RAID - Armazenamento de Dados e Cálculos de IOPS para Diferentes Níveis

Information Classification General Armazenamento de Dados O Data Storage 1 Por que o RAID 1 não substitui um backup 2 Pesquise o RAID 6 e seu segundo cálculo de paridade 3 Explique o processo de recuperação de dados em caso de falha da unidade no RAID 5 4 Quais são os benefícios de usar o RAID 3 em um aplicativo de backup 5 Discuta o impacto de IOs aleatórios e sequenciais em diferentes configurações de RAID 6 Um aplicativo tem 1000 usuários pesados em um pico de 2 IOPS cada e 2000 usuários típicos em um pico de 1 IOPS cada Estima se que o aplicativo também sofra uma sobrecarga de 20 para outras cargas de trabalho A proporção de leituragravação para o aplicativo é de 21 Calcule o IOPS corrigido do RAID para RAID 10 RAID 5 e RAID 6 7 Para a pergunta 6 calcule o número de unidades necessárias para suportar o aplicativo em diferentes ambientes RAID se unidades de 10 K RPM com uma classificação de 130 IOPS por unidade forem usadas 8 Qual é o tamanho da faixa de um conjunto RAID 5 de cinco discos com um tamanho de faixa de 32 KB Compare o com o tamanho da faixa de uma matriz RAID 0 de cinco discos com o mesmo tamanho de faixa 9 Um aplicativo especifica um requisito de 200 GB para hospedar um banco de dados e outros arquivos Ele também especifica que o ambiente de armazenamento deve suportar 5000 IOPS durante suas cargas de trabalho de pico Os discos disponíveis para configuração fornecem 66 GB de capacidade utilizável e o fabricante especifica que podem suportar no máximo 140 IOPS O aplicativo é sensível ao tempo de resposta e a utilização do disco além de 60 por cento não atende aos requisitos de tempo de resposta Calcule e explique a base teórica para o número mínimo de discos que devem ser configurados para atender aos requisitos do aplicativo 10 O tamanho médio de ES IO em uma aplicação é de 64 KB As seguintes especificações estão disponíveis no fabricante do disco tempo médio de busca 5 ms 7200 RPM e taxa de transferência 40 MBs Determine o IOPS máximo que pode ser executado com este disco para a apiicação Usando este caso como exemplo explique a relação entre utilização de disco e IOPS Information Classification General Armazenamento de Dados O Data Storage Whatsapp 5588988164309 ATENÇÃO FUNDAMENTEI OS TEXTOS COM CONHECIMENTOS DE LIVROS E ARTIGOS RETIRADOS DA INTERNET PORQUE VOCÊ FALOU QUE FARIA O TEXTO FINAL BASTA MODIFICAR ALGUMAS PALAVRAS 1 Por que o RAID 1 não substitui um backup Breve explicação O RAID É uma tecnologia que cria um subsistema de armazenamento de dados que é composto por vários discos individuais podendo ser HD ou SSD O RAID serve como um sistema de confiabilidade oferendo redundância Isso acontece porque cada dado é gravado em todos os discos que compõem o sistema Assim se algum disco falhar o outro garantirá que o sistema continue funcionando normalmente O RAID 1 é o nível mais simples de implementação dessa arquitetura e cria o espelhamento de disco Ele faz com que o usuário enxergue metade dos discos usados pela máquina Ou seja em uma máquina com RAID 1 usando 4 discos apenas 2 serão visíveis Essa arquitetura não traz nenhum ganho de desempenho pelo contrário O fato de um mesmo dado ter que ser gravado em múltiplos discos causa uma ligeira queda na performance Na leitura porém a história é diferente Os dados podem ser acessados simultaneamente pelos discos garantindo pelo menos o dobro da velocidade de leitura quando comparado a um computador sem espelhamento Portanto vale ressaltar que o RAID 1 é um sistema que foi pensado para garantir disponibilidade para uma máquina Com dados replicados ele impede que uma máquina fique parada em caso de defeito de disco Quando uma falha acontece o administrador é avisado que foi encontrado um problema e imediatamente o disco espelhado é ativado Com isso o suporte pode corrigir o erro sem que a máquina tenha que ser desligada e o serviço interrompido Seu principal uso é em empresas com servidores dedicados e em sistemas de alto risco como gerenciador de hospitais por exemplo que não podem experimentar indisponibilidade de software Resposta O RAID não substitui o bom e velho backup uma vez que o sistema não resiste a falhas simultâneas nos discos Por exemplo se há uma queda de energia uma contaminação por ransomware ou um erro operacional do sistema os dados podem ser perdidos permanentemente 2 Pesquise o RAID 6 e seu segundo cálculo de paridade Resposta A proteção RAID 6 protege dados contra perda devido a uma falha de unidade de disco ou devido a dano em um disco A proteção RAID 6 protege até duas falhas de unidade de disco Se mais de duas unidades de disco falharem será necessário restaurar os dados a partir da mídia de backup Logicamente a capacidade de duas unidades de disco é dedicada ao armazenamento de dados de paridade em um conjunto de paridades No entanto na prática os dados de paridade são distribuídos entre várias unidades de disco O número mínimo de unidades de disco em um conjunto de paridades é 4 O número máximo de unidades de disco em um conjunto de paridades é 18 Quando o conjunto de paridades do RAID 6 é iniciado todas as unidades de disco Information Classification General contêm paridade A restauração de dados em um conjunto de discos que possui unidades de disco com proteção por paridade de dispositivo pode levar mais tempo do que em um conjunto de discos que contém apenas unidades de disco não protegidas O algoritmo Reed Soloman e o multiplicador de campo finito de hardware são utilizados para criar as faixas de dados de paridade em um conjunto RAID Esses recursos aprimoram o desempenho e a funcionalidade A quantidade de processamento necessária para fornecer proteção de dados Este fator se baseia nos tipos de RAID que exigem cálculo de paridade como o storage RAID 5 e o RAID 6 O cálculo de paridade é um processo que exige uso intenso de computação e requer que o storage de armazenamento de dados dedique parte de sua energia de processamento à execução desses cálculos em vez de simplesmente enviar e receber dados de um aplicativo Para cada operação gravada o storage RAID 5 exige operações adicionais de leitura bem como de processamento para calcular a paridade antes de enviar a solicitação de gravação de dados ao disco O storage RAID 6 deve fazer isso duas vezes por exigir o cálculo de dois valores de paridade diferentes Além disso o storage RAID 6 deve executar esses cálculos de paridade em ordem sequencial uma vez que a segunda paridade deve incluir o cálculo da primeira no seu próprio processo Em síntese o RAID 6 conjunto distribuído com paridade distribuída dupla estende o conceito de RAID 5 ao uso de 2 blocos de paridade por camada chamado de N2 Com 16 discos de 1 TB cada a implementação de um RAID 6 seria capaz de hospedar 14 TBs de dados e reservar 2 TBs de espaço para paridade As implementações de RAID 6 podem tolerar até 2 falhas de unidade ao mesmo tempo sem perda de dados 3 Explique o processo de recuperação de dados em caso de falha da unidade no RAID 5 Resposta O RAID 5 protege os dados com informações de paridade distribuídas em todos os discos do membro Os dados podem ser recuperados a partir de discos restantes se um disco falhar Quando um único disco em uma matriz de disco do RAID 5 falhar o status da matriz de disco será alterado para Degradado A matriz de disco permanece funcional pois os dados no disco com falha podem ser reconstruídos usando a paridade e os dados nos discos restantes Se um disco de peça de reposição estiver disponível o controlador poderá reconstruir os dados no disco automaticamente Se um disco de peça de reposição não estiver disponível você deverá substituir o disco com falha e em seguida iniciar uma reconstrução Esse é o passo a passo para iniciar uma reconstrução 1 Executar o utilitário iprconfig digitando iprconfig 2 Selecionar Trabalhar com recuperação de unidade de disco 3 Selecionar Reconstruir dados da unidade de disco 4 Selecionar os discos que deseja reconstruir em seguida pressionar Enter 5 Para reconstruir os dados pressionar Enter Se você não desejar reconstruir os dados digitar q para cancelar 4 Quais são os benefícios de usar o RAID 3 em um aplicativo de backup Resposta O RAID 3 consiste em segmentação em nível de byte Ele distribui os dados em vários discos O bit de paridade gerado para cada seção do disco e armazenado em um disco dedicado diferente Este nível supera a falha de um único disco O backup em Information Classification General RAID traz grandes vantagens para o negócio A empresa terá informações mais confiáveis que podem ser salvas em um ambiente protegido contra falhas de hardware e software Além disso a velocidade de leitura é ampliada diminuindo o tempo necessário para o acesso a dados Em políticas de backup tais fatores são cruciais Quando problemas em sistemas críticos ocorrem a empresa deve possuir meios para recuperar os seus registros em um prazo curto diminuindo a indisponibilidade de seus sistemas internos Assim o impacto causado pelas falhas será o menor possível 5 Discuta o impacto de IOs aleatórios e sequenciais em diferentes configurações de RAID Resposta IOPS é uma abreviação para InputOutput per Second ou operações de entrada e saída por segundo é utilizado para medir performance em dispositivos de armazenamento como drives de discos drives SSD e Storages Sua importância para os projetos de TI é que ele indica quantas operações de leitura e escrita o dispositivo é capaz de realizar por segundo e essa quantidade impacta diretamente na performance das aplicações Novos HDDs Hard Disk Drives ou discos rígidos tem sido vendidos com cada vez mais capacidade de armazenamento e podem dar a sensação de que precisamos ter menos quantidade de HDs para compor uma solução pois podemos obter mais espaço em disco com menos drives físicos Mas um determinado ambiente precisa de uma determinada performance e só é possível alcançar a performance adicionando a quantidade de discos adequada daí a importância de saber quantos IOPS são necessários para executar em um ambiente principalmente em Datacenters e ambientes virtualizados Podemos somar a performance de vários discos usando RAID Redundant Array of Independent Disks Por exemplo com RAID 0 zero em dois discos de 7200 RPMs os dados são distribuídos em ambos os discos por igual isso permite atingir a velocidade de até 150 IOPS que seria alcançada apenas com um disco de 15000 RPMs e o custo de aquisição para a mesma quantidade de espaço pode ser menor usando discos de 7200 RPMs Claro que não recomendamos usar RAID 0 numa aplicação crítica mas RAID 5 ou RAID 10 são perfeitamente aceitáveis obtendo um nível de segurança e performance adequados Para exemplificar calculamos abaixo 2 cenários semelhantes com RAIDs e tipos de discos diferentes Os dois cenários apresentados são bem parecidos em espaço disponível e performance mas a chance é que o cenário 1 com 6 discos de 7200 RPMs tenha um preço bem mais acessível do que o cenário 2 com 4 discos de 15000 RPMs Existem outros fatores a serem considerados 6 discos consomem mais energia geram mais calor e tem maior probabilidade de quebra do que 4 discos mas o RAID 10 utilizado é mais seguro Em um projeto de poucos servidores o cenário 1 é sem dúvida mais vantajoso já em um projeto com dezenas de servidores o cenário 2 deve ser considerado pelos outros ganhos em eficiência 6 Um aplicativo tem 1000 usuários pesados em um pico de 2 IOPS cada e 2000 usuários típicos em um pico de 1 IOPS cada Estima se que o aplicativo também sofra uma sobrecarga de 20 para outras cargas de trabalho A proporção de leituragravação para o aplicativo é de 21 Calcule o IOPS corrigido do RAID para RAID 10 RAID 5 e RAID 6 Resposta Information Classification General 1000x22000x1 4000 RAID 1 1000x22000x1 3T RAID 5 1000x22000x1 3997T RAID 6 1000x22000x1 3994T 7 Para a pergunta 6 calcule o número de unidades necessárias para suportar o aplicativo em diferentes ambientes RAID se unidades de 10 K RPM com uma classificação de 130 IOPS por unidade forem usadas 8 Qual é o tamanho da faixa de um conjunto RAID 5 de cinco discos com um tamanho de faixa de 32 KB Compare o com o tamanho da faixa de uma matriz RAID 0 de cinco discos com o mesmo tamanho de faixa 9 Um aplicativo especifica um requisito de 200 GB para hospedar um banco de dados e outros arquivos Ele também especifica que o ambiente de armazenamento deve suportar 5000 IOPS durante suas cargas de trabalho de pico Os discos disponíveis para configuração fornecem 66 GB de capacidade utilizável e o fabricante especifica que podem suportar no máximo 140 IOPS O aplicativo é sensível ao tempo de resposta e a utilização do disco além de 60 por cento não atende aos requisitos de tempo de resposta Calcule e explique a base teórica para o número mínimo de discos que devem ser configurados para atender aos requisitos do aplicativo 10 O tamanho médio de ES IO em uma aplicação é de 64 KB As seguintes especificações estão disponíveis no fabricante do disco tempo médio de busca 5 ms 7200 RPM e taxa de transferência 40 MBs Determine o IOPS máximo que pode ser executado com este disco para a aplicação Usando este caso como exemplo explique a relação entre utilização de disco e IOPS Resposta O cálculo de IOPS é feito a partir da soma de dois dados a Rotational Latency que é o tempo de espera até o disco chegar no ponto no qual o dado será lido e a Seek Latency tempo de deslocamento da cabeça de leitura até um ponto específico no HD O IOPS é o resultado alcançado ao dividir mil por essa soma Para um HDD comum com Rotational Latency de 5 ms e Seek Latency de 5 ms por exemplo teremos 1000 7954 75 IOPS