La componente tecnologica dei. sistemi informativi. Architettura hw. Componenti di una architettura hw

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1 Informatica o Information Technology La componente tecnologica dei sistemi informativi m. rumor Architettura del Sistema tecnologico Sistema tecnologico: insieme di componenti connessi e coordinati che realizzano gli obiettivi (applicativi) voluti L architettura del sistema è la struttura di tale insieme, garantisce connessione e coordinamento dei vari componenti. Architettura hw Componenti di una architettura hw Server Storage I/O rete Storage DAS Dischi magnetici Nastri magnetici CD/DVD rete carta

2 DAS Direct Attached Storage NAS soluzione tradizionale ancora la più diffusa rete NAS Network Attached Storage dispositivo dedicato alla gestione dei dati connesso direttamente alla rete lo storage non è più parte del server NAS consente la centralizzazione dei dati aumenta scalabilità (volume di dati) migliora disponiblità del sistema (se è realizzato con tecniche adeguate, altrimenti diventa un punto critico) rete sottorete Storage Area Network sottorete ad alta velocità che connette i dispositivi di storage tra loro ed a un server (o ad un cluster di server, o a più server) separata dalle rete usata dagli utenti

3 consente la centralizzazione dei dati aumenta scalabilità (volume di dati) migliora disponiblità del sistema consente operazioni di back up senza generare traffico sulla rete consente operazioni di backup dirette tra i componenti la sottorete (serverless backup) può avere installazione remota Caratteristiche Fibre Channel switch Fibre Channel: ANSI standard comunicazioni molto veloci (tipico 2 Gb, in preparazione 10GB) su fibra multi o monomodo SWITCH SWITCH sottorete ROUTER sottorete SWITCH con collegamenti ridondati NAS e Possono coesistere Un NAS può esser realizzato con un rete NAS SWITCH sottorete

4 i dischi sono componente fondamentale delle architetture viste (architetture datacentriche) rappresentano elemento critico dell architettura devono essere quindi realizzati in modo da non penalizzare il livello di disponibilità del sistema Redundant Array of Inexpensive (Independent) Disks insieme di hard disk drive che si comportano come un unico (grande) hard disk sicurezza disponibilità prestazioni capacità sicurezza la ridondanza consente di non avere perdita di dati anche in caso di rottura di uno (o anche più) dischi senza dovere effettuare restore (eccetto raid - 0) aspetto molto importante ha contribuito fortemente al successo dei raid disponibilità il sistema è fault tolerant si ripara senza down time (hot plug disk) affidabilità di un sistema MTBFs= 1/(1/MTBF1+ 1/MTBF /MTBFn) quindi nel l affidabilità diminuisce fault tolerance e riparabilità elevano la disponibilità

5 Inherent availability MTBF/(MTBF+MTTR) MTTR mean time to repair (o replace) Operational availability MTBM/MTBM+MDT) MTBM mean time between maintenance (tiene conto anche della manutenzione preventiva) MDT medium down time MTTR => 0 e MDT => 0 prestazioni sono incrementate attraverso il parallelismo (accesso contemporaneo ai dischi dell array) vi è differenza fra prestazioni in read ed in write livelli -0 senza ridondanza, striping -1 con ridondanza, mirroring.. -5 con ridondanza, striping e Combinazioni: multiple level mirroring l informazione è duplicata su due dischi fisici duplexing come mirroring ma con due controller distinti striping byte striping block striping l informazione è divisa in parti e ciascuna parte viene scritta in un disco diverso per leggere l informazione si devono leggere tutti i dischi il dato viene diviso in N parti (striping) si calcola una N+1esima parte (ridondanza) di modo che se si perde una qualsiasi delle N parti questa può essere ricostruita legata al parallelismo

6 DISK 1 Record 1 (blocks 1,5) Record 2 (block 3) Record 4 (block 2) Record 1 (blocks 2,6) Record 2 (block 4) Si utilizza l operatore XOR Record 4 (block 3) CONTROLLER DISK 2 DISK 3 Record 1 (blocks 3) Record 2 (block 1) Record 3 Record 1 (blocks 4) Record 2 (block 2) Record 4 (block 1) DISK 4 proprietà dell operazione XOR A xor B xor B = A in un l informazione I viene divisa in 4 (N) parti I1,I2,I3,I4 se una qualsiasi delle 5 parti viene perduta può venire ricalcolata con operazione xor a partire dalle parti rimaste si calcola la parità Ip = I1 xor I2 xor I3 xor I4 che viene anch essa scritta su disco hardware l array è controllato da un hardware dedicato (interno od esterno) software l array è controllato dal processore di sistema con un software specifico (di solito implementato a livello del S.O.) Le prestazioni della soluzione software sono inferiori soprattutto per i livelli con striping e (-5) -0 senza ridondanza, striping prestazioni, capacità, bassa sicurezza e disponibilità -1 con ridondanza, mirroring prestazioni, capacità, sicurezza, disponibilità, elevato costo -5 con ridondanza, striping e prestazioni, capacità, sicurezza, disponibilità

7 backup copia dei dati su di un secondo supporto da utilizzare nel caso il primo supporto si guasti recovery backup necessario sempre anche in presenza di nastro magnetico magnetic tape tape elevato volume di dati costo trasportabilità backup tape library tape autoloader gestiscono un insieme di tape consentono di rendere automatico il backup autolader a partire da 6 tape (salvataggio settimanale) library fino a oltre 100 TB su centinaia di slot e decine di drive computer cluster insieme di computer che lavora come un unico computer parallelo possono condividere risorse i computer si chiamano nodi da 2- node clusters a multi-node clusters computer cluster scalabilità aggiungendo nodi (prestazione) disponibilità per raggiungere alta disponibilità > % il cluster è fault tolerant (meccanismo di takeover) computer cluster Configurazione minima 2 nodi idle standby - mutual takeover failover failback hearbeat varie implementazioni Beowolf (cluster di PC con Linux) MS Wolfpack, MS Server cluster (per server Windows)

8 99 99,1 99,2 99,3 99,4 99,5 99,6 99,7 99,8 99,9 100 disponibilità