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IP Storage Area Networks 2
HDDDesde 1980
densidade: + 7 ordens de grandezapreço: - 5 ordens de grandezapreço de storage systems: - 2.5 ordensmais barato que papel e filme, menos que fita
Lei de Moore:número de transistores duplica a cada 1.5 anodensidade de HDD dobra a cada 1 ano
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Histórico1960: controle direto pela CPU1964: controlador
independente da CPUassíncronobuffer / cache
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RAID1990: RAID
Redundant Array of Inexpensive DisksRAID-0: striping (sem redundância)RAID-1: espelhamento (c/ ou s/ duplexação)RAID-5: striping + paritypoint-in-time copy (virtual ou real)mirroring/continuous copy (síncrono/assíncrono)
IP Storage Area Networks 5
IP IP IP IP
Application
DBMS / FS
Device Driver
Application
DBMS / FS
Device Driver
Stor.Control.
RAID Control.
Stor.Control.
RAID Control.
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BackupFita MagnéticaLAN-based: HDD <-> HDDIncrementalFile-DifferentialSAN
IP Storage Area Networks 7
Network-Attached Storage (NAS)
PCs: Client / ServerLANs: Novell NetWare (PCs), NFS (Unix)Ethernet + TCP/IP: padrãoSCSI (Small Computer System Interface)
IP Storage Area Networks 8
IP IP IP IP
Application
FS Client
Application
DBMS / FS
FS Server
Device Driver
Stor.Control.
RAID Control.
Application
FS Client
LAN LAN
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SCSIPadronização
definição claraprotocolo modular e em camadasqueuing, overlapping
Implementação: Paralelalimita número de dispositivoslimita distânciagerenciamento por hostdificulta compartilhamento
IP Storage Area Networks 10
Storage Area Networks (SAN)
CaracterísticasHardware separadoRede separada
Característicassegurançaperformanceescalabilidadegerenciamento (independente)distânciaaproveitamento de recursos
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IP IP IP IP
Application
DBMS / FS
Stor.Control.
RAID Control.
SAN SAN
Application
DBMS / FS
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Requisitos SANAlta largura de bandaInfra-estrutura escalável(distância, número de nós)
Confiável: dados em ordemSegura contra ameaçasGerenciamento: rede e storageAlta performance ponto a ponto
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Implementações non-IPFibra Ótica, SSA, HIPPIFibra
2 Gbps, baixa latência, alta vazãoFCP: SCSI para fibra
Vantagens:frame-basedcredit-based congestion controlzero-copy send/receive
Desvantagens:< 100kmnão seguronova estrutura físicainteroperabilidade entre fabricantes
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IP SANsTCP/IP + EthernetGigabit, 10-GigabitEscalabilidadeSegurançaProtocolo “maleável”
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IP IP
IP SAN IP SAN
Application
DBMS / FS
Stor.Control.
RAID Control.
Application
DBMS / FS
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TCP/IPApplication
FTP SMTP iSCSI SNMP DHCP
Transport TCP UDP
Network IP
Data-LinkPhysical
Ethernet SONET
FDDI
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Vantagens / DesvantagensVantagens
anos de refinamentoconfiabilidade
Desvantagenschecksum fraconão tem remote DMA
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IP SAN ManagementDNS+TCP port+SCSI device+SCSI port
worldwide naming
SLP (Service Location Protocol)descoberta de recursos em rede IP
ICMP, SNMP, SMImonitoramento, diagnósticos
DiffServ, RSVP/IntServ, MPLSQoS
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DiscoveryEquipamento local: buscaStatic
endereços dos targets conhecidos a priori
MulticastSLP provê registro e multicast
In-Bandrede IP conhecida a priori, protocolo acha na rede
SNMPSNMP/MIB: unicast/multicast
Storage Resource Server DiscoveryDiretórios
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Monitoramento & Configuração
SMIdescreve e nomeia entidades
SNMPtransfere objetos SMI (via MIB)
SNIA CIMnovo padrão
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SegurançaEavesdropping
escuta passiva
Impersonationativa, modifica dados
Padrões: TLS, Kerberos, IPSecIPSec
3DES: 10 Gbpskey management: IKEMessage Authentication Code (MAC)mecanismo antireplay
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StandardsiSCSI, FCIP, iFCPSCSI sobre: UDP, IP, EthernetiSCSI: SCSI sobre TCP
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iSCSISessão
1 ou mais sessões TCP (vazão e redundância)número de sequência
Loginpara cada sessão TCP: autenticação, parâmetros operacionais (n. conexões, etc.)
Gerenciamento de Errosfalha de sessãofalha de transmissão (CRC próprio)muitos outros casos
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PerformanceProblemas
TCP overheadsockets não permitem zero-copytransferências por frame
Testesgargalo: CPU
interrupt overhead: framingTCP copy-and-checksum
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CaminhosModificação no nível da Ethernet
9kb Jumbo framestransmissão zero-copyTCP/IP offload
Interface iSCSI
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BibliografiaR.J.T.Morris, B.J.Truskowski, “The Evolution of Storage Systems”, IBM Systems Journal 42, n. 2, 205-217, 2003P.Sarkar, K.Voruganti, K.Meth, O.Biran and J.Satran, “Internet Protocol Storage Area Networks”, IBM Systems Journal 42, n. 2, 218-231, 2003
