este o soluție hardware și software pentru stocarea fiabilă a datelor și oferind acces rapid și fiabil la acestea.

Implementarea hardware în sisteme de stocare(SAN) este similar cu implementarea arhitecturii unui computer personal. De ce, atunci, folosim deloc sisteme de stocare în arhitectura rețelei locale a unei organizații, de ce nu poate fi asigurată și implementată pe baza unui PC convențional?

depozitare ca un nod suplimentar de rețea locală bazat pe un computer personal sau chiar un server puternic au existat de mult timp.

Cea mai simplă asigurare a accesului la date prin protocoale FTP(protocol de transfer de fișiere) și SMB(protocol pentru acces la distanță la resursele rețelei), care este suportat în toate sistemele de operare moderne.

Atunci de ce au apărut deloc? depozitare?

Totul este simplu, aspect depozitare este asociată cu o întârziere în dezvoltarea și viteza dispozitivelor de stocare permanente (hard disk-uri magnetice) de la procesorul central și RAM. Hard disk-ul este încă considerat blocajul în arhitectura PC-ului, chiar și în ciuda dezvoltării puternice SATA(interfață serială) până la 600 MB/s ( SATA3), dispozitivul fizic al unității este un platou care trebuie accesat folosind capete de citire, ceea ce este foarte lent. Ultimele neajunsuri sunt în prezent rezolvate de drive-uri SSD(dispozitiv de stocare non-mecanic) bazat pe cipuri de memorie. Pe lângă prețul ridicat al SSD au, după părerea mea, la momentul actual, o lipsă de fiabilitate. inginerii depozitare a propus să înlocuiască dispozitivele de stocare într-un element separat și să utilizeze memoria RAM a unor astfel de dispozitive pentru a stoca date care se schimbă frecvent folosind algoritmi speciali, care necesită o componentă software a produsului. În cele din urmă sisteme de stocare funcționează mai rapid decât hard disk-urile de pe servere, iar eliminarea dispozitivului de stocare (subsistemul discului într-un element separat) este afectată fiabilitate și centralizare sisteme ca un întreg.

Fiabilitate a asigurat faptul implementării într-un dispozitiv separat al sistemului de discuri, care, lucrând cu componenta software, îndeplinește o singură funcție - acestea sunt operațiuni I/Oși stocarea datelor.

Pe lângă principiul simplu - un dispozitiv, o funcție asigură fiabilitatea. Toate nodurile principale: surse de alimentare, controlere sistemele de stocare a datelor sunt duplicate, ceea ce desigur crește și mai mult fiabilitatea sistemului, dar afectează prețul produsului final.

Mutarea sistemului de discuri pe un nod separat permite centralizarea dispozitivelor de stocare. De regulă, fără o stocare separată în rețea, folderele de acasă ale utilizatorilor, corespondența, bazele de date sunt stocate pe noduri separate, de obicei servere din rețea, ceea ce este foarte incomod și nu este de încredere. Trebuie să faceți copii de siguranță, să duplicați datele pe un server de rezervă din rețea, care, pe lângă costurile de suport și hardware, software, ocupă o parte din lățimea de bandă a rețelei.

Iată cum arată:

Cu depozitare separată:

În funcție de metodă, tehnologie de conectare depozitare către rețeaua de informații. depozitare subdivizat in: DAS, NAS, SAN

DAS (directAtașatdepozitare)- o metodă de conectare care nu este diferită de o conexiune standard a unui hard disk, matrice de discuri (RAID) la un server sau PC. De obicei folosit pentru a conecta SAS.

SAS- de fapt, protocolul conceput pentru a înlocui SCSI folosește o interfață serială, spre deosebire de SCSI, dar comenzile folosite sunt aceleași ca și în SCSI. SAS are un randament mai mare datorită conexiunilor de canal pe o singură interfață.

NAS (reţeaAtașatdepozitare)- sistemul de discuri este conectat la o rețea LAN comună, se utilizează protocolul de transport TCP, protocoalele funcționează pe deasupra modelului cucum,NFS(acces de la distanță la fișiere și imprimante).

SAN (Depozitarezonăreţea) este o rețea dedicată care conectează dispozitive de stocare cu servere. Funcționează folosind protocol canal de fibră sau iSCSI.

CU fibrăCanal totul este clar - optica. Dar iSCSI- încapsularea pachetelor în protocolul IP, vă permite să creați rețele de stocare bazate pe infrastructura Ethernet, viteza de transmisie 1Gb și 10GB. Potrivit dezvoltatorilor, viteza iSCSI ar trebui să fie suficientă pentru aproape toate aplicațiile de afaceri. Pentru a conecta serverul la depozitare pe iSCSI sunt necesare adaptoare iSCSI. Cel puțin două rute sunt stabilite pentru fiecare dispozitiv când se utilizează iSCSI, folosind VLAN, fiecare dispozitiv și LUN(definește o secțiune virtuală în matrice, utilizată la adresare) i se atribuie adresa ( LumeLatNume).

diferență NAS din SANîn ceea ce este online SAN Operațiunile I/O citesc și scriu date în blocuri. depozitare nu are idee despre structura sistemelor de fișiere.

Printre cei mai marcați furnizori de pe piața dispozitivelor de stocare se numără: NetApp, IBM, HP, DELL, HITACHI, EMC.

Proiectul nostru necesită un sistem de stocare cu următoarele specificații:

• Volumul 1TB pentru fișiere, 1TB pentru sistemele de operare ale serverelor și bazelor de date, 300 - 500 GB, pentru servere de rezervă + rezervă. Total minim 3TB spațiu pe disc
• Suport pentru protocoale SMB și NFS, pentru distribuirea fișierelor partajate către utilizatori fără participarea serverelor
• Dacă vrem să pornim hypervisorul de la depozitare, necesită cel puțin protocolul iSCSI
• În teorie, trebuie să țineți cont de un parametru atât de important precum viteza de intrare și ieșire (IO) pe care o poate oferi stocarea. Puteți estima acest parametru măsurând IO pe hardware-ul de operare, de exemplu, utilizând programul IOMeter.

Rețineți că gruparea de la Microsoft funcționează numai prin intermediul fibrăCanal.

Iată o listă de companii și hardware din care să alegeți:

Asustor

Asustor AS 606T, AS 608T, 609RD(pe langa posibilitatea de a instala pana la 8 discuri cu o capacitate de 4Tb, este declarat suport pentru VMware, Citrix si Hyper-V.

Componenta hardware

CPU Intel Atom 2.13

RAM 1 GB (3 GB) DDR3

Hard 2.5, 3.5, SATA 3 sau SSD

Lan Gigabit Ethernet - 2

Ecran LCD, HDMI

Net

Reţea protocoale

Sistemul de fișiere

Pentru hard disk-uri încorporate: EXT4, Pentru hard disk-uri externe: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Depozitare

Suport pentru mai multe volume cu piese de schimb

Tip volum: un singur disc, JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Suport pentru migrarea online a nivelurilor RAID

Număr maxim de ținte: 256

LUN-uri maxime: 256

Mascarea țintei

Afișaj LUN

Montarea imaginilor ISO

Suport MPIO și MCS

Redundanță permanentă (SCSI-3)

Managementul discurilor

Căutați blocuri deteriorate conform programului

Scanare S.M.A.R.T programată

Sprijinit OS

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

Mac OS X 10.6 înainte

UNIX, Linux și BSD

Backup

Suport pentru modul Rsync (sincronizare de la distanță)

Backup în cloud

Backup FTP

Backup pe suport extern

Backup cu o singură atingere

Administrarea sistemului

Tip jurnal: jurnal de sistem, jurnal de conectare, jurnal de acces la fișiere

Înregistrare în timp real a activității utilizatorului

Monitor de sistem în timp real

Coș de rețea

Cota de disc utilizator

Disc virtual (montarea imaginilor ISO, max 16)

Suport UPS

Controlul accesului

Număr maxim de utilizatori: 4096

Număr maxim de grupuri: 512

Numărul maxim de foldere partajate: 512

Număr maxim de conexiuni simultane: 512

Suport pentru Windows Active Directory

Siguranță

Firewall: împiedică accesul neautorizat

Filtru de rețea: prevenirea atacurilor de rețea

Notificări de amenințare: e-mail, SMS

Conexiuni securizate: HTTPS, FTP prin SSL/TLS, SSH, SFTP, Rsync prin SSH

Sistem de operare ADM cu posibilitatea de a conecta module suplimentare prin centrala aplicației

Modele AS 604RD, AS 609RD Spre deosebire de AS 606T, AS 608T, nu includ display LCD, sunt proiectate pentru instalare în rack și au o sursă de alimentare redundantă, se declară suport pentru platforme de virtualizare

Netgear

Gata Nas 2100, Gata Nas 3100, Gata Nas Pro 6

Componenta hardware

CPU Intel SOC 1GHz

Hard 2.5, 3.5, SATA 2 sau SSD

Lan Gigabit Ethernet - 2

Net

Reţea protocoale

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

Sistemul de fișiere

Pentru hard disk-uri încorporate: BTRFS, Pentru hard disk-uri externe: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Depozitare

Suport pentru extinderea online a capacității RAID

Număr maxim de ținte: 256

LUN-uri maxime: 256

Mascarea țintei

Afișaj LUN

Managementul discurilor

Capacitatea discului, performanța, monitorizarea încărcării

Scanarea blocurilor defecte de pe discuri

Suport HDD S.M.A.R.T.

Corectarea online a datelor de pe discuri

Suport pentru curățarea discurilor

suport pentru defragmentare

Mesaje (de la serviciul SMTP prin e-mail, SNMP, syslog, jurnal local)

Oprire automată (HDD, ventilatoare, UPS)

Restabilirea funcționalității atunci când alimentarea este restabilită

Sistem de operare acceptat

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

Backup

Instantanee nelimitate pentru protecție continuă.

Restaurați instantaneele în orice moment. Prin GUI (consola de administrare), ReadyCLOUD sau Windows Explorer

Posibilitatea de a crea un instantaneu manual sau prin programator

Sincronizarea fișierelor prin R-sync

Cloud Management Replicare la distanță (ReadyNAS la ReadyNAS). Nu necesită licențe pentru dispozitivele care rulează Radiator OS v6.

Redundanță fierbinte

suport eSATA

Suport pentru backup pe unități externe pe e (USB/eSATA)

Suport pentru tehnologia de backup și restaurare la distanță Apple Time Machine (prin ReadyNAS Remote)

Asistență pentru serviciul ReadyNAS Vault Cloud (opțional)

Suport de sincronizare prin ReadyDROP (Sincronizare fișiere Mac/Windows cu ReadyNAS)

Suport DropBox pentru sincronizarea fișierelor (este necesar un cont DropBox)

Administrarea sistemului

ReadyCLOUD pentru descoperirea și gestionarea dispozitivelor

RAIDar - Agent de descoperire a rețelei (Windows/Mac)

Salvarea și restaurarea unui fișier de configurare

Jurnalul de evenimente

Suport de mesaje pentru serverul syslog

Suport de mesagerie pentru IMM-uri

Interfață grafică cu utilizatorul în rusă și engleză

Piața Genie+. Magazin de aplicații încorporat pentru a îmbunătăți funcționalitatea dispozitivului

Suport pentru caractere Unicode

manager de discuri

Suport pentru partajări și LUN-uri Thin Provision

Aprovizionare instantanee

Controlul accesului

Număr maxim de utilizatori: 8192

Număr maxim de grupuri: 8192

Numărul maxim de foldere furnizate pentru acces la rețea: 1024

Număr maxim de conexiuni: 1024

Acces la foldere și fișiere bazate pe ACL

Permisiuni extinse pentru foldere și subfolder bazate pe ACL pentru CIFS/SMB, AFP, FTP, Microsoft Active Directory (AD) Domain Controller Authentication

Liste de acces proprii

Liste de acces ReadyCLOUD bazate pe ACL

Sistem de operare

ReadyNAS OS 6 se bazează pe Linux 3.x

Gata Nas 3100 distinge Gata Nas 2100 2 GB memorie ECC

Gata Nas Pro 6- stocare cu șase sloturi, procesor Intel Atom D510, memorie DDR2 de 1 GB

Qnap

TS-869U-RP, TS-869 PRO

Componenta hardware

CPU Intel Atom 2.13GHz

Hard 2.5, 3.5, SATA 3 sau SSD

Lan Gigabit Ethernet - 2

Net

IPv4, IPv6, acceptă 802.3ad și alte șase moduri pentru echilibrarea încărcăturii și/sau rețea failover, Vlan

Reţea protocoale

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

Sistemul de fișiere

Pentru hard disk-uri încorporate: EXT3, EXT4, Pentru hard disk-uri externe: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Depozitare

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

Suport pentru extinderea online a capacității RAID

Număr maxim de ținte: 256

LUN-uri maxime: 256

Mascarea țintei

Afișaj LUN

Inițiator iSCSI (disc virtual)

Stack Chaining Master

Până la 8 discuri virtuale

Managementul discurilor

Creșterea capacității de stocare a unei matrice RAID fără pierderi de date

Scanarea pentru blocuri dăunătoare

Funcția de recuperare RAID

Suport bitmap

Sprijinit OS

Backup

Replicare în timp real (RTRR)

Funcționează atât ca server RTRR, cât și ca client

Suportă backup-uri în timp real și programate

Este posibilă filtrarea, compresia și criptarea fișierelor

Buton pentru copierea datelor de pe / pe un dispozitiv extern

Suport Apple Time Machine cu gestionarea rezervărilor

Replicarea resurselor la nivel de bloc (Rsync)

Funcționează atât ca server, cât și ca client

Replicare sigură între serverele QNAP

Backup pe suport extern

Backup pe sisteme de stocare în cloud

Aplicația NetBak Replicator pentru Windows

Asistență Apple Time Machine

Administrarea sistemului

Interfață web bazată pe tehnologia AJAX

Conexiune HTTP/HTTPS

Notificări instantanee prin e-mail și SMS

Managementul sistemului de racire

DynDNS și serviciul specializat MyCloudNAS

Suport UPS cu management SNMP (USB)

Asistență UPS în rețea

Monitorul resurselor

Coș de reciclare în rețea pentru CIFS/SMB și AFP

Jurnalele detaliate de evenimente și conexiuni

Lista utilizatorilor activi

Client Syslog

Actualizarea firmware-ului

Salvarea și restaurarea setărilor sistemului

Restabilirea setărilor din fabrică

Controlul accesului

Până la 4096 de conturi de utilizator

Până la 512 grupuri de utilizatori

Până la 512 resurse de rețea

Adăugarea grupurilor de utilizatori

Import/Exporta utilizatori

Setarea opțiunilor de cotă

Gestionarea drepturilor de acces la subdosare

Sistem de operare

TS-869 Pro– model fara alimentare redundanta, memorie 1GB

Sinologie

RS2212, DS1813

Componenta hardware

CPU Intel Core 2.13GHz

Hard 2.5, 3.5, SATA 2 sau SSD

Lan Gigabit Ethernet - 2

Net

IPv4, IPv6, acceptă 802.3ad și alte șase moduri pentru echilibrarea încărcăturii și/sau rețea failover

Reţea protocoale

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

Sistemul de fișiere

Pentru hard disk-uri încorporate: EXT3, EXT4, Pentru hard disk-uri externe: NTFS, EXT3, EXT4

Depozitare

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

Număr maxim de ținte: 512

LUN-uri maxime: 256

Managementul discurilor

Schimbați nivelul RAID fără a opri sistemul

Sistem de operare acceptat

Windows 2000 și versiuni ulterioare, Mac OS X 10.3 și versiuni ulterioare, Ubuntu 9.04 și versiuni ulterioare

Backup

Redundanța rețelei

Redundanță locală

Sincronizarea folderelor partajate

Redundanță desktop

Administrarea sistemului

Notificarea evenimentelor sistemului prin SMS, E-mail

Cota de utilizator

Monitorizarea resurselor

Controlul accesului

Până la 2048 de conturi de utilizator

Până la 256 de grupuri de utilizatori

Până la 256 de resurse de rețea

Sistem de operare

DS1813– 2 GB RAM, 4 Gigabit, suport HASP 1C, suport disc 4TB

Thecus

N8800PROv2, N7700PROv2, N8900

Componenta hardware

CPU Intel Core 2 1.66GHz

Lan Gigabit Ethernet - 2

Capacitate LAN 10Gb

Net

IPv4, IPv6, acceptă 802.3ad și alte șase moduri pentru echilibrarea încărcăturii și/sau rețea failover

Reţea protocoale

CIFS/SMB, NFS, FTP

Sistemul de fișiere

Pentru hard disk-uri încorporate: EXT3, EXT4, Pentru hard disk-uri externe: EXT3, EXT4, XFS

Depozitare

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

Suport pentru extinderea online a capacității RAID

Mascarea țintei

Afișaj LUN

Managementul discurilor

Monitorizarea sănătății discului (S.M.A.R.T)

Scanarea pentru blocuri dăunătoare

Abilitatea de a monta imagini ISO

Sprijinit OS

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

Backup

Acronis True Image

Utilitar de backup de la Thecus

Citirea de pe disc optic pe Nas

Administrarea sistemului

Interfață de administrare web a serverului

Controlul accesului

Suport ADS

Sistem de operare

N7700PROv2– model fără alimentare redundantă

N8900– model nou cu suport SATA 3 și SAS

Pe baza datelor de mai sus, în acest moment este nevoie de cel puțin 3-x Tb, iar la actualizarea sistemului de operare și a programelor, această cifră poate fi înmulțită cu două, apoi aveți nevoie de stocare pe disc cu o capacitate de cel puțin 6 Tb, și cu loc de creștere. Prin urmare, cu un marcaj pentru viitor și organizarea unei matrice RAID 5, cifra finală este nevoia de 12 Tb. Când suportați un sistem de hard disk de 4 Tb, este necesar un sistem cu cel puțin șase locașuri de unitate.

Alegerea a fost redusă semnificativ de următoarele modele: AS 609RD, Gata NAS 3200, TS-869U-RP, RS-1212RP+, N8900. Toate modelele includ alimentare suplimentară. Și sprijinul declarat al producătorului de bine-cunoscut platforme de virtualizare. Modelul de la NetGear mi s-a părut cel mai interesant - Gata NAS 3200, deoarece numai acest model, pe lângă SMART, a susținut cel puțin unele tehnologii suplimentare pentru lucrul cu discuri altele decât SMART și memorie cu ECC, dar prețul a zburat pentru 100.000 de ruble, în plus, au existat îndoieli cu privire la posibilitatea de a funcționa 4Tb și discuri SATA3 în el. Pret per RS-1212RP+, a zburat și peste 100 de mii. AS 609RD- jucătorul de pe piața sistemelor de stocare este foarte nou, așa că nu se știe cum se va comporta acest lucru depozitare.

Ce a mai rămas două sisteme din care să alegeți: TS-869U-RP, N8900.

TS-869U-RP- în prezent costă aproximativ 88.000 de ruble.

N8900- prețul este de 95.400 de ruble, are o mulțime de avantaje în comparație cu TS-869U-RP- suportă atât unități SATA cât și SAS, posibilitatea instalării suplimentare a adaptorului 10 GB, procesor dual-core mai puternic, suport pentru unități SATA3 4Tb. În plus, există o redundanță firmware pe un cip de rezervă, ceea ce oferă o fiabilitate mai avantajoasă în comparație cu alte sisteme.

• Înapoi

Shkera

Odată cu complicațiile de zi cu zi a sistemelor de computere în rețea și a soluțiilor globale de întreprindere, lumea a început să ceară tehnologii care să dea un impuls renașterii sistemelor de stocare a informațiilor întreprinderii (sisteme de stocare). Așadar, o singură tehnologie aduce o viteză nemaivăzută până acum, o scalabilitate extraordinară și beneficii excepționale ale costului total de proprietate pentru comoara mondială a progreselor de stocare. Circumstanțele care s-au conturat odată cu apariția standardului FC-AL (Fibre Channel - Arbitrated Loop) și a SAN (Storage Area Network), care se dezvoltă pe baza acestuia, promit o revoluție în tehnologiile de calcul orientate pe date.

„Cea mai semnificativă dezvoltare în stocare pe care am văzut-o în 15 ani”

Data Communications International, 21 martie 1998

Definiția oficială a SAN în interpretarea Asociației industriei rețelelor de stocare (SNIA):

„O rețea a cărei sarcină principală este să transfere date între sistemele informatice și dispozitivele de stocare a datelor, precum și între sistemele de stocare în sine. SAN constă din infrastructura de comunicații care oferă conectivitate fizică, precum și stratul de management care integrează sistemele de comunicații, stocare și computere pentru a se asigura că transferul de date este sigur și fiabil.”

Dicționar tehnic SNIA, drepturi de autor Asociația industriei rețelelor de stocare, 2000

Opțiuni pentru organizarea accesului la sistemele de stocare

Există trei opțiuni principale pentru organizarea accesului la sistemele de stocare:

• SAS (Server Attached Storage), stocare atașată la server;
• NAS (Network Attached Storage), stocare conectată la rețea;
• SAN (Storage Area Network), retea de zona de stocare.

Luați în considerare topologiile sistemelor de stocare corespunzătoare și caracteristicile acestora.

SAS

Sistem de stocare atașat la server. Modul familiar, tradițional, de a conecta un sistem de stocare la o interfață de mare viteză a unui server, de obicei o interfață SCSI paralelă.

Figura 1. Stocare atașată la server

Utilizarea unei incinte separate pentru sistemul de stocare în topologia SAS este opțională.

Principalul avantaj al stocării conectate la server, în comparație cu alte opțiuni, este prețul scăzut și performanța ridicată la rata de stocare pentru un server. O astfel de topologie este cea mai optimă în cazul utilizării unui singur server prin care se organizează accesul la matricea de date. Dar are încă o serie de probleme care i-au determinat pe designeri să caute alte opțiuni pentru organizarea accesului la sistemele de stocare a datelor.

Caracteristicile SAS includ:

• Accesul la date depinde de sistemul de operare și de sistemul de fișiere (în general);
• Complexitatea organizării sistemelor cu disponibilitate ridicată;
• Cost scăzut;
• Performanță ridicată într-un singur nod;
• Scăderea vitezei de răspuns la încărcarea unui server care servește stocare.

NAS

Sistem de stocare conectat la rețea. Această variantă de organizare a accesului a apărut relativ recent. Principalul său avantaj este confortul integrării unui sistem de stocare suplimentar în rețelele existente, dar în sine nu aduce nicio îmbunătățire radicală arhitecturii de stocare. De fapt, NAS este un pur server de fișiere, iar astăzi puteți găsi multe implementări noi de stocare de tip NAS bazate pe tehnologia Thin Server.

Figura 2. Stocare atașată la rețea.

Caracteristici NAS:

• Server de fișiere dedicat;
• Accesul la date este independent de OS și platformă;
• Ușurință în administrare;
• Ușurință maximă de instalare;
• Scalabilitate scăzută;
• Conflict cu traficul LAN/WAN.

Stocarea construită folosind tehnologia NAS este o opțiune ideală pentru serverele cu costuri reduse, cu un set minim de caracteristici.

SAN

Rețelele de stocare au început să se dezvolte intens și să fie introduse abia din 1999. Baza SAN este o rețea separată de LAN/WAN, care servește la organizarea accesului la date de la serverele și stațiile de lucru implicate în procesarea lor directă. Această rețea se bazează pe standardul Fibre Channel, care oferă sistemelor de stocare beneficiile tehnologiilor LAN/WAN și capacitatea de a organiza platforme standard pentru sisteme cu disponibilitate ridicată și cerere mare. Aproape singurul dezavantaj al SAN-urilor de astăzi este costul relativ ridicat al componentelor, dar costul total de proprietate pentru sistemele de întreprindere construite folosind tehnologia SAN este destul de scăzut.

Figura 3. Rețea de stocare.

Principalele avantaje ale SAN includ aproape toate caracteristicile sale:

• Independența topologiei SAN față de sistemele de stocare și servere;
• Gestionare centralizată convenabilă;
• Fără conflict cu traficul LAN/WAN;
• Backup convenabil de date fără încărcarea rețelei locale și a serverelor;
• Performanta ridicata;
• Scalabilitate ridicată;
• Flexibilitate ridicată;
• Disponibilitate ridicată și toleranță la erori.

De asemenea, trebuie remarcat faptul că această tehnologie este încă destul de tânără și în viitorul apropiat ar trebui să experimenteze multe îmbunătățiri în domeniul standardizării managementului și metodelor de interacțiune între subrețele SAN. Dar se poate spera că acest lucru nu face decât să amenințe pionierii cu perspective suplimentare pentru campionat.

FC ca bază pentru construirea unui SAN

La fel ca un LAN, un SAN poate fi creat folosind o varietate de topologii și medii. La construirea unui SAN, pot fi folosite atât o interfață SCSI paralelă, cât și un Fibre Channel sau, de exemplu, SCI (Scalable Coherent Interface), dar Fibre Channel își datorează popularitatea din ce în ce mai mare SAN. Designul acestei interfețe a implicat experți cu experiență semnificativă în dezvoltarea atât a interfețelor de canal, cât și de rețea și au reușit să combine toate caracteristicile pozitive importante ale ambelor tehnologii pentru a obține ceva cu adevărat revoluționar. Ce anume?

Principalele caracteristici cheie ale canalului:

• Latenta scazuta
• viteze mari
• Fiabilitate ridicată
• Topologie punct la punct
• Distanțe mici între noduri
• Dependența de platformă

și interfețe de rețea:

• Topologii multidrop
• distante lungi
• Scalabilitate ridicată
• Viteze mici
• Întârzieri mari

fuzionat în Fibre Channel:

• viteze mari
• Independența protocolului (0-3 nivele)
• distante lungi
• Latenta scazuta
• Fiabilitate ridicată
• Scalabilitate ridicată
• Topologii multidrop

În mod tradițional, interfețele de stocare (ceea ce se află între gazdă și dispozitivele de stocare) au reprezentat o barieră în calea creșterii vitezei și a stocării. În același timp, sarcinile aplicate necesită o creștere semnificativă a capacității hardware, ceea ce, la rândul său, presupune necesitatea creșterii lățimii de bandă a interfețelor pentru comunicarea cu sistemele de stocare. Tocmai problemele construirii unui acces flexibil la date de mare viteză sunt cele pe care Fibre Channel ajută să le rezolve.

Standardul Fibre Channel a fost definit în sfârșit în ultimii câțiva ani (din 1997 până în 1999), timp în care s-a desfășurat o muncă extraordinară pentru a armoniza interacțiunea producătorilor diferitelor componente și s-a făcut tot ce era necesar pentru a transforma Fibre Channel dintr-o tehnologie pur conceptuală. în real, care a primit sprijin sub formă de instalaţii în laboratoare şi centre de calcul. În anul 1997, au fost proiectate primele mostre comerciale ale componentelor de bază pentru construirea unui SAN bazat pe FC, cum ar fi adaptoare, hub-uri, comutatoare și punți. Astfel, din 1998, FC a fost folosit în scopuri comerciale în afaceri, producție și proiecte de anvergură pentru implementarea sistemelor care sunt critice pentru defecțiuni.

Fibre Channel este un standard industrial deschis pentru o interfață serială de mare viteză. Conectează servere și sisteme de stocare de până la 10 km (folosind echipamente standard) la 100 MB/s (Cebit'2000 a prezentat mostre de produse care utilizează noul standard Fibre Channel la 200 MB/s per inel, iar în implementările de laborator ale noului standard cu viteze de 400 MB / s sunt deja în funcțiune, adică 800 MB / s când se utilizează un inel dublu.) (La momentul publicării articolului, un număr de producători au început deja să livreze plăci de rețea și switch-uri la FC 200 MB/s.) Fibre Channel acceptă simultan o serie de protocoale standard (printre acestea TCP/IP și SCSI-3) pe un singur mediu fizic, simplificând potențial construcția unei infrastructuri de rețea, oferind în același timp oportunități de reducere a instalării și costuri de întreținere.utilizarea subrețelelor separate pentru LAN/WAN și SAN are mai multe avantaje și este implicit recomandată.

Unul dintre cele mai importante avantaje ale Fibre Channel, alături de parametrii de viteză (care, apropo, nu sunt întotdeauna principalii pentru utilizatorii SAN și pot fi implementați folosind alte tehnologii), este capacitatea de a lucra pe distanțe lungi și flexibilitatea topologiei. , care a intrat în noul standard din tehnologiile de rețea. Astfel, conceptul de construire a unei topologii de rețea de stocare se bazează pe aceleași principii ca și rețelele tradiționale, de obicei bazate pe hub-uri și comutatoare, care ajută la prevenirea scăderilor de viteză odată cu creșterea numărului de noduri și creează oportunități pentru organizarea convenabilă a sistemelor fără o un singur punct de eșec.

Pentru o mai bună înțelegere a avantajelor și caracteristicilor acestei interfețe, vă prezentăm o descriere comparativă a FC și Parallel SCSI sub forma unui tabel.

Tabelul 1. Comparația dintre tehnologiile Fibre Channel și SCSI paralele

Standardul Fibre Channel presupune utilizarea unei varietăți de topologii, cum ar fi punct-la-punct (Point-to-Point), hub inel sau FC-AL (Loop sau Hub FC-AL), comutator backbone (Fabric / Switch) .

O topologie punct la punct este utilizată pentru a conecta un singur sistem de stocare la un server.

Loop sau Hub FC-AL - pentru conectarea mai multor dispozitive de stocare la mai multe gazde. La organizarea unui inel dublu, viteza și toleranța la erori a sistemului crește.

Comutatoarele sunt utilizate pentru a oferi performanță maximă și toleranță la erori pentru sistemele complexe, mari și ramificate.

Datorită flexibilității rețelei, o caracteristică extrem de importantă este încorporată în SAN - capacitatea convenabilă de a construi sisteme tolerante la erori.

Oferind soluții alternative de stocare și capacitatea de a combina mai multe stocări pentru redundanța hardware, SAN ajută la protejarea dispozitivelor și sistemelor software de defecțiuni hardware. Pentru a demonstra, vom da un exemplu de creare a unui sistem cu două noduri fără puncte de defecțiune.

Figura 4. Niciun punct de eșec unic.

Construcția a trei sau mai multe sisteme de noduri se realizează prin simpla adăugare de servere suplimentare la rețeaua FC și conectarea acestora la ambele hub-uri / switch-uri).

Când se utilizează FC, construirea sistemelor tolerante la erori devine transparentă. Canalele de rețea atât pentru stocare, cât și pentru rețeaua locală pot fi așezate pe bază de fibră (până la 10 km sau mai mult folosind amplificatoare de semnal) ca purtător fizic pentru FC, folosind echipamente standard, ceea ce face posibilă reducerea semnificativă a costului unui astfel de sisteme.

Având posibilitatea de a accesa toate componentele SAN de oriunde în SAN, avem de gestionat o rețea de date extrem de flexibilă. În același timp, trebuie remarcat faptul că SAN oferă transparență (abilitatea de a vedea) toate componentele până la discurile din sistemele de stocare. Această caracteristică a determinat producătorii de componente să folosească experiența lor considerabilă în construirea sistemelor de management LAN/WAN pentru a construi capacități extinse de monitorizare și control în toate componentele SAN. Aceste capabilități includ monitorizarea și gestionarea nodurilor individuale, stocarea componentelor, carcasele, dispozitivele de rețea și substructurile de rețea.

Sistemul de management și monitorizare SAN utilizează standarde deschise, cum ar fi:

• Set de comenzi SCSI
• Servicii SCSI Enclosure (SES)
• Tehnologia de analiză și raportare de automonitorizare SCSI (S.M.A.R.T.)
• SAF-TE (carcase tolerante la erori accesate SCSI)
• Protocol simplu de gestionare a rețelei (SNMP)
• Managementul întreprinderilor bazat pe web (WBEM)

Sistemele construite folosind tehnologii SAN nu numai că oferă administratorului capacitatea de a monitoriza dezvoltarea și starea resurselor de stocare, dar deschid și oportunități pentru monitorizarea și controlul traficului. Cu aceste resurse, software-ul de management SAN implementează cele mai eficiente scheme de planificare a stocării și echilibrare a încărcăturii pentru componentele sistemului.

SAN-urile sunt perfect integrate în infrastructurile informaționale existente. Implementarea lor nu necesită modificări în rețelele LAN și WAN existente, ci doar extinde capacitățile sistemelor existente, scutindu-le de sarcinile concentrate pe transferul de cantități mari de date. Mai mult, atunci când se integrează și se administrează un SAN, este foarte important ca elementele cheie ale rețelei să suporte hot swapping și instalare, cu capabilități de configurare dinamică. Deci, administratorul poate adăuga aceasta sau acea componentă sau o poate înlocui fără a opri sistemul. Și întregul proces de integrare poate fi vizualizat într-un sistem grafic de management SAN.

Având în vedere avantajele de mai sus, putem evidenția o serie de puncte cheie care afectează direct unul dintre avantajele principale ale Rețelei de stocare - Costul total de proprietate.

Scalabilitatea incredibilă permite unei întreprinderi care utilizează un SAN să investească în servere și stocare după cum este necesar. Și, de asemenea, economisiți investițiile în echipamente deja instalate atunci când schimbați generațiile tehnologice. Fiecare server nou va avea acces de mare viteză la stocare și fiecare gigabyte suplimentar de stocare va fi disponibil pentru toate serverele de pe subrețea la comanda administratorului.

Oportunitățile mari pentru construirea de sisteme tolerante la erori pot aduce beneficii comerciale directe din reducerea timpului de nefuncționare și salvarea sistemului în cazul unui dezastru natural sau al unui alt cataclism.

Gestionabilitatea componentelor și transparența sistemului oferă capacitatea de a administra centralizat toate resursele de stocare, iar acest lucru, la rândul său, reduce semnificativ costul suportului acestora, al cărui cost, de regulă, este mai mult de 50% din costul echipamente.

Impactul SAN asupra aplicațiilor

Pentru a le face mai clar cititorilor noștri cât de practice sunt tehnologiile discutate în acest articol, vom da câteva exemple de probleme aplicate care ar fi rezolvate ineficient fără utilizarea rețelelor de stocare, ar necesita investiții financiare uriașe sau nu ar fi rezolvate. deloc prin metode standard.

Copiere de rezervă și restaurare a datelor (Copie de rezervă și recuperare a datelor)

Folosind interfața tradițională SCSI, utilizatorul se confruntă cu o serie de probleme complexe atunci când construiește sisteme de backup și recuperare a datelor, care pot fi rezolvate foarte ușor folosind tehnologiile SAN și FC.

Astfel, utilizarea rețelelor de stocare duce la un nou nivel soluția problemei de backup și recuperare și oferă posibilitatea de a face backup de câteva ori mai rapid decât înainte, fără a încărca rețeaua locală și serverele cu lucru la backupul datelor.

Clustering server

Una dintre sarcinile tipice pentru care SAN este utilizat în mod eficient este gruparea serverelor. Deoarece unul dintre punctele cheie în organizarea sistemelor de cluster de mare viteză care funcționează cu date este accesul la stocare, odată cu apariția SAN, construirea clusterelor cu mai multe noduri la nivel hardware este rezolvată prin simpla adăugare a unui server cu o conexiune la SAN. (Acest lucru se poate face chiar și fără a opri sistemul, deoarece comutatoarele FC acceptă conectarea la cald). Cu o interfață SCSI paralelă, care are o conectivitate și o scalabilitate semnificativ mai slabă decât FC, clusterele centrate pe date ar fi greu de realizat cu mai mult de două noduri. Switch-urile SCSI paralele sunt dispozitive foarte complexe și costisitoare, iar pentru FC aceasta este o componentă standard. Pentru a crea un cluster care nu va avea un singur punct de defecțiune, este suficient să integrați un SAN oglindă în sistem (tehnologia DUAL Path).

În cadrul clusterizării, una dintre tehnologiile RAIS (Redundant Array of Inexpensive Servers) pare să fie deosebit de atractivă pentru construirea de sisteme puternice de comerț pe Internet scalabile și alte tipuri de sarcini cu cerințe de putere crescute. Potrivit lui Alistair A. Croll, co-fondatorul Networkshop Inc, utilizarea RAIS este destul de eficientă: „De exemplu, pentru 12.000-15.000 USD puteți cumpăra aproximativ șase servere Linux/Apache cu unul-două (Pentium III) ieftine. Puterea, scalabilitatea și toleranța la erori ale unui astfel de sistem vor fi semnificativ mai mari decât, de exemplu, un singur server cu patru socketuri bazat pe procesoare Xeon, iar costul este același.”

Acces simultan la video și partajare de date (Stream video simultan, partajare de date)

Imaginați-vă o sarcină când trebuie să editați videoclipuri pe mai multe (să zicem > 5) stații sau doar să lucrați pe date uriașe. Vă va dura câteva minute pentru a transfera un fișier de 100 GB într-o rețea locală, iar munca generală asupra acestuia va fi o sarcină foarte dificilă. Când se utilizează un SAN, fiecare stație de lucru și server de rețea accesează un fișier la o viteză echivalentă cu un disc local de mare viteză. Dacă aveți nevoie de o altă stație/server pentru procesarea datelor, îl puteți adăuga la SAN fără a închide rețeaua prin simpla conectare a stației la comutatorul SAN și acordându-i drepturi de acces la stocare. Dacă nu mai sunteți mulțumit de viteza subsistemului de date, puteți pur și simplu să adăugați încă un spațiu de stocare și să utilizați o tehnologie de distribuție a datelor (de exemplu, RAID 0) pentru a obține o viteză de două ori mai mare.

Componente SAN de bază

miercuri

Pentru a conecta componente în cadrul standardului Fibre Channel, se folosesc cabluri de cupru și optice. Ambele tipuri de cabluri pot fi utilizate în același timp la construirea unui SAN. Conversia interfeței se realizează folosind GBIC (Gigabit Interface Converter) și MIA (Media Interface Adapter). Ambele tipuri de cablu oferă astăzi aceeași rată de transfer de date. Cablul de cupru este utilizat pentru distanțe scurte (până la 30 de metri), optic - atât pentru distanțe scurte, cât și pentru distanțe de până la 10 km sau mai mult. Utilizați cabluri optice multimod și monomod. Cablul multimod este utilizat pentru distanțe scurte (până la 2 km). Diametrul interior al fibrei unui cablu multimodal este de 62,5 sau 50 de microni. Pentru rate de transmisie de 100 Mb/s (200 Mb/s duplex) atunci când utilizați fibră multimodală, lungimea cablului nu trebuie să depășească 200 de metri. Cablul monomod este utilizat pentru distanțe lungi. Lungimea unui astfel de cablu este limitată de puterea laserului utilizat în transmițătorul de semnal. Fibra monomodală are un diametru interior de 7 sau 9 microni, ceea ce permite trecerea unui singur fascicul.

Conectori, adaptoare

Pentru conectarea cablurilor de cupru se folosesc conectori de tip DB-9 sau HSSD. HSSD este considerat mai fiabil, dar DB-9 este folosit la fel de des pentru că este mai simplu și mai ieftin. Conectorul standard (cel mai comun) pentru cablurile optice este conectorul SC, care oferă o conexiune clară și de înaltă calitate. Conectorii multimodali SC sunt utilizați pentru conexiunea normală, iar conectorii monomod pentru conexiunea la distanță. Adaptoarele multiport folosesc micro conectori.

Cele mai comune adaptoare pentru FC bus PCI 64 bit. De asemenea, sunt produse o mulțime de adaptoare FC pentru magistrala S-BUS; pentru uz specializat se produc adaptoare pentru MCA, EISA, GIO, HIO, PMC, Compact PCI. Cele mai populare sunt carduri cu un singur port, există carduri cu două și patru porturi. Pe adaptoarele PCI, de regulă, se folosesc conectori DB-9, HSSD, SC. De asemenea, sunt frecvente adaptoarele bazate pe GBIC care vin cu sau fără module GBIC. Adaptoarele Fibre Channel diferă în clasele pe care le acceptă și într-o varietate de caracteristici. Pentru a înțelege diferențele, vă prezentăm un tabel comparativ al adaptoarelor fabricate de QLogic.

Diagrama familiei adaptoare gazdă Fibre Channel
SANblade	pe 64 de biți	FCAL Publ. Pvt Loop	Portul FL	Clasa 3	Port F	Clasa 2	punct la punct	IP/SCSI	full duplex	Banda F.C	Specificații PCI 1.0 Hot Plug	Reconfigurare dinamică Solaris	VIB	2 GB
seria 2100	PCI de 33 și 66 MHz	X	X	X
Seria 2200	PCI de 33 și 66 MHz	X	X	X	X	X	X	X	X	X
	PCI de 33 MHz	X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
	Sbus 25MHZ	X	X	X	X	X	X	X	X	X		X
seria 2300	66MHZ PCI/ 133MHZ PCI-X	X	X	X	X	X	X	X	X	X			X	X

Huburi

HUB-urile Fibre Channel (hub-uri) sunt folosite pentru a conecta nodurile la inelul FC (FC Loop) și au o structură similară hub-urilor Token Ring. Întrucât o întrerupere a inelului poate duce la defecțiunea rețelei, hub-urile FC moderne folosesc porturi de bypass de inel (circuit de bypass de port PBC), care vă permit să deschideți / închideți automat inelul (conectarea / deconectarea sistemelor conectate la hub). De obicei, HUB-urile FC acceptă până la 10 conexiuni și pot stivui până la 127 de porturi per inel. Toate dispozitivele conectate la HUB primesc o lățime de bandă comună pe care o pot partaja între ele.

Comutatoare

Comutatoarele (comutatoarele) Fibre Channel au aceleași funcții ca și comutatoarele LAN familiare cititorului. Ele oferă viteză maximă, conectivitate fără blocare între noduri. Orice nod conectat la comutatorul FC obține lățime de bandă completă (cu scalabilitate). Pe măsură ce numărul de porturi dintr-o rețea comutată crește, debitul crește. Switch-urile pot fi utilizate împreună cu hub-uri (care sunt folosite pentru site-uri care nu necesită lățime de bandă dedicată pe nod) pentru a obține cel mai bun raport preț/performanță. Datorită cascadării, comutatoarele pot fi utilizate pentru a crea rețele FC cu 2 24 de adrese (peste 16 milioane).

Poduri

Punțile FC (punți sau multiplexoare) sunt folosite pentru a conecta dispozitive SCSI paralele la o rețea bazată pe FC. Acestea oferă traducerea pachetelor SCSI între dispozitivele Fibre Channel și Parallel SCSI, dintre care exemple sunt Solid State Disk (SSD) sau biblioteci de benzi. De remarcat că recent, aproape toate dispozitivele care pot fi eliminate în cadrul SAN, producătorii încep să producă cu o interfață FC încorporată pentru conectarea directă la rețelele de stocare.

Servere și stocare

În ciuda faptului că serverele și stocarea sunt departe de cele mai puțin importante componente ale SAN, nu ne vom opri asupra descrierii lor, deoarece suntem siguri că toți cititorii noștri sunt familiarizați cu ele.

În final, aș dori să adaug că acest articol este doar primul pas către rețelele de stocare. Pentru o înțelegere completă a subiectului, cititorul ar trebui să acorde multă atenție caracteristicilor implementării componentelor de către producătorii SAN și software-ul de management, deoarece fără ele, rețeaua de stocare este doar un set de elemente pentru comutarea sistemelor de stocare. care nu vă va aduce toate beneficiile implementării unei rețele de stocare.

Concluzie

Astăzi, Storage Area Network este o tehnologie destul de nouă, care ar putea deveni în curând mainstream în rândul clienților corporativi. În Europa și SUA, întreprinderile care au o flotă destul de mare de sisteme de stocare instalate încep deja să migreze la SAN-uri pentru stocare cu cel mai bun cost total de proprietate.

Analiștii prevăd că în 2005 un număr semnificativ de servere mid-range și high-end vor veni preinstalate cu o interfață Fibre Channel (această tendință poate fi văzută astăzi) și doar o interfață SCSI paralelă va fi utilizată pentru conectarea la unitatea internă în servere. Deja astăzi, atunci când construim sisteme de stocare și achiziționăm servere de nivel mediu și superior, trebuie să acordăm atenție acestei tehnologii promițătoare, mai ales că astăzi face posibilă implementarea unui număr de sarcini mult mai ieftine decât utilizarea soluțiilor specializate. În plus, investiția în tehnologia SAN de astăzi nu va fi pierdută mâine, deoarece caracteristicile Fibre Channel creează oportunități excelente pentru utilizarea viitoare a investițiilor făcute astăzi.

P.S.

Versiunea anterioară a articolului a fost scrisă în iunie 2000, dar din cauza lipsei de interes în masă pentru tehnologia SAN, publicarea a fost amânată pentru viitor. Acest viitor este acum și sper că acest articol va încuraja cititorul să realizeze nevoia de a trece la tehnologia de rețea a zonei de stocare ca tehnologie de vârf pentru construirea sistemelor de stocare și organizarea accesului la date.

Începem o nouă secțiune numită „Likbez”. Aici vor fi descrise lucruri aparent binecunoscute, dar, după cum se dovedește adesea, nu tuturor și nu atât de bine. Sperăm că această secțiune este de ajutor.

Deci, numărul 1 - „Sisteme de stocare a datelor”.

Sisteme de stocare a datelor.

În engleză, ele sunt numite într-un singur cuvânt - stocare, ceea ce este foarte convenabil. Dar acest cuvânt este tradus în rusă destul de stângaci - „depozitar”. Adesea, în argoul „IT-shnikov” folosesc cuvântul „storadzh” în transcrierea rusă sau cuvântul „depozitare”, dar aceasta este o manieră complet proastă. Prin urmare, vom folosi termenul „sisteme de stocare a datelor”, prescurtat ca sisteme de stocare, sau pur și simplu „sisteme de stocare”.

Dispozitivele de stocare a datelor includ orice dispozitiv pentru înregistrarea datelor: așa-numitul. „unități flash”, discuri compacte (CD, DVD, ZIP), unități de bandă (bandă), hard disk-uri (Hard disk, sunt numite și „hard disk-uri” în mod vechi, deoarece primele lor modele semănau cu un clip cu cartușe din secolul al XIX-lea pușca cu același nume) și etc. Hard disk-urile sunt folosite nu numai în interiorul computerelor, ci și ca dispozitive USB externe pentru înregistrarea informațiilor și chiar, de exemplu, unul dintre primele modele de iPod este un hard disk mic cu un diametru de 1,8 inchi, cu o ieșire pentru căști și un ecran încorporat.

Recent, așa-numitul. Sistemele de stocare „Solid-state” SSD (Solid State Disk, sau Solid State Drive), care sunt similare în principiu cu „unitatea flash” pentru o cameră sau smartphone, au doar un controler și o cantitate mai mare de date stocate. Spre deosebire de un hard disk, un SSD nu are părți mobile mecanice. Până acum, prețurile pentru astfel de sisteme de stocare sunt destul de mari, dar sunt în scădere rapidă.

Toate acestea sunt dispozitive de consum, iar dintre sistemele industriale este necesar să se evidențieze, în primul rând, sistemele de stocare hardware: matrice de hard disk, așa-numitele. Controlere RAID pentru ei, sisteme de stocare pe bandă pentru stocarea datelor pe termen lung. În plus, o clasă separată: controlere pentru sisteme de stocare, pentru gestionarea backup-ului datelor, crearea de instantanee într-un sistem de stocare pentru recuperarea ulterioară a acestora, replicarea datelor etc.). Sistemele de stocare includ și dispozitive de rețea (HBA-uri, comutatoare Fibre Channel, cabluri FC/SAS etc.). Și, în sfârșit, au fost dezvoltate soluții la scară largă pentru stocarea datelor, arhivarea, recuperarea datelor și rezistența la dezastre (recuperare în caz de dezastru).

De unde provin datele care trebuie stocate? De la noi, cei dragi, utilizatori, din programe de aplicație, e-mail, precum și din diverse echipamente - servere de fișiere și servere de baze de date. În plus, furnizorul de o cantitate mare de date - așa-numitele. Dispozitive M2M (Machine-to-Machine communication) - tot felul de senzori, senzori, camere, etc.

În funcție de frecvența de utilizare a datelor stocate, sistemele de stocare pot fi împărțite în sisteme de stocare pe termen scurt (stocare online), stocare pe termen mediu (stocare aproape de linie) și sisteme de stocare pe termen lung (stocare offline).

Primul poate fi atribuit hard disk-ului (sau SSD-ului) al oricărui computer personal. Al doilea și al treilea sunt sisteme de stocare externe DAS (Direct Attached Storage), care pot fi o matrice de discuri externe, în raport cu computerul, (Disk Array). Ele, la rândul lor, pot fi, de asemenea, împărțite în „doar o matrice de discuri” JBOD (Doar o grămadă de discuri) și o matrice cu un controler de control iDAS (de stocare inteligentă a matricei de discuri).

Există trei tipuri de sisteme de stocare externe DAS (Direct Attached Storage), SAN (Storage Area Network) și NAS (Network attached Storage). Din păcate, chiar și mulți oameni cu experiență în IT nu pot explica diferența dintre SAN și NAS, spunând că înainte a existat această diferență, dar acum se presupune că nu mai există. De fapt, există o diferență și una semnificativă (vezi Fig. 1).

Figura 1. Diferența dintre SAN și NAS.

Într-un SAN, serverele în sine sunt conectate la sistemul de stocare prin intermediul rețelei de stocare SAN. În cazul NAS, serverele de rețea sunt conectate printr-un LAN la un sistem de fișiere comun într-un RAID.

Protocoale de bază de conectare la stocare

Protocolul SCSI(Small Computer System Interface), pronunțat „skási”, un protocol dezvoltat la mijlocul anilor 80 pentru conectarea dispozitivelor externe la minicalculatoare. Versiunea sa SCSI-3 este baza pentru toate protocoalele de comunicare de stocare și utilizează setul comun de comenzi SCSI. Principalele sale avantaje sunt: ​​independența față de serverul utilizat, posibilitatea de funcționare în paralel a mai multor dispozitive, rata mare de transfer de date. Dezavantaje: număr limitat de dispozitive conectate, raza de conexiune este foarte limitată.

Protocolul FC(Fibre Channel), protocol intern între server și stocare partajată, controler, discuri. Este un protocol de comunicații seriale utilizat pe scară largă, care funcționează la 4 sau 8 Gigabiți pe secundă (Gbps). Acesta, după cum sugerează și numele, funcționează prin fibră optică (fibră), dar poate funcționa și pe cupru. Fibre Channel este protocolul principal pentru sistemele de stocare FC SAN.

protocol iSCSI(Internet Small Computer System Interface), un protocol standard pentru transferul de blocuri de date prin binecunoscutul protocol TCP/IP, de ex. SCSI peste IP. iSCSI poate fi văzut ca o soluție de stocare de mare viteză și la costuri reduse pentru sistemele de stocare atașate de la distanță prin Internet. iSCSI încapsulează comenzile SCSI în pachete TCP/IP pentru transmisie printr-o rețea IP.

Protocolul SAS(SCSI atașat în serie). SAS utilizează transfer de date în serie și este compatibil cu hard disk-urile SATA. În prezent, SAS poate transfera date la 3 Gb/s sau 6 Gb/s și acceptă modul full duplex, de exemplu. poate transfera date în ambele direcții cu aceeași viteză.

Tipuri de sisteme de stocare.

Se pot distinge trei tipuri principale de sisteme de stocare:

• DAS (stocare atașată direct)
• NAS (stocare atașată la rețea)
• SAN (Storage Area Network)

Sistemele de stocare cu conexiune directă a discurilor DAS au fost dezvoltate încă de la sfârșitul anilor 70, din cauza creșterii explozive a datelor utilizatorilor care pur și simplu nu se încadrau fizic în memoria internă de lungă durată a computerelor (pentru tineri, să remarcăm că nu suntem vorbind despre computere personale aici, acestea erau atunci încă nu era, ci computerele mari, așa-numitele mainframe). Rata de transfer de date în DAS nu era foarte mare, de la 20 la 80 Mbps, dar era suficientă pentru nevoile de atunci.

Figura 2. DAS

Sistemele de stocare atașate la rețea (NAS) au apărut la începutul anilor 1990. Motivul a fost dezvoltarea rapidă a rețelelor și cerințele critice pentru partajarea unor cantități mari de date în cadrul unei întreprinderi sau rețelei operatorului. NAS a folosit un sistem special de fișiere de rețea CIFS (Windows) sau NFS (Linux), astfel încât servere diferite pentru utilizatori diferiți ar putea citi același fișier de pe NAS în același timp. Rata de transfer de date era deja mai mare: 1 - 10 Gb/s.

Figura 3. NAS

La mijlocul anilor 90, rețelele au apărut pentru a conecta dispozitive de stocare FC SAN. Dezvoltarea lor a fost cauzată de necesitatea organizării datelor împrăștiate în rețea. Un dispozitiv de stocare dintr-un SAN poate fi împărțit în mai multe noduri mici, numite LUN-uri (Număr de unitate logică), fiecare dintre acestea aparținând unui singur server. Rata de transfer de date a crescut la 2-8 Gbps. Astfel de sisteme de stocare ar putea oferi tehnologii de protecție împotriva pierderii datelor (instantanee, backup).

Figura 4. FC SAN

Un alt tip de SAN este IP SAN (IP Storage Area Network), dezvoltat la începutul anilor 2000. FC SAN-urile erau scumpe, greu de gestionat, iar rețelele IP erau la apogeu, motiv pentru care a luat naștere acest standard. Sistemele de stocare au fost conectate la servere folosind un controler iSCSI prin comutatoare IP și au furnizat o rată de transfer de date de 1–10 Gbps.

Fig.5. IP SAN.

Tabelul de mai jos prezintă câteva caracteristici comparative ale tuturor sistemelor de stocare luate în considerare:

Un fel	NAS	SAN
Parametru		FC S.A.N.	IP SAN	DAS
Tip transmisie	SCSI, FC, SAS	FC	IP	IP
Tip de date	Bloc de date	Fişier	Bloc de date	Bloc de date
Aplicație tipică	Orice	Server de fișiere	Bază de date	Monitorizare video
Avantaj	Compatibilitate excelentă	Ușurință de instalare, cost redus	Scalabilitate bună	Scalabilitate bună
Defecte	Dificultate de gestionare. Utilizarea ineficientă a resurselor. Scalabilitate slabă	Performanta scazuta. Restricții de aplicabilitate	Preț mare. Complexitatea configurației de scalare	Performanta slaba

Pe scurt, SAN-urile sunt concepute pentru a transfera blocuri masive de date în stocare, în timp ce NAS oferă acces la date la nivel de fișier. Cu combinația SAN + NAS, puteți obține un grad ridicat de integrare a datelor, performanță ridicată și partajare de fișiere. Astfel de sisteme sunt numite stocare unificată - „sisteme de stocare unificate”.

Sisteme de stocare unificate: Arhitectură NAS care acceptă atât NAS bazat pe fișiere, cât și SAN bazat pe blocuri. Astfel de sisteme au fost dezvoltate la începutul anilor 2000 pentru a rezolva problemele de administrare și costul total ridicat de proprietate al sistemelor separate într-o singură întreprindere. Acest sistem de stocare acceptă aproape toate protocoalele: FC, iSCSI, FCoE, NFS, CIFS.

Hard disk-uri

Toate hard disk-urile pot fi împărțite în două tipuri principale: HDD (Hard Disk Drive, care, de fapt, se traduce prin „hard disk”) și SSD (Solid State Drive, - așa-numita „sod drive”). Adică, ambele unități sunt hard disk. Ce este atunci un „disc soft”, există astfel de lucruri? Da, în trecut, au fost numite „dischete” (cum erau numite din cauza sunetului caracteristic „popping” din unitate în timpul funcționării). Unitățile pentru ele pot fi încă văzute în blocurile de sistem ale computerelor vechi care au fost păstrate în unele agenții guvernamentale. Cu toate acestea, cu toată dorința, astfel de discuri magnetice pot fi cu greu atribuite sistemelor de stocare. Acestea erau niște analogi ale actualelor „unități flash”, deși de o capacitate foarte mică.

Diferența dintre HDD și SSD este că HDD-ul are mai multe discuri magnetice coaxiale în interior și o mecanică complexă care mișcă capetele magnetice de citire-scriere, în timp ce SSD-ul nu are deloc piese în mișcare mecanic și este, de fapt, un cip presat în plastic. . Prin urmare, a numi „hard disk-uri” doar HDD, strict vorbind, este incorect.

Hard disk-urile pot fi clasificate în funcție de următorii parametri:

• Design: HDD, SSD;
• Diametrul HDD în inci: 3.5 inch, 2.5 inch, 1.8 inch;
• Interfață: ATA/IDE, SATA/NL SAS, SCSI, SAS, FC
• Clasa de utilizare: individual (clasa desktop), corporative (clasa enterprsie).

Parametru	SATA	SAS	NL-SAS	SSD
Viteza de rotație (RPM)	7200	15000/10000	7200	N / A
Capacitate tipică (TB)	1T/2T/3T	0,3T/0,6T/0,9T	2T/3T/4T	0,1T/0,2T/0,4T
MTBF (oră)	1 200 000	1 600 000	1 200 000	2 000 000
Note	Dezvoltarea hard disk-urilor ATA cu transfer serial de date. SATA 2.0 acceptă rate de transfer de 300 MB/s, SATA3.0 acceptă până la 600 MB/s. AFR anualizat (Rata de eșec anualizată) pentru unitățile SATA este de aproximativ 2%.	Hard disk-urile SATA cu interfață SAS sunt potrivite pentru ierarhice (tiering). Rata anuală medie de eșec (AFR) pentru unitățile NL-SAS este de aproximativ 2%.		Discuri cu stare solidă realizate din cipuri de memorie electronice, inclusiv unitatea de control și cip (FLASH/DRAM). Specificațiile interfeței, funcția și metoda de utilizare sunt aceleași ca și HDD, dimensiunea și forma sunt aceleași.

Caracteristicile hard disk-urilor.

• Capacitate

În hard disk-urile moderne, capacitatea este măsurată în gigabytes sau terabytes. Pentru HDD, această valoare este un multiplu al capacității unui disc magnetic din interiorul cutiei, înmulțit cu numărul celor magnetice, dintre care de obicei sunt mai multe.

• Viteza de rotație (numai HDD)

Viteza de rotație a discurilor magnetice din interiorul unității, măsurată în rotații pe minut RPM (Rotation Per Minute), este de obicei de 5400 RPM sau 7200 RPM. HDD-urile cu interfețe SCSI/SAS au o viteză de rotație de 10000-15000 RPM.

• Timp mediu de acces = Timp mediu de căutare + Timp mediu de așteptare, de exemplu timpul pentru a prelua informații de pe disc.
• Rata de transfer

Acestea sunt vitezele de citire și scriere a datelor de pe hard disk, măsurate în megaocteți pe secundă (MB/S).

• IOPS (intrare/ieșire pe secundă)

Numărul de operațiuni de intrare/ieșire (sau de citire-scriere) pe secundă (Operațiuni de intrare/ieșire pe secundă), unul dintre principalii indicatori pentru măsurarea performanței discului. Pentru aplicațiile cu citiri și scrieri frecvente, precum OLTP (Online Transaction Processing) - procesarea tranzacțiilor online, IOPS este cel mai important indicator, deoarece. depinde de performanța unei aplicații de afaceri. Un alt indicator important este debitul de date, care poate fi tradus aproximativ ca „lățime de bandă de transfer de date”, care arată câte date pot fi transferate pe unitatea de timp.

RAID

Indiferent cât de fiabile sunt hard disk-urile, datele se pierd uneori pe ele, din diverse motive. Prin urmare, a fost propusă tehnologia RAID (Redundant Array of Independent Disks) - o serie de discuri independente cu redundanță de stocare a datelor. Redundanța înseamnă că toți octeții de date scriși pe un disc sunt duplicați pe un alt disc și pot fi utilizați dacă primul disc eșuează. În plus, această tehnologie ajută la creșterea IOPS.

Conceptele de bază ale RAID sunt stripping (așa-numita „striping” sau separare) și oglindire (așa-numita „mirroring” sau duplicare) a datelor. Combinațiile lor definesc diferite tipuri de matrice RAID de hard disk.

Există următoarele niveluri de matrice RAID:

Combinațiile acestor tipuri dau naștere la mai multe tipuri noi de RAID:

Figura explică modul în care este implementat RAID 0 (diviziunea):

Orez. 6. RAID 0.

Și așa se realizează RAID 1 (duplicare):

Orez. 7. RAID 1.

Și așa funcționează RAID 3. XOR este funcția logică „exclusive OR” (exclusive OR). Folosind-o, valoarea de paritate este calculată pentru blocurile de date A, B, C, D ... , care este scris pe un disc separat.

Orez. 8.RAID 3.

Diagramele de mai sus ilustrează bine principiul de funcționare a RAID și nu au nevoie de comentarii. Nu vom prezenta scheme de alte niveluri RAID, cei care doresc le pot găsi pe internet.

Principalele caracteristici ale tipurilor RAID sunt prezentate în tabel.

Software de stocare

Software-ul de stocare poate fi împărțit în următoarele categorii:

1. Management și administrare (Management): gestionarea și setarea parametrilor de infrastructură: ventilație, răcire, moduri de funcționare a discului etc., controlul orei din zi etc.
2. Protejarea datelor: Snapshot („snapshot” a stării discului), copierea conținutului LUN-ului, duplicarea multiplă (oglindă divizată), duplicarea de la distanță a datelor (Remote Replication), protecția continuă a datelor CDP (Continuous Data Protection) etc.
3. Îmbunătățirea fiabilității: diverse programe software pentru copierea multiplă și redundanța rutelor de transfer de date în și între centrele de date.
4. Îmbunătățirea eficienței: Tehnologie Thin Provisioning, Stocare automată pe niveluri, Deduplicare, Managementul calității serviciului, Preluare cache, Partiționare, Migrare automată a datelor, scăderea discului

Foarte interesanta tehnologie aprovizionare slaba". Așa cum se întâmplă adesea în IT, termenii sunt adesea dificil de tradus adecvat în rusă, de exemplu, este dificil să traduci cu acuratețe cuvântul „provizionare” („furnizare”, „sprijin”, „furnizare” - niciunul dintre acești termeni nu transmite sensul complet). Și când este „subțire”…

Pentru a ilustra principiul „thin provisioning”, poate fi citat un credit bancar. Când o bancă emite zece mii de carduri de credit cu o limită de 500 de mii, nu trebuie să aibă 5 miliarde în cont pentru a deservi acest volum de împrumuturi. Utilizatorii de carduri de credit, de obicei, nu cheltuiesc tot creditul deodată și folosesc doar o mică parte din acesta. Cu toate acestea, fiecare utilizator individual poate folosi întreaga sau aproape întreaga sumă a împrumutului, dacă suma totală a fondurilor băncii nu a fost epuizată.

Orez. 9. aprovizionare slaba.

Astfel, utilizarea thin provisioning ne permite să rezolvăm problema alocării ineficiente a spațiului în SAN, să economisim spațiu, să facilităm procedurile administrative de alocare a spațiului aplicațiilor pe stocare și să folosim așa-numita suprasubscriere, adică să alocăm mai mult spațiu pentru aplicații decât avem fizic, bazând pe faptul că acele aplicații nu necesită tot spațiul în același timp. Pe măsură ce apare nevoia, este posibilă creșterea capacității fizice a stocării ulterior.

Împărțirea sistemului de stocare în niveluri (stocare pe niveluri) presupune că diverse date sunt stocate în dispozitive de stocare, a căror performanță corespunde frecvenței de acces la aceste date. De exemplu, datele utilizate frecvent pot fi plasate în „stocare online” pe discuri SSD cu viteză mare de acces, performanțe ridicate. Cu toate acestea, prețul unor astfel de discuri este încă mare, așa că este indicat să le folosiți doar pentru stocarea online (deocamdată).

Viteza unităților FC/SAS este, de asemenea, destul de mare, iar prețul este moderat. Prin urmare, astfel de discuri sunt potrivite pentru „stocare aproape de linie”, unde sunt stocate date care nu sunt accesate atât de des, dar în același timp nu atât de rar.

În cele din urmă, unitățile SATA/NL-SAS au o viteză de acces relativ scăzută, dar sunt de mare capacitate și relativ ieftine. Prin urmare, stocarea offline se face de obicei pe ele, pentru date de utilizare rară.

De îndată ce sistemul de management observă că accesul la date din stocarea offline a devenit mai frecvent, le transferă în stocarea aproape de linie și, odată cu activarea ulterioară a utilizării lor, în stocarea online pe discuri SSD.

Deduplicarea datelor(deduplicare, DEDUP). După cum sugerează și numele, deduplicarea elimină repetarea datelor pe spațiul de disc folosit în mod obișnuit în redundanța datelor. Deși sistemul nu poate determina care informații sunt redundante, poate detecta prezența datelor duplicate. Acest lucru face posibilă reducerea semnificativă a cerințelor de capacitate ale sistemului redundant.

Scăderea vitezei de rotație a discului (rotirea discului în jos) - ceea ce se numește de obicei „hibernarea” (adormirea) discului. Dacă datele de pe un disc nu sunt folosite pentru o lungă perioadă de timp, atunci Rotirea disculuiîl pune în modul de hibernare pentru a reduce consumul de energie la rotația inutilă a discului la viteză normală. Acest lucru crește, de asemenea, durata de viață a discului și crește fiabilitatea sistemului în ansamblu. Când sosește o nouă solicitare de date pe acest disc, acesta „se trezește” și viteza sa de rotație crește la normal. Compartimentul pentru economisirea energiei și îmbunătățirea fiabilității este o oarecare întârziere atunci când datele de pe disc sunt accesate pentru prima dată, dar acest preț este bine justificat.

„Snapshot” a stării discului (Snapshot). Un instantaneu este o copie complet utilizabilă a unui anumit set de date de pe disc la momentul în care a fost făcută copierea (de aceea se numește „instantaneu”). O astfel de copie este utilizată pentru a restabili parțial starea sistemului la momentul copierii. În același timp, continuitatea sistemului nu este deloc afectată, iar performanța nu se deteriorează.

Replicarea datelor de la distanță: Funcționează folosind tehnologia Mirroring. Poate păstra mai multe copii ale datelor pe două sau mai multe site-uri pentru a preveni pierderea datelor în cazul unor dezastre naturale. Există două tipuri de replicare: sincronă și asincronă, diferența dintre ele este explicată în figură.

Orez. 10. Replicarea datelor de la distanță (Remote Replication).

CDP (protecția continuă a datelor), cunoscut și sub denumirea de backup continuu sau backup în timp real, reprezintă crearea automată a unei copii de siguranță de fiecare dată când datele se modifică. În același timp, devine posibilă recuperarea datelor în cazul oricăror accidente în orice moment și, în același timp, este disponibilă o copie actualizată a datelor, și nu a celor care au fost acum câteva minute sau ore. .

Programe de management și administrare (Software de management): aceasta include o varietate de software pentru gestionarea și administrarea diverselor dispozitive: programe simple de configurare (vrăjitori de configurare), programe de monitorizare centralizată: mapare topologie, monitorizare în timp real, mecanisme de raportare a erorilor. Include, de asemenea, programe de Garanție pentru Afaceri: statistici de performanță multidimensionale, rapoarte de performanță și interogări etc.

Recuperare în caz de dezastru (DR, Disaster Recovery). Aceasta este o componentă destul de importantă a sistemelor industriale de stocare serioase, deși este destul de costisitoare. Dar aceste costuri trebuie suportate pentru a nu pierde peste noapte „ceea ce se dobândește prin suprasolicitare”. Sistemele de protecție a datelor discutate mai sus (Snapshot, Remote Replication, CDP) sunt bune până când în localitatea în care se află sistemul de stocare se produce orice dezastru natural: tsunami, inundație, cutremur sau (pah-pah-pah) - război nuclear. Și orice război poate strica foarte mult viețile oamenilor care sunt angajați în lucruri utile, de exemplu, stocarea datelor și nu alergarea cu o mitralieră pentru a tăia teritoriile altora sau a pedepsi unii „necredincioși”. Replicarea la distanță implică faptul că sistemul de stocare replicat este situat în același oraș sau cel puțin în apropiere. Care, de exemplu, nu salvează în timpul unui tsunami.

Tehnologia Disaster Recovery presupune că centrul de redundanță folosit pentru restaurarea datelor în caz de dezastre naturale este situat la o distanță considerabilă de centrul de date principal și interacționează cu acesta prin intermediul unei rețele de transmisie a datelor suprapuse unei rețele de transport, cel mai adesea una optică. Va fi imposibil din punct de vedere tehnic să utilizați, de exemplu, tehnologia CDP cu o astfel de aranjare a centrelor de date principale și de rezervă.

În tehnologia DR sunt utilizate trei concepte fundamentale:

• B.W. (Fereastra de rezervă)– „fereastră de rezervă”, timpul necesar sistemului de rezervă pentru a copia cantitatea de date primită de la sistemul de lucru.
• RPO (Obiectivul punctului de recuperare)– „Punctul de recuperare acceptabil”, perioada maximă de timp și cantitatea corespunzătoare de date care este acceptabil să fie pierdută pentru un utilizator de stocare.
• RTO (Obiectiv de timp de recuperare)– „timp de nefuncționare permis”, timpul maxim în care stocarea poate fi indisponibilă fără un impact critic asupra activității de bază.

Orez. 11. Trei concepte fundamentale ale tehnologiei DR.

* * *

Acest eseu nu pretinde a fi complet și explică doar principiile de bază ale sistemului de stocare, deși nu integral. Diverse surse de pe Internet conțin multe documente care descriu mai detaliat toate punctele prezentate (și neenunțate) aici.

Continuarea temei de stocare despre sisteme de stocare a obiectelor -.

Dependența proceselor de afaceri ale întreprinderii de sectorul IT este în continuă creștere. Astăzi, problema continuității serviciilor IT este atentă nu doar de companiile mari, ci și de reprezentanții întreprinderilor mijlocii și adesea mici.

Unul dintre elementele centrale ale asigurării toleranței la erori este un sistem de stocare a datelor (DSS) - un dispozitiv pe care toate informațiile sunt stocate centralizat. Sistemul de stocare se caracterizează prin scalabilitate ridicată, toleranță la erori, capacitatea de a efectua toate operațiunile de service fără a opri funcționarea dispozitivului (inclusiv înlocuirea componentelor). Dar costul chiar și al modelului de bază este măsurat în zeci de mii de dolari. De exemplu, Fujitsu ETERNUS DX100 cu 12 discuri Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10 6TB) merita comandat 21 000 USD ceea ce este foarte scump pentru o companie mică.

În articolul nostru, ne propunem să luăm în considerare opțiuni de stocare bugetare, care nu pierde în ceea ce privește performanța și fiabilitatea sistemelor clasice. Pentru a-l implementa, propunem să folosim CEPH.

Ce este CEPH și cum funcționează?

CEPH– stocare bazată pe software liber, care este o combinație de spații pe disc ale mai multor servere (numărul de servere în practică se măsoară în zeci și sute). CEPH vă permite să creați stocare foarte scalabilă, cu performanță ridicată și redundanță a resurselor. CEPH poate fi folosit atât ca stocare de obiecte (servire pentru stocarea fișierelor), cât și ca dispozitiv de bloc (darea de hard disk-uri virtuale).

Toleranța la erori de stocare este asigurată prin replicarea fiecărui bloc de date pe mai multe servere. Numărul de copii ale fiecărui bloc stocat simultan se numește factor de replicare, implicit valoarea lui este 2. Schema de stocare este prezentată în Figura 1, după cum putem vedea, informațiile sunt împărțite în blocuri, fiecare dintre acestea fiind distribuită în două noduri diferite.

Figura 1 - Distribuția blocurilor de date

Dacă serverele nu folosesc matrice de discuri tolerante la erori, se recomandă utilizarea unei valori mai mari a factorului de replicare pentru stocarea fiabilă a datelor. În cazul unei defecțiuni a unuia dintre servere, CEPH remediază indisponibilitatea blocurilor de date (Figura 2) care se află pe acesta, așteaptă un anumit timp (parametrul este configurat, implicit 300 de secunde), după care pornește recrearea blocurilor de informații lipsă în alt loc (Figura 3).

Figura 2 - Eșecul unui nod

Figura 3 - Recuperarea redundanței

În mod similar, dacă un nou server este adăugat la cluster, spațiul de stocare este reechilibrat pentru a umple uniform discurile de pe toate nodurile. Mecanismul care controlează distribuția blocurilor de informații în clusterul CEPH se numește CRUSH.

Pentru a obține performanțe ridicate ale spațiului de disc în clusterele CEPH, se recomandă utilizarea funcționalității cache-tiering (caching pe mai multe niveluri). Semnificația sa este de a crea un pool separat de înaltă performanță și de a-l folosi pentru stocarea în cache, în timp ce informațiile principale vor fi plasate pe discuri mai ieftine (Figura 4).

Figura 4 - Reprezentarea logică a pool-urilor de discuri

Memorarea în cache pe niveluri va funcționa după cum urmează: cererile de scriere ale clientului vor fi scrise în cel mai rapid pool și apoi mutate la nivelul de stocare. În mod similar pentru solicitările de citire - atunci când sunt accesate, informațiile vor fi ridicate la nivelul de cache și procesate. Datele continuă să rămână la nivelul cache până când devin inactive sau expiră (Figura 5). Este de remarcat faptul că stocarea în cache poate fi setată doar pentru citire, caz în care cererile de scriere vor fi scrise direct în pool-ul de stocare.

Figura 5 - Principiul de funcționare al cache-tirring

Să ne uităm la scenarii din viața reală pentru utilizarea CEPH într-o organizație pentru a crea un depozit de date. Ca potențial client, sunt luate în considerare întreprinderile mici și mijlocii, unde această tehnologie va fi cel mai solicitată. Am calculat 3 scenarii pentru utilizarea soluției descrise:

1. O întreprindere de producție sau comercială cu o cerință de disponibilitate a unui sistem ERP intern și stocare de fișiere de 99,98% pe an, 24/7.
2. O organizație care trebuie să implementeze un cloud privat la nivel local pentru nevoile sale de afaceri.
3. O soluție foarte ieftină pentru organizarea stocării datelor bloc cu toleranță la erori, complet independentă de hardware, cu disponibilitate de 99,98% pe an și scalare ieftină.

Cazul de utilizare 1. Depozit de date bazat pe CEPH

Să ne uităm la un exemplu real al modului în care CEPH este utilizat într-o organizație. De exemplu, avem nevoie de 6TB de stocare de performanță tolerantă la erori, dar costul chiar și al unui model de stocare de bază cu discuri este de ordinul $21 000 .

Colectăm stocare pe baza CEPH. Vă sugerăm să utilizați soluția ca servere Supermicro Twin(Figura 6). Produsul este format din 4 platforme de server într-o singură carcasă înaltă de 2 unități, toate componentele principale ale dispozitivului sunt duplicate, ceea ce asigură funcționarea lui continuă. Pentru a ne implementa sarcina, va fi suficient să folosim 3 noduri, al 4-lea va fi în stoc pentru viitor.

Figura 6 - Supermicro Twin

Completem fiecare dintre noduri astfel: 32 GB de RAM, procesor cu 4 nuclee de 2,5 GHz, 4 discuri SATA de 2 TB pentru pool-ul de stocare sunt combinate în 2 matrice RAID1, 2 discuri SSD pentru pool-ul de cache sunt de asemenea combinate în RAID1 . Costul întregului proiect este prezentat în Tabelul 1.

Tabel 1. Accesorii de depozitare CEPH

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

Concluzie: Ca urmare a construirii stocării, vom obține o matrice de discuri de 6 Tb cu costurile comenzii $16 000 , ce cu 25% mai puțin decât achiziționarea unui sistem de stocare minim, în timp ce la capacitatea actuală puteți rula mașini virtuale care lucrează cu stocare, economisind astfel achiziția de servere suplimentare. De fapt, aceasta este o soluție completă.

Serverele din care este construită stocarea pot fi folosite nu doar ca container pentru hard disk-uri, ci și ca purtători pentru mașini virtuale sau servere de aplicații.

Cazul de utilizare 2: Construirea unui cloud privat

Provocarea este de a implementa infrastructura pentru a construi un cloud privat la costuri minime.

Construirea chiar și a unui nor mic format din, de exemplu, 3 purtători în aproximativ $36 000 : 21.000 USD - cost de stocare + 5.000 USD pentru fiecare server cu 50% conținut.

Utilizarea CEPH ca stocare vă permite să combinați resursele de calcul și de disc pe același hardware. Adică, nu trebuie să achiziționați spațiu de stocare separat - discurile instalate direct pe servere vor fi folosite pentru a găzdui mașini virtuale.

Referință rapidă:
Structura clasică cloud este un cluster de mașini virtuale, a căror funcționare este asigurată de 2 componente hardware principale:

1. Parte de calcul (calculator) - servere pline cu RAM și procesoare, ale căror resurse sunt utilizate de mașinile virtuale pentru calcul
2. Un sistem de stocare este un dispozitiv plin cu hard disk-uri care stochează toate datele.

Luăm aceleași servere Supermicro ca echipamente, dar instalăm procesoare mai puternice - 8-core cu o frecvență de 2,6 GHz, precum și 96 GB de RAM în fiecare nod, deoarece sistemul va fi folosit nu numai pentru stocarea informațiilor, ci și pentru funcționarea mașinilor virtuale. Luăm un set de discuri similar cu primul scenariu.

Tabelul 2. Componente pentru un cloud privat bazat pe CEPH

Accesorii	Preț, USD	Cant	Cost, USD
Supermicro Twin 2027PR-HTR: 4 sisteme (noduri) conectabile la cald într-un factor de formă 2U. Priză duală R (LGA 2011), RDIMM ECC de până la 512 GB, IPMI 2.0 integrat cu KVM și LAN dedicat. 6 x 2,5 inchi SATA HDD interschimbabile la cald. Surse de alimentare redundante de 2000 W	4 999,28	1	4 999,28
Modul de memorie Samsung DDR3 16GB Inregistrat 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) Tavă	1 416,18	3	4 248,54
Hard disk SATA 2TB 2.5" Enterprise Capacity SATA 6Gb/s 7200rpm 128Mb 512E	416	12	4 992,00
SSD 2.5"" 400GB DC Seria S3710.	641	6	3 846,00
TOTAL			20 592,86

Cloudul colectat va avea următoarele resurse, ținând cont de păstrarea stabilității în cazul defecțiunii primului nod:

• RAM: 120 GB
• Spatiu pe disc 6000 GB
• Miezuri de procesor fizic: 16 buc.

Clusterul asamblat va putea suporta aproximativ 10 mașini virtuale medii cu următoarele caracteristici: 12 GB RAM / 4 nuclee de procesor / 400 GB spațiu pe disc.

De asemenea, merită să luați în considerare faptul că toate cele 3 servere sunt pline doar în proporție de 50% și, dacă este necesar, pot avea un personal insuficient, crescând astfel de 2 ori rezerva de resurse pentru cloud.

Concluzie: După cum puteți vedea, avem atât un cluster complet de mașini virtuale de failover, cât și stocare redundantă de date - defecțiunea niciunuia dintre servere nu este critică - sistemul va continua să funcționeze fără oprire, în timp ce costul soluției este de aproximativ 1,5 ori mai mic decât să cumpere stocare și servere separate.

Cazul de utilizare 3: Construirea unui depozit de date cu costuri ultra-scazute

Dacă bugetul este foarte limitat și nu există bani pentru achiziționarea echipamentelor descrise mai sus, puteți cumpăra servere uzate, dar nu ar trebui să economisiți pe discuri - este recomandat să cumpărați altele noi.

Ne propunem să luăm în considerare următoarea structură: achiziționat 4 noduri de server, fiecare server are 1 disc SSD pentru cache și 3 discuri SATA. Serverele Supermicro cu 48 GB RAM și procesoare din seria 5600 pot fi achiziționate acum pentru aproximativ $800 .

Discurile nu vor fi colectate în matrice de failover pe fiecare server, ci vor fi prezentate ca un dispozitiv separat. În acest sens, pentru a crește fiabilitatea stocării, vom folosi un factor de replicare de 3. Adică fiecare bloc va avea 3 copii. Cu această arhitectură de oglindire a discului, memoria cache SSD nu este necesară, deoarece informațiile sunt duplicate automat în alte noduri.

Tabel 3. Accesorii pentru depozitare

Concluzie: Dacă este necesar, în această soluție, puteți folosi discuri mai mari, sau le puteți înlocui cu SAS, dacă aveți nevoie să obțineți performanța maximă pentru DBMS. În acest exemplu, rezultatul este 8 TB de stocare cu cost foarte scăzut și toleranță la erori foarte mare. Prețul unui terabyte s-a dovedit De 3,8 ori mai ieftin decât cu stocarea industrială de 21.000 USD.

Tabel final, concluzii

Configurare	Stocare Fujitsu ETERNUS DX100 + 12 Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10)	Stocare Fujitsu ETERNUS DX100 + 12 Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10) + Supermicro Twin	Scenariul nostru 1: Stocare bazată pe CEPH	Scenariul nostru 2: construirea unui cloud privat	Scenariul nostru 3: Construirea de stocare cu costuri ultra-scazute
Volumul utilizabil, GB	6 000	6 000	6 000	6000	8 000
Preț, USD	21000	36000	15 770	20 592	7 324
Cost de 1 GB, USD	3,5	6	2,63	3,43	0,92
Număr de IOP-uri* (citire 70%/scriere 30%, dimensiunea blocului 4K)	760	760	700	700	675
Scop	depozitare	Stocare + Calcul	Stocare + Calcul	Stocare + Calcul	Stocare + Calcul

*Calculul numărului de IOP-uri a fost efectuat pentru matricele create din discuri NL SAS pe sistemul de stocare și discuri SATA pe stocarea CEPH, caching-ul a fost dezactivat pentru puritatea valorilor obținute. Când utilizați memoria cache, IOP-urile vor fi semnificativ mai mari până când memoria cache este plină.

Drept urmare, putem spune că pe baza clusterului CEPH, puteți construi depozite de date fiabile și ieftine. După cum au arătat calculele, utilizarea nodurilor cluster doar pentru stocare nu este foarte eficientă - soluția este mai ieftină decât achiziționarea de sisteme de stocare, dar nu cu mult - în exemplul nostru, costul stocării pe CEPH a fost cu aproximativ 25% mai mic decât Fujitsu DX100. Economii reale sunt resimțite ca urmare a combinării părții de calcul și a stocării pe același echipament - în acest caz, costul soluției va fi de 1,8 ori mai mic decât atunci când se construiește o structură clasică folosind stocare dedicată și mașini gazdă separate.

EFSOL implementează această soluție conform cerințelor individuale. Putem folosi echipamentele pe care le aveți, ceea ce va reduce și mai mult costul de capital al implementării sistemului. Contactați-ne și vă vom inspecta echipamentul pentru utilizarea acestuia în crearea sistemelor de stocare.

După cum știți, în ultimii ani sa înregistrat o creștere intensă a volumului de informații și date acumulate. Un studiu realizat de IDC Digital Universe a arătat că conținutul digital din lume poate crește de la 4,4 ZB la 44 ZB până în 2020. Potrivit experților, volumul informațiilor digitale se dublează la fiecare doi ani. Prin urmare, astăzi problema nu numai a procesării informațiilor, ci și a stocării acesteia este extrem de relevantă.

Pentru a aborda această problemă, există în prezent o dezvoltare foarte activă a unei astfel de direcții precum dezvoltarea sistemelor de stocare (rețele/sisteme de stocare a datelor). Să încercăm să ne dăm seama ce înseamnă exact industria IT modernă prin termenul „sistem de stocare a datelor”.

Stocarea este o soluție integrată software și hardware care vizează organizarea de stocare fiabilă și de înaltă calitate a diverselor resurse de informații, precum și asigurarea accesului neîntrerupt la aceste resurse.

Crearea unui astfel de complex ar trebui să ajute la rezolvarea unei varietăți de sarcini cu care se confruntă afacerile moderne în cursul construirii unui sistem informațional integral.

Principalele componente ale sistemului de stocare:

Dispozitive de stocare (biblioteca de benzi, matrice de discuri interne sau externe);

Sistem de monitorizare si control;

Subsistem de backup/arhivare a datelor;

Software de gestionare a stocării;

Accesați infrastructura la toate dispozitivele de stocare.

Sarcini principale

Luați în considerare cele mai tipice sarcini:

descentralizarea informaţiei. Unele organizații au o structură de ramuri dezvoltată. Fiecare unitate individuală a unei astfel de organizații ar trebui să aibă acces liber la toate informațiile de care are nevoie pentru a funcționa. Sistemele moderne de stocare interacționează cu utilizatorii care se află la o distanță mare de centrul unde sunt procesate datele, prin urmare sunt capabili să rezolve această problemă.

Incapacitatea de a prevedea resursele finale necesare. În timpul planificării proiectului, poate fi extrem de dificil să determinați exact cu câte informații va trebui să lucrați în timpul funcționării sistemului. În plus, cantitatea de date acumulate este în continuă creștere. Cele mai multe sisteme de stocare moderne suportă scalabilitate (capacitatea de a-și crește performanța după adăugarea de resurse), astfel încât puterea sistemului poate fi crescută proporțional cu creșterea încărcărilor (upgrade).

Securitatea tuturor informațiilor stocate. Poate fi destul de dificil să controlezi și să restricționezi accesul la resursele informaționale ale unei întreprinderi. Acțiuni necalificate ale personalului de service și ale utilizatorilor, încercări deliberate de sabotare - toate acestea pot provoca daune semnificative datelor stocate. Sistemele moderne de stocare folosesc diverse scheme de toleranță la erori care le permit să reziste atât la sabotajul deliberat, cât și la acțiunile inepte ale angajaților necalificați, menținând astfel performanța sistemului.

Complexitatea gestionării fluxurilor de informații distribuite - orice acțiune care vizează modificarea datelor de informații distribuite într-una dintre ramuri creează inevitabil o serie de probleme - de la complexitatea sincronizării diferitelor baze de date și versiuni de fișiere de dezvoltator până la duplicarea inutilă a informațiilor. Produsele software de management furnizate împreună cu sistemul de stocare vă vor ajuta să simplificați și să optimizați eficient munca cu informațiile stocate.

Costuri mari. Potrivit unui studiu realizat de IDC Perspectives, costurile de stocare a datelor reprezintă aproximativ douăzeci și trei la sută din toate cheltuielile IT. Aceste costuri includ costul componentelor software și hardware ale complexului, plățile către personalul de service etc. Utilizarea sistemelor de stocare economisește administrarea sistemului și, de asemenea, reduce costurile cu personalul.

Principalele tipuri de sisteme de stocare

Toate sistemele de stocare a datelor sunt împărțite în 2 tipuri: sisteme de stocare pe bandă și pe disc. Fiecare dintre cele două specii de mai sus este împărțită, la rândul său, în mai multe subspecii.

Stocare pe disc

Astfel de sisteme de stocare sunt folosite pentru a crea copii intermediare de rezervă, precum și pentru a lucra operațional cu diverse date.

Sistemele de stocare pe disc sunt împărțite în următoarele subspecii:

Dispozitive de backup (diverse biblioteci de discuri);

Dispozitive pentru date de lucru (echipamente caracterizate prin performante ridicate);

Dispozitive utilizate pentru stocarea pe termen lung a arhivelor.

Depozitare pe bandă

Folosit pentru a crea arhive și copii de rezervă.

Sistemele de stocare pe bandă sunt împărțite în următoarele subspecii:

Biblioteci de bandă (două sau mai multe unități, multe sloturi pentru bandă);

Încărcătoare automate (1 unitate, sloturi multiple dedicate benzilor);

Unități separate.

Principalele interfețe de conectare

Mai sus, am examinat principalele tipuri de sisteme, iar acum să aruncăm o privire mai atentă asupra structurii sistemelor de stocare în sine. Sistemele moderne de stocare sunt clasificate în funcție de tipul de interfețe gazdă pe care le utilizează. Luați în considerare mai jos cele mai comune 2 interfețe de conexiune externă - SCSI și FibreChannel. Interfața SCSI seamănă cu IDE utilizat pe scară largă și este o interfață paralelă care permite plasarea a până la șaisprezece dispozitive pe o singură magistrală (pentru IDE, după cum știți, două dispozitive pe canal). Viteza maximă a protocolului SCSI astăzi este de 320 megaocteți pe secundă (o versiune care va oferi o viteză de 640 megaocteți pe secundă este în prezent în dezvoltare). Dezavantajele SCSI sunt următoarele - incomod, neavând imunitate la zgomot, cabluri prea groase, a căror lungime maximă nu depășește douăzeci și cinci de metri. Protocolul SCSI în sine impune și anumite restricții - de regulă, acesta este 1 inițiator pe magistrală plus dispozitive slave (streamere, discuri etc.).

Interfața FibreChannel este mai puțin utilizată decât interfața SCSI, deoarece hardware-ul folosit pentru această interfață este mai scump. În plus, FibreChannel este folosit pentru a implementa rețele mari de stocare SAN, deci este folosit doar în companiile mari. Distanțele pot fi practic orice - de la trei sute de metri standard pe echipamente obișnuite până la două mii de kilometri pentru comutatoare puternice ("directori"). Principalul avantaj al interfeței FibreChannel este capacitatea de a combina multe dispozitive de stocare și gazde (servere) într-o rețea comună de stocare SAN. Avantajele mai puțin importante sunt: ​​distanțe mai mari decât cu SCSI, posibilitatea de agregare a legăturilor și căi de acces redundante, posibilitatea echipamentelor „hot plug”, imunitate mai mare la zgomot. Se folosesc cabluri optice cu două fire mono și multimodale (cu conectori de tip SC sau LC), precum și SFP - emițătoare optice realizate pe bază de emițători laser sau LED (distanța maximă dintre dispozitivele utilizate, precum și viteza de transmisie, depinde de aceste componente).

Opțiuni de topologie de stocare

În mod tradițional, stocarea este folosită pentru a conecta serverele la un DAS - un sistem de stocare a datelor. Pe lângă DAS, există și NAS - dispozitive de stocare care se conectează la rețea, precum și SAN - componente ale rețelelor de stocare. Sistemele SAN și NAS au fost create ca alternativă la arhitectura DAS. În plus, fiecare dintre soluțiile de mai sus a fost dezvoltată ca răspuns la cerințele din ce în ce mai mari pentru sistemele moderne de stocare și s-a bazat pe utilizarea tehnologiilor disponibile la acel moment.

Arhitecturile primelor sisteme de stocare în rețea au fost dezvoltate în anii 1990 pentru a aborda cele mai tangibile deficiențe ale sistemelor DAS. Soluțiile de stocare în rețea au fost concepute pentru a atinge obiectivele de mai sus: reducerea costurilor și complexității gestionării datelor, reducerea traficului LAN, îmbunătățirea performanței generale și a disponibilității datelor. În același timp, arhitecturile SAN și NAS rezolvă diferite aspecte ale aceleiași probleme comune. Ca urmare, 2 arhitecturi de rețea au început să existe simultan. Fiecare dintre ele are propriile sale funcționalități și beneficii.

DAS

(D direct A tachetat S A se enerva)- aceasta este o soluție arhitecturală utilizată în cazurile în care un dispozitiv folosit pentru stocarea datelor digitale este conectat prin protocolul SAS printr-o interfață direct la un server sau stație de lucru.

Principalele avantaje ale sistemelor DAS sunt: ​​cost redus în comparație cu alte soluții de stocare, ușurință în implementare și administrare, schimb de date de mare viteză între server și sistemul de stocare.

Avantajele de mai sus au permis sistemelor DAS să devină extrem de populare în segmentul rețelelor mici corporative, furnizorilor de găzduire și birourilor mici. Dar, în același timp, sistemele DAS au și dezavantajele lor, de exemplu, utilizarea nu optimă a resurselor, explicată prin faptul că fiecare sistem DAS necesită conectarea unui server dedicat, în plus, fiecare astfel de sistem vă permite să vă conectați nu mai mult de două servere la un raft de discuri într-o anumită configurație.

Avantaje:

Cost accesibil. Stocarea este în esență un coș de disc instalat în afara serverului, echipat cu hard disk-uri.

Asigurarea schimbului de mare viteză între server și matricea de discuri.

Defecte:

Fiabilitate insuficientă - în cazul unui accident sau al oricăror probleme de rețea, serverele nu mai sunt disponibile unui număr de utilizatori.

Latență ridicată datorită faptului că toate cererile sunt procesate de un singur server.

Lipsa de gestionare - având întreaga capacitate disponibilă unui singur server reduce flexibilitatea distribuției datelor.

Utilizare redusă a resurselor – Cantitatea de date necesară este dificil de prezis: unele dispozitive DAS dintr-o organizație pot prezenta un exces de capacitate, în timp ce altele pot avea lipsă, deoarece realocarea capacității este de obicei prea laborioasă sau nu este posibilă deloc.

NAS

(N muncă A tachetat S A se enerva) este un sistem de discuri autonom integrat care include un server NAS cu propriul sistem de operare specializat și un set de funcții ușor de utilizat, care asigură pornirea rapidă a sistemului, precum și acces la orice fișiere. Sistemul este conectat la o rețea obișnuită de calculatoare, permițând utilizatorilor acestei rețele să rezolve problema lipsei de spațiu liber pe disc.

NAS este stocare care se conectează la rețea ca un dispozitiv de rețea obișnuit, oferind acces la fișiere la datele digitale. Orice dispozitiv NAS este o combinație între un sistem de stocare și un server la care este conectat acest sistem. Cea mai simplă versiune a unui dispozitiv NAS este un server de rețea care oferă partajări de fișiere.

Dispozitivele NAS constau dintr-o unitate principală care efectuează procesarea datelor și, de asemenea, conectează un lanț de discuri într-o singură rețea. NAS oferă utilizarea sistemelor de stocare în rețele Ethernet. Partajarea accesului la fișiere este organizată în ele folosind protocolul TCP / IP. Aceste dispozitive permit partajarea fișierelor chiar și între clienții care rulează sisteme de operare diferite. Spre deosebire de arhitectura DAS, în sistemele NAS, serverele nu pot fi scoase offline pentru a crește capacitatea totală; Puteți adăuga discuri la structura NAS prin simpla conectare a dispozitivului la rețea.

Tehnologia NAS se dezvoltă astăzi ca o alternativă la serverele universale care poartă un număr mare de funcții diferite (e-mail, server de fax, aplicații, imprimare etc.). Dispozitivele NAS, spre deosebire de serverele universale, îndeplinesc o singură funcție - un server de fișiere, încercând să o facă cât mai rapid, simplu și eficient posibil.

Conectarea unui NAS la o rețea LAN oferă acces la informații digitale unui număr nelimitat de clienți eterogene (adică clienți cu sisteme de operare diferite) sau alte servere. Astăzi, aproape toate dispozitivele NAS sunt folosite în rețele Ethernet bazate pe protocoale TCP/IP. Accesul la dispozitivele NAS se realizează prin utilizarea unor protocoale speciale de acces. Cele mai comune protocoale de acces la fișiere sunt DAFS, NFS, CIFS. În interiorul unor astfel de servere sunt instalate sisteme de operare specializate.

Un dispozitiv NAS poate arăta ca o simplă „cutie” echipată cu un port Ethernet și câteva hard disk-uri sau poate fi un sistem imens echipat cu mai multe servere specializate, un număr mare de unități și porturi Ethernet externe. Uneori, dispozitivele NAS fac parte dintr-un SAN. În acest caz, nu au propriile unități, ci oferă doar acces la datele care se află pe dispozitivele bloc. În acest caz, NAS-ul acționează ca un server specializat puternic, iar SAN-ul acționează ca un dispozitiv de stocare. În acest caz, o singură topologie DAS este formată din componente SAN și NAS.

Avantaje

Cost redus, disponibilitate a resurselor pentru servere individuale, precum și pentru orice computer din organizație.

Versatilitate (un server poate servi clienților Unix, Novell, MS, Mac).

Ușurință de implementare, precum și de administrare.

Ușurința în partajarea resurselor.

Defecte

Accesarea informațiilor prin protocoalele sistemului de fișiere din rețea este adesea mai lentă decât accesarea unui disc local.

Cele mai accesibile servere NAS nu pot oferi metoda de acces flexibilă și de mare viteză pe care o oferă sistemele SAN moderne (la nivel de bloc, nu fișiere).

SAN

(S A se enerva A rea N muncă)- această soluție arhitecturală vă permite să conectați dispozitive de stocare externe (biblioteci de benzi, matrice de discuri, unități optice etc.) la servere. Cu această conexiune, dispozitivele externe sunt recunoscute de sistemul de operare ca fiind locale. Utilizarea unei rețele SAN reduce costul total al întreținerii unui sistem de stocare și permite organizațiilor moderne să organizeze stocarea fiabilă a informațiilor lor.

Cea mai simplă opțiune SAN sunt sistemele de stocare, serverele și switch-urile conectate prin canale optice de comunicație. Pe lângă sistemele de stocare pe disc, la SAN pot fi conectate biblioteci de discuri, streamere (biblioteci de benzi), dispozitive utilizate pentru stocarea informațiilor pe discuri optice etc.

Avantaje

Fiabilitatea accesului la acele date care se află pe sisteme externe.

Independența topologiei SAN față de serverele utilizate și sistemele de stocare a datelor.

Securitatea și fiabilitatea stocării centralizate a datelor.

Gestionare convenabilă a datelor și comutare centralizată.

Abilitatea de a muta traficul I/O într-o rețea separată, oferind descărcare LAN.

Latență scăzută și performanță ridicată.

Flexibilitatea și scalabilitatea structurii logice SAN.

Dimensiunea geografică nelimitată reală a SAN.

Abilitatea de a distribui rapid resursele între servere.

Simplitatea schemei de backup, asigurată de faptul că toate datele sunt localizate într-un singur loc.

Abilitatea de a crea soluții de cluster de failover bazate pe un SAN existent fără costuri suplimentare.

Disponibilitatea de servicii și caracteristici suplimentare, cum ar fi replicarea de la distanță, instantanee etc.

SAN de înaltă securitate/

Singurul dezavantaj al unor astfel de soluții este costul lor ridicat. În general, piața internă a sistemelor de stocare a datelor rămâne în urma pieței țărilor dezvoltate occidentale, care se caracterizează prin utilizarea pe scară largă a sistemelor de stocare. Costul ridicat și lipsa canalelor de comunicare de mare viteză sunt principalele motive care împiedică dezvoltarea pieței de stocare din Rusia.

RAID

Vorbind despre sistemele de stocare a datelor, ar trebui neapărat să luăm în considerare una dintre principalele tehnologii care stau la baza funcționării unor astfel de sisteme și sunt utilizate pe scară largă în industria IT modernă. Ne referim la matrice RAID.

O matrice RAID constă din mai multe discuri care sunt controlate de un controler și interconectate prin canale de transfer de date de mare viteză. Astfel de discuri (dispozitive de memorie) sunt percepute de un sistem extern ca un întreg. Tipul de matrice utilizat afectează direct gradul de performanță și toleranța la erori. Matricele RAID sunt folosite pentru a crește fiabilitatea stocării datelor, precum și pentru a crește viteza de scriere / citire.

Există mai multe niveluri de RAID utilizate la crearea SAN-urilor. Cele mai frecvent utilizate niveluri sunt:

1. Aceasta este o matrice de discuri cu performanță crescută, fără toleranță la erori, cu striping.
Informațiile sunt împărțite în blocuri separate de date. Este înregistrat simultan pe două sau mai multe discuri.

Pro:

Cantitatea de memorie este însumată.

Creștere semnificativă a performanței (numărul de discuri afectează direct creșterea performanței).

Minusuri:

Fiabilitatea RAID 0 este mai mică decât cea a discului cel mai nesigur, deoarece dacă oricare dintre discuri eșuează, întreaga matrice devine inoperabilă.

2. - matrice oglindă disc. Această matrice constă dintr-o pereche de discuri care se copiază complet unul pe celălalt.

Pro:

Asigurarea unei viteze de scriere acceptabile la interogări în paralel, precum și un câștig în viteza de citire.

Asigurarea fiabilității ridicate - o matrice de discuri de acest tip funcționează până când cel puțin 1 disc funcționează în ea. Probabilitatea de defecțiune a 2 discuri în același timp, care este egală cu produsul probabilităților de defecțiune a fiecăruia dintre ele, este mult mai mică decât probabilitatea de defecțiune a unui disc. În practică, dacă un disc se defectează, este necesar să luați măsuri imediate, restabilind redundanța. Pentru a face acest lucru, este recomandat să utilizați discuri de rezervă cu RAID de orice nivel (cu excepția zero).

Minusuri:

Dezavantajul RAID 1 este că utilizatorul primește un hard disk la prețul a două unități.

3. . Aceasta este o matrice RAID 0 construită din matrice RAID 1.

4. RAID 2. Folosit pentru matrice care utilizează codul Hamming.

Matricele de acest tip se bazează pe utilizarea codului Hamming. Discurile sunt împărțite în 2 grupuri: pentru date și, de asemenea, pentru codurile utilizate pentru corectarea erorilor. Datele de pe discurile utilizate pentru stocarea informațiilor sunt distribuite în mod similar cu distribuția în RAID 0, adică sunt împărțite în blocuri mici în funcție de numărul de discuri. Discurile rămase stochează toate codurile de corectare a erorilor care ajută la restabilirea informațiilor în cazul în care unul dintre hard disk-uri eșuează. Metoda Hamming folosită în memoria ECC face posibilă corectarea erorilor individuale din mers, precum și detectarea erorilor duble.

RAID 3, RAID 4. Acestea sunt matrice de discuri cu striping, precum și un disc de paritate dedicat. În RAID 3, datele de pe n discuri sunt împărțite în componente sub-sector (fie blocuri, fie octeți) și apoi distribuite pe n-1 discuri. Blocurile de paritate sunt stocate pe un singur disc. Într-o matrice RAID 2, n-1 discuri au fost folosite în acest scop, totuși, majoritatea informațiilor de pe discurile de control au fost folosite pentru a corecta erorile din mers, în timp ce pentru majoritatea utilizatorilor, în cazul unei defecțiuni de disc, un simplu recuperarea informațiilor este suficientă (pentru aceasta, informațiile care se potrivesc pe un hard disk sunt suficiente).

O matrice RAID 4 este similară cu RAID 3, cu toate acestea, datele de pe ea nu sunt împărțite în octeți individuali, ci în blocuri. Acest lucru a făcut posibilă parțial rezolvarea problemei unei rate de transfer de date insuficient de ridicate cu un volum mic. Această scriere este prea lentă datorită faptului că scrierea generează paritate pentru bloc, scrierea pe un singur disc.
Spre deosebire de RAID 2, RAID 3 diferă prin incapacitatea de a corecta erorile din mers, precum și prin mai puțină redundanță.

Pro:

Furnizorii de cloud cumpără în mod activ sisteme de stocare pentru nevoile lor, de exemplu, Facebook și Google își construiesc propriile servere din componente gata făcute la comandă, dar aceste servere nu sunt incluse în raportul IDC.

IDC se așteaptă, de asemenea, ca piețele emergente să depășească în curând piețele dezvoltate în ceea ce privește consumul de depozitare, deoarece acestea sunt caracterizate de rate mai mari de creștere economică. De exemplu, regiunea Europei de Est și Centrală, Africa și Orientul Mijlociu în 2014 în ceea ce privește cheltuielile pentru sistemele de stocare va depăși Japonia. Până în 2015, regiunea Asia-Pacific, cu excepția Japoniei, va depăși Europa de Vest în ceea ce privește consumul de depozitare.

Vânzarea sistemelor de stocare a datelor realizată de compania noastră „Navigator” oferă tuturor posibilitatea de a obține o bază fiabilă și durabilă pentru stocarea datelor multimedia. O selecție largă de matrice Raid, stocări de rețea și alte sisteme face posibilă selectarea individuală pentru fiecare comandă RAID de la a doua la a patra este imposibilitatea operațiunilor de scriere paralelă, datorită faptului că un disc de paritate separat este utilizat pentru stocarea digitală. informații de paritate. RAID 5 nu are dezavantajul de mai sus. Sumele de control și blocurile de date sunt scrise automat pe toate discurile, nu există nicio asimetrie în configurația discului. Prin sume de control înțelegem rezultatul operației XOR.XOR face posibilă înlocuirea oricărui operand cu rezultatul și, folosind algoritmul XOR, ca rezultat obținerea operandului lipsă. Pentru a stoca rezultatul XOR, este nevoie de un singur disc (dimensiunea acestuia este identică cu dimensiunea oricărui disc din raid).

Pro:

Popularitatea RAID5 se datorează în primul rând rentabilității sale. Scrierile pe un volum RAID5 consumă resurse suplimentare, ceea ce duce la degradarea performanței, deoarece sunt necesare calcule suplimentare, precum și scrierile. Dar la citire (față de un singur hard disk), există un anumit avantaj, care constă în faptul că fluxurile de date care provin de pe mai multe discuri pot fi procesate în paralel.

Minusuri:

RAID 5 se caracterizează printr-o performanță mult mai lentă, mai ales atunci când se efectuează operațiuni de scriere aleatorie (cum ar fi scrierea aleatorie), în care performanța este redusă cu 10-25% din performanța RAID 10 sau RAID 0. Acest lucru se datorează faptului că acest proces necesită mai mult disc. operațiuni (fiecare operație de scriere pe server pe controlerul RAID este înlocuită cu 3 operații - 1 operație de citire și 2 operațiuni de scriere). Dezavantajele RAID 5 apar atunci când un disc eșuează - în acest caz, întregul volum intră în modul critic, toate operațiunile de citire și scriere sunt însoțite de manipulări suplimentare, ceea ce duce la o scădere bruscă a performanței. În acest caz, nivelul de fiabilitate scade la nivelul de fiabilitate al RAID 0, echipat cu numărul corespunzător de discuri, devenind de n ori mai mic decât fiabilitatea unui singur disc. În cazul în care cel puțin încă o unitate eșuează înainte ca matricea să fie restaurată sau apare o eroare irecuperabilă pe aceasta, matricea va fi distrusă, iar datele de pe acesta nu pot fi restaurate folosind metode convenționale. De asemenea, rețineți că procesul de reconstrucție cu date RAID redundante, numit Reconstrucție RAID, după ce o unitate se defectează, va provoca o încărcare intensă de citire continuă de pe toate unitățile, care va persista multe ore. Ca rezultat, una dintre unitățile rămase poate eșua. De asemenea, pot fi dezvăluite erori nedetectate anterior de citire a datelor în matrice de date reci (acele date care nu sunt accesate în timpul funcționării normale a matricei - inactive și arhivate), ceea ce duce la un risc crescut de eșec în timpul recuperării datelor.

6. este o matrice RAID 50, care este construită din matrice RAID5;

7. - o matrice de discuri cu dungi care utilizează 2 sume de control calculate în 2 moduri independente.

RAID 6 este în multe privințe similar cu RAID 5, dar diferă de acesta într-un grad mai mare de fiabilitate: alocă capacitatea a două discuri pentru sume de control, două sume sunt calculate folosind algoritmi diferiți. Este necesar un controler RAID de capacitate mai mare. Ajută la protejarea împotriva defecțiunilor multiple, asigurând operabilitatea după ce două unități se defectează în același timp. Arrayarea necesită cel puțin patru unități. Utilizarea RAID-6 duce de obicei la o degradare a performanței grupului de discuri de aproximativ 10-15 la sută. Acest lucru se datorează cantității mari de informații pe care trebuie să le proceseze controlerul (există necesitatea de a calcula a doua sumă de control, precum și de a citi și de a rescrie un număr mai mare de blocuri de disc în procesul de scriere a fiecăruia dintre blocuri).

8. este o matrice RAID 0 care este construită din matrice RAID6.

9. RAID hibrid. Acesta este un alt nivel de RAID care a devenit destul de popular în ultima vreme. Acestea sunt nivelurile RAID normale utilizate cu software-ul suplimentar și unitățile SSD utilizate ca cache de citire. Acest lucru duce la o creștere a performanței sistemului, datorită faptului că SSD-urile, în comparație cu HDD-urile, au caracteristici de viteză mult mai bune. Astăzi există mai multe implementări, de exemplu, Crucial Adrenaline, precum și mai multe controlere Adaptec de buget. În prezent, utilizarea Hybrid RAID nu este recomandată din cauza resurselor reduse ale unităților SSD.


Citirile în Hybrid RAID sunt efectuate pe SSD-ul mai rapid, în timp ce scrierile sunt efectuate atât pe SSD-uri, cât și pe HDD-uri (acest lucru se face în scopuri de redundanță).
RAID hibrid este excelent pentru aplicațiile care utilizează date de nivel scăzut (computer virtual, server de fișiere sau gateway de internet).

Caracteristicile pieței moderne de depozitare

Compania analitică IDC a publicat în vara anului 2013 următoarea prognoză pentru piața de stocare, calculată de aceasta până în 2017. Calculele analiștilor arată că în următorii patru ani, întreprinderile globale vor achiziționa sisteme de stocare, a căror capacitate totală va fi de o sută. și treizeci și opt de exaocteți. Capacitatea totală de stocare realizabilă va crește cu aproximativ 30% anual.

Totuși, față de anii precedenți, când s-a înregistrat o creștere rapidă a consumului de stocare a datelor, ritmul acestei creșteri va încetini oarecum, întrucât astăzi majoritatea companiilor folosesc soluții cloud, dând prioritate tehnologiilor care optimizează stocarea datelor. Economiile de spațiu de stocare sunt realizate folosind instrumente precum virtualizarea, compresia datelor, deduplicarea datelor etc. Toate instrumentele de mai sus asigură economii de spațiu, permițând companiilor să evite achizițiile spontane și să recurgă la achiziționarea de noi sisteme de stocare doar atunci când sunt cu adevărat necesare.

Din cei 138 de exaocteți care se preconizează a fi vânduți în 2017, 102 de exaocteți vor fi stocare externă și 36 de exaocteți interni. În 2012, au fost implementați douăzeci de exabytes de stocare pentru sistemele externe și opt pentru cele interne. Costurile financiare pentru sistemele de stocare industriale vor crește cu aproximativ 4,1 la sută anual, iar până în 2017 se vor ridica la aproximativ patruzeci și două de miliarde și jumătate de dolari.

Am observat deja că piața globală de stocare, care a cunoscut recent un adevărat boom, a început treptat să scadă. În 2005, creșterea consumului de depozitare la nivel industrial a fost de șaizeci și cinci la sută, iar în 2006 și 2007 - cincizeci și nouă la sută fiecare. În anii următori, creșterea consumului de depozitare a scăzut și mai mult din cauza impactului negativ al crizei economice globale.

Analiștii prevăd că creșterea utilizării stocării în cloud va duce la o scădere a consumului de soluții de stocare la nivel de întreprindere. Furnizorii de cloud cumpără în mod activ sisteme de stocare pentru nevoile lor, de exemplu, Facebook și Google își construiesc propriile servere din componente gata făcute la comandă, dar aceste servere nu sunt incluse în raportul IDC.

IDC se așteaptă, de asemenea, ca piețele emergente să depășească în curând piețele dezvoltate în ceea ce privește consumul de depozitare, deoarece acestea sunt caracterizate de rate mai mari de creștere economică. De exemplu, regiunea Europei de Est și Centrală, Africa și Orientul Mijlociu în 2014 în ceea ce privește cheltuielile pentru sistemele de stocare va depăși Japonia. Până în 2015, regiunea Asia-Pacific, cu excepția Japoniei, va depăși Europa de Vest în ceea ce privește consumul de depozitare.

Vanzarea prompta a sistemelor de stocare

Vânzarea sistemelor de stocare a datelor realizată de compania noastră „Navigator” oferă tuturor posibilitatea de a obține o bază fiabilă și durabilă pentru stocarea datelor multimedia. O selecție largă de matrice Raid, stocări de rețea și alte sisteme face posibilă selectarea individuală pentru fiecare client a complexului care i se potrivește cel mai bine.

Capacitățile tehnice largi, alfabetizarea și experiența personalului companiei garantează o implementare rapidă și cuprinzătoare a sarcinii. În același timp, nu ne limităm doar la vânzarea sistemelor de stocare, deoarece realizăm și configurarea, lansarea și service-ul și întreținerea ulterioară a acestuia.