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Armazenamento Distribuàdo
Protocolo (ciÖncia da computaÅÇo)
Na ciãncia da computaÅÉo, um protocolo á uma convenÅÉo ou padrÉo que controla e possibilita uma conexÉo,
comunicaÅÉo ou transferãncia de dados entre dois sistemas computacionais. De maneira simples, um protocolo pode
ser definido como "as regras que governam" a sintaxe, semÜntica e sincronizaÅÉo da comunicaÅÉo. Os protocolos
podem ser implementados pelo hardware, software ou por uma combinaÅÉo dos dois.
Propriedades tÜpicas
î difàcil generalizar sobre protocolos pois eles variam muito em propÄsito e sofisticaÅÉo. A maioria dos protocolos
especifica uma ou mais das seguintes propriedades:
í detecÅÉo da conexÉo fàsica subjacente ou a existãncia de um nÄ;
í
í
í
í
handshaking (estabelecimento de ligaÅÉo);
negociaÅÉo de vÑrias caracteràsticas de uma conexÉo;
como iniciar e finalizar uma mensagem;
como formatar uma mensagem;
í o que fazer com mensagens corrompidas ou mal formatadas;
í como detectar perda inesperada de conexÉo e o que fazer em seguida;
í tármino de sessÉo ou conexÉo
Importáncia
O uso difundido e a expansÉo dos protocolos de comunicaÅÉo á ao mesmo tempo um prá-requisito e uma
contribuiÅÉo para o poder e sucesso da Internet. O par formado por IP e TCP á uma referãncia a uma coleÅÉo dos
protocolos mais utilizados. A maioria dos protocolos para comunicaÅÉo via Internet á descrita nos documentos RFC
do IETF.
Geralmente apenas os protocolos mais simples sÉo utilizados sozinhos. A maioria dos protocolos, especialmente no
contexto da comunicaÅÉo em rede de computadores, sÉo agrupados em pilhas de protocolo onde as diferentes tarefas
que perfazem uma comunicaÅÉo sÉo executadas por nàveis especializados da pilha.
Enquanto uma pilha de protocolos denota uma combinaÅÉo especàfica de protocolos que trabalham conjuntamente,
um modelo de referãncia á uma arquitetura de software que lista cada um dos nàveis e os serviÅos que cada um deve
oferecer. O modelo clÑssico OSI, em sete nàveis, á utilizado para conceitualizar pilhas de protocolo.
Protocolo (ciãncia da computaÅÉo)
Exemplos de protocolos de comunicaÅÇo em rede
í
í
í
í
IP (Internet Protocol)
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
TCP (Transmission Control Protocol)
HTTP (Hypertext Transfer Protocol)
í
í
í
í
FTP (File Transfer Protocol)
Telnet (Telnet Remote Protocol)
SSH (SSH Remote Protocol)
POP3 (Post Office Protocol 3)
í SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
í IMAP (Internet Message Access Protocol)
ProgramaÅÇo orientada a objeto
A programaÅÉo orientada a objeto estendeu a utilizaÅÉo do termo protocolo para incluir os protocolos de
programaÅÉo para disponibilizar conexÇes e comunicaÅÉo entre objetos.
TCP/IP
|+ Protocolos Internet (TCP/IP)
O TCP/IP á um conjunto de protocolos de comunicaÅÉo entre computadores em rede (tambám chamado de pilha de
protocolos TCP/IP). Seu nome vem de dois protocolos: o TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de
Controle de TransmissÉo) e o IP (Internet Protocol - Protocolo de InterconexÉo). O conjunto de protocolos pode ser
visto como um modelo de camadas, onde cada camada á responsÑvel por um grupo de tarefas, fornecendo um
conjunto de serviÅos bem definidos para o protocolo da camada superior. As camadas mais altas estÉo logicamente
mais perto do usuÑrio (chamada camada de aplicaÅÉo) e lidam com dados mais abstratos, confiando em protocolos
de camadas mais baixas para tarefas de menor nàvel de abstraÅÉo.
Protocolos para internet
Os protocolos para internet formam o grupo de protocolos de comunicaÅÉo que implementam a pilha de protocolos
sobre a qual a internet e a maioria das redes comerciais funcionam. Eles sÉo algumas vezes chamados de "protocolos
TCP/IP", jÑ que os dois protocolos: o protocolo TCP - Transmission Control Protocol (Protocolo de Controle de
TransmissÉo); e o IP - Internet Protocol (Protocolo de Internet) foram os primeiros a serem definidos.
O modelo OSI descreve um grupo fixo de sete camadas que pode ser comparado, a grosso modo, com o modelo
TCP/IP. Essa comparaÅÉo pode causar confusÉo ou trazer detalhes mais internos para o TCP/IP.
O modelo inicial do TCP/IP á baseado em 4 nàveis: Host/rede; Inter-rede; Transporte; e AplicaÅÉo. Surgiu, entÉo, um
modelo hàbrido, com 5 camadas, que retira o excesso do modelo OSI e melhora o modelo TCP/IP: Fàsica; Enlace;
Rede; Transporte; e AplicaÅÉo.
Resumidamente, o modelo á o que podemos chamar de uma "soluÅÉo prÑtica para problemas de transmissÉo de
dados". Textualmente isto pode parecer muito genárico, pois na realidade para melhor compreensÉo de um protocolo
TCP/IP deveremos usar exemplos prÑticos.
Segundo Tanenbaum o Modelo TCP/IP possui somente quatro camadas e nÉo cinco como mostra o quadro abaixo.
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TCP/IP
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Camadas da pilha dos protocolos Internet
O modelo TCP/IP de encapsulamento busca fornecer abstraÅÉo aos protocolos e serviÅos para diferentes camadas de
uma pilha de estruturas de dados (ou simplesmente pilha).
No caso do TCP/IP, a pilha possui cinco camadas:
Camada
Exemplo
5 - AplicaÅÇo
(camadas OSI 5 atÑ 7)
HTTP, FTP, DNS, Socket
(protocolos de routing como BGP e RIP, que, por uma variedade de razÖes, sÇo executados sobre TCP e UDP
respectivamente, podem tambÑm ser considerados parte da camada de rede)
4 - Transporte
(camadas OSI 4 e 5)
TCP, UDP, RTP, SCTP
(protocolos como OSPF, que Ñ executado sobre IP, podem tambÑm ser considerados parte da camada de rede)
3 - Internet ou Inter Rede
(camada OSI 3)
Para TCP/IP o protocolo á IP, MPLS
(protocolos requeridos como ICMP e IGMP Ñ executado sobre IP, mas podem ainda ser considerados parte da
camada de rede; ARP nÇo roda sobre IP)
2 - Interface de rede ou
ARP
Link de dados
(camada OSI 2)
1 - Interface com a Rede
(camada OSI 1)
Ethernet, Wi-Fi,Modem, etc.
As camadas mais prÄximas do topo estÉo logicamente mais perto do usuÑrio, enquanto aquelas mais abaixo estÉo
logicamente mais perto da transmissÉo fàsica do dado. Cada camada tem um protocolo de camada acima e um
protocolo de camada abaixo (exceto as camadas da ponta, obviamente) que podem usar serviÅos de camadas
anteriores ou fornecer um serviÅo, respectivamente.
Enxergar as camadas como fornecedores ou consumidores de serviÅo á um mátodo de abstraÅÉo para isolar
protocolos de camadas acima dos pequenos detalhes de transmitir bits atravás, digamos, de ethernet, e a detecÅÉo de
colisÉo enquanto as camadas abaixo evitam ter de conhecer os detalhes de todas as aplicaÅÇes e seus protocolos.
Essa abstraÅÉo tambám permite que camadas de cima forneÅam serviÅos que as camadas de baixo nÉo podem
fornecer. Por exemplo, o IP á projetado para nÉo ser confiÑvel e á um protocolo best effort delivery. Isso significa
que toda a camada de transporte deve indicar se irÑ ou nÉo fornecer confiabilidade e em qual nàvel.
O TCP (Transmission Control Protocol - Protocolo de Controle de TransmissÉo), á um protocolo orientado a
conexÇes confiÑvel que permite a entrega sem erros de um fluxo de bytes.
O UDP fornece integridade de dados (via um checksum) mas nÉo fornece entrega garantida; jÑ o TCP fornece tanto
integridade dos dados quanto garantia de entrega (retransmitindo atá que o destinatÑrio receba o pacote).
ComparaÅÇo com o modelo OSI
Existe alguma discussÉo sobre como mapear o modelo TCP/IP dentro do modelo OSI. Uma vez que os modelos
TCP/IP e OSI nÉo combinam exatamente, mas nÉo existe uma resposta correta para esta questÉo.
Alám do mais, o modelo OSI nÉo á realmente rico o suficiente nas camadas mais baixas para capturar a verdadeira
divisÉo de camadas; á necessÑrio uma camada extra (a camada internet) entre as camadas de transporte e de rede.
Protocolos especàficos para um tipo de rede que rodam em cima de estrutura de hardware bÑsica precisam estar na
camada de rede. Exemplos desse tipo de protocolo sÉo ARP e o Spanning Tree Protocol (usado para manter pontes
de rede redundantes em "espera" enquanto elas sÉo necessÑrias). Entretanto, eles sÉo protocolos locais e operam
debaixo da funcionalidade internet. Reconhecidamente, colocar ambos os grupos (sem mencionar protocolos que sÉo
logicamente parte da camada internet, mas rodam em cima de um protocolo internet, como ICMP) na mesma camada
pode ser um tanto confuso, mas o modelo OSI nÉo á complexo o suficiente para apresentar algo melhor.
TCP/IP
Geralmente, as trãs camadas mais acima do modelo OSI (aplicaÅÉo, apresentaÅÉo e sessÉo) sÉo consideradas como
uma ånica camada (aplicaÅÉo) no modelo TCP/IP. Isso porque o TCP/IP tem uma camada de sessÉo relativamente
leve, consistindo de abrir e fechar conexÇes sobre TCP e RTP e fornecer diferentes nåmeros de portas para diferentes
aplicaÅÇes sobre TCP e UDP. Se necessÑrio, essas funÅÇes podem ser aumentadas por aplicaÅÇes individuais (ou
bibliotecas usadas por essas aplicaÅÇes). Similarmente, IP á projetado em volta da idáia de tratar a rede abaixo dele
como uma caixa preta de forma que ela possa ser considerada como uma ånica camada para os propÄsitos de
discussÉo sobre TCP/IP.
As camadas
O que segue á uma descriÅÉo de cada camada na pilha da suàte IP.
A camada de aplicaÅÇo
A camada de aplicaÅÉo á a camada que a maioria dos programas de rede usa de forma a se comunicar atravás de uma
rede com outros programas. Processos que rodam nessa camada sÉo especàficos da aplicaÅÉo; o dado á passado do
programa de rede, no formato usado internamente por essa aplicaÅÉo, e á codificado dentro do padrÉo de um
protocolo.
Alguns programas especàficos sÉo levados em conta nessa camada. Eles provãem serviÅos que suportam diretamente
aplicaÅÇes do usuÑrio. Esses programas e seus correspondentes protocolos incluem o HTTP (navegaÅÉo na World
Wide Web), FTP (transporte de arquivos), SMTP (envio de email), SSH (login remoto seguro), DNS (pesquisas
nome <-> IP) e muitos outros.
Uma vez que o dado de uma aplicaÅÉo foi codificado dentro de um padrÉo de um protocolo da camada de aplicaÅÉo
ele serÑ passado para a prÄxima camada da pilha IP.
Na camada de transporte, aplicaÅÇes irÉo em sua maioria fazer uso de TCP ou UDP, e aplicaÅÇes servidoras sÉo
frequentemente associadas com um nâmero de porta. Portas para aplicaÅÇes servidores sÉo oficialmente alocadas
pela IANA (Internet Assigned Numbers Authority) mas desenvolvedores de novos protocolos hoje em dia
freqçentemente escolhem os nåmeros de portas por eles mesmos. Uma vez que á raro ter mais que alguns poucos
programas servidores no mesmo sistema, problemas com conflito de portas sÉo raros. AplicaÅÇes tambám
geralmente permitem que o usuÑrio especifique nåmeros de portas arbitrÑrios atravás de parÜmetros em tempo de
execuÅÉo.
AplicaÅÇes cliente conectando para fora geralmente usam um nåmero de porta aleatÄrio determinado pelo sistema
operacional.
O pacote relacionado ë camada de aplicaÅÉo á chamado Mensagem.
A camada de transporte
Os protocolos na camada de transporte podem resolver problemas como confiabilidade (o dado alcanÅou seu
destino?) e integridade (os dados chegaram na ordem correta?). Na suàte de protocolos TCP/IP os protocolos de
transporte tambám determinam para qual aplicaÅÉo um dado qualquer á destinado.
Os protocolos dinÜmicos de routing, que tecnicamente cabem nessa camada do TCP/IP, sÉo geralmente considerados
parte da camada de rede. Como exemplo tem-se o OSPF (protocolo IP nåmero 89).
O TCP, nåmero 6 do protocolo IP, á um mecanismo de transporte "confiÑvel", orientado ë conexÉo e que fornece um
stream de bytes confiÑvel, garantindo assim que os dados cheguem àntegros (nÉo danificados e em ordem). O TCP
tenta continuamente medir o quÉo carregada a rede estÑ e desacelera sua taxa de envio para evitar sobrecarga. Alám
disso, o TCP irÑ tentar entregar todos os dados corretamente na seqçãncia especificada. Essas sÉo as principais
diferenÅas dele para com o UDP, e pode se tornar desvantajoso em streaming, em tempo real ou aplicaÅÇes de
routing com altas taxas de perda na camada internet.
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TCP/IP
Recentemente criou-se SCTP (Stream Control Transmission Protocol, Protocolo de TransmissÉo de Controle de
Stream), que tambám consiste em um mecanismo de transporte "confiÑvel". Ele provã suporte a multihoming, onde o
final de uma conexÉo pode ser representada por måltiplos endereÅos IP (representando måltiplas interfaces fàsicas),
de maneira que, se algum falhar, a conexÉo nÉo á interrompida. Ele foi desenvolvido inicialmente para transportar
SS7 sobre IP em redes telefÄnicas, mas tambám pode ser usado para outras aplicaÅÇes.
O UDP (User Datagram Protocol), nåmero 17 do protocolo IP, á um protocolo de datagrama sem conexÉo. Ele á um
protocolo de "melhor esforÅo" ou "nÉo confiÑvel". NÉo porque ele á particularmente nÉo confiÑvel, mas porque ele
nÉo verifica se os pacotes alcanÅaram seu destino, e nÉo dÑ qualquer garantia que eles irÉo chegar na ordem. Se uma
aplicaÅÉo requer estas caracteràsticas, entÉo ela mesma terÑ que provã-las ou usar o protocolo TCP.
O UDP á tipicamente usado por aplicaÅÇes como as de màdia de streaming (Ñudio, vàdeo etc), onde a chegada na
hora á mais importante do que confiabilidade, ou para aplicaÅÇes de simples requisiÅÉo/resposta como pesquisas de
DNS, onde o overhead de configurar uma conexÉo confiÑvel á desproporcionalmente largo.
O DCCP estÑ atualmente em desenvolvimento pelo IETF. Ele provã controle de fluxo das semÜnticas do TCP,
enquanto mantám o modelo de serviÅo de datagramas do UDP visàvel para o usuÑrio. O DHCP á incrementado
automaticamente sem intervenÅÉo do usuÑrio.
Tanto o TCP quanto o UDP sÉo usados para transmitir um nåmero de aplicaÅÇes de alto nàvel. As aplicaÅÇes em
qualquer endereÅo de rede sÉo distinguidas por seus endereÅos de porta TCP ou UDP. Por convenÅÉo, certas portas
"bem conhecidas" estÉo associadas com aplicaÅÇes especàficas.
O pacote da camada de transporte á chamado Segmento.
A camada do servidor
Como definido anteriormente, a camada de rede resolve o problema de obter pacotes atravás de uma rede simples.
Exemplos de protocolos sÉo o X.25 e o Host/IMP da ARPANET.
Com o advento da internet novas funcionalidades foram adicionadas nesta camada, especialmente para a obtenÅÉo de
dados da rede de origem e da rede de destino. Isso geralmente envolve rotear o pacote atravás de redes distintas que
se relacionam atravás da internet.
Na suàte de protocolos para a internet, o IP executa a tarefa bÑsica de levar pacotes de dados da origem para o
destino. O protocolo IP pode transmitir dados para diferentes protocolos de nàveis mais altos, esses protocolos sÉo
identificados por um ånico nâmero de protocolo IP.
Alguns dos protocolos transmitidos por IP, como o ICMP (usado para transmitir informaÅÉo de diagnÄstico sobre a
transmissÉo IP) e o IGMP (usado para gerenciar dados multicast) sÉo colocados acima do IP mas executam funÅÇes
da camada internet. Isso ilustra uma incompatibilidade entre os modelos da internet e OSI. Todos os protocolos de
routing, como o BGP, o OSPF e o RIP sÉo tambám parte da camada de internet, muito embora eles possam ser vistos
como pertencentes a camadas mais altas na pilha.
O datagrama (PDU) da camada de rede á geralmente conhecido como "pacote". Lembrando que todas as camadas
tem seu PDU que variam o nome em : Dados (AplicaÅÉo), Segmento (Transporte), Pacote (Rede), Quadros (Enlace)
e Bits (Fàsica e LLC que á sub-camada de enlace)
A camada de enlace
A camada da pele enlace nÉo á realmente parte do modelo TCP/IP, mas á o mátodo usado para passar quadros da
camada de rede de um dispositivo para a camada de internet de outro. Esse processo pode ser controlado tanto em
software (device driver) para a placa de rede quanto em firmware ou chipsets especializados. Esses irÉo executar as
funÅÇes da camada de enlace de dados como adicionar um header de pacote para preparÑ-lo para transmissÉo, entÉo
de fato transmitir o quadro atravás da camada fàsica. Do outro lado, a camada de enlace irÑ receber quadros de dados,
retirar os headers adicionados e encaminhar os pacotes recebidos para a camada de internet. Essa camada á a
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TCP/IP
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primeira normatizada do modelo, á responsÑvel pelo endereÅamento, roteamento e controle de envio e recepÅÉo.Ela
nÉo á orientada ë conexÉo, se comunica pelos datagramas (pacotes de dados).
Entretanto, a camada de enlace nÉo á sempre tÉo simples. Ela pode tambám ser um VPN (Virtual Private Network,
Rede Privada Virtual) ou tånel, onde pacotes da camada de internet, ao invás de serem enviados atravás de uma
interface fàsica, sÉo enviados usando um protocolo de tunneling e outra (ou a mesma) suàte de protocolos. O VPN ou
tånel á usualmente estabelecido alám do tempo, e tem caracteràsticas especiais que a transmissÉo direta por interface
fàsica nÉo possui (por exemplo, ele pode criptografar os dados que passam atravás dele). Esse uso recursivo de suàte
de protocolos pode ser confuso uma vez que a "camada" de enlace á agora uma rede inteira. Mas á um mátodo
elegante para implementar funÅÇes freqçentemente complexas. Embora seja necessÑrio muito cuidado para prevenir
que um pacote jÑ empacotado e enviado atravás de um tånel seja mais uma vez empacotado e reenviado pelo mesmo.
O pacote da camada de enlace á conhecido como Quadro.
A camada fÜsica
A camada fàsica do Protocolo TCP/IP trata das caracteràsticas elátricas e mecÜnicas do meio, como tipos de
conectores e cabos utilizado para estabelecer uma comunicaÅÉo.
ImplementaÅÑes
Hoje, a maioria dos sistemas operacionais comerciais incluem e instalam a pilha TCP/IP por padrÉo. Para a maioria
dos usuÑrios, nÉo hÑ nenhuma necessidade de procurar por implementaÅÇes. O TCP/IP á incluàdo em todas as
versÇes do Unix e Linux, assim como no Mac OS e no Microsoft Windows.
LigaÅÑes externas
í RFC 1180 A TCP/IP Tutorial - from the Internet Engineering Task Force (January 1991)
í
í
í
í
í
TCP/IP FAQ [1]
A Study of the ARPANET TCP/IP Digest [2]
TCP/IP Sequence Diagrams [3]
The Internet in Practice [4]
Ateneo Network Research Group [5]: a TCP/IP research at the Ateneo de Manila University.
Livros sobre TCP/IP
í Joseph G. Davies and Thomas F. Lee. Microsoft Windows Server 2003 TCP/IP Protocols and Services. ISBN
0-7356-1291-9
í Craig Hunt. TCP/IP Network Administration. O'Reilly (1998) ISBN 1-56592-322-7
í W. Richard Stevens. The Protocols (TCP/IP Illustrated, Volume 1). Addison-Wesley Professional; 1st edition
(December 31, 1993). ISBN 0-201-63346-9.
TCP/IP
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ReferÖncias
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
http:/ / www. itprc. com/ tcpipfaq/
http:/ / www. columbia. edu/ ~rh120/ other/ tcpdigest_paper. txt
http:/ / www. eventhelix. com/ RealtimeMantra/ Networking/
http:/ / www. searchandgo. com/ articles/ internet/ internet-practice-4. php
http:/ / cng. ateneo. edu/ cng/ wyu/ classes/ cs197/
Network-Attached Storage
Network-Attached Storage ou NAS, em informÑtica, á um dispositivo dedicado ao armazenamento de arquivos
dentro de uma rede, provendo acesso heterogãneo aos dados para os clientes desta rede.
DescriÅÇo
Uma unidade NAS á essencialmente um servidor conectado a rede, com a funcionalidade ånica de promover
serviÅos de armazenamento de dados para outros dispositivos da rede. Estas unidades nÉo sÉo desenvolvidas para
tarefas computacionais em geral, apesar de tecnicamente ser possivel executar outros softwares nelas. Geralmente, as
unidades nÉo possuem teclado ou monitor, e sÉo configuradas pela rede, normalmente atravás de um browser.
Sistemas NAS podem conter mais de um HD, podendo tambám contar com a tecnologia RAID (Redundant Arrays
of Independent Disks), centralizando a responsabilidade de servir os arquivos em uma rede e deste modo liberando
recursos de outros servidores desta rede. Os protocolos utilizados pelo NAS sÉo o NFS, popular em sistemas UNIX,
ou CIFS/SMB (Common Internet File System/Server Message Block) em ambientes Windows, assim como o
tradicional FTP.
O NAS disponibiliza armazenamento e sistema de arquivos, contrastando com o SAN (Storage Area Network), que
sÄ realiza armazenamento e deixa ao cliente a tarefa de lidar com o sistema de arquivos. A principal distinÅÉo entre
os dois sistemas de armazenamento á que o NAS fornece protocolos de arquivo, e o SAN protocolos de camada.
Raramente vã-se o sistema SAN sendo utilizado fora de grandes redes de computadores.
Equipamentos NAS estÉo a ser usados pelo mundo corporativo hÑ algum tempo, porám com a reduÅÉo dos custos
destes dispositivos e com a popularizaÅÉo de redes domásticas, diversos produtos NAS surgiram para o mercado
pessoal. Estes dispositivos NAS de uso domástico sÉo baseados em processadores baratos rodando uma versÉo
embarcada de Linux. Alám do baixo custo, estes aparelhos tãm baixo consumo de energia e tãm uma instalaÅÉo
relativamente simples. Existem alternativas open source para implementaÅÇes caseiras de NAS, como o FreeNAS, o
Openfiler e o NASLite.
HistÄria
O termo Network-Attached Storage foi introduzido com os primeiros sistemas operacionais para servidores de
compartilhamento de arquivos NetWare da Novell e com o protocolo NCP em 1983. No mundo UNIX, o lanÅamento
do NFS da Sun Microsystems permitiu que os servidores de rede compartilhassem espaÅo de armazenamento de
dados com os clientes de sua rede. O 3Server [1] e o 3+Share [2] da 3Com foram os primeiros servidores feitos
especificamente para esta funÅÉo (incluindo hardware proprietÑrio, software, e discos multiplos), e a empresa liderou
o segmento de mercado de 1985 atá o inàcio dos anos 90. A 3Com e a Microsoft desenvolveriam o software LAN
Manager e o protocolo para entrar neste novo mercado. Inspirados pelo sucesso dos servidores de arquivos da
Novell, IBM e Sun, vÑrias empresas desenvolveram servidores dedicados para armazenamento de dados. Enquanto a
3Com estava entre as primeiras empresas a fabricar NAS dedicados para sistemas operacionais de desktop, a Auspex
Systems foi a primeira a desenvolver um servidor NFS dedicado para uso com UNIX. Um grupo de engenheiros da
Auspex se separou da empresa no inàcio dos anos 90 para criar o filtro integrado NetApp, o qual suportava tanto o
Network-Attached Storage
CIFS (Windows) quanto o NFS (UNIX), e tinha escalabilidade superior e maior facilidade de instalaÅÉo. Aqui inicia
o mercado para dispositivos NAS proprietÑrios.
BenefÜcios
í A disponibilidade de dados pode aumentar consideravelmente com NAS se o dispositivo utilizar RAID e
clustering.
í A performance dos outros servidores pode ser melhorada usando NAS, visto que o compartilhamento de arquivos
á feito pelo NAS e nÉo por um servidor tambám responsÑvel por alguma outra tarefa. A performance das unidades
NAS porám, dependem da velocidade e do trÑfego de rede, e da quantidade de memÄria cache (RAM) dos
dispositivos NAS.
í Deve-se notar que NAS á um servidor por si prÄprio, com a maioria dos componentes de um PC comum - CPU,
placa mÉe, RAM, etc.. - e sua confiabilidade á o quÉo bem ele foi projetado internamente. Um dispositivo NAS
sem redundÜncia no acesso de dados, controles redundantes, fontes redundantes de energia, á provavelmente
menos confiÑvel do que um DAS [3] (Direct Attached Storage) conectado a um servidor que possui redundÜncia
para a maioria de seus componentes.
Pontos negativos
í Devido ao seu suporte a vÑrios protocolos, e ë reduzida camada de CPU e SO, o NAS possui mais limitaÅÇes do
que um sistema DAS/FC. Se um NAS estÑ carregado com muitos usuÑrios, muitas operaÅÇes de E/S, ou a tarefa
sendo executada exige muita CPU, o NAS alcanÅa suas limitaÅÇes. Um sistema de servidores comum á facilmente
melhorado adicionando um ou mais servidores no cluster, enquanto o NAS á limitado ao seu prÄprio hardware, o
qual geralmente nÉo á possàvel fazer upgrades.
í NAS tambám falha ao expor serviÅos conhecidos que sÉo tàpicos de um servidor de arquivos, ou habilita-os de um
jeito nÉo muito eficiente. Como exemplos temos: a habilidade de computar usagem de disco em diretÄrios
separados, a habilidade de indexar arquivos rapidamente (encontrÑ-los), e a habilidade de trabalhar eficientemente
com o rsync. î possàvel trabalhar com o rsync, mas atravás de um cliente NFS; esse mátodo falha em enumerar
hierarquias na velocidade de um disco local e aumenta consideravelmente o trÑfego de rede.
í A principal diferenÅa entre DAS e NAS á que um DAS á simplesmente uma extensÉo de um servidor existente, e
nÉo á incluido na rede, enquanto o NAS entra nada rede como sua prÄpria entidade. î mais facil compartilhar
arquivos com NAS, porám geralmente estes dispositivos possuem menos poder de CPU e de I/O comparado ao
DAS.
Lista de fabricantes de dispositivos de armazenamento
í Aberdeen LLC
í
í
í
í
ACMA Computers Inc
Agami Systems
Allnet
AMAX Engineering Inc
í
í
í
í
í
AV-NAS (Avante Digital)
Asus http://www.asus.com [4]
Attune Systems
BlueArc
Buffalo
í Broadberry Data Systems
í Cisco Systems http://www.cisco.com.br [5]
95
Network-Attached Storage
í CLAXAN
í Comgears Technology www.comgears.com
í D-Link http://www.dlink.com [6]
í
í
í
í
Dell http://www.dell.com [7]
DotHill
EMC
EqualLogic
í
í
í
í
Exanet
Fantom Drives
Flepo
FortuNAS
í
í
í
í
Freecom
HP http://www.hp.com [8]
Hitachi
IBM http://www.ibm.com [9]
í
í
í
í
í
IOGEAR
Infrant
Intellinet
Intel http://www.intel.com [10]
Intradisk
í
í
í
í
Iomega
Isilon
ixsystems
LaCie
í
í
í
í
Linksys
Longshine
MOSCHIP
Buffalo/Melco
í
í
í
í
MicroNet
MPC Computers
Netgear
Network Appliance
í
í
í
í
ONStor
Open-E
Ovislink
Panasas
í
í
í
í
Pillar Data Systems
Planex Communication Inc.
Plextor
PowerFile
í
í
í
í
í
QNAP
RELDATA
Sans Digital
Seagate/Maxtor
SERCOMM
í SGI
í SMC
96
Network-Attached Storage
í Sun Microsystems
í Synology
í TEAC
í
í
í
í
T-Com
Thecus
Tritton
Tyrone Systems www.tyronesystems.com
í
í
í
í
U.S. Robotics
V-Gear
Western Digital
Vantec Thermal Technologies
í Ximeta
í ZyXEL
ReferÖncias
[1] http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ 3Server
[2] http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ 3+ Share
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
http:/ / en. wikipedia. org/ wiki/ Direct_Attached_Storage
http:/ / www. asus. com
http:/ / www. cisco. com. br
http:/ / www. dlink. com
http:/ / www. dell. com
[8] http:/ / www. hp. com
[9] http:/ / www. ibm. com
[10] http:/ / www. intel. com
97
Network File System
Network File System
|+ Protocolos Internet (TCP/IP)
NFS (acrÖnimo para Network File System) á um sistema de arquivos
distribuàdos desenvolvido inicialmente pela Sun Microsystems, Inc., a
fim de compartilhar arquivos e diretÄrios entre computadores
conectados em rede, formando assim um diretÄrio virtual. O protocolo
Network File System á especificado nas seguintes RFCs: RFC 1094,
RFC 1813 e RFC 3530 (que tornou obsoleta a RFC 3010).
Finalidade
O cliente NFS tem por finalidade tornar o acesso remoto transparente
para o usuÑrio do computador, e esta interface cliente e servidor,
executada pelo NFS atravás dos protocolos Cliente-Servidor, fica bem
definida quando o usuÑrio ao chamar um arquivo/diretÄrio no servidor,
lhe parece estar acessando localmente, sendo que estÑ trabalhando com arquivos remotos.
Para que os clientes tenham acesso aos arquivos, á feita uma requisiÅÉo ao servidor que, dependendo das permissÇes
do cliente, responde confirmando a requisiÅÉo. A partir desse ponto a hierarquia de diretÄrios e arquivos remotos
passa a fazer parte do sistema de arquivos local da mÑquina.
Existe neste ponto uma relaÅÉo com o Sistema de NomeaÅÉo de Arquivos, pois hÑ a necessidade de se criar o
endereÅo daqueles arquivos ou diretÄrios. Este sistema cuida de identificar a localizaÅÉo de um determinado arquivo
ou diretÄrio, quando se á fornecido seu nome ou caminho. Para isso o sistema deve oferecer uma resoluÅÉo por
nomes (mapeamento de nomes de arquivos legàveis por humanos Ä strings, para nomes de arquivos legàveis por
mÑquinas Ä nåmeros manipulÑveis por mÑquinas) ou resoluÅÉo por localizaÅÉo (mapeamento de nomes globais para
uma determinada localizaÅÉo), ou ainda, ambas.
UtilizaÅÇo
Um exemplo da utilizaÅÉo do NFS á a disponibilizaÅÉo das Ñreas de trabalho dos usuÑrios em toda a rede e, quando o
este efetua o login, seu diretÄrio de trabalho pode ser acessado via NFS. Supondo que o usuÑrio mude de estaÅÉo de
trabalho, o seu diretÄrio pode ser disponibilizado novamente nesta estaÅÉo e sem que nenhuma configuraÅÉo
adicional seja realizada.
Sua interface á påblica e muito utilizada para o compartilhamento de leituras e organizaÅÇes acadãmicas, pelas
vantagens de, entre outras: transparãncia; unificaÅÉo de comandos; reduÅÉo de espaÅo local; independãncia de
sistemas operacionais e hardware.
Para um sistema cliente-Servidor, o cliente pode sempre que logar na mÑquina "importar" automaticamente os
diretÄrios e arquivos que o mesmo criou na sua Ñrea pessoal, por exemplo (para implementar esse sistema de
importacÉo de arquivo associado a um usuÑrio em especàfico á necessÑrio ter configurado um Sistema com LDAP ou
NIS, alám do NFS).
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Network File System
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ImplementaÅÇo
Para que os clientes possam acessar o servidor NFS á necessÑrio que os seguintes daemons estejam executando[1] :
nfsd - daemon NFS, que atende requisiÅÇes dos clientes NFS.
mountd - daemon de montagem NFS, que executa as solicitaÅÇes que o nfsd lhe passa.
portmap - daemon portmapper, permite que clientes NFS descubram qual porta o servidor NFS estÑ utilizando.
LigaÅÑes externas
í RFC 3530 - NFS Version 4 Protocol Specification (em inglãs)
í RFC 1813 - NFS Version 3 Protocol Specification (em inglãs)
í RFC 1094 - NFS Version 2 Protocol Specification (em inglãs)
í Sistemas de InformaÅÉo Distribuàdos/Infraestrutura [2] (em portuguãs)
ReferÖncias
[1] FreeBSD Handbook - NFS (http:/ / www. openit. com. br/ freebsd-hb/ network-nfs. html) (em portuguãs)
[2] http:/ / pt. wikibooks. org/ wiki/ Sistemas_de_Informa%C3%A7%C3%A3o_Distribu%C3%ADdos/
Infraestrutura#Servidores_de_arquivos_distribu. C3. ADdos
Server Message Block
Nos computadores em rede, Server Message Block (SMB) funciona como um aplicativo de nàvel rede,
protocolo-aplicado principalmente para o acesso aos arquivos compartilhados, impressoras, portas seriais, e diversas
comunicaÅÇes entre nodos em uma rede. Ela tambám fornece um mecanismo de autenticaÅÉo Inter-Process
Communication. A maioria dos usos de SMB envolve computadores que executam o Microsoft Windows em
ambientes de rede, muitas vezes sem que os usuÑrios saibam que o serviÅo á nomeado como "Microsoft Windows
Network".
Ao discutir SMB, deve diferenciar:
í O protocolo SMB
í Os serviÅos SMB que funcionam sobre o protocolo
í Os serviÅos DCE / RPC que utilizam o SMB como um canal autenticado de comunicaÅÉo entre processos (sobre
pipes nomeados)
í Os protocolos da funcionalidade "Meus locais de rede" que principalmente (mas nÉo exclusivamente) executam
como serviÅos de datagrama diretamente no transporte NetBIOS.
Storage area network
Storage area network
Na computaÅÉo, um Storage Area Network (Ñrea de armazenamento em rede) ou SAN á uma rede projetada para
agrupar dispositivos de armazenamento de computador. Os SANs sÉo mais comuns nos armazenamentos de grande
porte.
Existem duas variaÅÇes de SANs:
1. Uma rede na qual o propÄsito principal á a transferãncia de dados entre computadores e dispositivos de
armazenamento. Um SAN consiste em uma infra-estrutura de comunicaÅÉo que provã conexÇes fàsicas com uma
camada de gerenciamento, que organiza as conexÇes, os dispositivos de armazenamento e os computadores,
tornando a transferãncia de dados robusta e segura.
2. Um sistema de armazenamento formado por dispositivos de armazenamento, computadores e/ou aplicaÅÇes, e
todo um controle via software, comunicando-se atravás de uma rede de computadores.
DefiniÅÇo
Os storage networks, ou redes de armazenamento, diferenciam-se de outras formas de armazenamento em rede pelo
mátodo de acesso em baixo nàvel que eles apresentam. O trÑfego de dados nessas redes á bastante similar ëqueles
usados internamente em discos, como ATA e SCSI.
Em uma rede de armazenamento, o servidor envia pedidos por blocos especàficos ou segmentos de dados de discos
especàficos. Esse mátodo á conhecido como block storage (armazenamento de blocos). O dispositivo age
similarmente a um drive interno, acessando o bloco especàfico e enviando a resposta atravás da rede.
Em alguns mátodos de acessos de arquivos mais tradicionais, como SMB/CIFS ou NFS, o servidor envia pedidos
para um arquivo abstrato como o componente de um grande sistema de arquivos, gerenciados por um computador
intermediÑrio. O intermediÑrio, entÉo, determina o local fàsico do tal arquivo abstrato, obtám acesso a um dos drives
internos e, por fim, envia o arquivo completo pela rede.
A maioria dos SANs usam o protocolo SCSI para a comunicaÅÉo entre servidores e dispositivos, embora nÉo usem o
baixo nàvel da interface SCSI.444.
BenefÜcios
Compartilhar o armazenamento normalmente simplifica a administraÅÉo e proporciona flexibilidade, uma vez que
cabos e dispositivos de armazenamento nÉo precisam ser movidos fisicamente para mudar armazenamento de um
servidor para outro, por exemplo. Note que, no entanto, com a exceÅÉo do sistema de arquivos SAN e clusters, o
SAN ainda á de relaÅÉo um-a-um. Ou seja, cada dispositivo no SAN á de propriedade de um ånico computador.
Oposto a isso, o NAS (Network-Attached Storage) permite que vÑrios computadores acessem ao mesmo conjunto de
arquivos em uma rede.
Os SANs tendem a aumentar a capacidade de armazenamento, uma vez que måltiplos servidores podem
compartilhar a mesma reserva de crescimento.
Outros benefàcios incluem a habilidade de permitir que servidores efetuem boot pelo prÄprio SAN. Isto permite uma
rÑpida e fÑcil reposiÅÉo de servidores defeituosos, uma vez que o SAN pode ser reconfigurado para que o servidor de
reposiÅÉo use o LUN (Logical Unit Number, ou nåmero lÄgico de unidade) do servidor defeituoso. Esse processo
pode levar pouco mais de 30 minutos e á uma idáia relativamente nova que estÑ sendo implantada em novos data
centers.
Os SANs tambám tendem a ser mais efetivos em processos de recuperaÅÉo de dados. Um SAN pode replicar dados
de vÑrios servidores para uma Ñrea de armazenamento secundÑria, que pode ser remota ou local.
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Storage area network
Tipos
Os SANs normalmente sÉo construàdos em uma infra-estrutura especialmente projetada para comportar grande
trÑfego de dados originados de armazenamento. Assim, eles proporcionam um acesso mais rÑpido e estÑvel do que
protocolos de alto-nàvel como os NAS.
A tecnologia mais comum para SAN á a rede de fibra Äptica com o conjunto de comandos SCSI. Um canal de fibra
Äptica SAN padrÉo á feita de alguns switches que estÉo interligados, formando uma rede.
Uma alternativa, e mais recente (2003), de protocolo SAN á o iSCSI, que usa o mesmo conjunto de comandos SCSI
sobre TCP/IP (e, tipicamente, Ethernet). Nesse caso, os switches, cabos e hubs seriam de protocolo TCP/IP.
Conectado ao SAN estarÉo um ou mais servidores (hosts) e uma ou mais coleÅÇes de discos, arquivos de fita ou
outros dispositivos de armazenamento.
Existem dois tipos de SANs - SAN centralizado ou SAN distribuàdo.
NÜveis de Raid
As implementaÅÇes mais comuns sÉo as que dispÇem de Raid padrÉo, como os nàveis 1, 5, 6 e 1/0. Algumas famàlias
apresentam modelos especiais como o vRaid da HP, na linha EVA e o Raid DP, nos equipamentos da NetApp.
LigaÅÑes externas
í FreeNAS [1], SoluÅÉo Open Source para armazenamento em rede.
í SoluÅÉo de Storage Global Crossing [2], em Global Crossing
í
í
í
í
Site Oficial do Storage EMC [3], em EMC
Site Oficial do Storage NetApp [4], em NetApp
Site Oficial do Storage Hitachi [5], em Hitachi
Fibre Channel e Storage Area Network [6], em GTA/UFRJ
í Site Oficial do Storage Supermicro [7], em Supermicro
ReferÖncias
[1] http:/ / freenas. org/
[2] http:/ / www. globalcrossing. com/ LATAM/ pr/ enterprise/ data_storage/ data_storage. html
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
http:/ / www. emc. com
http:/ / www. netapp. com
http:/ / www. hitachi. com
http:/ / www. gta. ufrj. br/ grad/ 08_1/ san/
http:/ / www. supermicro. com
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Disco virtual
Disco virtual
Disco virtual á um espaÅo oferecido por empresas a seus clientes. Estes podem enviar e baixar arquivos como se
estivessem usando um disco local, como por exemplo o prÄprio disco ràgido (HD) instalado no computador. Alguns
e-mails podem servir como disco virtual pessoal ou compartilhado.
Estes discos sÉo espaÅos para armazenagem que ficam em algum HD de algum servidor na Internet. Discos Virtuais
seguros podem ser utilizados para compartilhar arquivos, fazer back up, acessar arquivos quando nÉo se estÑ no local
do seu computador como por exemplo do escritÄrio ou viagens.
Exemplos de Discos Virtuais Gratuitos
í Yupeebox [1] (em portuguãs)
í DropBox [2] (em inglãs)
í ZumoDrive [3] (em inglãs)
í iCloud [4] (em portuguãs)
Saiba Mais
í Fonte: http://bloginfogeeks.blogspot.com/2010/12/voce-sabe-o-que-e-um-disco-virtual.html
í Fonte: http://www.yupee.com.br/yupeebox
ReferÖncias
[1] http:/ / www. yupee. com. br
[2] http:/ / www. dropbox. com/
[3] http:/ / www. zumodrive. com/
[4] http:/ / www. cloudme. com/ pt
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Dropbox
Dropbox
Dropbox á um serviÅo para armazenamento de arquivos. î baseado no conceito de "computaÅÉo em nuvem" ("cloud
computing").
A empresa desenvolvedora do programa disponibiliza enormes e poderosas centrais de computadores que
conseguem armazenar os arquivos de seus clientes ao redor do mundo. Uma vez que os arquivos sejam devidamente
copiados para os servidores da empresa, passarÉo a ficar acessàveis a partir de qualquer lugar que tenha acesso ë
internet. O princàpio á o de manter arquivos sincronizados entre dois computadores que tenham o Dropbox instalado.
LigaÅÑes externas
í Site Oficial [1]
í Tenha seus arquivos sempre ë mÉo com Dropbox [2] (em portuguãs)
ReferÖncias
[1] https:/ / www. dropbox. com/
[2] http:/ / www. tecnotrix. com. br/ backup/ tenha-seus-arquivos-sempre-a-mao-com-dropbox/
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