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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)

Ogni disco ha un suo disco di copia


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)

Dischi di parita’ per proteggere i dati


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
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