je hardversko i softversko rješenje za pouzdano skladištenje podataka i omogućavanje brzog i pouzdanog pristupa njima.

Implementacija hardvera u sistemi za skladištenje(SAN) je sličan implementaciji arhitekture personalnog računara. Zašto se onda sistemi za skladištenje uopšte koriste u arhitekturi lokalne mreže organizacije, zašto se to ne može obezbediti i implementirati na bazi konvencionalnog računara?

skladištenje kao dodatni lokalni mrežni čvor baziran na personalnom računaru ili čak moćnom serveru postoje već duže vreme.

Najjednostavnije omogućavanje pristupa podacima putem protokola FTP(protokol za prijenos datoteka) i SMB(protokol za daljinski pristup mrežnim resursima), koji je podržan u svim modernim operativnim sistemima.

Zašto su se onda uopće pojavili? skladištenje?

Sve je jednostavno, izgled skladištenje je povezano sa zaostajanjem u razvoju i brzini trajnih uređaja za skladištenje (tvrdi magnetni diskovi) od centralnog procesora i RAM-a. Tvrdi disk se i dalje smatra uskim grlom u PC arhitekturi, čak i uprkos snažnom razvoju SATA(serijski interfejs) do 600 MB/s ( SATA3), fizički uređaj drajva je ploča kojoj treba pristupiti pomoću glava za čitanje, što je vrlo sporo. Posljednje nedostatke trenutno rješavaju pogoni SSD(nemehanički uređaj za skladištenje) zasnovan na memorijskim čipovima. Pored visoke cijene SSD oni imaju, po mom mišljenju, u ovom trenutku, nedostatak pouzdanosti. Inženjeri skladištenje Predložio je da se uređaji za pohranu prebace u poseban element i da se RAM memorija takvih uređaja koristi za pohranjivanje podataka koji se često mijenjaju korištenjem posebnih algoritama, što zahtijeva softversku komponentu proizvoda. Na kraju sistemi za skladištenje rade brže od tvrdih diskova na serverima, a utjecalo je na uklanjanje uređaja za pohranu (disk podsistem u zasebnom elementu) pouzdanost I centralizacija sistema u celini.

Pouzdanost osigurala činjenicu implementacije u zasebnom uređaju disk sistema, koji, radeći sa softverskom komponentom, obavlja jednu funkciju - to su operacije I/O i skladištenje podataka.

Pored jednostavnog principa - jedan uređaj, jedna funkcija osigurava pouzdanost. Svi glavni čvorovi: napajanja, kontroleri Sistemi za skladištenje podataka se dupliraju, što naravno dodatno povećava pouzdanost sistema, ali utiče na cenu finalnog proizvoda.

Premještanje diskovnog sistema na poseban čvor dozvoljava centralizovati uređaje za skladištenje. Po pravilu, bez posebnog mrežnog skladišta, kućni folderi korisnika, pošta, baze podataka se pohranjuju na odvojenim čvorovima, obično serverima na mreži, što je vrlo nezgodno i nepouzdano. Morate napraviti rezervne kopije, duplirati podatke na backup serveru na mreži, koji pored troškova podrške i hardvera, softvera zauzima dio mrežnog propusnog opsega.

Evo kako to izgleda:

Sa odvojenim skladištem:

U zavisnosti od metode, tehnologije povezivanja skladištenje na informacionu mrežu. skladištenje podijeljeno na: DAS, NAS, SAN

DAS (direktnoU priloguskladište)- način povezivanja koji se ne razlikuje od standardnog povezivanja tvrdog diska, diskovnih nizova (RAID) na server ili PC. Obično se koristi za povezivanje SAS.

SAS- u stvari, protokol dizajniran da zameni SCSI koristi serijski interfejs, za razliku od SCSI, ali komande koje se koriste su iste kao u SCSI. SAS ima veću propusnost zbog povezivanja kanala na jednom interfejsu.

NAS (mrežeU priloguskladište)- sistem diska je povezan na zajedničku LAN mrežu, koristi se TCP transportni protokol, protokoli rade na vrhu modela smb,NFS(daljinski pristup datotekama i štampačima).

SAN (Skladištenjepodručjumreža) je namjenska mreža koja povezuje uređaje za skladištenje podataka sa serverima. Radi koristeći protokol fiber kanal ili iSCSI.

OD vlaknaKanal sve je jasno - optika. I ovdje iSCSI- inkapsulacija paketa u IP protokol, omogućava kreiranje skladišnih mreža zasnovanih na Ethernet infrastrukturi, brzine prenosa 1Gb i 10GB. Prema programerima, brzina iSCSI bi trebala biti dovoljna za gotovo sve poslovne aplikacije. Za povezivanje servera na skladištenje on iSCSI potrebni adapteri iSCSI. Najmanje dvije rute su postavljene do svakog uređaja kada se koristi iSCSI, koristeći VLAN, svaki uređaj i LUN(definira virtuelnu sekciju u nizu, koja se koristi prilikom adresiranja) je dodijeljena adresa ( SvijetŠirokoIme).

razlika NAS od SAN u onome što je na mreži SAN I/O operacije čitaju i pišu podatke u blokovima. skladištenje nema pojma o strukturi sistema datoteka.

Među najbrendiranijim dobavljačima na tržištu uređaja za skladištenje podataka su: NetApp, IBM, HP, DELL, HITACHI, EMC.

Naš projekat zahteva sistem skladištenja sa sledećim specifikacijama:

• Volumen 1TB za fajlove, 1TB za operativne sisteme servera i baza podataka, 300 - 500 GB, za backup servere + rezerva. Ukupno minimalno 3TB prostora na disku
• Podrška za SMB i NFS protokole, za distribuciju zajedničkih fajlova korisnicima bez učešća servera
• Ako želimo da pokrenemo hipervizor iz skladištenje, zahtijeva najmanje iSCSI protokol
• U teoriji, još uvijek morate uzeti u obzir tako važan parametar kao što je brzina ulaznog izlaza (IO) koju skladište može pružiti. Ovaj parametar možete procijeniti mjerenjem IO na operativnom hardveru, na primjer, korištenjem programa IOMeter.

Imajte na umu da grupiranje od Microsofta funkcionira samo vlaknaKanal.

Evo liste kompanija i hardvera između kojih možete izabrati:

Asustor

Asustor AS 606T, AS 608T, 609RD(pored mogućnosti instaliranja do 8 diskova kapaciteta 4Tb, deklarisana je podrška za VMware, Citrix i Hyper-V.

Hardverska komponenta

CPU Intel Atom 2.13

RAM 1GB (3GB) DDR3

Tvrdi 2.5, 3.5, SATA 3 ili SSD

Lan Gigabit Ethernet - 2

LCD ekran, HDMI

Net

Mreža protokoli

Sistem podataka

Za ugrađene čvrste diskove: EXT4, Za eksterne čvrste diskove: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Skladištenje

Podrška za više volumena sa rezervnim dijelovima

Tip volumena: jedan disk, JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Podrška za online migraciju RAID nivoa

Maksimalan broj meta: 256

Maksimalni LUN-ovi: 256

Maskiranje mete

LUN displej

Montaža ISO slika

MPIO i MCS podrška

Trajna redundantnost (SCSI-3)

Upravljanje diskovima

Potražite oštećene blokove prema rasporedu

Planirano S.M.A.R.T skeniranje

Podržano OS

Windows XP, Vista, 7, 8, Server 2003, Server 2008, Server 2012

Mac OS X 10.6 i dalje

UNIX, Linux i BSD

Backup

Podrška za Rsync način rada (daljinska sinhronizacija)

Sigurnosna kopija u oblaku

FTP backup

Sigurnosna kopija na vanjski medij

Sigurnosna kopija jednim dodirom

Administracija sistema

Tip dnevnika: sistemski dnevnik, dnevnik veze, dnevnik pristupa datoteci

Snimač aktivnosti korisnika u realnom vremenu

Monitor sistema u realnom vremenu

Mrežna korpa

Korisnička kvota diska

Virtuelni disk (montaža ISO slika, maksimalno 16)

UPS podrška

Kontrole pristupa

Maksimalan broj korisnika: 4096

Maksimalan broj grupa: 512

Maksimalan broj dijeljenih foldera: 512

Maksimalan broj istovremenih veza: 512

Podrška za Windows Active Directory

Sigurnost

Vatrozid: spriječi neovlašteni pristup

Mrežni filter: Prevencija mrežnih napada

Obavještenja o prijetnjama: E-mail, SMS

Sigurne veze: HTTPS, FTP preko SSL/TLS, SSH, SFTP, Rsync preko SSH

Operativni sistem ADM sa mogućnošću povezivanja dodatnih modula preko app centrale

Modeli AS 604RD, AS 609RD Za razliku od AS 606T, AS 608T, ne uključuju LCD ekran, dizajnirani su za instalaciju u stalak i imaju redundantno napajanje, deklarirana je podrška za platforme za virtualizaciju

Netgear

Spreman Nas 2100, Spreman Nas 3100, Spreman Nas Pro 6

Hardverska komponenta

CPU Intel SOC 1GHz

Tvrdi 2.5, 3.5, SATA 2 ili SSD

Lan Gigabit Ethernet - 2

Net

Mreža protokoli

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS

Sistem podataka

Za ugrađene čvrste diskove: BTRFS, Za eksterne čvrste diskove: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Skladištenje

Podrška za online proširenje RAID kapaciteta

Maksimalan broj meta: 256

Maksimalni LUN-ovi: 256

Maskiranje mete

LUN displej

Upravljanje diskovima

Kapacitet diska, performanse, praćenje opterećenja

Skeniranje loših blokova na diskovima

Podržava HDD S.M.A.R.T.

Online korekcija podataka na diskovima

Podrška za čišćenje diska

podrška za defragmentaciju

Poruke (sa SMTP servisa putem e-pošte, SNMP, syslog, lokalnog dnevnika)

Automatsko isključivanje (HDD, ventilatori, UPS)

Vraćanje funkcionalnosti kada se napajanje vrati

Podržani OS

Microsoft Windows Vista (32/64-bit), 7 (32/64-bit), 8 (32/64-bit), Microsoft Windows Server 2008 R2/2012, Apple OS X, Linux/Unix, Solaris, Apple iOS, Google Android)

Backup

Neograničeni snimci za kontinuiranu zaštitu.

Vratite snimke u bilo kom trenutku. Preko GUI (admin konzola), ReadyCLOUD-a ili Windows Explorer-a

Mogućnost kreiranja snimka ručno ili putem planera

Sinhronizacija datoteka putem R-sync

Cloud Management Remote Replication (ReadyNAS to ReadyNAS). Ne zahtijeva licence za uređaje koji koriste Radiator OS v6.

Hot Redundancy

eSATA podrška

Podrška za pravljenje rezervnih kopija na eksternim diskovima na e (USB/eSATA)

Podrška za Remote Apple Time Machine tehnologiju sigurnosnog kopiranja i vraćanja (preko ReadyNAS Remote-a)

Podrška za ReadyNAS Vault Cloud uslugu (opcionalno)

Podrška za sinhronizaciju putem ReadyDROP-a (Sinhronizacija Mac/Windows fajlova sa ReadyNAS-om)

DropBox podrška za sinhronizaciju datoteka (potreban je DropBox nalog)

Administracija sistema

ReadyCLOUD za otkrivanje i upravljanje uređajima

RAIDar - Network Discovery Agent (Windows/Mac)

Spremanje i vraćanje konfiguracijske datoteke

Dnevnik događaja

Podrška za poruke za syslog server

Podrška za razmenu poruka za SMB

Grafičko korisničko sučelje na ruskom i engleskom jeziku

Genie+ marketplace. Ugrađena trgovina aplikacija za poboljšanje funkcionalnosti uređaja

Podrška za Unicode znakove

disk manager

Podrška za Thin Provision Shares i LUN-ove

Trenutna nabavka

Kontrole pristupa

Maksimalan broj korisnika: 8192

Maksimalan broj grupa: 8192

Maksimalan broj foldera za pristup mreži: 1024

Maksimalan broj priključaka: 1024

Pristup folderima i datotekama na osnovu ACL-a

Proširene dozvole za fascikle i podmape zasnovane na ACL-u za CIFS/SMB, AFP, FTP, Microsoft Active Directory (AD) autentifikaciju kontrolera domene

Vlastite pristupne liste

ReadyCLOUD pristupne liste zasnovane na ACL-u

Operativni sistem

ReadyNAS OS 6 je baziran na Linuxu 3.x

Spreman Nas 3100 razlikuje Spreman Nas 2100 2GB ECC memorije

Spreman Nas Pro 6- Skladište sa šest slotova, Intel Atom D510 procesor, 1GB DDR2 memorije

Qnap

TS-869U-RP, TS-869 PRO

Hardverska komponenta

CPU Intel Atom 2.13GHz

Tvrdi 2.5, 3.5, SATA 3 ili SSD

Lan Gigabit Ethernet - 2

Net

IPv4, IPv6, Podržava 802.3ad i šest drugih modova za balansiranje opterećenja i/ili mrežni prekid, Vlan

Mreža protokoli

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS

Sistem podataka

Za ugrađene čvrste diskove: EXT3, EXT4, Za eksterne čvrste diskove: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Skladištenje

Tip volumena: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Podrška za online proširenje RAID kapaciteta

Maksimalan broj meta: 256

Maksimalni LUN-ovi: 256

Maskiranje mete

LUN displej

iSCSI inicijator (virtuelni disk)

Master lančanja steka

Do 8 virtuelnih diskova

Upravljanje diskovima

Povećanje kapaciteta skladištenja RAID niza bez gubitka podataka

Skeniranje loših blokova

RAID funkcija oporavka

Bitmap podrška

Podržano OS

Backup

Replikacija u realnom vremenu (RTRR)

Radi i kao RTRR server i kao klijent

Podržava pravljenje rezervnih kopija u realnom vremenu i po rasporedu

Moguće filtriranje datoteka, kompresija i enkripcija

Dugme za kopiranje podataka sa / na vanjski uređaj

Apple Time Machine podrška s upravljanjem rezervacijama

Replikacija resursa na nivou bloka (Rsync)

Radi i kao server i kao klijent

Sigurna replikacija između QNAP servera

Sigurnosna kopija na vanjski medij

Backup na cloud sisteme za skladištenje podataka

Aplikacija NetBak Replicator za Windows

Apple Time Machine podrška

Administracija sistema

Web interfejs baziran na AJAX tehnologiji

HTTP/ HTTPS veza

Trenutna obavještenja putem e-pošte i SMS-a

Upravljanje rashladnim sistemom

DynDNS i specijalizovani servis MyCloudNAS

UPS podrška sa SNMP upravljanjem (USB)

Mrežna podrška za UPS

Resource Monitor

Mrežna korpa za otpatke za CIFS/SMB i AFP

Detaljni zapisnici događaja i veza

Spisak aktivnih korisnika

Syslog klijent

Ažuriranje firmvera

Čuvanje i vraćanje sistemskih postavki

Vraćanje fabričkih postavki

Kontrole pristupa

Do 4096 korisničkih naloga

Do 512 grupa korisnika

Do 512 mrežnih resursa

Grupno dodavanje korisnika

Uvoz/izvoz korisnika

Postavljanje opcija kvote

Upravljanje pravima pristupa podfolderima

Operativni sistem

TS-869 Pro– model bez redundantnog napajanja, 1GB memorije

Synology

RS2212, DS1813

Hardverska komponenta

CPU Intel Core 2.13GHz

Tvrdi 2.5, 3.5, SATA 2 ili SSD

Lan Gigabit Ethernet - 2

Net

IPv4, IPv6, Podržava 802.3ad i šest drugih načina za balansiranje opterećenja i/ili mrežni prekid rada

Mreža protokoli

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, SSH

Sistem podataka

Za ugrađene čvrste diskove: EXT3, EXT4, Za eksterne čvrste diskove: NTFS, EXT3, EXT4

Skladištenje

Tip volumena: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Maksimalan broj meta: 512

Maksimalni LUN-ovi: 256

Upravljanje diskovima

Promenite nivo RAID-a bez isključivanja sistema

Podržani OS

Windows 2000 i noviji, Mac OS X 10.3 i noviji, Ubuntu 9.04 i noviji

Backup

Mrežna redundantnost

Lokalni višak

Sinhroniziranje dijeljenih foldera

Desktop redundantnost

Administracija sistema

Obavještavanje o sistemskim događajima SMS-om, e-mailom

Korisnička kvota

Monitoring resursa

Kontrole pristupa

Do 2048 korisničkih naloga

Do 256 grupa korisnika

Do 256 mrežnih resursa

Operativni sistem

DS1813– 2GB RAM-a, 4 Gigabita, podrška za HASP 1C, podrška za 4TB disk

Thecus

N8800PRO v2, N7700PRO v2, N8900

Hardverska komponenta

CPU Intel Core 2 1,66 GHz

Lan Gigabit Ethernet - 2

LAN sposobnost 10Gb

Net

IPv4, IPv6, Podržava 802.3ad i šest drugih načina za balansiranje opterećenja i/ili mrežni prekid rada

Mreža protokoli

CIFS/SMB, NFS, FTP

Sistem podataka

Za ugrađene čvrste diskove: EXT3, EXT4, Za eksterne čvrste diskove: EXT3, EXT4, XFS

Skladištenje

Tip volumena: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10, RAID 50, RAID 60

Podrška za online proširenje RAID kapaciteta

Maskiranje mete

LUN displej

Upravljanje diskovima

Nadzor zdravlja diska (S.M.A.R.T)

Skeniranje loših blokova

Mogućnost montiranja ISO slika

Podržano OS

Microsoft Windows 2000, XP, Vista (32/64 bit), Windows 7 (32/64 bit), Server 2003/2008

Backup

Acronis True Image

Uslužni program za pravljenje rezervnih kopija iz Thecusa

Čitanje sa optičkog diska na Nas

Administracija sistema

Interfejs za web administraciju servera

Kontrole pristupa

ADS podrška

Operativni sistem

N7700PRO v2– model bez redundantnog napajanja

N8900– novi model sa podrškom za SATA 3 i SAS

Na osnovu gore navedenih podataka, trenutno je potrebno najmanje 3-x Tb, a prilikom ažuriranja OS-a i programa, ova cifra se može pomnožiti sa dva, tada vam je potrebna memorija na disku kapaciteta najmanje 6Tb i sa prostorom za rast. Stoga, uz bookmark za budućnost i organizaciju RAID 5 niza, konačna brojka je potreba za 12 Tb. Kada podržavate sistem hard diska od 4 Tb, potreban je sistem sa najmanje šest ležišta za disk jedinice.

Izbor je značajno smanjen sledećim modelima: AS 609RD, Spreman NAS 3200, TS-869U-RP, RS-1212RP+, N8900. Svi modeli uključuju dodatno napajanje. I proizvođač je deklarirao podršku dobro poznatim platforme za virtuelizaciju. NetGear model se činio najzanimljivijim - Spreman NAS 3200, budući da je samo ovaj model, pored SMART-a, podržavao barem neke dodatne tehnologije za rad s diskovima osim SMART-a i memorije sa ECC-om, ali je cijena izletjela za 100.000 rubalja, osim toga, bilo je sumnje u mogućnost rada 4Tb i SATA3 diskovi u njemu. Cijena po RS-1212RP+, takođe leteo iznad 100 hiljada. AS 609RD- igrač na tržištu sistema za skladištenje podataka je vrlo nov, pa se ne zna kako će se to ponašati skladištenje.

Ono što je ostalo dva sistema na izbor: TS-869U-RP, N8900.

TS-869U-RP- trenutno košta oko 88.000 rubalja.

N8900- cijena je 95.400 rubalja, ima puno prednosti u odnosu na TS-869U-RP- podržava i SATA diskove i SAS, mogućnost dodatne ugradnje adaptera 10 GB, moćniji dvojezgreni procesor, podrška za SATA3 4Tb diskove. Osim toga, postoji redundantnost firmvera na rezervnom čipu, što daje veću pouzdanost u odnosu na druge sisteme.

• Nazad

Shkera

Sa svakodnevnim usložnjavanjem umreženih računarskih sistema i globalnih korporativnih rešenja, svet je počeo da traži tehnologije koje bi dale podsticaj oživljavanju sistema za skladištenje informacija (storage system) preduzeća. I tako, jedna jedina tehnologija donosi dosad neviđenu brzinu, ogromnu skalabilnost i izuzetne prednosti ukupnog troška vlasništva u svjetsku riznicu napretka za skladištenje podataka. Okolnosti koje su se oblikovale pojavom FC-AL (Fibre Channel - Arbitrated Loop) standarda i SAN (Storage Area Network), koji se razvija na njegovoj osnovi, obećavaju revoluciju u računarskim tehnologijama orijentiranim na podatke.

"Najznačajniji razvoj skladištenja koji smo vidjeli u 15 godina"

Data Communications International, 21. mart 1998

Formalna definicija SAN-a u tumačenju Udruženja industrije skladišnih mreža (SNIA):

„Mreža čiji je glavni zadatak prenos podataka između računarskih sistema i uređaja za skladištenje podataka, kao i između samih sistema za skladištenje podataka. SAN se sastoji od komunikacijske infrastrukture koja pruža fizičku povezanost kao i upravljačkog sloja koji integriše komunikacije, skladištenje i kompjuterske sisteme kako bi se osiguralo da je prijenos podataka siguran i pouzdan.”

Tehnički rečnik SNIA, udruženje industrije skladišnih mreža sa autorskim pravima, 2000

Opcije za organizovanje pristupa sistemima za skladištenje

Postoje tri glavne opcije za organizovanje pristupa sistemima za skladištenje:

• SAS (Server Attached Storage), skladište priključeno na server;
• NAS (Network Attached Storage), skladište povezano na mrežu;
• SAN (Storage Area Network), mreža za skladištenje podataka.

Razmotrite topologije odgovarajućih sistema skladištenja i njihove karakteristike.

SAS

Sistem za skladištenje povezan sa serverom. Poznati, tradicionalni način povezivanja sistema za skladištenje podataka na interfejs velike brzine na serveru, obično paralelni SCSI interfejs.

Slika 1. Serverska memorija

Upotreba posebnog kućišta za sistem skladištenja unutar SAS topologije je opciona.

Glavna prednost skladišta spojenog na server, u odnosu na druge opcije, je niska cijena i visoke performanse po stopi jednog skladišta za jedan server. Takva topologija je najoptimalnija u slučaju korištenja jednog servera preko kojeg je organiziran pristup nizu podataka. Ali ona i dalje ima niz problema koji su naveli dizajnere da potraže druge opcije za organizovanje pristupa sistemima za skladištenje podataka.

SAS karakteristike uključuju:

• Pristup podacima zavisi od OS-a i sistema datoteka (općenito);
• Složenost organizovanja sistema visoke dostupnosti;
• Jeftino;
• Visoke performanse unutar jednog čvora;
• Smanjena brzina odgovora pri učitavanju servera koji služi skladištenje.

NAS

Sistem za skladištenje povezan na mrežu. Ova varijanta organizacije pristupa pojavila se relativno nedavno. Njegova glavna prednost je pogodnost integracije dodatnog sistema za skladištenje podataka u postojeće mreže, ali sam po sebi ne donosi nikakva radikalna poboljšanja arhitekture skladištenja podataka. U stvari, NAS je čist fajl server, a danas možete pronaći mnoge nove implementacije NAS tipa skladištenja zasnovane na tehnologiji Thin Server.

Slika 2. Mrežna memorija.

NAS karakteristike:

• Namjenski server datoteka;
• Pristup podacima je nezavisan od OS i platforme;
• Jednostavnost administracije;
• Maksimalna jednostavnost instalacije;
• Niska skalabilnost;
• Konflikt sa LAN/WAN saobraćajem.

Skladištenje napravljeno pomoću NAS tehnologije je idealna opcija za jeftine servere sa minimalnim skupom funkcija.

SAN

Mreže za skladištenje počele su intenzivno da se razvijaju i uvode se tek od 1999. godine. Osnova SAN-a je mreža odvojena od LAN/WAN-a, koja služi za organizovanje pristupa podacima sa servera i radnih stanica uključenih u njihovu direktnu obradu. Ova mreža je zasnovana na standardu Fibre Channel, koji sistemima za skladištenje podataka daje prednosti LAN/WAN tehnologija i mogućnost organizovanja standardnih platformi za sisteme visoke dostupnosti i velike potražnje. Gotovo jedini nedostatak današnjih SAN-ova je relativno visoka cijena komponenti, ali ukupni trošak vlasništva za korporativne sisteme izgrađene korištenjem SAN tehnologije je prilično nizak.

Slika 3. Mreža za skladištenje podataka.

Glavne prednosti SAN-a uključuju gotovo sve njegove karakteristike:

• Nezavisnost SAN topologije od sistema skladištenja i servera;
• Pogodno centralizirano upravljanje;
• Nema sukoba sa LAN/WAN saobraćajem;
• Pogodan backup podataka bez učitavanja lokalne mreže i servera;
• Visoke performanse;
• Visoka skalabilnost;
• Visoka fleksibilnost;
• Visoka dostupnost i tolerancija grešaka.

Također treba napomenuti da je ova tehnologija još uvijek prilično mlada i da bi u bliskoj budućnosti trebala doživjeti mnoga poboljšanja u području standardizacije upravljanja i metoda interakcije između SAN podmreža. No, može se nadati da ovo samo prijeti pionirima dodatnim izgledima za prvenstvo.

FC kao osnova za izgradnju SAN-a

Kao i LAN, SAN se može kreirati korištenjem raznih topologija i medija. Prilikom izgradnje SAN-a mogu se koristiti i paralelni SCSI interfejs i Fibre Channel ili, recimo, SCI (Scalable Coherent Interface), ali Fibre Channel svoju sve veću popularnost duguje SAN-u. U dizajnu ovog interfejsa učestvovali su stručnjaci sa značajnim iskustvom u razvoju kako kanalnih tako i mrežnih interfejsa, koji su uspeli da kombinuju sve bitne pozitivne karakteristike obe tehnologije kako bi dobili nešto zaista revolucionarno. Sta tacno?

Glavne ključne karakteristike kanala:

• Mala latencija
• velike brzine
• Visoka pouzdanost
• Topologija od tačke do tačke
• Male udaljenosti između čvorova
• Zavisnost od platforme

i mrežni interfejsi:

• Multidrop topologije
• velike udaljenosti
• Visoka skalabilnost
• Male brzine
• Velika kašnjenja

spojeno u Fibre Channel:

• velike brzine
• Nezavisnost protokola (0-3 nivoa)
• velike udaljenosti
• Mala latencija
• Visoka pouzdanost
• Visoka skalabilnost
• Multidrop topologije

Tradicionalno, interfejsi za skladištenje (ono što se nalazi između hosta i uređaja za skladištenje) su bili prepreka za brzinu i rast skladištenja. Istovremeno, primijenjeni zadaci zahtijevaju značajno povećanje hardverskog kapaciteta, što zauzvrat povlači potrebu za povećanjem propusnog opsega interfejsa za komunikaciju sa sistemima za skladištenje podataka. Upravo probleme izgradnje fleksibilnog pristupa podacima velike brzine Fibre Channel pomaže u rješavanju.

Standard Fibre Channel konačno je definisan u proteklih nekoliko godina (od 1997. do 1999.), tokom kojih je obavljen ogroman rad na harmonizaciji interakcije proizvođača različitih komponenti, a urađeno je sve što je potrebno da se Fibre Channel transformiše iz čisto konceptualne tehnologije. u stvarnost, koja je dobila podršku u vidu instalacija u laboratorijama i računarskim centrima. Godine 1997. dizajnirani su prvi komercijalni uzorci komponenti temelja za izgradnju SAN baziranog na FC, kao što su adapteri, čvorišta, prekidači i mostovi. Tako se od 1998. godine FC koristi u komercijalne svrhe u poslovanju, proizvodnji i velikim projektima za implementaciju sistema koji su kritični za kvarove.

Fibre Channel je otvoreni industrijski standard za serijski interfejs velike brzine. Povezuje servere i sisteme za skladištenje do 10 km (koristeći standardnu ​​opremu) pri 100 MB/s (Cebit'2000 je predstavio uzorke proizvoda koji koriste novi standard Fibre Channel pri 200 MB/s po prstenu, a u laboratorijskim implementacijama novog standard sa brzinama od 400 MB/s je već u funkciji, što je 800 MB/s kada se koristi dvostruki prsten.) (U vrijeme objavljivanja članka, brojni proizvođači su već počeli isporučivati ​​mrežne kartice i prekidače na FC 200 MB/s.) Fibre Channel istovremeno podržava niz standardnih protokola (među njima TCP/IP i SCSI-3) na jednom fizičkom mediju, potencijalno pojednostavljujući izgradnju mrežne infrastrukture, istovremeno pružajući mogućnosti za smanjenje instalacije i troškovi održavanja Korištenje zasebnih podmreža za LAN/WAN i SAN ima nekoliko prednosti i preporučeno je zadano.

Jedna od najvažnijih prednosti Fibre Channela, uz parametre brzine (koji, inače, nisu uvijek glavni za korisnike SAN-a i mogu se implementirati pomoću drugih tehnologija), je mogućnost rada na velikim udaljenostima i fleksibilnost topologije. , koji je u novi standard došao iz mrežnih tehnologija. Dakle, koncept izgradnje topologije mreže za skladištenje se zasniva na istim principima kao i tradicionalne mreže, obično zasnovane na čvorištima i prekidačima, koji pomažu u sprečavanju padova brzine sa povećanjem broja čvorova i stvaraju mogućnosti za pogodnu organizaciju sistema bez jedna tačka kvara.

Za bolje razumevanje prednosti i karakteristika ovog interfejsa, predstavljamo uporedni opis FC i Parallel SCSI u obliku tabele.

Tabela 1. Poređenje Fibre Channel i paralelnih SCSI tehnologija

Standard Fibre Channel pretpostavlja upotrebu različitih topologija, kao što su tačka-tačka (Point-to-Point), prsten ili FC-AL čvorište (Loop ili Hub FC-AL), glavni prekidač (Fabric / Switch) .

Topologija od tačke do tačke se koristi za povezivanje jednog sistema skladištenja sa serverom.

Petlja ili čvorište FC-AL - za povezivanje više uređaja za skladištenje na više hostova. Prilikom organiziranja dvostrukog prstena povećava se brzina i tolerancija na greške sistema.

Prekidači se koriste za pružanje maksimalnih performansi i tolerancije grešaka za složene, velike i razgranate sisteme.

Zahvaljujući fleksibilnosti mreže, izuzetno važna karakteristika je ugrađena u SAN - pogodna mogućnost izgradnje sistema otpornih na greške.

Nudeći alternativna rješenja za pohranu i mogućnost kombiniranja više skladišta za hardversku redundantnost, SAN pomaže u zaštiti uređaja i softverskih sistema od hardverskih kvarova. Da bismo demonstrirali, navešćemo primer kreiranja sistema sa dva čvora bez tačaka kvara.

Slika 4. Nema jedne tačke kvara.

Izgradnja sistema sa tri ili više čvorova se izvodi jednostavnim dodavanjem dodatnih servera u FC mrežu i njihovim povezivanjem na oba čvorišta/switch).

Kada se koristi FC, izgradnja sistema otpornih na greške postaje transparentna. Mrežni kanali i za skladištenje i za lokalnu mrežu mogu se postaviti na bazi vlakana (do 10 km ili više uz pomoć pojačala signala) kao fizičkog nosača za FC, uz korištenje standardne opreme, što omogućava značajno smanjenje troškova takvog sistemi.

Sa mogućnošću pristupa svim komponentama SAN-a s bilo kojeg mjesta u SAN-u, imamo izuzetno fleksibilnu mrežu podataka za upravljanje. Istovremeno, treba napomenuti da SAN pruža transparentnost (mogućnost uvida) svih komponenti do diskova u sistemima za skladištenje podataka. Ova karakteristika je podstakla proizvođače komponenti da iskoriste svoje značajno iskustvo u izgradnji LAN/WAN sistema upravljanja kako bi ugradili opsežne mogućnosti nadzora i kontrole u sve SAN komponente. Ove mogućnosti uključuju praćenje i upravljanje pojedinačnim čvorovima, skladištenjem komponenti, kućištima, mrežnim uređajima i mrežnim podstrukturama.

Sistem upravljanja i nadzora SAN-a koristi otvorene standarde kao što su:

• SCSI skup naredbi
• Usluge SCSI kućišta (SES)
• SCSI tehnologija samokontrole analize i izvještavanja (S.M.A.R.T.)
• SAF-TE (SCSI pristupna kućišta otporna na greške)
• Jednostavan protokol za upravljanje mrežom (SNMP)
• Web Based Enterprise Management (WBEM)

Sistemi izgrađeni korišćenjem SAN tehnologija ne samo da pružaju administratoru mogućnost praćenja razvoja i statusa resursa za skladištenje, već i otvaraju mogućnosti za praćenje i kontrolu saobraćaja. Sa ovim resursima, softver za upravljanje SAN-om implementira najefikasnije planiranje skladištenja i šeme balansiranja opterećenja za sistemske komponente.

SAN mreže su savršeno integrirane u postojeće informacione infrastrukture. Njihova implementacija ne zahtijeva nikakve promjene u postojećim LAN i WAN mrežama, već samo proširuje mogućnosti postojećih sistema, oslobađajući ih od zadataka usmjerenih na prijenos velikih količina podataka. Štaviše, kada se integriše i administrira SAN, veoma je važno da ključni elementi mreže podržavaju hot zamenu i instalaciju, sa mogućnostima dinamičke konfiguracije. Dakle, administrator može dodati ovu ili onu komponentu ili je zamijeniti bez isključivanja sistema. I cijeli ovaj proces integracije može se vizualizirati u grafičkom sistemu upravljanja SAN-om.

Uzimajući u obzir gore navedene prednosti, možemo istaknuti niz ključnih tačaka koje direktno utiču na jednu od glavnih prednosti Storage Area Network - ukupni trošak vlasništva (Total Cost Ownership).

Neverovatna skalabilnost omogućava preduzeću koje koristi SAN da investira u servere i skladište po potrebi. I uštedite svoja ulaganja u već instaliranu opremu prilikom promjene tehnoloških generacija. Svaki novi server će imati brzi pristup skladištu i svaki dodatni gigabajt prostora za skladištenje će biti dostupan svim serverima na podmreži na komandu administratora.

Velike mogućnosti za izgradnju sistema otpornih na greške mogu donijeti direktne komercijalne koristi od minimiziranja zastoja i spašavanja sistema u slučaju prirodne katastrofe ili neke druge kataklizme.

Upravljivost komponenti i transparentnost sistema omogućavaju mogućnost centralnog administriranja svih resursa za skladištenje, a to zauzvrat značajno smanjuje troškove njihove podrške, čija je cijena po pravilu više od 50% cijene oprema.

Utjecaj SAN-a na aplikacije

Kako bi našim čitateljima bilo jasnije koliko su tehnologije o kojima se govori u ovom članku praktične, navešćemo nekoliko primjera primijenjenih problema koji bi se neefikasno rješavali bez korištenja skladišnih mreža, zahtijevali bi velika finansijska ulaganja ili ne bi bili riješeni. uopšte standardnim metodama.

Izrada sigurnosne kopije i vraćanje podataka (backup and Recovery)

Koristeći tradicionalni SCSI interfejs, korisnik se suočava sa nizom složenih problema prilikom izgradnje sistema za bekap i oporavak podataka, koji se vrlo lako mogu rešiti korišćenjem SAN i FC tehnologija.

Tako korištenje mreža za pohranu podiže rješenje problema backup-a i oporavka na novu razinu i pruža mogućnost sigurnosnog kopiranja nekoliko puta brže nego prije, bez opterećenja lokalne mreže i servera radom na backup-u podataka.

Grupiranje servera

Jedan od tipičnih zadataka za koje se SAN efikasno koristi je grupisanje servera. Budući da je jedna od ključnih tačaka u organizaciji brzih klaster sistema koji rade sa podacima pristup skladištu, sa pojavom SAN-a, izgradnja klastera sa više čvorova na hardverskom nivou rešava se jednostavnim dodavanjem servera sa vezom na SAN. (ovo se može učiniti čak i bez isključivanja sistema, pošto FC prekidači podržavaju hot-plug). Sa paralelnim SCSI interfejsom, koji ima znatno lošiju povezanost i skalabilnost od FC-a, klastere usmerene na podatke bilo bi teško napraviti sa više od dva čvora. Paralelni SCSI prekidači su veoma složeni i skupi uređaji, a za FC ovo je standardna komponenta. Za kreiranje klastera koji neće imati ni jednu tačku kvara, dovoljno je integrisati ogledalo SAN u sistem (DUAL Path tehnologija).

U okviru klasteriranja, jedna od RAIS (Redundant Array of Inexpensive Servers) tehnologija se čini posebno atraktivnom za izgradnju moćnih skalabilnih sistema internet trgovine i drugih vrsta zadataka sa povećanim zahtjevima za energijom. Prema Alistairu A. Crollu, suosnivaču Networkshop Inc., korištenje RAIS-a je prilično efikasno: „Na primjer, za 12.000-15.000 dolara možete kupiti oko šest jeftinih jedan-dva procesora (Pentium III) Linux/Apache servera. Snaga, skalabilnost i tolerancija kvarova takvog sistema bit će znatno veći od, na primjer, jednog servera sa četiri socketa baziranog na Xeon procesorima, a cijena je ista.”

Simultani pristup videu i dijeljenje podataka (istovremeni video streaming, dijeljenje podataka)

Zamislite zadatak kada trebate urediti video na nekoliko (recimo > 5) stanica ili samo raditi na ogromnim podacima. Trebat će vam nekoliko minuta da prenesete datoteku od 100 GB preko lokalne mreže, a cjelokupni rad na njoj bit će vrlo težak zadatak. Kada se koristi SAN, svaka radna stanica i mrežni server pristupaju datoteci brzinom koja je ekvivalentna lokalnom disku velike brzine. Ako vam je potrebna druga stanica/server za obradu podataka, možete ga dodati u SAN bez isključivanja mreže jednostavnim povezivanjem stanice na SAN prekidač i dodjeljivanjem prava pristupa skladištu. Ako više niste zadovoljni brzinom podsistema podataka, možete jednostavno dodati još jednu memoriju i koristiti tehnologiju distribucije podataka (na primjer, RAID 0) da biste dobili dvostruko veću brzinu.

Osnovne SAN komponente

srijeda

Za povezivanje komponenti u okviru standarda Fibre Channel koriste se bakarni i optički kablovi. Obje vrste kablova se mogu koristiti u isto vrijeme kada se gradi SAN. Konverzija interfejsa se vrši pomoću GBIC (Gigabit Interface Converter) i MIA (Media Interface Adapter). Obje vrste kablova danas pružaju istu brzinu prijenosa podataka. Bakarni kabel se koristi za kratke udaljenosti (do 30 metara), optički - kako za kratke udaljenosti tako i za udaljenosti do 10 km ili više. Koristite multimod i single mode optičke kablove. Multimode kabl se koristi za kratke udaljenosti (do 2 km). Unutrašnji prečnik vlakna višemodnog kabla je 62,5 ili 50 mikrona. Za brzine prenosa od 100 Mb/s (200 Mb/s duplex) kada se koristi multimodno vlakno, dužina kabla ne bi trebalo da prelazi 200 metara. Jednomodni kabl se koristi za velike udaljenosti. Dužina takvog kabla ograničena je snagom lasera koji se koristi u odašiljaču signala. Jednomodno vlakno ima unutrašnji prečnik od 7 ili 9 mikrona, što omogućava prolazak jednog snopa.

Konektori, adapteri

Za povezivanje bakrenih kablova koriste se konektori tipa DB-9 ili HSSD. HSSD se smatra pouzdanijim, ali DB-9 se koristi jednako često jer je jednostavniji i jeftiniji. Standardni (najčešći) konektor za optičke kablove je SC konektor koji obezbeđuje kvalitetnu, jasnu vezu. Multi-mode SC konektori se koriste za normalno povezivanje, a single-mode konektori za daljinsko povezivanje. Multiport adapteri koriste mikro konektore.

Najčešći adapteri za FC sabirnicu PCI 64 bit. Također, proizvodi se dosta FC adaptera za S-BUS sabirnicu, a za specijaliziranu upotrebu proizvode se adapteri za MCA, EISA, GIO, HIO, PMC, Compact PCI. Najpopularnije su kartice sa jednim portom, postoje kartice sa dva i četiri porta. Na PCI adapterima se u pravilu koriste DB-9, HSSD, SC konektori. Takođe su uobičajeni adapteri zasnovani na GBIC-u koji dolaze sa ili bez GBIC modula. Fibre Channel adapteri se razlikuju po klasama koje podržavaju i po raznim karakteristikama. Da bismo razumjeli razlike, predstavljamo uporednu tabelu adaptera koje proizvodi QLogic.

Fiber Channel Host Bus Adapter Family Chart
SANblade	64bit	FCAL Publ. Pvt Loop	FL Port	Klasa 3	F port	Klasa 2	tačka na tačku	IP/SCSI	full duplex	F.C. traka	PCI 1.0 Hot Plug Spec	Solaris Dynamic Reconfig	VIB	2GB
2100 serija	33 & 66MHz PCI	X	X	X
2200 Series	33 & 66MHz PCI	X	X	X	X	X	X	X	X	X
	33MHz PCI	X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
	25MHZ Sbus	X	X	X	X	X	X	X	X	X		X
2300 Series	66MHZ PCI/ 133MHZ PCI-X	X	X	X	X	X	X	X	X	X			X	X

Čvorišta

Fibre Channel HUB-ovi (hubovi) se koriste za povezivanje čvorova na FC prsten (FC Loop) i imaju strukturu sličnu Token Ring čvorištima. Budući da prekid prstena može dovesti do kvara mreže, moderna FC čvorišta koriste portove za premošćivanje prstena (PBC-port bypass kolo), koji vam omogućavaju automatsko otvaranje/zatvaranje prstena (povezivanje / isključivanje sistema povezanih na čvorište). Obično FC HUBovi podržavaju do 10 veza i mogu složiti do 127 portova po prstenu. Svi uređaji povezani na HUB dobijaju zajedničku propusnost koju mogu međusobno dijeliti.

Prekidači

Fibre Channel prekidači (prekidači) imaju iste funkcije kao i LAN prekidači poznati čitaocu. Oni pružaju punu brzinu, neblokirajuću povezanost između čvorova. Svaki čvor povezan na FC prekidač dobija punu (sa skalabilnost) širinu pojasa. Kako se broj portova u komutiranoj mreži povećava, povećava se i propusnost. Prekidači se mogu koristiti u kombinaciji sa čvorištima (koja se koriste za lokacije koje ne zahtijevaju namjenski propusni opseg po čvoru) kako bi se postigao najbolji omjer cijene i performansi. Zbog kaskade, svičevi se potencijalno mogu koristiti za kreiranje FC mreža sa 2 24 adrese (preko 16 miliona).

Mostovi

FC mostovi (mostovi ili multiplekseri) se koriste za povezivanje paralelnih SCSI uređaja na mrežu zasnovanu na FC. Oni pružaju prevođenje SCSI paketa između Fibre Channel i Parallel SCSI uređaja, čiji su primjeri Solid State Disk (SSD) ili biblioteke traka. Treba napomenuti da odnedavno gotovo sve uređaje koji se mogu odlagati unutar SAN-a, proizvođači počinju proizvoditi s ugrađenim FC sučeljem za direktno povezivanje na mreže za skladištenje podataka.

Serveri i skladište

Uprkos činjenici da su serveri i skladište daleko od najmanje važnih komponenti SAN-a, nećemo se zadržavati na njihovom opisu, jer smo sigurni da su svi naši čitaoci upoznati s njima.

Na kraju, želio bih dodati da je ovaj članak samo prvi korak ka mrežama za pohranu podataka. Da bi u potpunosti razumio temu, čitatelj bi trebao posvetiti veliku pažnju implementaciji komponenti od strane proizvođača SAN-a i softvera za upravljanje, jer bez njih, Storage Area Network je samo skup elemenata za prebacivanje sistema za skladištenje podataka koji vam neće donijeti pune prednosti implementacije skladišne ​​mreže.

Zaključak

Danas je Storage Area Network prilično nova tehnologija koja bi uskoro mogla postati mainstream među korporativnim korisnicima. U Evropi i SAD-u, preduzeća koja imaju prilično veliku flotu instaliranih sistema za skladištenje već počinju da migriraju na mreže za skladištenje podataka za skladištenje sa najboljim ukupnim troškovima vlasništva.

Analitičari predviđaju da će u 2005. značajan broj servera srednjeg i visokog ranga doći sa predinstaliranim Fibre Channel interfejsom (ovaj trend se može videti i danas), a samo paralelni SCSI interfejs će se koristiti za interno povezivanje diska u serveri. Već danas, prilikom izgradnje sistema za pohranu podataka i nabavke servera srednjeg i višeg nivoa, treba obratiti pažnju na ovu obećavajuću tehnologiju, pogotovo jer danas omogućava implementaciju niza zadataka mnogo jeftinije od korištenja specijaliziranih rješenja. Osim toga, ulaganje u SAN tehnologiju danas neće izgubiti vašu investiciju sutra, jer karakteristike Fibre Channela stvaraju velike mogućnosti za iskorištavanje današnjih investicija u budućnost.

P.S.

Prethodna verzija članka napisana je u junu 2000. godine, ali zbog nedostatka masovnog interesovanja za SAN tehnologiju, objavljivanje je odloženo za budućnost. Ova budućnost je sada, i nadam se da će ovaj članak ohrabriti čitaoca da shvati potrebu za prelaskom na tehnologiju umrežavanja prostora za skladištenje kao vodeću tehnologiju za izgradnju sistema za skladištenje i organizovanje pristupa podacima.

Pokrećemo novu rubriku pod nazivom "Likbez". Ovdje će biti opisane naizgled dobro poznate stvari, ali, kako se često pokaže, ne svima, i ne tako dobro. Nadamo se da je ovaj odjeljak od pomoći.

Dakle, broj 1 - "Sistemi za pohranu podataka".

Sistemi za skladištenje podataka.

Na engleskom se zovu jednom riječju - skladište, što je vrlo zgodno. Ali ova riječ je na ruski prevedena prilično nespretno - "skladište". Često u slengu "IT-shnikov" koriste riječ "storadzh" u ruskoj transkripciji ili riječ "skladište", ali to je potpuno loše ponašanje. Stoga ćemo koristiti termin "sistemi za skladištenje podataka", skraćeno sistemi za skladištenje podataka, ili jednostavno "sistemi za skladištenje".

Uređaji za pohranu podataka uključuju bilo koji uređaj za snimanje podataka: tzv. “fleš diskovi”, kompakt diskovi (CD, DVD, ZIP), kasetofoni (traka), tvrdi diskovi (hard disk, zovu se i “hard diskovi” na starinski način, jer su njihovi prvi modeli ličili na štipaljku sa kertridžima istoimene puške iz 19. vijeka) i sl. Tvrdi diskovi se koriste ne samo unutar računara, već i kao eksterni USB uređaji za snimanje informacija, pa čak, na primjer, jedan od prvih iPod modela je mali hard disk sa prečnika 1,8 inča, sa izlazom za slušalice i ugrađenim ekranom.

Nedavno je tzv. "Solid-state" sistemi za skladištenje SSD (Solid State Disk, ili Solid State Drive), koji su u principu slični "fleš disku" za kameru ili pametni telefon, imaju samo kontroler i veću količinu pohranjenih podataka. Za razliku od tvrdog diska, SSD nema mehanički pokretnih dijelova. Do sada su cijene takvih sistema za skladištenje prilično visoke, ali brzo padaju.

Sve su to potrošački uređaji, a među industrijskim sistemima potrebno je izdvojiti prije svega hardverske sisteme za pohranu podataka: nizove tvrdih diskova, tzv. RAID kontroleri za njih, sistemi za skladištenje traka za dugotrajno skladištenje podataka. Dodatno, posebna klasa: kontroleri za sisteme skladištenja, za upravljanje rezervnim kopijama podataka, kreiranje Snapshot-a u sistemu skladištenja za njihov naknadni oporavak, replikaciju podataka, itd.). Sistemi za skladištenje takođe uključuju mrežne uređaje (HBA, Fibre Channel Switches, FC/SAS kablovi, itd.). I konačno, razvijena su rješenja velikih razmjera za pohranu podataka, arhiviranje, oporavak podataka i otpornost na katastrofe (disater recovery).

Odakle dolaze podaci koje treba pohraniti? Od nas, dragih ljudi, korisnika, od aplikativnih programa, e-maila, kao i od razne opreme - fajl servera, servera baza podataka. Osim toga, provajder velike količine podataka - tzv. M2M uređaji (Machine-to-Machine komunikacija) - sve vrste senzora, senzora, kamera, itd.

Prema učestalosti korišćenja uskladištenih podataka, sistemi za skladištenje podataka se mogu podeliti na sisteme za kratkoročno skladištenje (online skladištenje), srednjeročno skladištenje (near-line storage) i sisteme za dugotrajno skladištenje (offline skladištenje).

Prvi se može pripisati tvrdom disku (ili SSD-u) bilo kojeg osobnog računara. Drugi i treći su eksterni sistemi skladištenja DAS (Direct Attached Storage), koji mogu biti niz eksternih, u odnosu na računar, diskova (Disk Array). Oni se, zauzvrat, takođe mogu podeliti na JBOD (samo gomila diskova) i niz sa iDAS (inteligentno skladište diskova) kontrolnim kontrolerom.

Postoje tri tipa eksternih sistema skladištenja DAS (Direct Attached Storage), SAN (Storage Area Network) i NAS (Network attached Storage). Nažalost, ni mnogi iskusni informatičari ne mogu da objasne razliku između SAN-a i NAS-a, govoreći da je ta razlika nekada postojala, a sada je navodno više nema. U stvari, postoji razlika, i to značajna (vidi sliku 1).

Slika 1. Razlika između SAN-a i NAS-a.

U SAN-u, sami serveri su zapravo povezani sa sistemom za skladištenje preko SAN mreže za skladištenje podataka. U slučaju NAS-a, mrežni serveri su povezani preko LAN-a na zajednički sistem datoteka u RAID-u.

Osnovni protokoli za povezivanje memorije

SCSI protokol(Small Computer System Interface), izgovara se "skási", protokol razvijen sredinom 80-ih za povezivanje eksternih uređaja na mini računare. Njegova SCSI-3 verzija je osnova za sve komunikacijske protokole za skladištenje i koristi zajednički skup SCSI komandi. Njegove glavne prednosti su: nezavisnost od servera koji se koristi, mogućnost paralelnog rada više uređaja, visoka brzina prenosa podataka. Nedostaci: ograničen broj povezanih uređaja, domet veze je vrlo ograničen.

FC Protocol(Fiber Channel), interni protokol između servera i dijeljene memorije, kontroler, diskovi. To je široko korišten serijski komunikacijski protokol koji radi na 4 ili 8 Gigabita u sekundi (Gbps). Kao što mu ime govori, radi preko optičkih vlakana (fiber), ali može raditi i na bakru. Fibre Channel je primarni protokol za FC SAN sisteme skladištenja.

iSCSI protokol(Internet Small Computer System Interface), standardni protokol za prenos blokova podataka preko dobro poznatog TCP/IP protokola tj. SCSI preko IP-a. iSCSI se može posmatrati kao brzo, jeftino rešenje za skladištenje podataka za sisteme za skladištenje podataka na daljinu preko Interneta. iSCSI inkapsulira SCSI komande u TCP/IP pakete za prijenos preko IP mreže.

SAS protokol(Serial Attached SCSI). SAS koristi serijski prijenos podataka i kompatibilan je sa SATA tvrdim diskovima. Trenutno SAS može prenositi podatke brzinom od 3 Gb/s ili 6 Gb/s, a podržava full duplex mod, tj. može prenositi podatke u oba smjera istom brzinom.

Vrste sistema za skladištenje.

Mogu se razlikovati tri glavna tipa sistema za skladištenje:

• DAS (Direct Attached Storage)
• NAS (Network Attached Storage)
• SAN (Storage Area Network)

Sistemi za skladištenje podataka sa direktnim povezivanjem DAS diskova razvijeni su još kasnih 70-ih godina prošlog veka, usled eksplozivnog porasta korisničkih podataka koji se jednostavno fizički nisu uklapali u internu dugoročnu memoriju računara (za mlade, napominjemo da nismo Govoreći o personalnim računarima ovde, njih tada još uvek nije bilo, već velikih računara, takozvanih mejnfrejmova). Brzina prijenosa podataka u DAS-u nije bila velika, od 20 do 80 Mbps, ali je bila sasvim dovoljna za tadašnje potrebe.

Slika 2. DAS

Mrežni sistemi za skladištenje podataka (NAS) pojavili su se početkom 1990-ih. Razlog je bio brz razvoj mreža i kritični zahtjevi za dijeljenjem velikih količina podataka unutar mreže preduzeća ili operatera. NAS je koristio poseban CIFS (Windows) ili NFS (Linux) sistem mrežnih datoteka, tako da su različiti serveri za različite korisnike mogli čitati istu datoteku sa NAS-a u isto vrijeme. Brzina prijenosa podataka je već bila veća: 1 - 10 Gb/s.

Slika 3. NAS

Sredinom 90-ih pojavile su se mreže za povezivanje uređaja za skladištenje FC SAN. Njihov razvoj uzrokovan je potrebom da se organizuju podaci razbacani po mreži. Jedan uređaj za skladištenje u SAN-u može se podijeliti na nekoliko malih čvorova, nazvanih LUN-ovi (Logical Unit Number), od kojih svaki pripada jednom serveru. Brzina prijenosa podataka je povećana na 2-8 Gbps. Takvi sistemi za skladištenje mogu da obezbede tehnologije zaštite od gubitka podataka (snapshot, backup).

Slika 4. FC SAN

Druga vrsta SAN-a je IP SAN (IP Storage Area Network), razvijena početkom 2000-ih. FC SAN-ovi su bili skupi, teški za upravljanje, a IP mreže su bile na vrhuncu, zbog čega je i rođen ovaj standard. Sistemi za skladištenje podataka su povezani sa serverima pomoću iSCSI kontrolera preko IP prekidača i obezbeđivali su brzinu prenosa podataka od 1-10 Gbps.

Sl.5. IP SAN.

Donja tabela prikazuje neke uporedne karakteristike svih razmatranih sistema skladištenja:

Tip	NAS	SAN
Parametar		FC S.A.N.	IP SAN	DAS
Vrsta prijenosa	SCSI, FC, SAS	FC	IP	IP
Tip podataka	Blok podataka	File	Blok podataka	Blok podataka
Tipična primjena	Bilo koji	File Server	Baza podataka	CCTV
Prednost	Odlična kompatibilnost	Jednostavnost instalacije, niska cijena	Dobra skalabilnost	Dobra skalabilnost
nedostatke	Poteškoće u upravljanju. Neefikasno korištenje resursa. Loša skalabilnost	Niske performanse. Ograničenja u primjeni	Visoka cijena. Složenost konfiguracije skaliranja	Loše performanse

Ukratko, SAN-ovi su dizajnirani da prenose ogromne blokove podataka u skladište, dok NAS omogućava pristup podacima na nivou fajla. Uz kombinaciju SAN + NAS, možete dobiti visok stepen integracije podataka, visoke performanse i dijeljenje datoteka. Takvi sistemi se nazivaju unified storage – „unified storage systems“.

Objedinjeni sistemi skladištenja: NAS arhitektura koja podržava NAS baziran na datotekama i SAN baziran na blokovima. Ovakvi sistemi su razvijeni početkom 2000-ih kako bi se riješili problemi administracije i visokih ukupnih troškova posjedovanja zasebnih sistema u jednom preduzeću. Ovaj sistem skladištenja podržava skoro sve protokole: FC, iSCSI, FCoE, NFS, CIFS.

Tvrdi diskovi

Svi tvrdi diskovi mogu se podijeliti u dvije glavne vrste: HDD (Hard Disk Drive, što se, u stvari, prevodi kao "tvrdi disk") i SSD (Solid State Drive, - takozvani "solid State Drive"). To jest, oba diska su čvrsti diskovi. Šta je onda "soft disk", postoje li takve stvari uopšte? Da, u prošlosti su postojale, zvale su se „diskete“ (kako su se zvale zbog karakterističnog „pucanja“ zvuka u drajvu tokom rada). Pogoni za njih se još uvijek mogu vidjeti u sistemskim blokovima starih računara koji su sačuvani u nekim državnim agencijama. Međutim, uz svu želju, takvi magnetni diskovi se teško mogu pripisati sustavima za pohranu. To su bili neki analozi sadašnjih "fleš diskova", iako vrlo malog kapaciteta.

Razlika između HDD-a i SSD-a je u tome što HDD ima nekoliko koaksijalnih magnetnih diskova unutra i složenu mehaniku koja pomiče magnetne glave za čitanje i upisivanje, dok SSD uopće nema mehanički pokretnih dijelova i zapravo je čip utisnut u plastiku. . Stoga, nazivati ​​"tvrdim diskovima" samo HDD, strogo govoreći, nije ispravno.

Tvrdi diskovi se mogu klasificirati prema sljedećim parametrima:

• Dizajn: HDD, SSD;
• Prečnik HDD-a u inčima: 3,5 inča, 2,5 inča, 1,8 inča;
• Interfejs: ATA/IDE, SATA/NL SAS, SCSI, SAS, FC
• Klasa upotrebe: individualna (desktop klasa), korporativna (enterprsie class).

Parametar	SATA	SAS	NL-SAS	SSD
Brzina rotacije (RPM)	7200	15000/10000	7200	N / A
Uobičajeni kapacitet (TB)	1T/2T/3T	0,3T/0,6T/0,9T	2T/3T/4T	0,1T/0,2T/0,4T
MTBF (sat)	1 200 000	1 600 000	1 200 000	2 000 000
Bilješke	Razvoj ATA hard diskova sa serijskim prenosom podataka. SATA 2.0 podržava brzine prijenosa od 300MB/s, SATA3.0 podržava do 600MB/s. Godišnja AFR (Annualized Failure Rate) za SATA diskove je oko 2%.	SATA čvrsti diskovi sa SAS interfejsom su pogodni za hijerarhijski (slojevi). Prosječna godišnja AFR (Annualized Failure Rate) za NL-SAS diskove je oko 2%.		Solid state diskovi napravljeni od elektronskih memorijskih čipova, uključujući kontrolnu jedinicu i čip (FLASH/DRAM). Specifikacija interfejsa, funkcija i način korišćenja su isti kao i HDD, veličina i oblik su isti.

Karakteristike tvrdih diskova.

• Kapacitet

U modernim čvrstim diskovima kapacitet se mjeri u gigabajtima ili terabajtima. Za HDD, ova vrijednost je višekratnik kapaciteta jednog magnetnog diska unutar kutije, pomnožen sa brojem magnetnih, kojih obično ima nekoliko.

• Brzina rotacije (samo HDD)

Brzina rotacije magnetnih diskova unutar pogona, mjerena u okretajima u minuti RPM (Rotation Per Minute), obično je 5400 RPM ili 7200 RPM. HDD-ovi sa SCSI/SAS sučeljima imaju brzinu rotacije od 10000-15000 RPM.

• Prosječno vrijeme pristupa = Srednje vrijeme traženja + Srednje vrijeme čekanja, tj. vrijeme za preuzimanje informacija sa diska.
• Brzina prijenosa

Ovo su brzine čitanja i pisanja podataka na tvrdom disku, mjerene u megabajtima u sekundi (MB/S).

• IOPS (ulaz/izlaz u sekundi)

Broj ulaznih/izlaznih (ili čitanja-pisanja) operacija u sekundi (Input/Operations Per Second), jedan od glavnih pokazatelja za mjerenje performansi diska. Za aplikacije sa čestim čitanjem i pisanjem, kao što je OLTP (Online Transaction Processing) – obrada transakcija na mreži, IOPS je najvažniji indikator, jer. zavisi od performansi poslovne aplikacije. Još jedan važan indikator je protok podataka, koji se može grubo prevesti kao „propusni opseg za prenos podataka“, koji pokazuje koliko podataka se može preneti u jedinici vremena.

RAID

Bez obzira koliko su čvrsti diskovi pouzdani, podaci se i dalje ponekad gube na njima, iz različitih razloga. Stoga je predložena RAID tehnologija (Redundant Array of Independent Disks) - niz nezavisnih diskova sa redundansom za skladištenje podataka. Redundantnost znači da se svi bajtovi podataka upisani na jedan disk dupliraju na drugom disku i mogu se koristiti ako prvi disk pokvari. Osim toga, ova tehnologija pomaže u povećanju IOPS-a.

Osnovni koncepti RAID-a su stripping (tzv. "striping" ili razdvajanje) i zrcaljenje (tzv. "mirroring" ili dupliciranje) podataka. Njihove kombinacije definiraju različite vrste RAID nizova tvrdog diska.

Postoje sljedeći nivoi RAID nizova:

Kombinacije ovih tipova dovode do nekoliko novih tipova RAID-a:

Slika objašnjava kako se implementira RAID 0 (razdvajanje):

Rice. 6. RAID 0.

A ovako se izvodi RAID 1 (duplikacija):

Rice. 7. RAID 1.

I ovako radi RAID 3. XOR je logička funkcija “isključivo ILI” (ekskluzivno ILI). Pomoću njega izračunava se vrijednost pariteta za blokove podataka A, B, C, D ... , koji se upisuju na poseban disk.

Rice. 8.RAID 3.

Gornji dijagrami dobro ilustruju princip rada RAID-a i nisu potrebni komentari. Nećemo predstavljati šeme drugih RAID nivoa, oni koji žele mogu ih pronaći na internetu.

Glavne karakteristike RAID tipova date su u tabeli.

Storage Software

Softver za pohranu podataka može se podijeliti u sljedeće kategorije:

1. Menadžment i administracija (Upravljanje): upravljanje i podešavanje parametara infrastrukture: ventilacija, hlađenje, režimi rada diska, itd., kontrola vremena u danu itd.
2. Zaštita podataka: Snapshot („snapshot“ stanja diska), kopiranje sadržaja LUN-a, višestruko umnožavanje (split mirror), daljinsko umnožavanje podataka (Remote Replication), kontinuirana zaštita podataka CDP (Continuous Data Protection) itd.
3. Poboljšanje pouzdanosti: razni softver za višestruko kopiranje i redundantnost ruta prijenosa podataka unutar i između centara podataka.
4. Poboljšanje efikasnosti: Tehnologija tankog obezbjeđenja, automatska višeslojna pohrana, deduplikacija, upravljanje kvalitetom usluge, predmemorija, particioniranje, automatska migracija podataka, okretanje diska

Veoma interesantna tehnologija tanko snabdevanje". Kao što je to često slučaj u IT-u, pojmove je često teško adekvatno prevesti na ruski, na primjer, teško je precizno prevesti riječ „omogućavanje“ („pružanje“, „podrška“, „pružanje“ – nijedan od ovih pojmova ne prenosi značenje u potpunosti). A kada je "tanak"...

Da bi se ilustrovao princip "tanke rezerve", može se navesti bankarski kredit. Kada banka izda deset hiljada kreditnih kartica sa limitom od 500 hiljada, ne mora da ima 5 milijardi na računu da bi servisirala ovaj obim kredita. Korisnici kreditnih kartica obično ne troše sav svoj kredit odjednom, već koriste samo mali dio. Međutim, svaki korisnik pojedinačno može koristiti cijeli ili gotovo cijeli iznos kredita, ako ukupan iznos sredstava banke nije iscrpljen.

Rice. devet. tanko snabdevanje.

Dakle, korištenje tanke provizije nam omogućava da riješimo problem neefikasne alokacije prostora u SAN-u, uštedimo prostor, olakšamo administrativne procedure za dodjelu prostora aplikacijama na skladištu, te koristimo tzv. više prostora za aplikacije nego što fizički imamo, računajući na to da te aplikacije ne zahtijevaju sav prostor u isto vrijeme. Kako se za tim ukaže potreba, kasnije je moguće povećati fizički kapacitet skladišta.

Podjela sistema za skladištenje na nivoe (tiered storage) pretpostavlja da se u uređaje za skladištenje pohranjuju različiti podaci, čiji učinak odgovara učestalosti pristupa ovim podacima. Na primjer, često korišteni podaci mogu se smjestiti u "online memoriju" na SSD diskove sa velikom brzinom pristupa, visokim performansama. Međutim, cijena ovakvih diskova je i dalje visoka, pa ih je preporučljivo koristiti samo za online pohranu (za sada).

Brzina FC/SAS drajvova je također prilično visoka, a cijena je umjerena. Stoga su takvi diskovi vrlo prikladni za "pohranu blizu linije", gdje se pohranjuju podaci kojima se ne pristupa tako često, ali u isto vrijeme ne tako rijetko.

Konačno, SATA/NL-SAS diskovi imaju relativno malu brzinu pristupa, ali su velikog kapaciteta i relativno jeftini. Stoga se na njima obično radi vanmrežno skladištenje podataka rijetko korištenih.

Čim sistem upravljanja primijeti da je pristup podacima u offline memoriji postao učestaliji, on ih prenosi u near-line memoriju, a uz daljnju aktivaciju njihovog korištenja, u online pohranu na SSD diskovima.

Deduplikacija podataka(deduplikacija, DEDUP). Kao što ime sugerira, deduplikacija eliminira ponavljanje podataka na disku koji se obično koristi u redundantnosti podataka. Iako sistem nije u mogućnosti da utvrdi koje su informacije suvišne, može otkriti prisustvo duplikata podataka. Ovo omogućava značajno smanjenje zahtjeva za kapacitetom redundantnog sistema.

Smanjenje brzine rotacije diska (Disk spin-down) - ono što se obično naziva "hibernacija" (uspavanje) diska. Ako se podaci na disku ne koriste duže vrijeme, onda Okretanje diska stavlja ga u režim hibernacije da smanji potrošnju energije beskorisne rotacije diska pri normalnoj brzini. Ovo takođe produžava životni vek diska i povećava pouzdanost sistema u celini. Kada stigne novi zahtjev za podacima na ovom disku, on se „probudi“ i njegova brzina rotacije se povećava na normalnu. Kompromis za uštedu energije i poboljšanje pouzdanosti je određeno kašnjenje kada se prvi put pristupa podacima na disku, ali ova cijena je dobro opravdana.

"Snimak" stanja diska (Snapshot). Snimak je potpuno upotrebljiva kopija određenog skupa podataka na disku u vrijeme kada je kopija snimljena (zbog čega se naziva "snapshot"). Takva kopija se koristi za djelimično vraćanje stanja sistema u vrijeme kopiranja. Istovremeno, na kontinuitet sistema uopšte ne utiče, a performanse se ne pogoršavaju.

Remote Data Replication: Radi koristeći Mirroring tehnologiju. Može održavati više kopija podataka na dvije ili više lokacija kako bi spriječio gubitak podataka u slučaju prirodnih katastrofa. Postoje dvije vrste replikacije: sinhrona i asinhrona, a razlika između njih je objašnjena na slici.

Rice. 10. Udaljena replikacija podataka (Remote Replication).

CDP (Kontinuirana zaštita podataka), također poznat kao kontinuirana sigurnosna kopija ili sigurnosna kopija u realnom vremenu, je kreiranje sigurnosne kopije automatski svaki put kada se podaci mijenjaju. Istovremeno, postaje moguće povratiti podatke u slučaju bilo kakvih nezgoda u bilo koje vrijeme, a istovremeno je dostupna ažurna kopija podataka, a ne onih koji su bili prije nekoliko minuta ili sati .

Programi za upravljanje i administraciju (Softver za upravljanje): ovo uključuje niz softvera za upravljanje i administriranje različitih uređaja: jednostavne konfiguracijske programe (čarobnjaci za kofiguraciju), centralizirane programe za nadzor: mapiranje topologije, praćenje u realnom vremenu, mehanizmi za prijavu kvarova. Takođe uključuje programe Business Guarantee: višedimenzionalne statistike učinka, izvještaje o učinku i upite, itd.

Oporavak od katastrofe (DR, Disaster Recovery). Ovo je prilično važna komponenta ozbiljnih industrijskih sistema skladištenja, iako je prilično skupa. Ali ovi troškovi se moraju snositi kako se preko noći ne bi izgubilo „ono što se stečeno prekomernim radom“. Gore navedeni sistemi zaštite podataka (Snapshot, Remote Replication, CDP) su dobri sve dok se ne dogodi bilo kakva prirodna katastrofa na lokalitetu gdje se nalazi sistem za pohranu podataka: cunami, poplava, zemljotres ili (pah-pah-pah) - nuklearni rat. A i svaki rat može jako pokvariti živote ljudima koji se bave korisnim stvarima, na primjer, pohranjivanjem podataka, a ne trčanjem sa mitraljezom da bi sjekli tuđe teritorije ili kaznili neke "nevjernike". Daljinska replikacija podrazumijeva da se sistem za pohranu koji se replicira nalazi u istom gradu, ili barem u blizini. Što, na primjer, ne spašava tokom cunamija.

Disaster Recovery tehnologija pretpostavlja da se redundantni centar koji se koristi za obnavljanje podataka u slučaju prirodnih katastrofa nalazi na znatnoj udaljenosti od glavnog podatkovnog centra, te da s njim stupa u interakciju putem mreže za prijenos podataka koja je superponirana na transportnu mrežu, najčešće optičku. Biće tehnički nemoguće koristiti, na primjer, CDP tehnologiju s takvim rasporedom glavnog i rezervnog podatkovnog centra.

U DR tehnologiji se koriste tri osnovna koncepta:

• B.W. (prozor sigurnosne kopije)– „backup window“, vrijeme potrebno da backup sistem kopira primljenu količinu podataka iz radnog sistema.
• RPO (Cilj tačke oporavka)– „Prihvatljiva tačka oporavka“, maksimalni vremenski period i odgovarajuća količina podataka koju je prihvatljivo izgubiti za korisnika skladišta.
• RTO (cilj vremena oporavka)– „dozvoljeno vreme zastoja“, maksimalno vreme kada skladište može biti nedostupno bez kritičnog uticaja na osnovnu delatnost.

Rice. 11. Tri osnovna koncepta DR tehnologije.

* * *

Ovaj esej ne tvrdi da je potpun i samo objašnjava osnovne principe sistema skladištenja, iako ne u potpunosti. Različiti izvori na Internetu sadrže mnogo dokumenata koji detaljnije opisuju sve točke koje su ovdje predstavljene (a nisu navedene).

Nastavak teme skladištenja o sistemima za skladištenje objekata -.

Ovisnost poslovnih procesa preduzeća o IT sektoru stalno raste. Pitanje kontinuiteta IT usluga danas posvećuju pažnju ne samo velikih kompanija, već i predstavnika srednjih, a često i malih preduzeća.

Jedan od centralnih elemenata osiguravanja tolerancije grešaka je sistem za pohranu podataka (DSS) – uređaj na kojem se centralno pohranjuju sve informacije. Sistem za skladištenje karakteriše visoka skalabilnost, tolerancija grešaka, mogućnost obavljanja svih servisnih operacija bez zaustavljanja rada uređaja (uključujući i zamenu komponenti). Ali cijena čak i osnovnog modela mjeri se desetinama hiljada dolara. Na primjer, Fujitsu ETERNUS DX100 sa 12 diskova Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10 6TB) vrijedan narudžbe 21 000 USDšto je veoma skupo za malu kompaniju.

U našem članku predlažemo da razmotrimo budžetske opcije skladištenja, koji ne gubi u pogledu performansi i pouzdanosti u odnosu na klasične sisteme. Da bismo ga implementirali, predlažemo korištenje CEPH.

Šta je CEPH i kako funkcioniše?

CEPH– skladište bazirano na slobodnom softveru, koji predstavlja kombinaciju diskovnog prostora više servera (broj servera se u praksi meri desetinama i stotinama). CEPH vam omogućava da kreirate visoko skalabilno skladište sa visokim performansama i redundantnošću resursa. CEPH se može koristiti i kao skladište objekata (služi za pohranjivanje datoteka) i kao blok uređaj (poklanja virtuelne hard diskove).

Tolerancija grešaka pohrane je osigurana replikacijom svakog bloka podataka na više servera. Broj kopija svakog bloka pohranjenih istovremeno naziva se faktor replikacije, po defaultu njegova vrijednost je 2. Šema skladištenja je prikazana na slici 1, kao što vidimo, informacije su podijeljene na blokove, od kojih je svaki raspoređen na dva različiti čvorovi.

Slika 1 - Distribucija blokova podataka

Ako serveri ne koriste diskovne nizove otporne na greške, preporučuje se korištenje veće vrijednosti faktora replikacije za pouzdano skladištenje podataka. U slučaju kvara jednog od servera, CEPH popravlja nedostupnost blokova podataka (slika 2) koji se nalaze na njemu, čeka određeno vrijeme (parametar je konfiguriran, po defaultu 300 sekundi), nakon čega se pokreće ponovno kreiranje blokova informacija koje nedostaju na drugom mjestu (slika 3).

Slika 2 – Kvar jednog čvora

Slika 3 - Obnavljanje redundantnosti

Slično, ako se klasteru doda novi server, skladište se ponovo balansira kako bi se ravnomjerno popunili diskovi na svim čvorovima. Mehanizam koji kontrolira distribuciju blokova informacija u CEPH klasteru naziva se CRUSH.

Za postizanje visokih performansi prostora na disku u CEPH klasterima, preporučuje se korištenje funkcionalnosti razvrstavanja predmemorije (keširanje na više nivoa). Njegovo značenje je da se napravi poseban skup visokih performansi i koristi ga za keširanje, dok će glavne informacije biti smeštene na jeftinijim diskovima (slika 4).

Slika 4 - Logički prikaz spremišta diskova

Višeslojno keširanje će raditi na sljedeći način: zahtjevi klijenta za pisanje će biti upisani u najbrži skup, a zatim premješteni na nivo skladišta. Slično za zahtjeve za čitanje - kada im se pristupi, informacije će biti podignute na nivo keširanja i obrađene. Podaci nastavljaju da ostaju na nivou keša sve dok ne postanu neaktivni ili ne isteknu (Slika 5). Vrijedi napomenuti da se keširanje može postaviti na samo za čitanje, u kom slučaju će zahtjevi za pisanje biti upisani direktno u spremište za pohranu.

Slika 5 - Princip rada cache-tirring

Pogledajmo scenarije iz stvarnog života za korištenje CEPH-a u organizaciji za kreiranje skladišta podataka. Kao potencijalni klijent razmatraju se mala i srednja preduzeća u kojima će ova tehnologija biti najtraženija. Izračunali smo 3 scenarija za korištenje opisanog rješenja:

1. Proizvodno ili trgovačko preduzeće sa zahtevom za dostupnost internog ERP sistema i skladištenja fajlova od 99,98% godišnje, 24/7.
2. Organizacija koja treba da implementira lokalni privatni oblak za svoje poslovne potrebe.
3. Vrlo jeftino rješenje za organiziranje pohrane blokova podataka otpornih na greške, potpuno neovisno o hardveru sa 99,98% dostupnosti godišnje i jeftinom skaliranjem.

Slučaj upotrebe 1. Skladište podataka zasnovano na CEPH

Pogledajmo primjer iz stvarnog života kako se CEPH koristi u organizaciji. Na primjer, potrebno nam je 6 TB memorije visokih performansi otpornih na greške, ali cijena čak i osnovnog modela pohrane s diskovima je reda veličine $21 000 .

Skladište prikupljamo na osnovu CEPH. Predlažemo korištenje rješenja kao servera Supermicro Twin(Slika 6). Proizvod se sastoji od 4 serverske platforme u jednom visokom kućištu od 2 jedinice, sve glavne komponente uređaja su duplirane, što osigurava njegov kontinuirani rad. Za implementaciju našeg zadatka bit će dovoljno koristiti 3 čvora, 4. će biti na zalihama za budućnost.

Slika 6 - Supermicro Twin

Svaki od čvorova kompletiramo na sljedeći način: 32 GB RAM-a, 4-jezgarni procesor 2,5 GHz, 4 SATA diska od 2 TB za skladišni skup se kombinuju u 2 RAID1 niza, 2 SSD diska za keširanje se takođe kombinuju u RAID1 . Troškovi cjelokupnog projekta prikazani su u tabeli 1.

Tabela 1. CEPH pribor za skladištenje

Dodaci	Cijena, USD	Kol	Cijena, USD
	4 999,28	1	4 999,28
	139,28	6	835,68
Procesor Ivy Bridge-EP 4-Core 2,5GHz (LGA2011, 10MB, 80W, 22nm) Tray	366,00	3	1 098,00
	416,00	12	4 992,00
	641,00	6	3 846,00
TOTAL			15 770,96

Izlaz: Kao rezultat izgradnje skladišta, dobićemo diskovni niz od 6 Tb sa troškovima narudžbe $16 000 , šta 25% manje nego kupovinom minimalnog sistema skladištenja, dok na trenutnom kapacitetu možete pokrenuti virtuelne mašine koje rade sa skladištem, čime ćete uštedeti na kupovini dodatnih servera. Zapravo, ovo je kompletno rješenje.

Serveri od kojih se gradi skladište mogu se koristiti ne samo kao kontejner za čvrste diskove, već i kao nosači za virtuelne mašine ili servere aplikacija.

Slučaj upotrebe 2: Izgradnja privatnog oblaka

Izazov je implementirati infrastrukturu za izgradnju privatnog oblaka uz minimalne troškove.

Izgradnja čak i malog oblaka koji se sastoji od, na primjer, 3 nosača u oko $36 000 : $21,000 - troškovi skladištenja + $5,000 za svaki server sa 50% sadržaja.

Korištenje CEPH-a kao skladišta omogućava vam da kombinirate računarske i diskovne resurse na istom hardveru. Odnosno, ne morate posebno da kupujete skladište - diskovi instalirani direktno na serverima će se koristiti za hostovanje virtuelnih mašina.

Brza referenca:
Klasična struktura oblaka je klaster virtuelnih mašina, čiji rad obezbeđuju 2 glavne hardverske komponente:

1. Računarski dio (compute) - serveri ispunjeni RAM-om i procesorima, čije resurse koriste virtuelne mašine za računanje
2. Sistem za pohranu podataka je uređaj ispunjen čvrstim diskovima koji pohranjuje sve podatke.

Kao opremu uzimamo iste Supermicro servere, ali instaliramo moćnije procesore - 8-jezgarni sa frekvencijom od 2,6 GHz, kao i 96 GB RAM-a u svakom čvoru, budući da će se sistem koristiti ne samo za skladištenje informacija, već i za rad virtuelnih mašina. Uzimamo set diskova sličan prvom scenariju.

Tabela 2. Komponente za privatni oblak baziran na CEPH-u

Dodaci	Cijena, USD	Kol	Cijena, USD
Supermicro Twin 2027PR-HTR: 4 sistema (čvorova) koji se mogu priključiti na vruće u faktoru 2U forme. Dvostruka utičnica R (LGA 2011), do 512 GB ECC RDIMM, Integrisani IPMI 2.0 sa KVM-om i namjenskim LAN-om. 6x 2,5" SATA HDD ležišta sa zamenljivom brzinom. Redundantno napajanje od 2000 W	4 999,28	1	4 999,28
Memorijski modul Samsung DDR3 16GB Registered ECC 1866Mhz 1.5V, Dual rank	139,28	18	2 507,04
Procesor Intel Xeon E5-2650V2 Ivy Bridge-EP 8-Core 2,6GHz (LGA2011, 20MB, 95W, 32nm) Tray	1 416,18	3	4 248,54
Tvrdi disk SATA 2TB 2.5" Enterprise Capacity SATA 6Gb/s 7200rpm 128Mb 512E	416	12	4 992,00
SSD 2.5"" 400GB DC S3710 serija.	641	6	3 846,00
TOTAL			20 592,86

Prikupljeni oblak će imati sljedeće resurse, uzimajući u obzir očuvanje stabilnosti u slučaju kvara 1. čvora:

• RAM: 120 GB
• Prostor na disku 6000 GB
• Fizička procesorska jezgra: 16 kom.

Sastavljeni klaster će moći da podrži oko 10 srednjih virtuelnih mašina sa sledećim karakteristikama: 12 GB RAM-a / 4 procesorska jezgra / 400 GB prostora na disku.

Također je vrijedno uzeti u obzir da su sva 3 servera popunjena samo 50% i, ako je potrebno, mogu imati nedovoljno osoblja, čime se skup resursa za oblak povećava za 2 puta.

Izlaz: Kao što vidite, dobili smo i potpuni klaster virtuelnih mašina za prelazak na grešku i redundantno skladište podataka - kvar bilo kog servera nije kritičan - sistem će nastaviti da funkcioniše bez zaustavljanja, dok cijena rješenja je oko 1,5 puta niža nego kupiti skladište i zasebne servere.

Slučaj upotrebe 3: Izgradnja ultra jeftinog skladišta podataka

Ako je budžet vrlo ograničen i nema novca za kupovinu gore opisane opreme, možete kupiti rabljene servere, ali ne biste trebali štedjeti na diskovima - preporučljivo je kupiti nove.

Predlažemo da razmotrimo sljedeću strukturu: kupljeno 4 serverska čvora, svaki server ima 1 SSD disk za keširanje i 3 SATA diska. Supermicro serveri sa 48 GB RAM-a i procesorima serije 5600 sada se mogu kupiti za otprilike $800 .

Diskovi se neće skupljati u nizove za prevazilaženje greške na svakom serveru, već će biti predstavljeni kao poseban uređaj. U tom smislu, da bismo povećali pouzdanost memorije, koristićemo faktor replikacije 3. To jest, svaki blok će imati 3 kopije. Sa ovom arhitekturom preslikavanja diska, SSD keš memorija nije potrebna, jer se informacije automatski dupliciraju na druge čvorove.

Tabela 3. Pribor za skladištenje

Izlaz: Ako je potrebno, u ovom rješenju možete koristiti veće diskove ili ih zamijeniti SAS-om ako trebate postići maksimalne performanse za DBMS. U ovom primjeru, rezultat je 8 TB skladišnog prostora s vrlo niskom cijenom i vrlo visokom tolerancijom grešaka. Ispostavila se cijena jednog terabajta 3,8 puta jeftinije nego sa industrijskim skladištem od 21.000 dolara.

Finalni sto, zaključci

Konfiguracija	Skladištenje Fujitsu ETERNUS DX100 + 12 Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10)	Skladištenje Fujitsu ETERNUS DX100 + 12 Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10) + Supermicro Twin	Naš scenario 1: Skladištenje zasnovano na CEPH	Naš scenario 2: Izgradnja privatnog oblaka	Naš scenario 3: Izgradnja skladišta s ultra niskim troškovima
Korisna zapremina, GB	6 000	6 000	6 000	6000	8 000
Cijena, USD	21000	36000	15 770	20 592	7 324
Cijena od 1 GB, USD	3,5	6	2,63	3,43	0,92
Broj IOP-ova* (čitanje 70%/pisanje 30%, veličina bloka 4K)	760	760	700	700	675
Svrha	skladištenje	Storage + Compute	Storage + Compute	Storage + Compute	Storage + Compute

*Izračunavanje broja IOP-ova izvršeno je za kreirane nizove sa NL SAS diskova na sistemu za skladištenje i SATA diskova na CEPH memoriji, keširanje je onemogućeno radi čistoće dobijenih vrednosti. Kada koristite keširanje, IOP-ovi će biti znatno veći dok se predmemorija ne napuni.

Kao rezultat, možemo reći da na osnovu CEPH klastera možete izgraditi pouzdana i jeftina skladišta podataka. Kao što su kalkulacije pokazale, korišćenje cluster čvorova samo za skladištenje nije baš efikasno – rešenje je jeftinije od kupovine sistema za skladištenje podataka, ali ne mnogo – u našem primeru cena skladištenja na CEPH bila je oko 25% manja od Fujitsu DX100. Prave uštede se osjećaju kao rezultat kombiniranja računskog dijela i skladišta na istoj opremi - u ovom slučaju će trošak rješenja biti 1,8 puta manji nego kod izgradnje klasične strukture korištenjem namjenskog skladišta i odvojenih host mašina.

EFSOL implementira ovo rješenje prema individualnim zahtjevima. Možemo koristiti opremu koju imate, što će dodatno smanjiti kapitalne troškove implementacije sistema. Kontaktirajte nas i mi ćemo pregledati vašu opremu da li se koristi u kreiranju sistema za skladištenje.

Kao što znate, posljednjih godina došlo je do intenzivnog povećanja obima akumuliranih informacija i podataka. Studija IDC Digital Universe pokazala je da svjetski digitalni sadržaj može porasti sa 4,4 ZB na 44 ZB do 2020. godine. Prema mišljenju stručnjaka, obim digitalnih informacija se udvostručuje svake dvije godine. Stoga je danas problem ne samo obrade informacija, već i njihovog skladištenja izuzetno relevantan.

Za rješavanje ovog problema trenutno je vrlo aktivan razvoj takvog smjera kao što je razvoj sistema za pohranu podataka (mreže / sistemi za pohranu podataka). Hajde da pokušamo da shvatimo šta tačno savremena IT industrija podrazumeva pod pojmom "sistem za skladištenje podataka".

Storage je softversko i hardversko integrisano rešenje koje ima za cilj organizovanje pouzdanog i kvalitetnog skladištenja različitih informacionih resursa, kao i pružanje nesmetanog pristupa tim resursima.

Stvaranje ovakvog kompleksa trebalo bi da pomogne u rješavanju niza zadataka sa kojima se susreće savremeno poslovanje u toku izgradnje integralnog informacionog sistema.

Glavne komponente sistema za skladištenje:

Uređaji za skladištenje (biblioteka traka, interni ili eksterni diskovi);

Sistem nadzora i kontrole;

Podsistem za sigurnosno kopiranje/arhiviranje podataka;

Softver za upravljanje pohranom;

Pristupna infrastruktura svim uređajima za pohranu podataka.

Glavni zadaci

Razmotrite najčešće zadatke:

decentralizacija informacija. Neke organizacije imaju razvijenu granu strukturu. Svaka pojedinačna jedinica takve organizacije treba da ima slobodan pristup svim informacijama koje su joj potrebne za rad. Savremeni sistemi za skladištenje komuniciraju sa korisnicima koji se nalaze na velikoj udaljenosti od centra gde se vrši obrada podataka, pa su u mogućnosti da reše ovaj problem.

Nemogućnost predviđanja konačnih potrebnih resursa. Tokom planiranja projekta, može biti izuzetno teško odrediti sa koliko tačno informacija ćete morati da radite tokom rada sistema. Osim toga, količina akumuliranih podataka se stalno povećava. Većina modernih sistema skladištenja podržava skalabilnost (mogućnost povećanja performansi nakon dodavanja resursa), tako da se snaga sistema može povećati proporcionalno povećanju opterećenja (nadogradnja).

Sigurnost svih pohranjenih informacija. Može biti prilično teško kontrolisati i ograničiti pristup informacionim resursima preduzeća. Nestručne radnje servisnog osoblja i korisnika, namjerni pokušaji sabotaže - sve to može uzrokovati značajnu štetu pohranjenim podacima. Savremeni sistemi za skladištenje koriste različite šeme tolerancije grešaka koje im omogućavaju da se odupru i namernoj sabotaži i nesposobnim radnjama nekvalifikovanih radnika, održavajući tako performanse sistema.

Složenost upravljanja distribuiranim tokovima informacija – svaka radnja usmjerena na promjenu distribuiranih informacijskih podataka u jednoj od grana neminovno stvara niz problema – od složenosti sinhronizacije različitih baza podataka i verzija programskih datoteka do nepotrebnog dupliciranja informacija. Softverski proizvodi za upravljanje koji se isporučuju sa sistemom za skladištenje pomoći će vam da optimalno pojednostavite i efikasno optimizujete rad sa pohranjenim informacijama.

Visoki troškovi. Prema studiji koju je sproveo IDC Perspectives, troškovi skladištenja podataka čine oko dvadeset i tri posto ukupne IT potrošnje. Ovi troškovi uključuju troškove softverskih i hardverskih komponenti kompleksa, plaćanja uslužnom osoblju, itd. Korišćenje sistema za skladištenje štedi na administraciji sistema, a takođe smanjuje troškove osoblja.

Glavne vrste sistema skladištenja

Svi sistemi za skladištenje podataka podeljeni su u 2 tipa: sistemi za skladištenje na trakama i diskovi. Svaka od gornje dvije vrste podijeljena je, zauzvrat, na nekoliko podvrsta.

Skladištenje na disku

Takvi sistemi za skladištenje koriste se za kreiranje rezervnih međukopija, kao i za operativni rad sa različitim podacima.

Diskovni sistemi za pohranu podataka podijeljeni su u sljedeće podvrste:

Backup uređaji (razne biblioteke diskova);

Uređaji za radne podatke (oprema koju karakteriziraju visoke performanse);

Uređaji koji se koriste za dugotrajno skladištenje arhiva.

Skladištenje trake

Koristi se za kreiranje arhiva i rezervnih kopija.

Sistemi za skladištenje traka podijeljeni su u sljedeće podvrste:

Biblioteke traka (dva ili više uređaja, mnogo utora za trake);

Autoloaderi (1 drajv, više slotova posvećenih trakama);

Odvojeni pogoni.

Glavni interfejsi za povezivanje

Iznad smo ispitali glavne tipove sistema, a sada pogledajmo pobliže strukturu samih sistema za skladištenje podataka. Moderni sistemi za skladištenje su klasifikovani prema vrsti host interfejsa koje koriste. U nastavku razmotrite 2 najčešća sučelja eksterne veze - SCSI i FibreChannel. SCSI interfejs podseća na široko korišćeni IDE i predstavlja paralelni interfejs koji omogućava da se do šesnaest uređaja postavi na jednu magistralu (za IDE, kao što znate, dva uređaja po kanalu). Maksimalna brzina SCSI protokola danas je 320 megabajta u sekundi (trenutno je u razvoju verzija koja će omogućiti brzinu od 640 megabajta u sekundi). Nedostaci SCSI su sljedeći - nezgodan, nema otpornost na buku, predebeli kablovi, čija maksimalna dužina ne prelazi dvadeset pet metara. Sam SCSI protokol također nameće određena ograničenja - u pravilu je to 1 inicijator na magistrali plus slave uređaji (strimeri, diskovi, itd.).

Interfejs FibreChannel se rjeđe koristi od SCSI interfejsa jer je hardver koji se koristi za ovaj interfejs skuplji. Osim toga, FibreChannel se koristi za postavljanje velikih SAN mreža za pohranu podataka, tako da se koristi samo u velikim kompanijama. Udaljenosti mogu biti praktički bilo koje - od standardnih tri stotine metara na tipičnoj opremi do dvije hiljade kilometara za moćne prekidače („direktore“). Glavna prednost FibreChannel interfejsa je mogućnost kombinovanja mnogih uređaja za skladištenje i hostova (servera) u zajedničku SAN mrežu za skladištenje podataka. Manje bitne prednosti su: veće udaljenosti nego kod SCSI, mogućnost agregacije linkova i redundantnih pristupnih puteva, mogućnost "hot plugging" opreme, veća otpornost na buku. Koriste se dvožilni jedno- i višemodni optički kablovi (sa konektorima tipa SC ili LC), kao i SFP - optički predajnici izrađeni na bazi laserskih ili LED emitera (maksimalno rastojanje između uređaja koji se koriste, kao i brzina prijenosa, ovisi o ovim komponentama).

Opcije topologije pohrane

Tradicionalno, skladište se koristi za povezivanje servera na DAS - sistem za skladištenje podataka. Pored DAS-a, postoje i NAS – uređaji za skladištenje podataka koji se povezuju na mrežu, kao i SAN – komponente mreža za skladištenje podataka. SAN i NAS sistemi su kreirani kao alternativa DAS arhitekturi. Osim toga, svako od gore navedenih rješenja razvijeno je kao odgovor na sve veće zahtjeve za modernim sistemima za skladištenje podataka i baziralo se na korištenju tehnologija dostupnih u to vrijeme.

Arhitekture prvih mrežnih sistema za skladištenje podataka razvijene su 1990-ih da bi se pozabavile najopipljivijim nedostacima DAS sistema. Mrežna rješenja za skladištenje podataka dizajnirana su za postizanje gore navedenih ciljeva: smanjenje troškova i složenosti upravljanja podacima, smanjenje LAN prometa, poboljšanje ukupnih performansi i dostupnosti podataka. U isto vrijeme, SAN i NAS arhitekture rješavaju različite aspekte istog zajedničkog problema. Kao rezultat toga, 2 mrežne arhitekture počele su postojati istovremeno. Svaki od njih ima svoju funkcionalnost i prednosti.

DAS

(D direktno A tached S toraža)- ovo je arhitektonsko rješenje koje se koristi u slučajevima kada je uređaj koji služi za pohranu digitalnih podataka povezan preko SAS protokola preko interfejsa direktno na server ili radnu stanicu.

Glavne prednosti DAS sistema su: niska cena u poređenju sa drugim rešenjima za skladištenje podataka, jednostavnost implementacije i administracije, velika brzina razmene podataka između servera i sistema za skladištenje podataka.

Gore navedene prednosti su omogućile da DAS sistemi postanu izuzetno popularni u segmentu malih korporativnih mreža, hosting provajdera i malih kancelarija. Ali u isto vrijeme, DAS sistemi imaju i svoje nedostatke, na primjer, neoptimalno korištenje resursa, što se objašnjava činjenicom da svaki DAS sistem zahtijeva konekciju namjenskog servera, osim toga, svaki takav sistem vam omogućava povezivanje ne više od dva servera na policu diska u određenoj konfiguraciji.

Prednosti:

Pristupačna cijena. Skladištenje je u suštini korpa diskova instalirana izvan servera, opremljena čvrstim diskovima.

Osiguravanje velike brzine razmjene između servera i diskovnog niza.

Nedostaci:

Nedovoljna pouzdanost - u slučaju nesreće ili bilo kakvih problema sa mrežom, serveri više nisu dostupni određenom broju korisnika.

Visoko kašnjenje zbog činjenice da sve zahtjeve obrađuje jedan server.

Nedostatak upravljivosti - posjedovanje cjelokupnog kapaciteta na raspolaganju jednom serveru smanjuje fleksibilnost distribucije podataka.

Niska iskorištenost resursa – Količina potrebnih podataka je teško predvidjeti: neki DAS uređaji u organizaciji mogu imati višak kapaciteta, dok drugi mogu nedostajati, jer je preraspodjela kapaciteta obično previše naporna ili uopće nije moguća.

NAS

(N rad A tached S toraža) je integrisani samostalni disk sistem koji uključuje NAS server sa sopstvenim specijalizovanim operativnim sistemom i skupom korisničkih funkcija koje omogućavaju brzo pokretanje sistema, kao i pristup svim fajlovima. Sistem je povezan na običnu računarsku mrežu, omogućavajući korisnicima ove mreže da reše problem nedostatka slobodnog prostora na disku.

NAS je skladište koje se povezuje na mrežu kao običan mrežni uređaj, pružajući pristup datotekama digitalnim podacima. Svaki NAS uređaj je kombinacija sistema za skladištenje podataka i servera na koji je ovaj sistem povezan. Najjednostavnija verzija NAS uređaja je mrežni server koji omogućava dijeljenje datoteka.

NAS uređaji se sastoje od glavne jedinice koja obavlja obradu podataka i također povezuje lanac diskova u jednu mrežu. NAS omogućava korišćenje sistema za skladištenje podataka u Ethernet mrežama. Dijeljenje pristupa datotekama organizirano je u njima pomoću TCP/IP protokola. Ovi uređaji omogućavaju dijeljenje datoteka čak i među klijentima koji koriste različite operativne sisteme. Za razliku od DAS arhitekture, u NAS sistemima, serveri ne mogu biti isključeni radi povećanja ukupnog kapaciteta; Možete dodati diskove u NAS strukturu jednostavnim povezivanjem uređaja na mrežu.

NAS tehnologija se danas razvija kao alternativa univerzalnim serverima koji nose veliki broj različitih funkcija (e-mail, faks server, aplikacije, štampanje itd.). NAS uređaji, za razliku od univerzalnih servera, obavljaju samo jednu funkciju - server datoteka, nastojeći to učiniti što brže, jednostavnije i efikasnije.

Povezivanje NAS-a na LAN omogućava pristup digitalnim informacijama neograničenom broju heterogenih klijenata (tj. klijenata sa različitim operativnim sistemima) ili drugih servera. Danas se gotovo svi NAS uređaji koriste u Ethernet mrežama baziranim na TCP/IP protokolima. Pristup NAS uređajima se ostvaruje korištenjem posebnih pristupnih protokola. Najčešći protokoli za pristup fajlovima su DAFS, NFS, CIFS. Unutar takvih servera instalirani su specijalizovani operativni sistemi.

NAS uređaj može izgledati kao obična „kutija“ opremljena jednim Ethernet portom i nekoliko tvrdih diskova, ili može biti ogroman sistem opremljen sa nekoliko specijalizovanih servera, ogromnim brojem drajvova i eksternim Ethernet portovima. Ponekad su NAS uređaji dio SAN-a. U tom slučaju nemaju vlastite pogone, već samo pružaju pristup podacima koji se nalaze na blok uređajima. U ovom slučaju, NAS djeluje kao moćan specijalizirani server, a SAN djeluje kao uređaj za pohranu podataka. U ovom slučaju, jedna DAS topologija se formira od SAN i NAS komponenti.

Prednosti

Niska cijena, dostupnost resursa za pojedinačne servere, kao i za bilo koji računar u organizaciji.

Svestranost (jedan server je u stanju da opslužuje Unix, Novell, MS, Mac klijente).

Lakoća implementacije kao i administracija.

Jednostavnost dijeljenja resursa.

nedostatke

Pristup informacijama putem mrežnih protokola sistema datoteka često je sporiji od pristupa lokalnom disku.

Većina pristupačnih NAS servera nije u stanju da obezbedi fleksibilan metod pristupa velike brzine koji pružaju savremeni SAN sistemi (na nivou bloka, a ne datoteka).

SAN

(S torage A rea N posao)- ovo arhitektonsko rešenje omogućava povezivanje eksternih uređaja za skladištenje (biblioteke traka, diskove, optičke drajvove, itd.) na servere. Sa ovom vezom, operativni sistem prepoznaje vanjske uređaje kao lokalne. Korišćenje SAN mreže smanjuje ukupne troškove održavanja sistema skladištenja i omogućava modernim organizacijama da organizuju pouzdano skladištenje svojih informacija.

Najjednostavnija SAN opcija su sistemi za skladištenje podataka, serveri i svičevi povezani optičkim komunikacionim kanalima. Pored diskovnih sistema za skladištenje, na SAN se mogu povezati biblioteke diskova, streameri (biblioteke traka), uređaji koji se koriste za skladištenje informacija na optičkim diskovima, itd.

Prednosti

Pouzdanost pristupa onim podacima koji se nalaze na eksternim sistemima.

Nezavisnost SAN topologije od korištenih servera i sistema za pohranu podataka.

Sigurnost i pouzdanost centraliziranog skladištenja podataka.

Pogodno centralizovano upravljanje podacima i prebacivanje.

Mogućnost premještanja I/O prometa na zasebnu mrežu, pružajući LAN rasterećenje.

Niska latencija i visoke performanse.

Fleksibilnost i skalabilnost logičke strukture SAN-a.

Stvarna neograničena geografska veličina SAN-a.

Mogućnost brze distribucije resursa između servera.

Jednostavnost sheme sigurnosne kopije, osigurana činjenicom da se svi podaci nalaze na jednom mjestu.

Mogućnost kreiranja rješenja klastera za nadilaženje grešaka na temelju postojećeg SAN-a bez dodatnih troškova.

Dostupnost dodatnih usluga i funkcija, kao što su daljinska replikacija, snimci, itd.

Visoka sigurnost SAN/

Jedini nedostatak takvih rješenja je njihova visoka cijena. Generalno, domaće tržište sistema za skladištenje podataka zaostaje za tržištem razvijenih zapadnih zemalja, koje karakteriše široka upotreba sistema za skladištenje podataka. Visoka cijena i nedostatak komunikacijskih kanala velike brzine glavni su razlozi koji ometaju razvoj ruskog tržišta skladišta.

RAID

Govoreći o sistemima za skladištenje podataka, svakako treba uzeti u obzir jednu od glavnih tehnologija koje su u osnovi rada takvih sistema i koje se široko koriste u savremenoj IT industriji. Mislimo na RAID nizove.

RAID niz se sastoji od nekoliko diskova koji su kontrolirani od strane kontrolera i međusobno povezani putem kanala za prijenos podataka velike brzine. Takve diskove (memorijske uređaje) vanjski sistem percipira kao cjelinu. Tip korišćenog niza direktno utiče na stepen performansi i tolerancije grešaka. RAID nizovi se koriste za povećanje pouzdanosti skladištenja podataka, kao i za povećanje brzine pisanja/čitanja.

Postoji nekoliko nivoa RAID-a koji se koristi prilikom kreiranja SAN-ova. Najčešće korišteni nivoi su:

1. Ovo je niz diskova povećane performanse, bez tolerancije grešaka, sa prugama.
Informacije su podijeljene u zasebne blokove podataka. Snima se istovremeno na dva ili više diskova.

Pros:

Količina memorije se sumira.

Značajno povećanje performansi (broj diskova direktno utiče na povećanje performansi).

minusi:

Pouzdanost RAID-a 0 je niža od pouzdanosti čak i najnepouzdanijeg diska, jer ako neki od diskova pokvari, cijeli niz postaje nefunkcionalan.

2. - niz ogledala diska. Ovaj niz se sastoji od para diskova koji u potpunosti kopiraju jedan drugog.

Pros:

Osiguravanje prihvatljive brzine pisanja prilikom paralelnih upita, kao i povećanje brzine čitanja.

Osiguravanje visoke pouzdanosti - diskovni niz ovog tipa funkcionira sve dok u njemu ne radi barem 1 disk. Verovatnoća kvara 2 diska u isto vreme, koja je jednaka proizvodu verovatnoće kvara svakog od njih, mnogo je manja od verovatnoće kvara jednog diska. U praksi, ako jedan disk pokvari, potrebno je poduzeti hitne mjere, vraćajući redundantnost ponovo. Da biste to učinili, preporučuje se korištenje vrućih rezervnih diskova sa RAID-om bilo kojeg nivoa (osim nulte).

minusi:

Nedostatak RAID-a 1 je što korisnik dobija jedan hard disk po ceni dva diska.

3. . Ovo je RAID 0 niz izgrađen od RAID 1 nizova.

4. RAID 2. Koristi se za nizove koji koriste Hammingov kod.

Nizovi ovog tipa su zasnovani na upotrebi Hamingovog koda. Diskovi su podijeljeni u 2 grupe: za podatke, kao i za kodove koji se koriste za ispravljanje grešaka. Podaci na diskovima koji se koriste za pohranjivanje informacija distribuiraju se slično distribuciji u RAID 0, odnosno dijele se na male blokove u skladu sa brojem diskova. Preostali diskovi pohranjuju sve kodove za ispravljanje grešaka koji pomažu u vraćanju informacija u slučaju kvara jednog od tvrdih diskova. Hamingova metoda koja se koristi u ECC memoriji omogućava ispravljanje pojedinačnih grešaka u hodu, kao i otkrivanje dvostrukih grešaka.

RAID 3, RAID 4. To su diskovni nizovi sa stripingom, kao i namjenski paritetni disk. U RAID-u 3, podaci sa n diskova se dijele na komponente podsektora (bilo blokove ili bajtove), a zatim distribuiraju na n-1 diskova. Paritetni blokovi su pohranjeni na jednom disku. U RAID 2 nizu u tu svrhu korišteni su n-1 diskovi, međutim, većina informacija na kontrolnim diskovima korištena je za ispravljanje grešaka u hodu, dok je za većinu korisnika, u slučaju kvara diska, korišten jednostavan dovoljan je oporavak informacija (za to su dovoljne informacije koje staju na jedan hard disk).

RAID 4 niz je sličan RAID-u 3, međutim, podaci na njemu nisu podijeljeni na pojedinačne bajtove, već na blokove. Ovo je dijelom omogućilo rješavanje problema nedovoljno visoke brzine prijenosa podataka uz mali volumen. Ovo upisivanje je presporo zbog činjenice da upisivanje generiše paritet za blok, zapisivanje na jedan disk.
Za razliku od RAID-a 2, RAID 3 se razlikuje po nemogućnosti ispravljanja grešaka u hodu, kao i po manjoj redundanciji.

Pros:

Cloud provajderi takođe aktivno kupuju sisteme za skladištenje podataka za svoje potrebe, na primer, Facebook i Google grade sopstvene servere od gotovih komponenti po narudžbi, ali ti serveri nisu uključeni u IDC izveštaj.

IDC također očekuje da će tržišta u razvoju uskoro prestići razvijena tržišta u smislu potrošnje skladišta, jer ih karakteriziraju veće stope ekonomskog rasta. Na primjer, region istočne i centralne Evrope, Afrike i Bliskog istoka u 2014. godini po potrošnji na sisteme za skladištenje će nadmašiti Japan. Do 2015. Azijsko-pacifički region, isključujući Japan, nadmašit će Zapadnu Evropu u potrošnji skladištenja.

Prodaja sistema za skladištenje podataka koju sprovodi naša kompanija „Navigator“ daje svima mogućnost da dobiju pouzdanu i trajnu osnovu za skladištenje svojih multimedijalnih podataka. Širok izbor Raid nizova, mrežnih skladišta i drugih sistema omogućava individualni odabir za svaku narudžbu RAID-a od drugog do četvrtog je nemogućnost paralelnih operacija pisanja, zbog činjenice da se za pohranu digitalnog diska koristi poseban paritetni disk. informacije o paritetu. RAID 5 nema gore navedene nedostatke. Kontrolni zbroji i blokovi podataka se automatski upisuju na sve diskove, nema asimetrije u konfiguraciji diska. Kontrolne sume znače rezultat operacije XOR. XOR omogućava zamjenu bilo kojeg operanda rezultatom i, korištenjem XOR algoritma, kao rezultat dobijemo operand koji nedostaje. Za pohranjivanje rezultata XOR potreban je samo jedan disk (njegova veličina je identična veličini bilo kojeg diska u raid-u).

Pros:

Popularnost RAID5 prvenstveno je posljedica njegove isplativosti. Upisi u RAID5 volumen troše dodatne resurse, što rezultira degradacijom performansi jer su potrebna dodatna izračunavanja kao i upisi. Ali kod čitanja (u odnosu na jedan tvrdi disk) postoji određena prednost, koja se sastoji u činjenici da se tokovi podataka koji dolaze sa više diskova mogu obraditi paralelno.

minusi:

RAID 5 karakteriziraju mnogo sporije performanse, posebno kada se izvode operacije nasumičnog pisanja (kao što je nasumično upisivanje), pri čemu su performanse smanjene za 10-25 posto performansi RAID 10 ili RAID 0. To je zato što ovaj proces zahtijeva više diska operacije (svaka operacija pisanja servera na RAID kontroleru se zamjenjuje sa 3 operacije - 1 operacija čitanja i 2 operacije pisanja). Nedostaci RAID-a 5 pojavljuju se kada jedan disk pokvari - u ovom slučaju cijeli volumen prelazi u kritični način rada, sve operacije čitanja i pisanja praćene su dodatnim manipulacijama, što dovodi do oštrog pada performansi. U ovom slučaju, nivo pouzdanosti pada na nivo pouzdanosti RAID 0, opremljen odgovarajućim brojem diskova, postajući n puta manji od pouzdanosti jednog diska. U slučaju da barem još jedan disk pokvari prije nego što se niz obnovi, ili se na njemu pojavi nepopravljiva greška, niz će biti uništen, a podaci na njemu se ne mogu vratiti konvencionalnim metodama. Također imajte na umu da će proces obnove sa redundantnim RAID podacima, koji se zove RAID rekonstrukcija, nakon što disk ne uspije, uzrokovati intenzivno neprekidno čitanje sa svih diskova koje će trajati mnogo sati. Kao rezultat toga, jedan od preostalih diskova može pokvariti. Takođe, mogu se otkriti ranije neotkriveni kvarovi čitanja podataka u hladnim nizovima podataka (oni podaci kojima se ne pristupa tokom normalnog rada niza – neaktivni i arhivirani), što dovodi do povećanog rizika od kvara prilikom oporavka podataka.

6. je RAID 50 niz, koji je izgrađen od RAID5 nizova;

7. - prugasti niz diskova koji koristi 2 kontrolne sume izračunate na 2 nezavisna načina.

RAID 6 je na mnogo načina sličan RAID-u 5, ali se od njega razlikuje po većem stepenu pouzdanosti: dodeljuje kapacitet dva diska za kontrolne sume, dva suma se računaju pomoću različitih algoritama. Potreban je RAID kontroler većeg kapaciteta. Pomaže u zaštiti od višestrukih kvarova osiguravajući operativnost nakon kvara dva diska u isto vrijeme. Postavljanje u niz zahtijeva najmanje četiri pogona. Korištenje RAID-6 obično rezultira degradacijom performansi disk grupe od približno 10-15 posto. To je zbog velike količine informacija koje kontroler mora obraditi (postoji potreba za izračunavanjem druge kontrolne sume, kao i čitanje i ponovno upisivanje više blokova diska u procesu pisanja svakog od blokova).

8. je RAID 0 niz koji je izgrađen od RAID6 nizova.

9. Hibridni RAID. Ovo je još jedan nivo RAID-a koji je u posljednje vrijeme postao prilično popularan. Ovo su normalni nivoi RAID-a koji se koriste sa dodatnim softverom i SSD-ovima koji se koriste kao keš memorija za čitanje. To dovodi do povećanja performansi sistema, zbog činjenice da SSD-ovi, u poređenju sa HDD-ovima, imaju mnogo bolje karakteristike brzine. Danas postoji nekoliko implementacija, na primjer, Crucial Adrenaline, kao i nekoliko proračunskih Adaptec kontrolera. Trenutno se ne preporučuje upotreba Hybrid RAID-a zbog niskog resursa SSD diskova.


Čitanje u hibridnom RAID-u vrši se na bržem SSD-u, dok se upisivanje vrši i na SSD-ovima i na HDD-ovima (ovo se radi u svrhu redundantnosti).
Hibridni RAID je odličan za aplikacije koje koriste podatke niskog nivoa (virtuelni računar, server datoteka ili internet gateway).

Karakteristike modernog tržišta skladištenja

Analitička kompanija IDC je u ljeto 2013. objavila svoju narednu prognozu za tržište skladišta, koju je izračunala do 2017. Proračuni analitičara pokazuju da će u naredne četiri godine globalna preduzeća kupovati sisteme za skladištenje, čiji će ukupni kapacitet biti stotinu. i trideset osam eksabajta. Ukupni prodajni kapaciteti za skladištenje će se povećati za oko 30% godišnje.

Međutim, u odnosu na prethodne godine, kada je došlo do naglog rasta potrošnje skladištenja podataka, tempo ovog rasta će se donekle usporiti, jer danas većina kompanija koristi cloud rješenja, dajući prednost tehnologijama koje optimiziraju skladištenje podataka. Uštede prostora za skladištenje postižu se korišćenjem alata kao što su virtuelizacija, kompresija podataka, deduplikacija podataka itd. Svi navedeni alati obezbeđuju uštedu prostora, omogućavajući kompanijama da izbegnu spontane kupovine i pribegnu kupovini novih sistema za skladištenje podataka samo kada su zaista potrebni.

Od 138 eksabajta za koje se očekuje da će biti prodati u 2017. godini, 102 eksabajta će biti eksterna memorija, a 36 eksabajta interna. U 2012. godini implementirano je dvadeset eksabajta skladišta za eksterne sisteme i osam za interne. Finansijski troškovi za industrijske skladišne ​​sisteme će se povećavati za približno 4,1 posto godišnje i do 2017. godine iznosit će oko četrdeset dvije i po milijarde dolara.

Već smo primijetili da je globalno tržište skladišta, koje je nedavno doživjelo pravi procvat, postepeno počelo opadati. U 2005. godini rast potrošnje skladišta na industrijskom nivou iznosio je šezdeset pet odsto, a 2006. i 2007. godine po pedeset devet odsto. U narednim godinama rast potrošnje skladištenja dodatno je opao zbog negativnog uticaja globalne ekonomske krize.

Analitičari predviđaju da će rast upotrebe cloud storage-a dovesti do smanjenja potrošnje rješenja za skladištenje podataka na nivou preduzeća. Cloud provajderi takođe aktivno kupuju sisteme za skladištenje podataka za svoje potrebe, na primer, Facebook i Google grade sopstvene servere od gotovih komponenti po narudžbi, ali ti serveri nisu uključeni u IDC izveštaj.

IDC također očekuje da će tržišta u razvoju uskoro prestići razvijena tržišta u smislu potrošnje skladišta, jer ih karakteriziraju veće stope ekonomskog rasta. Na primjer, region istočne i centralne Evrope, Afrike i Bliskog istoka u 2014. godini po potrošnji na sisteme za skladištenje će nadmašiti Japan. Do 2015. Azijsko-pacifički region, isključujući Japan, nadmašit će Zapadnu Evropu u potrošnji skladištenja.

Hitna prodaja sistema za skladištenje

Prodaja sistema za skladištenje podataka koju sprovodi naša kompanija „Navigator“ daje svima mogućnost da dobiju pouzdanu i trajnu osnovu za skladištenje svojih multimedijalnih podataka. Širok izbor Raid nizova, mrežnih skladišta i drugih sistema omogućava da se za svakog kupca pojedinačno odabere kompleks koji mu najviše odgovara.

Široke tehničke mogućnosti, pismenost i iskustvo osoblja kompanije garantuju brzu i sveobuhvatnu realizaciju zadatka. Istovremeno, nismo ograničeni samo na prodaju sistema za skladištenje podataka, jer vršimo i njegovu konfiguraciju, pokretanje i naknadni servis i održavanje.