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2 1. Motivación 2. Cintas magnéticas 3. Discos magnéticos 4. Discos ópticos 5. RAID
3 Memoria volátil se pierde al apagarse la computadora Primeros medios de almacenamiento perdurables Tarjetas perforadas Cintas magnéticas Cintas de papel
4 11 MB de capacidad ½ hora para leer/escribir la cinta completa Interblock gap: distancia para frenar/arrancar la cinta Interrecord gap: distancia para procesar el registro Se tiene que transferir un bloque ENTERO
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6 Físicamente no se “graban” bits Métodos de grabación: FM (Frequency Modulation), RLL (Run Length Limited), RLL 2.7, etc. La interfaz física del disco nos ahorra la codificación/decodificación de las cadenas de bits al medio magnético
7 Capacidad = Sides * tracks_per_side * Sectors_per_track * 512 (bytes per sector)
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9 Hasta 15000 rpm, media entre 5400 rpm y 7200 rpm El almacenamiento magnético no está “libre” de errores –Codificación de los datos –Algoritmos de recuperación de errores Todo esto es realizado por la controladora del disco
10 Cantidad de cabezas (platos*2) Cantidad de cilindros Pistas por cara Cantidad de pistas Cantidad de sectores por pista
11 Tiempo entre Pistas adyacentes Tiempo promedio entre pistas Tiempo de latencia media Velocidad de rotación Velocidad de transferencia de la interfaz
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14 El motor gira el disco más rápidamente para lograr misma velocidad de lectura Un sector es identificado por el número de minutos y segundos de pista que hay entre el y el comienzo del disco. Se calibra bajo la asunción que el reproductor procesa 75 sectores por segundo Para localizar un sector, la cabeza realiza una búsqueda heurística hasta dar con el sector buscado
15 Redundant Array of Independent Disks Conjunto Redundante de Discos Baratos David Patterson et al., Berkeley 1998 Performance (velocidad de acceso y transferencia) Confiabilidad (recuperación de errores, redundancia)
16 La distribución de datos puede ser gestionada por: Software: el hardware es el mismo Hardware: hay una controladora RAID
17 Disco físico 1 Disco físico 2 Disco físico 3 Disco físico 4 Controladora RAID Bus RAID Bus Memoria CPU DMAC Etc… Otros E/S
18 Level 0: une varios discos como si fueran uno solo, sin tolerancia a fallos. Level 1: espejo de discos (mirroring). Level 2: con código de corrección de errores (código de Hamming). Level 3 y 4: con códigos de paridad. Level 0 + 1: varios discos con espejado
19 Striping: separación de secuencias de datos, con el objeto de escribirlos en múltiples dispositivos físicos Tan pequeño como 1 bit Tan grande como bloques de un tamaño específico
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21 Mayor performance (si se existen controladoras y cachés por cada disco físico) Menor confiablidad (no hay redundancia)
22 RAID espejado
23 mirrored = espejado Cada dato escrito es duplicado físicamente Escrituras más lentas Lecturas más rápidas Necesito doble de espacio físico
24 Redundancia usando códigos de Hamming
25 Stripping = 1 bit (al menos 8 discos físicos para acomodar 1 byte) Discos adicionales son usados para guardar información para corrección de errores (código de Hamming) Hardware especial para computar el código de Hamming
26 Adaptación del concepto de bit de paridad 0110 1100 Paridad 0 1100 1110 Paridad 1 Distancia Mínima de Hamming (d_min) Detecta errores en hasta (d_min -1 bits) Corrige hasta (d_min -1 / 2) errores
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29 Cómputo de paridad Parity = b_0 xor b_1 xor … xor b_7 Si un disco falla (ejemplo el 6) se puede reconstruir su contenido a partir de los restantes y el disco de paridad b_6 = b_0 xor … xor b_7 xor Parity
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32 Idem a RAID 3 pero con granularidad mayor a bit Problema : pierde la posibilidad de aprovechar la existencia de muchos discos físicos al mismo tiempo Cuello de botella: accesos al disco de paridad
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35 Mejor throughput de todos los RAID’s con paridad Éxito comercial Controladora más complicada/cara Sigue soportando a lo sumo la falla de 1 disco
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38 Posee doble mecanismo de redundancia: Parity + Reed-Soloman Muy lenta la escritura (Reed-Soloman) Única implementación (hasta ahora) RAMAC RVA 2 Turbo disk array