Fundamentos de Arquitectura y Almacenamiento en Servidores Modernos

Arquitectura de Conexiones y Sistemas de Almacenamiento

A continuación, se presentan las respuestas detalladas sobre la jerarquía de conexiones, la arquitectura de buses y las tecnologías de almacenamiento utilizadas en servidores modernos.

Jerarquía de Conexiones y Buses

Enumera los elementos de la jerarquía de conexiones de un ordenador moderno

• Bus de sistema.
• Subsistema de concentradores.
• Bus de placa base.
• Controladores de bus.
• Bus de E/S.

Indica lo que define la arquitectura lógica de un bus

La arquitectura lógica de un bus define fundamentalmente las líneas que lo forman, así como su funcionalidad específica.

Explica las ventajas ofrecidas por un bus serie respecto a un bus paralelo

Los buses paralelos presentan un conjunto de problemas de diseño electrónico que limitan su frecuencia de trabajo. Dicha limitación se agrava en la medida que aumenta la longitud del bus. Dado que la longitud requerida para un bus de E/S es significativa, el bus serie ofrece una solución más robusta y escalable, superando las restricciones de frecuencia y longitud inherentes al diseño paralelo.

Tecnología de Almacenamiento y RAID

Indica el objetivo del doble puerto en los discos SAS

El doble puerto en los discos SAS (Serial Attached SCSI) persigue dos objetivos principales:

1. Redundancia: Permitir la implementación de topologías de conexión de discos con bus redundante. Esto es aplicable tanto a dispositivos HDD (Hard Disk Drive) como a SSD (Solid State Drive).
2. Rendimiento (SSD): Duplicar la tasa de transferencia de datos entre el controlador y el disco. Este objetivo es aplicable solo a dispositivos SSD.

Contesta las siguientes cuestiones relativas al acceso aleatorio a los discos

Concepto de Acceso Aleatorio

Acceso a grupos de datos de pequeño tamaño y dispersos dentro de la unidad de almacenamiento.

Ejemplo de Aplicación

Bases de datos relacionales.

Factor de Medición Clave

Tiempo medio de acceso.

Métrica de Rendimiento (IOPS)

Número de operaciones de E/S por segundo (Inversa del tiempo medio de acceso).

Indica los tres factores de forma utilizados en el diseño de los servidores

1. 2.5” SFF (Small Form Factor).
2. M.2.
3. Tarjeta de expansión PCIe estándar.

Indica los objetivos perseguidos por la tecnología RAID y explica cómo esta tecnología consigue cada uno de estos objetivos.

Objetivo 1: Incremento de Prestaciones

• Mecanismo: Se consigue mediante la fragmentación de datos (striping).
• Explicación: Los datos se fragmentan entre múltiples unidades físicas, habilitándose de esta forma el paralelismo en el acceso a la información, lo que incrementa significativamente las prestaciones de lectura y escritura.

Objetivo 2: Tolerancia a Fallos

• Mecanismo: Se consigue mediante redundancia en el almacenamiento de la información (utilizando paridad o mirroring).
• Explicación: La información se redunda entre diversos discos del conjunto RAID, de forma que el sistema pueda continuar funcionando y manteniendo la integridad de los datos aunque se produzca el fallo físico de alguno de los discos que componen el arreglo.

Explica qué ocurre en una Flash-backed write cache (FBWC) de una controladora RAID instalada en un servidor, cuando se interrumpe la energía

Cuando se interrumpe la energía eléctrica del servidor, la caché de escritura respaldada por Flash (FBWC) actúa de la siguiente manera:

1. La caché es alimentada inmediatamente por un sistema de condensadores de alta capacidad (o batería) durante el tiempo necesario para volcar su contenido (los datos pendientes de escritura) a una memoria flash no volátil.
2. Una vez que el sistema vuelve a arrancar tras recuperarse la energía, el contenido almacenado en la memoria flash se vuelca de manera segura a los discos físicos del arreglo RAID, asegurando que no haya pérdida de datos debido al corte eléctrico.