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Administracin de Base de Datos

AlmacenamientoIng. Ronald Prezrrperez@unimet.edu.verperez@epkweb.com

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Agenda

Cach y Memoria Principal

Memoria flashDiscos magnticos

Jerarqua de Almacenamiento

RAID (Redudant Arrays of Independent Disk)Niveles de RAIDEleccin del nivel del RAID

Comparacin de conjuntos RAID

Ajustes de E/S para los tipos RAIDRendimiento en reconstruccin

RecomendacionesOrganizacin de registros

Almacenamiento con Diccionario de Datos

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Cach y Memoria Principal

Cach: la forma de almacenamiento ms rpida y

costosa; voltil; gestionada por el hardware delsistema.Memoria principal:

Acceso rpido(10s a 100s de nanosegundos)Generalmente demasiado pequea (o demasiado costosa)

para almacenar la base de datos completaNormalmente se utilizan capacidades de unos pocosGigabytes.Las capacidades han crecido y los costes por byte handisminuido de manera constante y rpida

Voltil: el contenido de la memoria principal normalmentese pierde si se produce un fallo de alimentacino una cadadel sistema.

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Memoria flash

Los datos se mantienen ante un fallo de alimentacin

Los datos se pueden escribir una sola vez en una posicin,pero una posicinse puede borrar y escribir de nuevoPueden soportar slo un nmero limitado de ciclos deescritura/borrado.El borrado se tiene que hacer sobre bancos enteros dememoria

La lectura es aproximadamente tan rpida como la dememoria principalPero la escritura es lenta (pocos microsegundos), el borradoes an mslentoEl coste por unidad es similar al de la memoria principal

Ampliamente utilizado en dispositivos embebidos tales comocmarasdigitales tambinconocida como EEPROM (ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory)

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Jerarqua de Almacenamiento

Almacenamiento

primario

Almacenamiento

secundario o en lnea

Almacenamiento

terciario o fuera de

lnea

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Niveles de RAID

Nivel 0:

No redundanciaAplicaciones de alta disponibilidad dondeno sea crticola perdida de informacin

Nivel 1:

Buen comportamiento en escrituraDisco espejo

Nivel 5:

Paridad distribuida conbrazos entrelazados

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RAID 0+1

No redundante y en espejo. este nivel combina las tcnicas de

divisin en franjas y de duplicacin en espejo.

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RAID 2

Cdigosde correccinde errores tipo memoria, con estenivel la franja estcompuesta por un nicobit y se utilizacdigoshamming como esquema de redundancia.

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RAID 3

Paridad con entrelazado de bit. este nivel proporciona redundancia

almacenando informacinde paridad en uno de los discos matriz.esta informacin de paridad puede utilizarse para recuperar losdatos de otros discos en caso de que estos fallen. este nivel utilizamenos espacio de almacenamiento que RAID 1, pero el disco deparidad puede convertirse en un cuello de botella.

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RAID 4

Paridad con entrelazo de bloque. en este nivel la franja es el bloque

del disco, mantenindose un bloque de paridad en un discoindependiente para una serie de bloques correspondientesalmacenados en otros discos. Si uno de los discos falla, puede usarusarse el bloque de paridad junto con los bloques correspondientesde los otros discos para restaurar los bloques del disco fallido.

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RAID 5

Paridad distribuida con entrelazado de bloques. Este nivel de datos

de paridad como mecanismo de introduccin de redundancia, deforma similar a RAID 3, pero distribuye en franjas los datos deparidad entre todos los discos, en forma similar a como sedistribuyen en franjas los datos de origen. esto reduce la posibilidadde que el disco de paridad se convierta en un cuello de botella.

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RAID 6

Redundancia P+Q, este nivel es similar a RAID 5, pero se

introducen datos redundantes adicionales como proteccinfrente a fallos mltiples de disco. en lugar de emplearesquemas de paridad, se utiliza correccinde errores.

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Eleccin del nivel del RAID

Factores a tener en cuenta al elegir un nivel de RAID:

Costo econmico extras de los requisitos dealmacenamiento en disco.Requisitos de rendimiento en trminos del nmero deoperaciones de entrada/salida.Rendimiento cuando falla un disco.Rendimiento durante la reconstruccin.

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Comparacin de conjuntos RAID

Tipo de RAID Tolerancia deerrores

Rendimiento

RAID 0 (conjuntodividido sin paridad)

Ninguna Mejor lectura yescritura

RAID 1 (volumen

reflejado)

Puede fallar un disco Buena lectura,

escritura aceptableRAID 5 (conjuntodividido con paridaddistribuida)

Puede fallar un disco Excelente lectura,escritura bastantepobre.

RAID 10 (conjunto enespejo)

Puede fallar la mitadde los discos (perono los discos de unpar reflejado)

Excelente lectura yescritura

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Ajustes de E/S para los tipos RAID

Tipo de RAID Clculo de E/Spor disco

RAID 0 (conjunto dividido sinparidad)

(lectura + escritura)/nmero de discos

RAID 1 (volumen reflejado) [lecturas +(2 x escrituras)]/2RAID 5 (conjunto divididocon paridad distribuida)

[lecturas +(4 x escrituras)]/nmero dediscos

RAID 10 (conjunto enespejo)

E/S por disco =[lecturas + (2 xescrituras)]/nmero de discos

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Rendimiento en reconstruccin

El rendimiento en la reconstruccinde un sistema RAID puedeser un factor importante si se necesita un aporte continuo dedatos, como ocurre en los sistemas de bases de datos de altorendimiento.

RAID de Nivel 0 se usa en aplicaciones de alto rendimientodonde la seguridad de los datos no es crtica.

RAID de Nivel 1presenta la reconstruccin mssencillo perocon el sistema mscaro

RAID de Nivel 3 (2) raramente se usa dado que la

distribucin de bloques da mejores resultados para grandestransferencias

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Rendimiento en reconstruccin

RAID de Nivel 5 (4) es una gran opcin para aplicaciones

donde los datos se leen frecuentemente y se escribenraramente.

RAID de Nivel 6no se soporta actualmente en casi ningunaimplementacinRAID, pero es recomendable en aplicaciones enlas cuales la seguridad de datos es muy importante

Requisitos

Almacenamiento Entrada/Salida

RAID de nivel 1 Moderado Alto

RAID de nivel 5 Alto Moderado

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Recomendaciones

La configuracinoptima del disco para un servidor de base de

datos depende del uso esperado de ese servidor. Cuando msse utilice un servidor de base de datos, ms conjuntos deunidades debera dedicar a los componentes individuales delservidor.

Un diseo bsicode un servidor de base de datos con un usomedio incluye tres conjuntos de unidades fsicas.Correspondindosecada uno con unidades lgicas.

Un volumen se reserva para el S.O.Un segundo para los registros de transacciones.Un tercero para las bases de datos.

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Recomendaciones

Oracle recomienda utilizar RAID 1 para los archivos del

registro rehacer. Para los archivos de bases de datos, Oraclerecomienda 5 (si el coste adicional en escritura es aceptable) oen caso contrario, RAID 1 o RAID 0+1.

Para SQL Server se recomienda normalmente RAID 1. para la

unidad que contiene el registro de transacciones se recomiendaRAID 1 0 RAID 10.Para la unidad de base de datos, la eleccin se reducenormalmente a RAID 10 o RAID 5.

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Organizacin de registros

Generalmente se usa un archivo separado para almacenar los

registros de cada relacinde la base de datos.

Existen organizaciones de archivos en agrupaciones en lascuales se guardan en el mismo archivo registros de relacionesdiferentes

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Archivos en montculo

En la organizacinde archivos en montculose puede colocar

cualquier registro en cualquier parte del archivo en que hayaespacio suficiente.

No hay ninguna ordenacinde los registros.Generalmente slohay un archivo por relacin

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Archivos en montculo

En laorganizacinde archivos secuenciales losregistros se

guardan en orden secuencial, basado en el valor de la clave debsqueda (no tiene por qu ser una clave principal o unasuperclave) de cada registro

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Hash

En laorganizacinasociativa (hash) de archivosse calculauna funcinde asociacinde algnatributo de cada registro.

El resultado de la funcinde asociacinespecifica el bloque delarchivo en el que se colocarel registro.

Estmuy relacionado con la creacinde ndices

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Almacenamiento con Diccionario deDatos

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Catlogo del sistema

Un sistema de bases de datos relacional necesita tener datos

sobre las relaciones, como por ejemplo el esquema:

Los nombres de las relaciones.Los nombres de los atributos de cada relacin.Los dominios y las longitudes de los atributos.Los nombres de las vistas definidas en la base de datos y lasdefiniciones de esas vistas.Las restricciones de integridad.

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Datos adicionales

Datos de los usuarios del sistema

Los nombres de los usuarios autorizadosLa informacinde las cuentas de los usuarios Contraseasu otra informacinusada para autentificar alos usuarios

Datos de informacin estadstica y descriptiva

Nmero de tuplas de cada relacin Mtodo de almacenamiento utilizado para cada relacin

La organizacin del almacenamiento (secuencial, asociativa o

con montculos)

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Datos adicionales

Datos sobre los ndices de cada una de las relaciones:

El nombre del ndice

El nombre de la relacin para la cual se crea el ndice

Los atributos sobre los cuales se define el ndice

El tipo de ndice formado

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Ficheros de Base de Datos

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Ficheros de control

Almacenan la informacin (fichero binario) para mantener y

verificar la integridad de la Base de Datos: estructura, nombrey fecha de creacinde la base de datos, nombre de los ficherosde datos y de los ficheros de redo log

Guarda tambin informacin de sincronizacin: estado de los

ficheros cuando se cerrla base de datos, tiempo de cierre

Tambines necesario para su recuperacin.

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Ficheros de parmetros

Define las caractersticas de la instancia y se lee cuando esta

arranca, configurndola segn el valor de los parmetros.