Počítačové sítě a operační systémy C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png Jaromír Plhák, 16.3.2018 PB169 Počítačové sítě a operační systémy Jaromír Plhák xplhak@fi.muni.cz I/O systém Vnější paměti • Jsou heterogenní – různé normy´+ výjimky Každý výrobek stejného typu se ovládá unikátně – řeší to OS na úrovni služeb Heterogenita skryta ve spolupráci s řadičem Chceme, aby IO operace probíhaly současně s prací procesoru C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Hardware (1) •HW pro I/O je značně rozmanitý •Existují však určité běžně používané prvky –Port –Sběrnice (bus) –Řadič (host adapter, controller) •I/O zařízení jsou řízena I/O instrukcemi –IN, OUT - Port – identifikovatelné místo v architektuře počítače, který reprezentuje místo, na které je připojena periferie -Sběrnice – základní komunikační systém pro přenos informací -Řadič – aby se připojení přizpůsobilo instrukčnímu repertoáru – je ovládáno pomocným procesorem = řadič, který vyváží na sběrnici registry, do kterých se zadávají příkazy nebo data -I/O instrukce – pro ovládání přenosů: dodat data na port, odebrat data z portu, získat informaci, zda je periferní operace hotova C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Hardware (2) •Adresy I/O zařízení –Uváděné přímo v I/O instrukcích (např. IN AL, DX : DX port, AL získaný bajt) •I/O se mapuje na přístup k paměti (např. grafická karta, videopaměť) •Základní způsoby ovládání I/O –Polling, programované I/O operace •Aktivní čekání na konec operace –Přerušení –DMA • -Buď mají samostatný adresový prostor (neudávají se adresy ve FAP ale řeší se přes porty) -I/O porty jsou skryty vůči procesoru. Ve FAP se rezervuje škála adres, kt. Slouí jako přístupové cesty k I/O zařízením. Nají speciální vstupně výstupní instrukci a používá klasickou memory reference -Například operace STORE – ulož obsah registru na nějakou adresu -Polling – periferní zařízení zahájí činnost a busy waiting (nelze u multitaskingu) C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Rozmístění I/O portů v PC C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Techniky provádění I/O •Programovaný I/O (busy-waiting) –Opakovaně se ptám na stav zařízení •Připraven / Pracuje / Chyba •I/O řízený přerušením –Zahájení I/O pomocí I/O příkazu –Paralelní běh I/O s během procesoru –I/O modul oznamuje přerušením konec přenosu •Direct Memory Access (DMA) –Kopírování bloků mezi pamětí a I/O zařízením na principu kradení cyklů paměti –Přerušení po přenosu bloku (indikace konce) • - Vydání I/O instrukce a doptávání, zda už je konec -Driver říká – dělej si co chceš a až skončí I/O operace, domluvíme se co dál C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Přerušení •Přerušení obsluhuje ovladač přerušení (kód OS) •Maskováním lze některá přerušení ignorovat nebo oddálit jejich obsluhu •Patřičný ovladač přerušení se vybírá přerušovacím vektorem –Některá přerušení nelze maskovat –Přerušení mohou být uspořádána podle priorit •Přerušení se používá i pro řešení výjimek (nejsou asynchronní) • -řadič po spuštění I/O operace předá řízení dispečeru, po přerušení se zavolá jádro OS, které vyhodnotí, že se jedná o periferní přerušení. zjistí, která periferie přerušení způsobila a aktivuje se příslušný řadič, který vyhodnotí, zda operace již skončila. Pokud neskončila, pokračuje se v přenosu, pokud skončila mohou být procesy, které čekali na tuto periferní operaci zařazeny mezi připravené -Musí být zachována možnost obnovit instrukci (využití PCB) C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 DMA •Přímý přístup do paměti (Direct Memory Access) –Nahrazuje programovaný I/O při velkých přesunech dat –Vyžaduje speciální DMA řadič –Při přenosu dat se obchází procesor, přístup do paměti zajišťuje přímo DMA řadič –Procesor a DMA soutěží o přístup k paměti • -Krade cykly na sběrnici (má prioritu vyšší než procesor) -Relativně nákladné zařízení -Implementuje se do řadiče, kt. Je schopen manipulovat s několika periferiemi – vzniká I/O kanál -Ne každá periferie má vlastní DMA řadič (například více diskových jednotek může mít společný) C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Aplikační rozhraní I/O •Jádro OS se snaží skrýt rozdíly mezi I/O zařízeními a programátorům poskytuje jednotné rozhraní •Dále vrstva ovladačů ukrývá rozdílnost chování I/O řadičů i před některými částmi jádra •Některé vlastnosti I/O zařízení –Mód přenosu dat – znakové (terminál) / blokové (disk) –Způsob přístupu – sekvenční (modem) / přímý (disk) –Sdílené/dedikované – klávesnice / páska –Rychlost přenosu – vystavení, přenos, ... –Read-write, read only, write only • -OS definuje služby např. Read/Write – mohu říct, které zařízení má plnit roli standardního vstupu/výstupu a na tuto periferii se zasílají data -Heterogenita je obrovská, vše musím zvládnout pomocí služeb (vidím jednotné API nad jádrem) -Transformace se zajistí pomocí driverů - ovladačů (SW moduly) – ty se také snaží poskytovat jednotné rozhraní C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Bloková a znaková zařízení •Bloková zařízení – typicky disk –Příkazy – read, write, seek –Logický způsob přístupu – obecný I/O nebo souborový systém –Možný přístup formou souboru mapovaného do paměti •Znaková – klávesnice, myš, sériový port –Příkazy – get, put –Nad nimi knihovní podprogramy pro další možnosti (např. řádková editace) • - Jednotky až desítky kbytů - Malé jednotky bytů C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Síťová zařízení •Přístup k nim se značně liší jak od znakových, tak od blokových zařízení –Proto mívají samostatné rozhraní OS •Unix i Windows obsahující rozhraní nazývané „sockets“ –Separují síťové protokoly od síťových operací –Přístup jako k souborům (včetně funkce select) •Existuje celá řada přístupů k síťovým službám –Pipes (roury), FIFOs, streams, queues, mailboxes -Komplexní -Předáváme si zprávy mezi procesy, které jsou v izolovaných prostředích a jsou propojeny komunikačním prostředím s neznámou rychlostí -Při distribuovaném systému nejsme schopni identifikovat procesy (např. pomocí PID). Nelze říct – pošli to procesu 1005 na tom a tom uzlu – ale posílám to do tzv. mrtvé schránky -Socket – mrtvá schránka – existuje domluva, pro jaký učel se saná schránka používá – a ten kdo získává data musí vědět, kam si pro ně chodit a naopak C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Blokující a neblokující I/O (1) •Blokující –Z hlediska procesu synchronní –Proces čeká na ukončení I/O –Snadné použití (programovaní), snadné porozumění (po provedení operace je hotovo to co jsem požadoval) –Někdy však není dostačující (z důvodu efektivity) •Neblokující –Řízení se procesu vrací co nejdříve po zadání požadavku –Vhodné pro uživatelské rozhraní, bufferovaný I/O –Bývá implementováno pomocí vláken –Okamžitě vrací počet načtených či zapsaných znaků • -Blokující – proces je zařazen do fronty čekajících a přesunut do připravených po konci io operace -I pokud nebyla IO dokončena -Umožňuje zjistit dostupnost dat aniž by vytuhl, pokud by dostupná nebyla -Typicky jedno vlákno dělá blokující (načítání z klávesnice) a druhé prekresluje obrazovku -Můžeme teoreticky umožnit aplikaci ovládání IO zařízení napřímo (rnabídneme přímo rozhraní) – výjimečné, většinou si vystačím s read/write C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Blokující a neblokující I/O (2) •Asynchronní –Proces běží souběžně s I/O –Konec I/O je procesu hlášen signály –Obtížné na programovaní, složité používání, ale v případě vhodně promyšleného programu velice efektivní • -Variace na neblokující IO -Signály = proměnná procesu, callback funkcí (předá adresu fuknce, která se spustí po dokončení IO) C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 I/O subsystém v jádru (1) •Plánování –Některé I/O operace požadují řazení do front na zařízení –Některé OS se snaží o „spravedlnost“ •Vyrovnání (vyrovnávací paměti), buffering –Ukládání dat v paměti v době přenosu k/ze zařízení –Řeší rozdílnost rychlosti –Řeší rozdílnost velikosti datových jednotek • -Máme speciální fronty procesů, které čekají na dokončení specifické IO operace -Pomalejší ukládá do bufferu, který je poslán rychlejšímu zařízení najednou a pomalejší mezitím ukládá do alternativního bufferu -Např. zobrazování animované grafiky – nevidíme nehotové obrázky --Sítě – rozbití na malé pakety C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 I/O subsystém v jádru (2) •Caching –Rychlá paměť udržuje kopii dat –Vždy pouze kopii –Caching je klíčem k dosažení vysokého výkonu •Spooling –Udržování fronty dat určených k výpis na zařízení –Pokud zařízení může vyřizovat požadavky pouze sekvenčně –Typicky tiskárna •Rezervace zařízení –Exkluzivita přístupu k zařízení pro proces –Rezervace / uvolnění – volání systému –Pozor na uváznutí (deadlock) • -Podobné jako buffering ale u bufferingu neděláme kopii -Heuristiky předvídají, co má být v cache (část FAP, která se často používá) -Spooling – Simultaneous Peripheral Operations Online -V daném okamžiku může vstupně-výstupní zařízení provádět jen jednu úlohu, a proto jsou při současném přístupu více aplikací k zařízení jejich požadavky řazeny do fronty – například tisková fronta -Mohou si držet zdroje navzájem C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Výkon •I/O je nejvýznamnějším faktorem výkonu celého systému –CPU musí provádět ovladače a programy I/O části jádra –Při přerušení se přepíná kontext –Provádí se kopírování dat –Zvláště významný je síťový provoz • - Ideální je kombinace IO a výpočtů -Síťový provoz – různé rychlosti zařízení C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Příklad – Síťová aplikace • Počet kroků při napsání jjednoho znaku v telnet relaci a podobný počet kroků musí být proveden k zobrazení znaku C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Zvyšování výkonu •Omezujeme počet přepnutí kontextu •Omezujeme zbytečné kopírování dat •Omezujeme počet přerušení tím, že přenášíme delší bloky •Využíváme všech výhod (funkcí) moderních řadičů •Používáme co nejvíce DMA •Všechny komponenty kombinujeme s cílem dosažení co nejvyšší propustnosti –CPU, paměť, sběrnice, I/O zařízení • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Paměťová hierarchie •Primární paměti –Nejrychlejší –Energeticky závislé –Cache, hlavní (operační) paměť •Sekundární paměti –Středně rychlé –Energeticky nezávislé –Také nazývané „on-line storage“ –Flash disky, magnetické disky •Terciální paměti –Levná typicky vyměnitelná média –Pomalé –Energeticky nezávislé –Také nazývané „off-line storage“ –Floppy disky, magnetické pásky, optické disky • -Rychlost přístupu klesá -Cena bitu klesá -Kapacita roste C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Magnetické disky - Několik magnetických kotoučů nasazených na rotující vřeteno -Na jeden povrch jedna hlava plovoucí blízko nad povrchem -5400 – 15000 RPM -Čtení: vystavení hlavy na požadovanou stopu; vyčkání na natočení; zápis/čtení během průchodu C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Struktura disku •Diskové mechanismy se adresují jako velká 1-dimen-sionální pole logických bloků –Logické bloky jsou nejmenší jednotkou přenosu dat •1-dimensionální pole logických bloků je zobrazováno do sektorů disku sekvenčně –Sektor 0 •První sektor na první stopě vnějšího válce –Zobrazování pokračuje po této stopě, potom po ostatních stopách tohoto válce, a potom po válcích směrem ke středu • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Plánování disku (1) •OS je odpovědný za efektivní používání hardware –Pro disky – co nejrychlejší přístup a co největší šířka pásma •Doba přístupu (access time) je dána –Dobou vystavení (seek time) – na válec se stopou s adresovaným sektorem –Dobou rotačního zpoždění – dodatečná doba do průchodu adresovaného sektoru pod čtecí/zápisovou hlavou •Minimalizace doby vystavení –Doba vystavení » vystavovací vzdálenosti –Řeší plánování činnosti disku • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Plánování disku (2) •Rotační zpoždění –Shora omezeno konstantou •Šířka pásma –Počet přenesených bytů / doba od zadání skupiny požadavků do jejich ukončení –Převzatý pojem z telekomunikací • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Plánování disku (3) •Existuje celá řada algoritmů pro plánování přístupu na disk •Příklad – vzorová fronta požadavků na přístup k disku (máme válce 0-199) • 98, 183, 37, 122, 14, 124, 65, 67 • •Hlavička disku vystavena na pozici 53 • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 FCFS •Celkem přesun o 640 válců • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 SSTF (1) •Z fronty požadavků vybírá ten požadavek, který vyžaduje minimální dobu vystavení od současné pozice hlavičky •Shortest Seek Time First algoritmus je variantou algoritmu SJF (shortest job first) –Může způsobit stárnutí požadavků. •Náš příklad vyžaduje přesun o 236 válců C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 SSTF (2) • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 SCAN (1) •Hlavička disku začíná na jedné straně disku a přesunuje se při splňování požadavků ke druhé straně disku. Pak se vrací zpět a opět plní požadavky •Někdy nazývané algoritmus typu výtah •Náš příklad vyžaduje přesun o 208 válců • • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 SCAN (2) • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 C-SCAN (1) •Poskytuje jednotnější čekací dobu než SCAN •Hlavička se posouvá z jednoho konce disku na druhý a zpracovává požadavky. Potom se vrací zpět bez vyřizování požadavků a opět začíná vyřizovat požadavky z prvního konce •Válce považuje za kruhový seznam, který za posledním válcem pokračuje opět prvním válcem • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 C-SCAN (2) • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 C-LOOK (1) •Obdoba C-SCAN, ale hlavička jen potud do kraje, pokud existují požadavky. •Pak se vrací zpět • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 C-LOOK (2) • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Výběr algoritmu •SSTF je přirozený, má přirozené chápání •SCAN a C-SCAN jsou vhodnější pro velkou zátěž disku •Výkon závisí na počtu a typech požadavků •Požadavky na disk mohou být ovlivněny metodami organizace souborů v souborovém systému •Plánovací algoritmus by měl být napsán jako samostatný modul –Možnost záměny plánovacího algoritmu •Častá implicitní volba bývá SSTF nebo LOOK C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Moderní HW •U moderních disků nemusí být známé mapování logických bloků na fyzické adresy •Disku předáme skupinu požadavků a disk si pořadí optimalizuje sám •OS přesto může mít zájem na vlastním řazení požadavků –Priorita I/O operací z důvodu výpadků stránek –Pořadí operací zápisu dat a metadat souborového systému • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Technologie RAID (1) •RAID (Redundant Arrays of Independent (Inexpensive) Disks) –Organizace disků řízená tak, že poskytuje dojem jednoho (logického) disku –S velkou kapacitou a rychlostí díky tomu, že mnoho disků pracuje paralelně –S velkou spolehlivostí, data se uchovávají redundantně, lze je obnovit i po poruše některého z disků • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Technologie RAID (2) •Pravděpodobnost, že některý disk z množiny N disků selže je mnohem vyšší, než pravděpodobnost, že selže jediný disk –N = 100 disků, každý má MTTF = 100 000 hodin (cca 11 let), celý systém bude mít MTTF = 1000 hodin (cca 41 dní) –Techniky na bázi redundance chránící před ztrátou dat jsou pro systémy s velkým počtem komponent (disků) kritické •Původní záměr –Levná alternativa nahrazující velké drahé disky –„I“ je interpretováno jako „independent“ • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID – zvýšení spolehlivosti (1) •Redundance –Nadbytečnost, doplňková informace použitelná pro obnovu informace po poruše (disku) •Zrcadlení (stínování), Mirroring (shadowing) –Každý disk je duplikován, 1 logický disk je tvořen 2 fyzickými disky –Každý zápis se provede na obou discích, čte se z jednoho disku (s kratší dobou vystavení) –Jestliže se jeden disk porouchá, data jsou k dispozici na druhém disku • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID – zvýšení spolehlivosti (2) •Zrcadlení (pokr.) –Ke ztrátě dat dojde při výpadku obou disků, když zrcadlový disk selže dříve, než se systém opraví –Průměrná doba do ztráty dat závisí na průměrné době do poruchy a průměrné doby opravy –Např. MTTF = 100 000 hodin, průměrná doba opravy 10 hodin, dává u zrcadlené dvojice disků průměrnou dobu ztráty dat 100 0002 / (2 * 10) = 500*106 hodin (čili 57 000 let), když budeme ignorovat požáry apod. • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID – zvýšení výkonu •Dva hlavní cíle paralelismu v diskových systémech –Zvýšení propustnosti vyvážením zátěže malými přístupy –Paralelizace velkých přístupů s cílem zkrácení doby odpovědi •Zvýšení přenosové rychlosti paralelním zápisem do více disků (dělení, striping) –Bit-level striping –Blok-level striping • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID – Bit-level striping •Dělení bitů každého bytu mezi samostatné disky •V poli 8 disků se zapisuje bit i každého bytu na disk i •Čtení dat probíhá 8krát rychleji než z jednoho disku •Vystavení je delší než v případě jednoho disku •Dnes se bit-level striping de facto už nepoužívá C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Block level striping •Systém s n disky, blok souboru i se zapisuje na disk (i mod n) + 1 •Požadavky na různé bloky se mohou realizovat paralelně, jestliže bloky leží na různých discích •Požadavek na dlouhou posloupnost bloků může použít všechny disky paralelně • C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID 0 •Žádná redundance, jen souběžnost •Porucha jedno disku znamená ztrátu všech dat C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID 1 2 redundance se dosahuje duplikovanm vsech dat 2 spolehlivost na ba zi „alesponˇ 1 kopie ze 2 je O.K.”, nejjednoduss obnova disku z druheho disku 2 provad se paraleln zapis, 2 cte se z disku, z ne jz se dosahne nejkrats doby vystaven 2 50% kapacity disku je redundance, vysoka cena vhodne pro kriticke aplikace z hlediska ztra ty dat C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID 2 a 3 • RAID 2, Error-Correcting Coding X netypicka , rdce pouzvana implementace X zalozena na ba zi prouzkovan bitu X podpora spolehlivosti opravnymi Hammingovymi ko dy v prostred s velkym vy skytem diskovy ch poruch (oprava 1b chyb, detekce 2b chyb) 2 RAID 3, Bit-Interleaved Parity X netypicka , rdce pouzvana implementace X prouzkovan na u rovn bytu s dedikovanym paritnm diskem X IO operace adresuj najednou vsechny disky, resen soucasny ch na sobny ch pozadavku nelze prekry vat, raciona lne pouzitelne pro monouzitelske prostred s aplikacemi s dlouhymi za znamy X v soucasnosti plne nahrazeno kongurac RAID 5 C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID 4 •Občas používaná implementace na bázi proužkování bloku –Analogie RAID 0 s paritním diskem –Parita pomocí XOR obcas pouzvana implementace na ba zi prouzkovan bloku analogie RAID 0, doplneny je disk s paritn informac X parita { XOR pres vsechny bloky ,,v jednom radku", oprava pri vypadku jednoho datoveho disku viz RAID 3 X na obr. je 20% kapacity disk u redundance X pokud se vyskytuje hodne maly ch bloku , coz je caste v multitaskingovem multiuzivatelskem prostred paritn disk je z hlediska propustnosti u zky prol, neposkytuje vyhodu proti RAID 5 cten bloku { cte se pouze 1 blok s daty 2 cten bloku z vypadleho disku { ctou se dane bloky ze vsech disku vc. paritnho a hodnota cteneho bloky se vypocta pomoc XOR 2 zapis bloku X naivn resen { nacte se n 􀀀 1 blok u, spocte se parita a zapse se zapisovany a paritn blok, tj. manipuluje se s n + 1 bloky X chytrejs resen { precte se prepisovany blok, precte se paritn blok, zapse se blok, zapse se novy paritn blok = P°uvodn´ıHodnotaBloku XOR Nov´aHodnotaBloku XOR Pu° vodn´ıHodnotaParitn´ıhoBloku (4 diskove operace) X v soucasnosti plne nahrazeno kongurac RAID 5 C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID 5 (1) •Velmi populární implementace RAID na bázi proužkování bloku C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID 5 (2) •Minimum jsou 3 disky (prokládaná data + parita), z které je možno obnovit poškozená data •Proužkovaná je i opravná redundantní informace •Na rozdíl od RAID 4 jsou paritní data rozložena po všech discích •Dosahuje se vyrovnané propustnosti –Doba odezvy je velmi dobrá •Čtení ze všech disku najednou mimo parity, tzn. zrychlení (n – 1) krát •Při zápisu je třeba počítat paritu – hardware na řadiči •Využitá kapacita je (n – 1) krát velikost disku •Zvládne výpadek 1 disku C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 RAID 6 •Proužkování na úrovni bloků •Zabezpečovací informace (opravné kódy) je dělena mezi všechny disky •Obdoba RAID 5 –Ale udrzuje 2krát paritní informaci –Zvládne výpadek dvou disků najednou •Minimum 4 disky •Využitelná kapacita (n – 2) krát kapacita 1 disku C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Cena MB RAM (1981 – 2004) Dnes asi $0.005/MB (16 GB) C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 Cena MB pevných disků (1956 – 2012) • C:\Users\User1\Disk Google\Flash\!!Lektor\Vyuka\PB169\PrezentacePrednasky\img\HDDFlashOverTime-e1413925002924.png C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 SSD disky (1) •Solid-state drive •Neobsahuje pohyblivé mechanické části –Nižší spotřeba elektrické energie •Pro uložení použita • flash paměť C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 SSD disky (2) •Čip na rozhraní emuluje rozhraní používaná pro pevné disky (typicky SATA) •Nižší čas pro získání dat –Mikrosekundy místo milisekund •Vyšší rychlosti čtení •Nehlučné •Méně náchylné na otřesy –Výhoda zejména v přenosných počítačích C:\Users\xplhak\Desktop\filogo.png PB169 Počítačové sítě a operační systémy Snímek ‹#› z 54 SSD disky (3) •Omezená životnost maximálním počtem zápisů do stejného místa –Přibližně 100 000 zápisů –Ale rovnoměrně se rozkládá •Vyšší cena •Některé OS (Windows) k nim obvykle přistupují díky kompatibilitě jako k normálním pevným diskům a tak dochází k degradaci jejich výkonu