Marco Lapegna » 16.I sistemi RAID

Sistemi operativi

I sistemi RAID

Problema della memoria secondaria

La velocità di trasferimento dei dischi non cresce allo stesso modo della velocita’ operativa della CPU → Peggioramento del througput

Una soluzione

Utilizzare più dischi da utilizzare “in parallelo” → RAID, Redundant Array of Independent Disks

Caratteristiche dei RAID

• I dischi sono visti come un’unica unità di memorizzazione
• I file sono divisi in strisce (strips) distribuite sui vari dischi
• I pezzi della striscia relativi allo stesso file hanno la stessa locazione in ogni disco

Caratteristiche dei RAID

Problema 1

La gestione dei RAID è un’operazione dispendiosa che puo’ essere causa di rallentamento della CPU e del S.O. → Hardware specializzato dedicato allo scopo (RAID controller)

Problema 2

Un maggior numero di dischi aumenta la probabilità di un guasto con conseguente perdita di dati → Ridondanza delle informazioni memorizzate

Quindi

Motivazioni dei RAID

• Efficienza (maggiore velocità di accesso ai dischi)
• Affidabilità (maggiore sicurezza di non perdere dati)

Esistono molteplici schemi di gestione dei RAID chiamati livelli RAID

Livello 0 (striping)

Livello 0 (striping)

• possibilità di più accessi contemporanei ai vari dischi
• elevata efficienza
• rischio di perdere i dati

indicato quando le esigenze di performance superano quelle dell’affidabilità

Livello 1 (mirroring)

• Tutti i dati sono duplicati
• Ridondanza senza striping
• Buona performance in lettura, meno in scrittura
• Alto overhead di storage

Adatto quando le esigenze di affidabilità sono importanti

Livello 2 (Hamming correcting code)

• Ridondanza e striping
• Dischi per i dati e dischi per “bit di parità” per correggere errori
• Overhead di storage (ma meno del livello 1) e performance
• “Collo di bottiglia” nell’accesso ai dischi di parità

Poco utilizzato

Livello 3 (XOR error correcting code)

Livello 3 (XOR error correcting code)

• ridondanza e striping
• simile al livello 2
• correzione di errori con diverso meccanismo
• 1 solo disco per i bit di parità
• scarsa efficienza (bottleneck del disco di parità)

Poco utilizzato

Livello 4 (block XOR eec)

Livello 5 (block distributed XOR eec)

Livello 5 (block distributed XOR eec)

• Rimozione del bottleneck
• Piu’ veloce dei livelli 2, 3 e 4
• Difficile da implementare

Miglior compromesso tra efficienza e affidabilità

Soluzione piu’ utilizzata per i sistemi general purpose

Livelli RAID

Ce ne sarebbero tanti altri…

• RAID level 6 utilizza altre informazioni per migliorare la fault tolerance
• Varie combinazioni
  • Livelli 0+1, 1+0, 0+3, 0+5, 1+5, …

Ognuno con un differente compromesso efficienza / affidabilità

Dispositivi di memorizzazione terziaria

I compiti principali del SO sono la gestione dei dispositivi fisici e la presentazione di una macchina virtuale astratta alle applicazioni utente.

La caratteristica fondamentale della memorizzazione terziaria è il basso costo.

Generalmente, viene effettuata su mezzi rimovibili, ad esempio floppy disk, CD–ROM, nastri magnetici.

Contenuti della prossima lezione

L’organizzazione logica dei file system

• file e directory
• modelli di file system
• compiti del file system