e continuar a usar 100% do espaço disponível nos Discos Rígidos.

O problema é que no RAID 0 não existe redundância. Os Discos Rígidos armazenam fragmentos de ficheiros, e não ficheiros completos.

Sem um dos Disco Rígidos, a placa controladora não tenha como reconstruir os ficheiros e tudo é perdido. Isso faz com que o modo RAID 0 seja raramente usado em servidores.


• RAID 1 (Mirroring)

No RAID 1 são usados dois Disco Rígidos (ou qualquer outro número par). O primeiro Disco armazena dados e o segundo armazena um cópia exata do primeiro, atualizada em tempo real. Se o primeiro Disco falha, a placa controladora automaticamente muda para o segundo Disco, permitindo que o sistema continue funcionando. Em servidores é comum o uso de Disco Rígidos com suporte a hot-swap, o que permite que o Disco defeituoso seja substituído a quente, com o servidor ligado.

A desvantagem em usar RAID 1 é que metade do espaço de armazenamento é sacrificado.


• RAID 10 (Mirror/Strip)

Este modo combina os modos 0 e 1 e pode ser usado com a partir de 4 Discos Rígidos (ou outro número par). Metade dos Discos Rígidos são usados em modo striping (RAID 0), enquanto a segunda metade armazena uma cópia dos dados dos primeiros, oferecendo redundância.


• RAID 5

Este é o modo mais utilizado em servidores com um grande número de Discos Rígidos. O RAID 5 usa um sistema de paridade para manter a integridade dos dados. Os ficheiros são divididos em fragmentos e, para cada grupo de fragmentos, é gerado um fragmento adicional, contendo códigos de paridade. Os códigos de correção são espalhados entre os discos. Dessa forma, é possível gravar dados simultaneamente em todos os Discos Rígidos, melhorando o desempenho.


• RAID 5

O RAID 5 pode ser usado a partir de 3 discos. Independentemente da quantidade de discos usados, irá ser sempre sacrificado o espaço equivalente a um deles. Num NAS (Network-Attached Storage é um dispositivo dedicado ao armazenamento de dados dentro de uma rede) com 4 Discos Rígidos de 1 TB, por exemplo, ficaríamos com 3 TB de espaço disponível; Num servidor com 10 Discos Rígidos de 1 TB, ficaríamos com 9 TB disponíveis e assim por diante.

RAID 5 os dados continuam seguros caso qualquer um dos Discos Rígidos falhe, mas se um segundo HD falhar antes que o primeiro seja substituído (ou antes que a placa controladora tenha tempo de regravar os dados), todos os dados são perdidos. Pode-se pensar no RAID 5 como um RAID 0 com uma camada de redundância.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rede_de_computadores


• RAID 6

O RAID 6 dobra o número de bits de paridade, eliminando o ponto fraco do RAID 5, que é a perda de todos os dados caso um segundo HD falhe. No RAID 6, a integridade dos dados é mantida caso dois Discos Rígidos falhem simultaneamente, o que reduz brutalmente as possibilidades matemáticas de perda de dados. A percentagem de espaço sacrificado decai conforme são acrescentados mais discos, de forma que o uso do RAID 6 tem-se tornado mais atrativo. No caso de um grande servidor, com 20 Discos Rígidos, por exemplo, seria sacrificado o espaço equivalente a apenas dois discos, ou seja, apenas 10% do espaço total.

O problema do RAID 6 é que exige o uso de algoritmos muito mais complexos por parte da placa controladora, o que muitas vezes não é suportado pelas Motherboards.


• JBOD

No JBOD (Just a Bunch Of Disks) os Discos Rígidos disponíveis são simplesmente concatenados e passam a ser vistos pelo sistema como um único disco, com a capacidade de todos somada. Os ficheiros são simplesmente espalhados pelos discos, com cada um armazenando parte dos ficheiros (nesse caso ficheiros completos, e não fragmentos como no caso do RAID 0). No JBOD não existe qualquer ganho de desempenho, nem de confiabilidade, ele é apenas uma forma simples de juntar vários Discos Rígidos de forma a criar uma única unidade de armazenamento.

JBOD não é uma boa opção para armazenamento de dados importantes, mas pode ser usado para tarefas secundárias, como no caso de servidores de backup.

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