Informe Estructura en el dispositivo Asignación de espacios

Fecha: 25/05/19

Nombres y apellidos integrante:

Anyi Katerine David Castro

Daniel Yesid Duque Giraldo

1041203180

ID Integrante:

1152694699

Módulo: Sistemas operativos

Unidad: Administración de la información.

Actividad: Reconociendo lo aprendido unidad 3.

Tarea: Informe

Estructura en el dispositivo

Asignación de espacios

Recuperación y fallos

INSTRUCCIONES:

1:Realice un esquema, de cómo se estructura cada bloque de información sobre varios discos bajo RAID niveles 0, 1 y 5. Para cada uno de estos niveles, indique el efecto que su empleo tendría en cuanto a espacio total, velocidad de acceso, confiabilidad (tenga en cuenta leer el apéndice C del documento “Fundamentos sistema operativo”).

2:Desarrolle la siguiente pregunta: ¿Cuál es el tamaño máximo de archivo que podrá manejar este sistema de archivos? Partiendo del siguiente sistema de archivos basado en asignación indexada; cada cluster mide 4.096 bytes, y el apuntador a un bloque requiere 32 bits (4 bytes). Dados los metadatos que van a almacenarse en el i-nodo del archivo, dentro del i-nodo principal puede guardar 24 apuntadores directos, y está considerando permitir indirección sencilla y doble.

Describa el funcionamiento de un sistema de archivos con bitácora (journaling file system). y responda la siguiente pregunta ¿Cómo nos asegura que el sistema se mantendrá consistente después de una interrupción abrupta del suministro eléctrico?

Desarrollo de la actividad

Esquemas

El primer nivel de RAID brinda una ganancia tanto en espacio total, dado que presenta un volumen grande en vez de varios discos más pequeños (simplificandolatareadeladministrador) como de velocidad,dado que las lecturas y escrituras al volumen ya no estarán sujetas al movimiento de una sola cabeza, sino que habrá una cabeza independiente por cada uno de los discos que conforman al volumen.

Este tipo de RAID se utiliza para dotar al sistema de una mayor velocidad. La información se escribe en los discos duros en paralelo, un bit en uno, un bit en otro, de manera que se amplía mucho el ancho de banda. por ejemplo supongamos que nuestro equipo tiene una capacidad de recibir datos a 100 MB/s, pero nuestros discos tienen una velocidad de transmisión de 50 MB/s cada uno. Utilizando un RAID0 logramos prácticamente alcanzar esos 100 MB/s ya que el sistema va escribiendo, como hemos dicho antes, un bit en cada disco duro de manera alternativa.

La confiabilidad del volumen, sin embargo, disminuye respecto a si cada uno de los discos se manejara por separado: basta con que uno de los discos presente daños para que la información contenida en el volumen se pierda. Un arreglo RAID nivel 0 puede construirse con un mínimo de dos discos.

 

Éste tipo de RAID se utiliza cuando se quiere tener una mayor preservación de los datos, pues su finalidad es que si uno de los dos discos duros se estropea no se pierde ningún dato, y podremos fácilmente reemplazar el disco duro averiado por otro y reconstruir el RAID. Se utiliza para salvaguardar datos importantes, básicamente, pero no ganamos nada de velocidad.

El modo de funcionamiento del RAID 1 se llama “mirroring” o “de espejo” pues lo que se hace es escribir los mismos datos en ambos discos duros de manera simultánea, es decir, un disco es una copia exacta del otro.

La consecuencia en este caso, es que la grabación de datos es más lenta, pues es realizada dos veces. Sin embargo, la lectura de esa información es más rápida, pues puede ser accedida de dos fuentes.

Esta configuración de RAID necesita al menos dos discos para funcionar, y sus capacidades no se suman como en el caso del RAID 0, sino que se crea en base al espacio disponible del disco más pequeño. Esto es debido a que, dado que los datos se duplican exactamente en cada disco, el disco más pequeño no podría alojar los datos del más grande, por lo que el conjunto se adapta a la capacidad del disco más pequeño. Por lo tanto, si vas a crear un RAID 1 con un disco de 2 TB junto a uno de 500 GB, el resultado será un conjunto RAID 1 de 500 GB, tomando como referencia la capacidad del más pequeño.

El RAID 5 divide los datos en bloques de información que distribuye de forma equitativa entre los diferentes discos, y añade un bloque de paridad (algo así como una copia de seguridad de los datos que contiene cada bloque de datos) en un disco diferente, en el que se incluye información de los bloques que ha distribuido. De ese modo, si uno de los discos que forman la matriz falla, el sistema se mantiene activo uniendo los datos de los diferentes bloques distribuidos en el resto de discos, y recupera los fragmentos que faltan del disco que ha fallado del bloque de paridad de esos datos.

El espacio total de un RAID 5 es el espacio de todos los discos duros menos 1, es decir, si vamos a usar 4 discos duros de 4 TB el espacio total será de 12 TB. La mejora de velocidad de lectura es también X-1 veces el número de discos usados. En el ejemplo anterior, por ejemplo, sería de 3 veces más.

A la excelente tolerancia a los fallos del RAID 5 se le une la posibilidad de acelerar la velocidad de lectura y escritura, siempre que los datos que se soliciten se encuentren en diferentes discos, por lo que este incremento del rendimiento no es una constante.

• solución ¿Cuál es el tamaño máximo de archivo que podrá manejar este ​sistema de archivos?

Suponiendo magnitudes típicas hoy en día (clusters de 4 KB y direcciones de 32 bits),en un cluster vacío caben 128 apuntadores (4 096 /32 ) si los metadatos ocupan 224 bytes en el i-nodo, dejando espacio para 100 apuntadores: Un archivo de hasta (100−3)×4 KB = 388 KB puede ser referido por completo directamente en el i-nodo,y es necesario un sólo acceso a disco para obtener su lista de clusters. Un archivo de hasta (100−3+128)×4 KB =900 KB puede representarse con el bloque de indirección sencilla,y obtener su lista de clusters significa dos accesos a disco adicionales. Con el bloque de doble indirección, puede hacerse referencia a archivos mucho más grandes: (100−3+128+ (128×128))×4 KB = 66 436 KB ≈65 MB Sin embargo, a estas alturas comienza a llamar la atención otro importante punto: para acceder a estos 65MB es necesario realizar hasta 131 accesos a disco. A partir de este punto, resulta importante que el sistema operativo asigne clusters cercanos para los metadatos (y, de ser posible, para los datos), pues la diferencia en tiempo de acceso puede

ser muy grande.

Un cluster es el tamaño mínimo de almacenamiento de disco duro, esto significa que, si lo vamos a almacenar en un fichero, este se aloja en un cluster donde solo va estar el, pero si el archivo ocupa más espacio se deben de utilizar mas cluster, pero en ningún momento compartirá cluster con otro fichero del sistema.

El tamaño del cluster delimita el tamaño mínimo que ocupará un fichero en el disco duro. Por ejemplo si el tamaño de asignación del cluster es de 4096 bytes y lo guardamos en un fichero de 1758 bytes, lo que ocupamos en realidad en el disco es un total de 4096 bytes, porque ese es el tamaño de asignación de la partición, por lo tanto se estaría desperdiciando 2338 bytes(4096-1758=2338 bytes desperdiciados). Entre más pequeño es el cluster menos espacio será desperdiciado.

Para poder observar con mayor claridad lo planteado anteriormente vamos a dar un ejemplo en donde el desperdicio es mucho menor:

cluster← 512 bytes ocupa 4 cluster

290 bytes ← pérdida(512*4 = 2048 -1758 = 290 bytes.

Entre más pequeño sea el cluster mayor es la fragmentación del disco.

Al tener dividido el disco en partes más pequeñas la fragmentación es mayor, pero si elegimos un mayor tamaño de cluster la fragmentación se reduce pero desaprovechamos mayor tamaño en disco.

• Describa el funcionamiento de un sistema de archivos con bitácora (journaling file system). y responda la siguiente pregunta ¿Cómo nos asegura que el sistema se mantendrá consistente después de una interrupción abrupta del suministro eléctrico Siga el siguiente formato.

El sistema de archivo por bitácora funciona de manera que constantemente se genere y guarde un registro del siguiente proceso a ejecutar por el sistema de archivos antes que este lo vuelva a hacer. El sistema de archivo se actualiza periódicamente y se tiene la bitácora como un punto de restauración del sistema; Ayuda también a evitar la corrupción de datos en el sistema de archivos y que este tenga que hacer una verificación completa del sistema al producirse algún tipo de cuelgue.

Por lo anterior mencionado este sistema va a ser seguro debido a que se mantendrá consistente  por lo que tiene un punto de restauración del sistema de archivos que nos ayudará a volver al paso antes de que ocurra la falla del suministro eléctrico, de esta manera no perderemos datos de manera abrupta y el sistema podrá restaurarse evitando corrupción.