Almacenamiento SAN y NAS: Fundamentos y Concurrencia en Sistemas Modernos

Fundamentos de Redes de Almacenamiento (SAN)

• Seguridad: Se ha identificado la posibilidad de que un sistema acceda a un dispositivo que no le corresponda o interfiera con el flujo de información. Por ello, se ha implementado la tecnología de zonificación, que consiste en que un grupo de elementos se aísle del resto para evitar estos problemas. La zonificación puede llevarse a cabo por hardware, software o ambas.
• Componentes: Los componentes primarios de una SAN son: switches, directores, HBAs, servidores, enrutadores, gateways, matrices de discos y librerías de cintas.
• Topología: Cada topología proporciona distintas capacidades y beneficios. Las topologías de SAN son:
  • Cascada (cascade)
  • Anillo (ring)
  • Malla (meshed)
  • Núcleo/borde (core/edge)
• ISL (Inter Switch Link, enlace entre conmutadores): Actualmente, las conexiones entre los switches de SAN se realizan mediante puertos tipo "E" y pueden agruparse para formar una troncal (trunk) que permita un mayor flujo de información y tolerancia a fallos.
• Arquitectura: Las redes Fibre Channel actuales funcionan bajo dos arquitecturas básicas: FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loop) y Switched Fabric. Ambos esquemas pueden coexistir y ampliar las posibilidades de las SAN. La arquitectura FC-AL puede conectar hasta 127 dispositivos, mientras que Switched Fabric puede conectar hasta 16 millones teóricamente.

Diferencias Clave entre SAN y NAS

• El SAN es un sistema de discos que se conecta a los servidores mediante redes de altísima velocidad (generalmente Fibre Channel). Se suele usar en servidores de bases de datos (BBDD) donde los sistemas de archivos no se pueden montar mediante NFS o SAMBA y se necesita una comunicación rápida.
• El NAS es un sistema de discos que se conecta a la red como cualquier otro dispositivo y se le asigna una dirección IP como un miembro más de la red. La comunicación puede realizarse mediante protocolos como SAMBA o NFS.
• La mayor diferencia entre el SAN y el NAS es que el primero está conectado a los servidores mediante redes de altísima velocidad (normalmente canales de fibra) y el segundo está conectado a la red local, donde su rendimiento depende de la velocidad de la misma.
• En una SAN, la información se almacena directamente en la red SAN, mientras que en el modelo NAS, los clientes tienen que solicitar los archivos a los servidores para que estos se los suministren.

Conceptos de Concurrencia en Sistemas

Funciones Clave de la Concurrencia

• Comunicación entre procesos.
• Compartición y competencia por los recursos.
• Sincronización de la ejecución de varios procesos.
• Asignación del tiempo de procesador a los procesos.

Tipos de Aplicaciones Concurrentes

• Múltiples Aplicaciones

  • Multiprogramación.

• Aplicaciones Estructuradas

  • Algunas aplicaciones pueden implementarse eficazmente como un conjunto de procesos concurrentes.

• Estructura del Sistema Operativo

  • Algunos sistemas operativos están implementados como un conjunto de procesos o hilos.

Desafíos de la Concurrencia

• Compartir recursos globales.
• Gestionar la asignación óptima de recursos.
• Localizar un error de programación.

Ejemplo Básico de Concurrencia

void echo()
{
    ent = getchar();
    sal = ent;
    putchar(sal);
}

Funciones del Sistema Operativo en Concurrencia

• Seguimiento de los distintos procesos activos.
• Asignar y liberar los recursos:
  • Tiempo de procesador.
  • Memoria.
  • Archivos.
  • Dispositivos de E/S.
• Proteger los datos y los recursos físicos.
• Los resultados de un proceso deben ser independientes de la velocidad relativa a la que se ejecuta la ejecución de otros procesos concurrentes.

Tipos de Interacción entre Procesos Concurrentes

• Los procesos no tienen conocimiento de los demás.
• Los procesos tienen un conocimiento indirecto de los otros.
• Los procesos tienen un conocimiento directo de los otros.