Sisteme de stocare pentru servere. SAS, NAS, SAN: un pas către rețelele de stocare. Opțiuni de topologie de stocare

Informația este forța motrice a afacerilor moderne și este considerată în prezent cel mai valoros atu strategic al oricărei întreprinderi. Volumul de informații crește exponențial odată cu creșterea rețelelor globale și cu dezvoltarea comerțului electronic. Pentru a avea succes într-un război informațional, trebuie să aveți o strategie eficientă pentru stocarea, protejarea, distribuirea și gestionarea celor mai importante active digitale - date - atât astăzi cât și în viitorul apropiat.

Managementul depozitării a devenit una dintre cele mai presante provocări strategice cu care se confruntă personalul departamentului. tehnologia informației. Datorită dezvoltării Internetului și a modificărilor fundamentale ale proceselor de afaceri, informațiile se acumulează într-un ritm fără precedent. Pe lângă problema urgentă de a asigura posibilitatea creșterii constante a volumului de informații stocate, problema asigurării fiabilității stocării datelor și a accesului constant la informații nu este mai puțin urgentă. Pentru multe companii, formula de acces la date „24 de ore pe zi, 7 zile pe săptămână, 365 de zile pe an” a devenit norma.

În cazul unui computer separat, un sistem de stocare (SHD) poate fi înțeles ca separat intern greu   sistem de disc sau disc. Dacă vorbim de stocare corporativă, atunci în mod tradițional putem distinge trei tehnologii de stocare: Direct Attached Storage (DAS), Network Attach Storage (NAS) și Storage Area Network (SAN).

  Depozitare directă atașată (DAS)

Tehnologia DAS implică o conexiune directă (directă) a unităților la un server sau la un computer. În acest caz, unitățile (hard disk-uri, unități de bandă) pot fi atât interne cât și externe. Cel mai simplu caz al unui sistem DAS este un singur disc în interiorul unui server sau computer. În plus, organizarea unui tablou RAID intern de discuri care utilizează un controler RAID poate fi, de asemenea, atribuită sistemului DAS.

Este demn de remarcat faptul că, în ciuda posibilității formale de a utiliza termenul sistem DAS în raport cu un singur disc sau cu un sistem de discuri interne, un sistem DAS este înțeles că înseamnă un rack sau un coș extern cu discuri, care poate fi considerat ca un sistem de stocare autonom (Fig. 1). Pe lângă sursa de alimentare independentă, astfel de sisteme DAS autonome au un controler (procesor) specializat pentru gestionarea unei game de unități. De exemplu, un controler RAID cu capacitatea de a organiza tablouri RAID de diferite niveluri poate acționa ca un astfel de controler.

Fig. 1. Un exemplu de sistem de stocare DAS

Trebuie menționat că sistemele DAS de sine stătătoare pot avea mai multe canale I / O externe, ceea ce face posibilă conectarea mai multor calculatoare la sistemul DAS în același timp.

Interfețele pentru conectarea unităților (interne sau externe) din tehnologia DAS pot fi SCSI (Small Computer Systems Interface), SATA, PATA și Fiber Channel. Dacă SCSI, SATA și PATA sunt utilizate în principal pentru conectare unități interne, interfața Channel Fiber este utilizată exclusiv pentru conectare unități externe și sisteme de stocare autonome. Avantajul interfeței Fibre Channel în acest caz este că nu are o limită de lungime strictă și poate fi utilizat atunci când serverul sau computerul conectat la sistemul DAS este situat la o distanță considerabilă de acesta. Interfețele SCSI și SATA pot fi de asemenea folosite pentru a conecta sisteme de stocare externe (în acest caz, interfața SATA se numește eSATA), cu toate acestea, aceste interfețe au o limită strictă pe lungimea maximă a cablului care conectează sistemul DAS și serverul conectat.

Principalele avantaje ale sistemelor DAS includ costul lor redus (în comparație cu alte soluții de stocare), ușurința de implementare și administrare, precum și schimbul rapid de date între sistemul de stocare și server. De fapt, tocmai din această cauză, au câștigat o mare popularitate în segmentul micilor birouri și rețelelor corporative mici. În același timp, sistemele DAS au și dezavantajele lor, care includ controlabilitatea slabă și utilizarea suboptimă a resurselor, deoarece fiecare sistem DAS necesită conectarea unui server dedicat.

În prezent, sistemele DAS ocupă o poziție de lider, dar ponderea vânzărilor acestor sisteme este în continuă scădere. Sistemele DAS sunt înlocuite treptat fie prin soluții universale, cu posibilitatea unei migrații fluide din sistemele NAS, fie prin sisteme care oferă posibilitatea utilizării lor ca sisteme DAS și NAS și chiar SAN.

Sistemele DAS trebuie utilizate atunci când este necesar pentru a crește spațiul de disc al unui server și a-l muta din casetă. Sistemele DAS pot fi, de asemenea, recomandate pentru utilizarea cu stații de lucru care procesează cantități mari de informații (de exemplu, pentru stații de editare video neliniare).

  Depozitare atașată la rețea (NAS)

Sistemele NAS sunt sisteme de stocare a rețelei care sunt conectate direct la rețea în același mod ca un server de imprimare de rețea, un router sau orice alt dispozitiv de rețea (Fig. 2). De fapt, sistemele NAS reprezintă o evoluție a serverelor de fișiere: diferența dintre un server de fișiere tradițional și un dispozitiv NAS este aproximativ aceeași ca între un router de rețea hardware și un server software bazat pe un server dedicat.

Fig. 2. Un exemplu de sistem de stocare NAS

Pentru a înțelege diferența dintre un server de fișiere tradițional și un dispozitiv NAS, să reamintim că un server de fișiere tradițional este un computer dedicat (server) care stochează informațiile disponibile utilizatorilor de rețea. Hard disk-urile instalate pe server pot fi utilizate pentru a stoca informații (de regulă, sunt instalate în coșuri speciale) sau dispozitivele DAS pot fi conectate la server. Administrarea serverului de fișiere se realizează cu ajutorul sistemului de operare al serverului. Această abordare a organizării sistemelor de stocare este în prezent cea mai populară în segmentul rețelelor mici locale, dar are un dezavantaj semnificativ. Cert este că un server universal (și chiar în combinație cu un sistem de operare server) nu este în niciun caz o soluție ieftină. În același timp, majoritatea funcționalitateinerentă serverului universal, serverul de fișiere nu este folosit pur și simplu. Ideea este de a crea un server de fișiere optimizat cu un sistem de operare optimizat și o configurație echilibrată. Acest concept NAS îl întruchipează. În acest sens, dispozitivele NAS pot fi considerate servere de fișiere „subțiri” sau, cum se numesc altfel, fișiere.

În plus față de un sistem de operare optimizat, eliberat de toate funcțiile care nu au legătură cu întreținerea sistemului de fișiere și implementarea datelor de intrare / ieșire a datelor, sistemele NAS au un sistem de fișiere optimizat pentru viteza de acces. Sistemele NAS sunt proiectate astfel încât toată puterea lor de calcul să se concentreze exclusiv pe operațiunile de întreținere și stocare a fișierelor. Sistemul de operare în sine este localizat în memoria flash și preinstalat de producător. Firește, cu ieșirea versiune nouă   Utilizatorul sistemului de operare poate „reflash” independent sistemul. Conectarea dispozitivelor NAS la rețea și configurarea acestora este o sarcină destul de simplă și este accesibilă oricărui utilizator cu experiență, fără să mai vorbim de administratorul de sistem.

Astfel, în comparație cu serverele de fișiere tradiționale, dispozitivele NAS sunt mai productive și mai puțin costisitoare. În prezent, aproape toate dispozitivele NAS sunt orientate spre a fi utilizate în rețelele Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) bazate pe protocoale TCP / IP. Accesul la dispozitivele NAS se face folosind protocoale speciale de acces la fișiere. Cele mai frecvente protocoale de acces la fișiere sunt CIFS, NFS și DAFS.

CIFS(Common Internet File System System) este un protocol care oferă acces la fișiere și servicii activate calculatoare la distanță (inclusiv Internetul) și folosește un model de interacțiune client-server. Clientul creează o cerere către server pentru acces la fișiere, serverul execută solicitarea clientului și returnează rezultatul activității sale. Protocolul CIFS este folosit în mod tradițional în rețelele locale cu Windows pentru a accesa fișiere. CIFS utilizează protocolul TCP / IP pentru a transporta date. CIFS oferă funcționalitate asemănătoare FTP ( Transfer de fișiere   Protocol), dar oferă clienților un control de fișiere îmbunătățit. De asemenea, vă permite să partajați accesul la fișiere între clienți folosind blocarea și recuperare automată   comunicarea cu serverul în cazul unei defecțiuni de rețea.

protocol NFS   (Network File System - un sistem de fișiere de rețea) este utilizat în mod tradițional pe platformele UNIX și este o combinație între un sistem de fișiere distribuit și un protocol de rețea. NFS folosește, de asemenea, un model de interacțiune client-server. Protocolul NFS oferă acces la fișierele de pe o gazdă (server) de la distanță, ca și cum ar fi pe computerul unui utilizator. NFS utilizează protocolul TCP / IP pentru a transporta date. Pentru operarea NFS pe Internet, a fost dezvoltat protocolul WebNFS.

protocol   DAFS(Sistem de fișiere cu acces direct - acces direct la sistem de fișiere) este un protocol standard de acces la fișiere care se bazează pe NFS. Acest protocol permite aplicațiilor să transfere date ocolind sistemul de operare și spațiul tampon direct pentru a transporta resurse. Protocolul DAFS oferă viteze mari de I / O pentru fișiere și reduce sarcina procesorului prin reducerea semnificativă a numărului de operații și întreruperi care sunt de obicei necesare la procesarea protocoalelor de rețea.

DAFS a fost proiectat cu accent pe utilizarea într-un mediu de cluster și server pentru baze de date și o varietate de aplicații de Internet concentrate pe funcționarea continuă. Acesta oferă cea mai mică latență de acces la resurse și date de fișiere partajate și, de asemenea, suportă mecanisme inteligente pentru restabilirea sănătății sistemului și a datelor, ceea ce îl face atractiv pentru utilizarea în sistemele NAS.

În rezumat, sistemele NAS pot fi recomandate pentru utilizare în rețele cu mai multe platforme atunci când este necesar acces la retea   pentru fișiere și factori destul de importanți sunt ușurința instalării administrării stocării. Un exemplu excelent este utilizarea NAS ca server de fișiere în biroul unei companii mici.

  Rețea de spațiu de stocare (SAN)

De fapt, SAN nu mai este un dispozitiv separat, ci o soluție integrată, care este o infrastructură de rețea specializată pentru stocarea datelor. Rețelele de stocare sunt integrate ca subrețele specializate separate într-o rețea locală (LAN) sau globală (WAN).

În esență, SAN-urile conectează unul sau mai multe servere (servere SAN) la unul sau mai multe dispozitive de stocare. Rețelele SAN permit oricărui server SAN să acceseze orice dispozitiv de stocare fără a încărca alte servere sau rețea locală. În plus, este posibil schimbul de date între dispozitivele de stocare fără participarea serverelor. De fapt, rețelele SAN permit unui număr foarte mare de utilizatori să stocheze informații într-un singur loc (cu acces centralizat rapid) și să le partajeze. Ca dispozitive de stocare, tablouri RAID, diverse biblioteci (bandă, magneto-optice etc.), precum și sisteme JBOD (tablouri cu discuri care nu sunt integrate în RAID).

Rețelele de stocare au început să se dezvolte intens și să fie introduse abia în 1999.

La fel cum rețelele locale pot fi, în principiu, construite pe baza diferitelor tehnologii și standarde, diverse tehnologii pot fi, de asemenea, folosite pentru a construi SAN-uri. Dar la fel cum standardul Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) a devenit de facto standard pentru rețelele locale, standardul Fiber Channel (FC) domină în rețelele de stocare. De fapt, dezvoltarea standardului Fibre Channel a condus la dezvoltarea conceptului SAN. În același timp, trebuie remarcat faptul că standardul iSCSI devine din ce în ce mai popular, pe baza căruia este posibilă construirea de rețele SAN.

Alături de parametrii de mare viteză, unul dintre cele mai importante avantaje ale Fibre Channel este capacitatea de a lucra pe distanțe lungi și flexibilitatea topologiei. Conceptul de construire a unei topologii de rețea de stocare se bazează pe aceleași principii ca rețelele locale tradiționale bazate pe switchuri și routere, ceea ce simplifică foarte mult construcția configurațiilor sistemului cu mai multe noduri.

De remarcat este faptul că atât cablurile Fiber Channel, cât și cablurile de cupru sunt utilizate pentru transmiterea datelor în standardul Fiber Channel. La organizarea accesului la nodurile la distanță geografică de până la 10 km distanță, echipamentele standard și fibra monomod sunt utilizate pentru transmiterea semnalului. Dacă nodurile sunt distanțate la o distanță mai mare (zeci sau chiar sute de kilometri), se folosesc amplificatoare speciale.

  Topologie rețea SAN

Un SAN tipic bazat pe Fibre Channel este prezentat în Figura 2. 3. Infrastructura unei astfel de rețele SAN constă din dispozitive de stocare cu o interfață Fiber Channel, servere SAN (servere conectate atât la o rețea de zonă locală prin intermediul unei interfețe Ethernet, cât și a unei rețele SAN printr-o interfață Fiber Channel) și dintr-o fabrică de comutare (Fiber Channel Fabric) , care este construit pe baza comutatoarelor (hub-urilor) Fibre Channel și optimizat pentru transferul blocurilor mari de date. Accesul utilizatorilor de rețea la sistemul de stocare este implementat prin servere SAN. Este important ca traficul din interiorul rețelei SAN să fie separat de traficul IP al rețelei locale, ceea ce poate, desigur, reduce sarcina pe rețeaua locală.

Fig. 3. Diagrama tipică a rețelei SAN

  Beneficiile SAN

Principalele avantaje ale tehnologiei SAN includ performanțe ridicate, nivel ridicat de disponibilitate a datelor, scalabilitate și manevrabilitate excelente, capacitatea de a consolida și virtualiza datele.

Fabricile de comutare Fibre Channel cu o arhitectură care nu blochează accesul simultan al mai multor servere SAN la dispozitivele de stocare.

În arhitectura SAN, datele pot fi mutate cu ușurință de la un dispozitiv de stocare la altul, ceea ce optimizează plasarea datelor. Acest lucru este deosebit de important atunci când mai multe servere SAN necesită acces simultan la aceleași dispozitive de stocare. Rețineți că procesul de consolidare a datelor nu este posibil în cazul utilizării altor tehnologii, cum ar fi, de exemplu, atunci când utilizați dispozitive DAS, adică dispozitive de stocare care sunt conectate direct la servere.

O altă caracteristică oferită de arhitectura SAN este virtualizarea datelor. Ideea virtualizării este de a oferi serverelor SAN acces la resurse și nu la dispozitive de stocare individuale. Adică, serverele nu trebuie să „vadă” dispozitivele de stocare, ci resursele virtuale. Pentru implementarea practică a virtualizării între serverele SAN și dispozitivele de disc, poate fi plasat un dispozitiv special de virtualizare, la care dispozitivele de stocare sunt conectate pe de o parte, și serverele SAN pe de altă parte. În plus, multe switch-uri FC moderne și HBA-uri oferă capacități de virtualizare.

Următoarea oportunitate oferită de rețelele SAN este implementarea oglindirii de date la distanță. Principiul de oglindire a datelor este duplicarea informațiilor pe mai multe suporturi, ceea ce crește fiabilitatea stocării informațiilor. Un exemplu din cel mai simplu caz de oglindire a datelor este combinarea a două discuri într-un tablou RAID de nivelul 1. În acest caz, aceleași informații sunt înregistrate simultan pe două discuri. Dezavantajul acestei metode poate fi considerat locația locală a ambelor discuri (de regulă, discurile sunt în același coș sau rack). Rețelele de stocare pot depăși acest dezavantaj și pot oferi posibilitatea de a oglinda nu doar dispozitivele de stocare individuale, ci rețelele SAN în sine, care se pot afla la sute de kilometri una de cealaltă.

Un alt avantaj al SAN-urilor este ușurința de organizare. copie de rezervă   date. Tehnologia tradițională de rezervă utilizată în majoritatea rețelelor locale necesită un server de backup dedicat și, cel mai important, o lățime de bandă dedicată. De fapt, în timpul operațiunii de rezervă, serverul în sine devine inaccesibil pentru utilizatorii rețelei locale. De fapt, acesta este motivul pentru care backup-urile sunt de obicei efectuate noaptea.

Arhitectura rețelelor de stocare permite o abordare fundamental diferită a problemei de rezervă. În acest caz, serverul de rezervă este o parte integrantă a rețelei SAN și se conectează direct la fabrica de comutare. În acest caz, traficul de rezervă este izolat de traficul de rețea locală.

  Echipament folosit pentru crearea de SAN-uri

După cum sa menționat deja, implementarea unei rețele SAN necesită dispozitive de stocare, servere SAN și echipamente pentru construirea unei fabrici de comutare. Fabricile de comutare includ atât dispozitive cu strat fizic (cabluri, conectori), cât și dispozitive de interconectare pentru conectarea nodurilor SAN între ele, dispozitive de traducere care îndeplinesc funcțiile de conversie a protocolului FC Fibre Channel (FC) în alte protocoale, de exemplu. SCSI, FCP, FICON, Ethernet, bancomat sau SONET.

cabluri

După cum sa menționat deja, pentru conectarea dispozitivelor SAN, standardul Fiber Channel permite utilizarea atât a cablurilor din fibră optică cât și a cuprului. În același timp, diferite tipuri de cabluri pot fi utilizate într-o singură rețea SAN. Cablul de cupru este utilizat pentru distanțe scurte (până la 30 m), iar cablul din fibră optică este utilizat atât pentru distanțe scurte, cât și pentru distanțe de până la 10 km și mai mult. Se folosesc atât cabluri cu fibră optică multimode (Multimode), cât și singlemode (Singlemode), în plus, multimodul este utilizat pentru distanțe de până la 2 km, și monomod pentru distanțe mari.

coexistență diverse tipuri   cablurile din aceeași rețea SAN sunt furnizate prin convertoare speciale Interfețe GBIC (Gigabit Interface Converter) și MIA (Media Interface Adapter).

Standardul Fibre Channel oferă mai multe rate de transmisie posibile (vezi tabelul). Rețineți că în prezent cele mai comune standarde FC, 1, 2 și 4 GFC. În același timp, este asigurată o compatibilitate înapoi a dispozitivelor cu viteză mai mare cu cele cu viteză mai mică, adică un dispozitiv standard 4 GFC acceptă automat conectarea dispozitivelor standard GFC 1 și 2.

Dispozitive de conectare (Dispozitiv de interconectare)

Standardul Fibre Channel permite utilizarea diverselor topologii de rețea pentru conectarea dispozitivelor, cum ar fi punct-la-punct, buclă arbitrată (FC-AL) și arhitectura țesăturii comutate.

Topologia punct la punct poate fi folosită pentru a conecta serverul la un sistem de stocare dedicat. În acest caz, datele nu sunt partajate cu serverele rețelei SAN. De fapt, această topologie este o variantă a sistemului DAS.

Pentru a implementa o topologie punct-la-punct, cel puțin, aveți nevoie de un server echipat cu un adaptor Fiber Channel și un dispozitiv de stocare cu o interfață Fiber Channel.

Topologia unui inel de acces partajat (FC-AL) implică o schemă de conectare a dispozitivului în care datele sunt transmise pe o buclă închisă logic. Cu topologia inelului FC-AL, butucurile sau comutatoarele de canal Fiber pot acționa ca dispozitive de conectare. Când utilizați hub-uri, lățimea de bandă este partajată între toate nodurile din ring, în timp ce fiecare port de pe comutator oferă lățimea de bandă a protocolului pentru fiecare nod.

În fig. Figura 4 prezintă un exemplu de inel de acces partajat Fibre Channel.

Fig. 4. Inel de acces partajat cu canale de fibre

Configurația este similară cu steaua fizică și inelul logic folosit în rețelele locale bazate pe tehnologia Token Ring. În plus, la fel ca în rețelele Token Ring, datele se deplasează de-a lungul inelului într-o direcție, dar, spre deosebire de rețelele Token Ring, dispozitivul poate solicita dreptul de a transfera date, în loc să aștepte un simbol gol de pe comutator. Inelele cu canal de fibră cu acces divizat se pot adresa până la 127 de porturi, însă, după cum arată practica, inelele FC-AL tipice conțin până la 12 noduri, iar după ce 50 de noduri sunt conectate, performanțele sunt reduse drastic.

Topologia țesăturilor comutate Fibre Channel este implementată pe baza comutatoarelor Fibre Channel. În această topologie, fiecare dispozitiv are o conexiune logică cu orice alt dispozitiv. De fapt, comutatoarele Fibre Channel ale unei arhitecturi conectate îndeplinesc aceleași funcții ca comutatoarele Ethernet tradiționale. Reamintim că, spre deosebire de un hub, un comutator este un dispozitiv de mare viteză care oferă o conexiune unu la unu și procesează mai multe conexiuni simultane. Orice nod conectat la un comutator Fibre Channel primește lățimea de bandă a protocolului.

În cele mai multe cazuri, o topologie mixtă este utilizată pentru a crea SAN-uri mari. La nivelul inferior, se utilizează inele FC-AL, conectate la comutatoare cu performanțe scăzute, care, la rândul lor, sunt conectate la comutatoare de mare viteză, oferind cel mai mare randament posibil. Mai multe comutatoare pot fi conectate între ele.

Dispozitive de difuzare

Dispozitivele de difuzare sunt dispozitive intermediare care transformă protocolul Fibre Channel în protocoale cu nivel superior. Aceste dispozitive sunt concepute pentru a conecta o rețea Fibre Channel la o rețea WAN externă, o rețea locală și, de asemenea, pentru a conecta diferite dispozitive și servere la o rețea Fiber Channel. Astfel de dispozitive includ Poduri, Adaptoare pentru canale fibre (HBA), routere, gateway-uri și adaptoare de rețea. Clasificarea dispozitivelor de difuzare este prezentată în figura 5.

Fig. 5. Clasificarea dispozitivelor de difuzare

Cele mai frecvente dispozitive de traducere sunt HBA-urile bazate pe PCI, care sunt utilizate pentru a conecta serverele la o rețea Fibre Channel. Adaptori de rețea vă permite să conectați rețele Ethernet locale la rețelele Fibre Channel. Podurile sunt utilizate pentru conectarea dispozitivelor de stocare SCSI la o rețea Fibre Channel. Trebuie menționat că în recent,   aproape toate dispozitivele de stocare care sunt proiectate pentru a fi utilizate într-un SAN au un canal de fibre integrat și nu necesită punți.

Dispozitive de stocare a datelor

Rețelele SAN pot folosi atât hard disk-uri cât și unități de bandă ca dispozitive de stocare. Dacă vorbim despre configurațiile posibile ale utilizării hard disk-urilor ca dispozitive de stocare în rețelele SAN, atunci acestea pot fi fie tablouri JBOD, fie tablouri de discuri RAID. În mod tradițional, dispozitivele de stocare pentru rețelele SAN sunt disponibile sub formă de rafturi exterioare sau coșuri echipate cu un controler RAID specializat. Spre deosebire de dispozitivele NAS sau DAS, dispozitivele pentru sistemele SAN sunt echipate cu o interfață Fibre Channel. În același timp, discurile în sine pot avea fie o interfață SCSI, fie SATA.

Pe lângă dispozitivele de stocare pe hard disk, unitățile de bandă și bibliotecile sunt utilizate pe scară largă în rețelele SAN.

Servere SAN

Serverele pentru SAN diferă de serverele de aplicații obișnuite într-un singur detaliu. Pe lângă adaptorul de rețea Ethernet, pentru interacțiunea serverului cu rețeaua locală, acestea sunt echipate cu un adaptor HBA, care vă permite să le conectați la rețelele SAN bazate pe Fibre Channel.

  Sisteme de stocare Intel

În continuare, ne uităm la câteva exemple specifice de dispozitive de stocare Intel. În mod strict, Intel nu lansează soluții complete și este angajat în dezvoltarea și producerea de platforme și componente individuale pentru sisteme de depozitare a clădirilor. Pe baza acestor platforme, multe companii (inclusiv o serie de companii rusești) produc soluții terminate și le vând sub siglele lor.

  Intel Intry Storage System SS4000-E

Intel Entry Storage System SS4000-E este un dispozitiv NAS conceput pentru utilizare în birouri mici și mijlocii și rețele locale de mai multe platforme. Când utilizează sistemul de stocare Intel Entry SS4000-E, clienții bazate pe platformele Windows, Linux și Macintosh obțin acces la rețea comună la date. În plus, Intel Entry Storage System SS4000-E poate acționa atât ca server DHCP, cât și ca client DHCP.

Intel Entry Storage System SS4000-E este un rack extern compact, cu posibilitatea de a instala până la patru unități cu interfață SATA   (fig. 6). Astfel, capacitatea maximă a sistemului poate fi de 2 TB atunci când utilizați unități cu o capacitate de 500 GB.

Fig. 6. Intel Entry Storage System SS4000-E

Sistemul de stocare Intel Entry SS4000-E utilizează un controler SATA RAID care acceptă nivelurile RAID 1, 5 și 10. Pentru că acest sistem   este un dispozitiv NAS, adică, de fapt, un server de fișiere „subțire”, sistemul de stocare a datelor trebuie să aibă un procesor specializat, memorie și un sistem de operare fulgerat. Procesorul utilizat în Sistemul de stocare Intel SS4000-E este Intel 80219 cu o frecvență de ceas de 400 MHz. În plus, sistemul este echipat cu 256 MB de memorie DDR și 32 MB de memorie flash pentru stocarea sistemului de operare. Sistemul de operare utilizat este Linux Kernel 2.6.

Pentru a vă conecta la o rețea locală, sistemul oferă un control de rețea cu două canale gigabit. În plus, există și două porturi USB.

Dispozitivul de stocare Intel Entry Storage System SS4000-E acceptă protocoale CIFS / SMB, NFS și FTP, iar configurația dispozitivului este implementată folosind interfața web.

În cazul utilizării clienților Windows (suportat de Windows 2000/2003 / XP), este posibil, de asemenea, să implementați backup și recuperare de date.

  Sistem de stocare Intel SSR212CC

Intel Storage System SSR212CC este o platformă universală pentru crearea sistemelor de stocare precum DAS, NAS și SAN. Acest sistem este proiectat într-o carcasă de 2 U și este proiectat pentru instalare într-un suport standard de 19 inci (Fig. 7). Sistemul de stocare Intel SSR212CC acceptă instalarea a până la 12 unități cu SATA sau SATA II (funcția de swap cald este acceptată), ceea ce vă permite să creșteți capacitatea sistemului până la 6 TB atunci când utilizați unități cu o capacitate de 550 GB.

Fig. 7. Sistem de stocare Intel SSR212CC

De fapt, sistemul de stocare Intel SSR212CC este un server performant de înaltă performanță care rulează sisteme de operare   Red Hat Enterprise Linux 4.0, Microsoft Windows   Server de stocare 2003, Microsoft Server Windows   2003 Enterprise Edition și Microsoft Windows Server 2003 Standard Edition.

Nucleul serverului este un procesor Intel Xeon cu o viteză de ceas de 2,8 GHz (frecvență FSB 800 MHz, dimensiune cache de 1 MB L2). Sistemul acceptă utilizarea SDRAM DDR2-400 cu ECC până la maximum 12 GB (șase sloturi DIMM sunt prevăzute pentru instalarea modulelor de memorie).

Sistemul de stocare Intel SSR212CC are două controlere RAID Intel SRCS28Xs cu capacitatea de a crea niveluri RAID 0, 1, 10, 5 și 50. În plus, Intel Storage System SSR212CC are un control de rețea gigabit cu două canale.

  Sistem de stocare Intel SSR212MA

Sistem Intel Storage System SSR212MA este o platformă pentru crearea sistemelor de stocare în rețelele IP SAN bazate pe iSCSI.

Acest sistem este proiectat într-o carcasă de 2 U și este proiectat pentru instalare într-un suport standard de 19 inch. Sistemul de stocare Intel SSR212MA acceptă instalarea a până la 12 unități SATA (schimbabile la cald), ceea ce vă permite să creșteți capacitatea sistemului la 6 TB atunci când utilizați unități cu o capacitate de 550 GB.

În configurația hardware, sistemul de stocare Intel SSR212MA nu este diferit de sistemul de stocare Intel SSR212CC.

Pentru ce sunt sistemele de stocare (SHD) și pentru ce sunt ele? Care este diferența dintre iSCSI și FiberChannel? De ce această frază a devenit cunoscută doar în ultimii ani a unui cerc larg de specialiști IT și de ce problemele sistemelor de stocare a datelor sunt din ce în ce mai îngrijorătoare minți gânditoare?

Cred că mulți oameni au observat tendințele de dezvoltare în lumea computerelor care ne înconjoară - trecerea de la un model de dezvoltare extensiv la unul intensiv. Creșterea procesoarelor de megahertz nu mai dă un rezultat vizibil, iar dezvoltarea de unități nu ține pasul cu informația. Dacă în cazul procesoarelor totul este mai mult sau mai puțin clar - este suficient să asamblezi sisteme multiprocesoare și / sau să folosești mai multe nuclee într-un singur procesor, atunci în cazul problemelor de stocare și procesare a informațiilor, nu este atât de ușor să scapi de probleme. Panaceea actuală pentru epidemia informațională este stocarea. Numele se referă la Storage Area Network sau Storage System. În orice caz, este special

Principalele probleme rezolvate prin depozitare

Deci, ce sarcini este rezolvat sistemul de stocare? Luați în considerare problemele tipice asociate cu volumul tot mai mare de informații din orice organizație. Să presupunem că acestea sunt cel puțin câteva zeci de calculatoare și mai multe birouri distanțate geografic.

1. Descentralizarea informațiilor - dacă mai devreme toate datele ar putea fi stocate literalmente pe un hard disk, acum orice sistem funcțional necesită o stocare separată - de exemplu, servere poștă electronică, DBMS, domeniu și așa mai departe. Situația este complicată în cazul birourilor (sucursalelor) distribuite.

2. Creșterea informațiilor în formă de avalanșă   - adesea suma hard disk-uri, pe care îl puteți instala pe un anumit server, nu poate acoperi capacitatea de care are nevoie sistemul. Drept urmare:
Incapacitatea de a proteja complet datele stocate este într-adevăr, deoarece este destul de dificil să chiar și datele de rezervă care nu sunt doar pe servere diferite, ci și dispersate geografic.
Viteza de procesare informațională insuficientă - canalele de comunicare între site-urile îndepărtate lasă mult de dorit, dar chiar și cu un canal suficient de „gros” nu este întotdeauna posibilă utilizarea rețelelor existente, de exemplu, IP, pentru lucru.
Complexitatea copiei de rezervă - dacă datele sunt citite și scrise în blocuri mici, atunci poate fi nerealist să se facă o arhivare completă a informațiilor de pe un server de la distanță prin canalele existente - este necesar să se transfere întreaga cantitate de date. Arhivarea locală este adesea imposibilă din motive financiare - sisteme de rezervă (de exemplu, unități de bandă), software special (care poate costa foarte mulți bani) și personal instruit și calificat.

3. Este dificil sau imposibil să prezici volumul necesar   spațiu pe disc atunci când se implementează un sistem informatic. Drept urmare:
Există probleme de extindere a capacităților de disc - este destul de dificil să obțineți capacități terabyte pe server, mai ales dacă sistemul rulează deja pe discuri de capacitate mică - cel puțin, este necesară o oprire a sistemului și investiții financiare ineficiente.
Utilizarea ineficientă a resurselor - uneori nu puteți ghici ce server datele vor crește mai rapid. O cantitate foarte mică de spațiu pe disc poate fi gratuită pe serverul de e-mail, în timp ce o altă unitate va utiliza doar 20% din volumul unui subsistem de disc scump (de exemplu, SCSI).

4. Confidențialitate scăzută a datelor distribuite - este imposibil de controlat și restricționat accesul în conformitate cu politica de securitate a întreprinderii. Acest lucru se aplică atât accesului la date pe canalele existente pentru aceasta (rețeaua locală), cât și accesului fizic la mass-media - de exemplu, furtul hard disk-urilor și distrugerea lor nu sunt excluse (pentru a complica activitatea organizației). Acțiunile necalificate ale utilizatorilor și ale personalului de întreținere pot fi și mai nocive. Atunci când o companie din fiecare birou este obligată să rezolve mici probleme de securitate locală, acest lucru nu dă rezultatul dorit.

5. Complexitatea gestionării fluxurilor de informații distribuite   - orice acțiuni care au ca scop schimbarea datelor din fiecare ramură care conține o parte din datele distribuite creează anumite probleme, de la complexitatea sincronizării diferitelor baze de date, versiuni ale fișierelor de dezvoltatori până la duplicarea inutilă a informațiilor.

6. Efectul economic scăzut al introducerii de soluții „clasice”   - odată cu creșterea rețelei de informații, cantități mari de date și o structură din ce în ce mai distribuită a întreprinderii, investițiile financiare nu sunt atât de eficiente și de multe ori nu pot rezolva problemele care apar.

7. Costurile ridicate ale resurselor utilizate pentru menținerea eficienței întregului sistem informațional al întreprinderii - de la necesitatea menținerii unui personal mare de personal calificat la numeroase soluții hardware scumpe, concepute pentru a rezolva problema volumelor și a vitezei de acces la informație, împreună cu stocarea și protejarea fiabilă a eșecurilor.

În lumina problemelor de mai sus, care mai devreme sau mai târziu, depășesc complet sau parțial orice companie în curs de dezvoltare dinamică, vom încerca să descrie sistemele de stocare - așa cum ar trebui să fie. Luați în considerare schemele de conexiune tipice și tipurile de sisteme de stocare.

Megabytes / tranzacții?

Dacă hard disk-urile anterioare erau în interiorul computerului (serverului), acum au devenit înghesuite și nu sunt foarte sigure acolo. Cea mai simplă soluție (dezvoltată cu mult timp în urmă și folosită peste tot) este tehnologia RAID.

imagini \\ RAID \\ 01.jpg

Atunci când organizăm RAID în orice sisteme de stocare, pe lângă protejarea informațiilor, obținem mai multe avantaje incontestabile, dintre care unul este viteza de acces la informații.

Din punctul de vedere al utilizatorului sau al software-ului, viteza este determinată nu numai de capacitatea sistemului (MB / s), ci și de numărul de tranzacții - adică de numărul de operațiuni I / O pe unitate de timp (IOPS). În mod logic, numărul mai mare de discuri și acele tehnici de îmbunătățire a performanței pe care le oferă controlerul RAID (de exemplu, cache) contribuie la IOPS.

Dacă debitul general este mai important pentru vizualizarea fluxului video sau organizarea unui server de fișiere, atunci pentru aplicațiile DBMS și orice aplicații OLTP (tranzacții online tranzacții), numărul de tranzacții este capabil să fie procesat de sistem. Și cu această opțiune, hard disk-urile moderne nu sunt atât de pline de roșu ca în cazul volumelor în creștere și, în parte, cu viteze. Toate aceste probleme sunt destinate să fie rezolvate chiar de sistemul de stocare.

Niveluri de protecție

Trebuie să înțelegeți că baza tuturor sistemelor de stocare este practica protejării informațiilor bazate pe tehnologia RAID - fără aceasta, orice sistem avansat de stocare tehnic nu va fi inutil, deoarece hard disk-urile din acest sistem sunt componenta cea mai nesigură. Organizarea discurilor în RAID este „legătura inferioară”, primul eșalon al protecției informațiilor și viteza crescută de procesare.

Cu toate acestea, pe lângă schemele RAID, există o protecție a datelor de nivel inferior implementată „de sus” a tehnologiilor și soluțiilor încorporate în sine hard disk   producătorul său. De exemplu, unul dintre cei mai importanți producători de stocare, EMC, are o metodologie pentru analiza suplimentară a integrității datelor la nivelul sectorului de acționare.

După ce ne-am ocupat de RAID, să trecem la structura sistemelor de stocare. În primul rând, sistemele de stocare sunt împărțite în funcție de tipul de interfețe de conectare gazdă (server) utilizate. Interfețele de conexiune externe sunt în principal SCSI sau FibreChannel, precum și standardul iSCSI destul de tânăr. De asemenea, nu reduceți mici magazine inteligente care pot fi chiar conectate prin USB sau FireWire. Nu vom considera interfețe mai rare (uneori pur și simplu nereușite într-un fel sau altul), cum ar fi IBM SSA sau interfețe dezvoltate pentru cadre principale - de exemplu, FICON / ESCON. Stocare NAS independentă, conectată la rețeaua Ethernet. Cuvântul „interfață” înseamnă practic un conector extern, dar nu uitați că conectorul nu determină protocolul de comunicare al celor două dispozitive. Ne vom lăsa pe aceste caracteristici un pic mai jos.

imagini \\ RAID \\ 02.gif

Reprezintă Interfața Sistemului Mic de Calcul (citiți „spuneți”) - o interfață paralelă semi-duplex. În sistemele de stocare moderne, este cel mai adesea reprezentat de un conector SCSI:

imagini \\ RAID \\ 03.gif

imagini \\ RAID \\ 04.gif

Și un grup de protocoale SCSI, și mai precis - SCSI-3 Parallel Interface. Diferența dintre SCSI și IDE familiar este un număr mai mare de dispozitive pe canal, o lungime mai lungă a cablului, o rată de transfer de date mai mare, precum și caracteristici „exclusiviste” precum semnalizarea diferențială de înaltă tensiune, cheful de comandă și unele altele - nu vom intra în această problemă.
Dacă vorbim despre principalii producători de componente SCSI, cum ar fi adaptoare SCSI, controlere RAID cu interfață SCSI, atunci orice specialist își va aminti imediat două nume - Adaptec și LSI Logic. Cred că acest lucru este suficient, nu au existat revoluții pe această piață de mult timp și, probabil, nu este de așteptat.

Interfață FibreChannel

Interfață serial complet duplex. Cel mai adesea, în echipamentele moderne este reprezentat de conectori optici externi, precum LC sau SC (LC - dimensiuni mai mici):

imagini \\ RAID \\ 05.jpg

imagini \\ RAID \\ 06.jpg

... și protocoalele FibreChannel (FCP). Există mai multe scheme de comutare a dispozitivelor FibreChannel:

Punct-la-punct   - conexiune directă a dispozitivelor între ele:

imagini \\ RAID \\ 07.gif

Crosspoint comutat   - conectarea dispozitivelor la comutatorul FibreChannel (similar implementării rețelei Ethernet pe comutatoare):

imagini \\ RAID \\ 08.gif

Bucla arbitrată   - FC-AL, buclă cu acces de arbitraj - toate dispozitivele sunt conectate între ele într-un inel, circuitul amintește oarecum de Token Ring. Se poate utiliza și un comutator - apoi topologia fizică va fi implementată conform schemei „stele”, iar cea logică - în conformitate cu schema „buclă” (sau „inel”):

imagini \\ RAID \\ 09.gif

Conexiunea conform schemei FibreChannel Switched este cea mai frecventă schemă, în termeni de FibreChannel o astfel de conexiune se numește Fabric - în rusă există o hârtie de urmărire din ea - „fabrică”. Trebuie remarcat faptul că comutatoarele FibreChannel sunt dispozitive destul de avansate, care sunt în complexitate cu comutatoarele IP de nivel 3. Dacă întrerupătoarele sunt interconectate, acestea funcționează într-o singură fabrică cu o serie de setări valabile pentru întreaga fabrică simultan. Schimbarea unor opțiuni pe unul dintre comutatoare poate duce la o schimbare a întregii fabrici, fără a menționa setările de autorizare de acces, de exemplu. Pe de altă parte, există scheme SAN care implică mai multe fabrici în cadrul unui singur SAN. Astfel, o fabrică poate fi numită doar un grup de comutatoare interconectate - două sau mai multe dispozitive care nu sunt interconectate, introduse în SAN pentru a crește toleranța la erori, pentru a forma două sau mai multe fabrici diferite.

Componentele care permit combinarea gazdelor și sistemelor de stocare într-o singură rețea sunt denumite în mod obișnuit „conectivitate”. Conectivitatea este, desigur, cabluri de conectare duplex (de obicei cu o interfață LC), switch-uri (switch-uri) și adaptoare FibreChannel (HBA, Host Base Adapters) - adică acele carduri de expansiune care, atunci când sunt instalate în gazde, vă permit să conectați gazda la rețea. SAN. HBA-urile sunt de obicei implementate ca carduri PCI-X sau PCI-Express.

imagini \\ RAID \\ 10.jpg

Nu confundați fibra și fibra - mediul de propagare a semnalului poate fi diferit. FiberChannel poate funcționa pe „cupru”. De exemplu, toate hard disk-urile FibreChannel au contacte metalice, iar comutarea obișnuită a dispozitivelor prin cupru nu este neobișnuită, ele trec doar treptat la canale optice ca cea mai promițătoare tehnologie și înlocuire funcțională a cuprului.

Interfață ISCSI

De obicei reprezentat de un conector RJ-45 extern pentru conectarea la o rețea Ethernet și protocolul însuși iSCSI (Internet Small Computer System Interface). Prin definiția SNIA: „iSCSI este un protocol care se bazează pe TCP / IP și este conceput pentru a stabili interoperabilitatea și a gestiona sisteme, servere și clienți de stocare.” Vom rămâne pe această interfață mai detaliat, numai dacă fiecare utilizator este capabil să utilizeze iSCSI chiar și într-o rețea obișnuită „acasă”.

Trebuie să știți că iSCSI definește cel puțin protocolul de transport pentru SCSI, care rulează în topul TCP, și tehnologia pentru încapsularea comenzilor SCSI într-o rețea bazată pe IP. Mai simplu spus, iSCSI este un protocol care permite accesul la blocarea datelor folosind comenzile SCSI trimise printr-o rețea cu un stivă TCP / IP. iSCSI a apărut ca un înlocuitor pentru FibreChannel, iar în sistemele moderne de stocare are mai multe avantaje față de acesta - capacitatea de a combina dispozitivele pe distanțe lungi (folosind rețele IP existente), capacitatea de a furniza un nivel specific QoS (Calitatea serviciului, calitatea serviciului), conectivitate cu costuri mai mici. Cu toate acestea, principala problemă a utilizării iSCSI ca înlocuitor pentru FibreChannel este întârzierile mari de timp care apar în rețea datorită particularităților implementării stivelor TCP / IP, care neagă unul dintre avantajele importante ale utilizării sistemelor de stocare - viteza de acces la informații și latența scăzută. Acesta este un minus grav.

O mică remarcă despre gazde - ele pot utiliza atât carduri de rețea obișnuite (apoi procesarea iSCSI a stivelor și încapsularea comenzilor se vor face prin software), cât și carduri specializate care susțin tehnologii similare cu TOE (TCP / IP Offload Engines). Această tehnologie asigură procesarea hardware a părții corespunzătoare din stiva de protocol iSCSI. Metoda software   mai ieftin, dar încarcă mai mult procesorul central al serverului și, teoretic, poate duce la întârzieri mai mari decât un procesor hardware. Având viteza actuală a rețelelor Ethernet la 1 Gbit / s, se poate presupune că iSCSI va funcționa exact de două ori mai lent decât FibreChannel la o viteză de 2 Gbit, dar în utilizarea reală, diferența va fi și mai vizibilă.

Pe lângă cele deja discutate, menționăm pe scurt câteva protocoale care sunt mai rare și sunt concepute pentru a furniza servicii suplimentare rețelelor de spațiu de stocare (SAN) existente:

FCIP (Fibre Channel prin IP)   - Protocol de tunel construit pe TCP / IP și conceput pentru conectarea SAN-urilor dispersate geografic printr-un mediu IP standard. De exemplu, puteți combina două SAN-uri într-unul pe Internet. Acest lucru este realizat folosind un gateway FCIP care este transparent pentru toate dispozitivele din SAN.
iFCP (Internet Fibre Channel Protocol) - Un protocol care vă permite să combinați dispozitivele cu interfețele FC prin rețele IP. O diferență importantă față de FCIP este că este posibilă combinarea dispozitivelor FC printr-o rețea IP, ceea ce permite ca o pereche de conexiuni diferite să aibă un nivel diferit de QoS, ceea ce nu este posibil atunci când se face tunel prin FCIP.

Am revizuit pe scurt interfețele fizice, protocoalele și tipurile de comutare pentru sistemele de stocare, fără a ne opri la listarea tuturor opțiuni posibile. Acum să încercăm să ne imaginăm ce parametri caracterizează sistemele de stocare a datelor?

Principalii parametri hardware de stocare

Unele dintre ele au fost enumerate mai sus - acesta este tipul de interfețe de conexiune externe și tipurile de unități interne (hard disk-uri). Următorul parametru, care are sens să se țină cont de cei doi de mai sus atunci când alegeți un sistem de stocare pe disc, este fiabilitatea acestuia. Fiabilitatea poate fi evaluată nu de orele de rulare banale ale eșecului componentelor individuale (faptul că acest timp este aproximativ egal pentru toți producătorii), ci de arhitectura internă. Un sistem de stocare „obișnuit” adesea „extern” este un raft cu disc (pentru montarea într-un dulap de 19 inch) cu hard disk-uri, interfețe externe pentru conectarea gazdelor, mai multe surse de alimentare. În interior, de obicei, tot ceea ce asigură funcționarea sistemului de stocare - unități de procesare, controlere de disc, porturi de intrare / ieșire, memorie cache ș.a. De obicei, suportul este controlat de la linie de comandă   sau prin intermediul interfeței web, configurația inițială necesită adesea o conexiune serială. Utilizatorul poate „împărți” discurile din sistem în grupuri și le poate combina în RAID (diverse niveluri), astfel rezultă spațiu pe disc Este împărțit în una sau mai multe unități logice (LUN), la care gazdele (serverele) au acces și le „văd” ca hard disk-uri locale. Numărul de grupuri RAID, LUN-uri, logica cache-ului, disponibilitatea LUN-urilor pentru anumite servere și orice altceva este configurat de administratorul de sistem. De obicei, sistemele de stocare sunt proiectate pentru a se conecta la ele nu la unul, ci la mai multe servere (până la sute, în teorie) - prin urmare, un astfel de sistem ar trebui să aibă performanțe ridicate, un sistem flexibil de control și monitorizare și instrumente bine gândite de protecție a datelor. Protecția datelor este asigurată în mai multe moduri, cea mai ușoară dintre care știi deja - combinația de unități în RAID. Cu toate acestea, datele trebuie să fie și ele în permanență accesibile - până la urmă, oprirea unui singur sistem de stocare a datelor central al întreprinderii poate provoca pierderi semnificative. Cu cât mai multe sisteme stochează date pe sistemul de stocare, cu atât trebuie să se asigure un acces mai fiabil la sistem - deoarece în caz de accident, sistemul de stocare nu mai funcționează imediat pe toate serverele care stochează datele acolo. Disponibilitatea ridicată a rack-ului este asigurată prin duplicarea internă completă a tuturor componentelor sistemului - căi de acces către rack (porturi FibreChannel), module procesor, memorie cache, surse de alimentare etc. Vom încerca să explicăm principiul redundanței 100% (duplicare) cu următoarea cifră:

imagini \\ RAID \\ 11.gif

1. Controlerul (modulul procesorului) al sistemului de stocare, inclusiv:
* Procesor central (sau procesoare) - de obicei pe sistem rulează software special care acționează ca „sistem de operare”;
* interfețe pentru comutarea cu hard disk-uri - în cazul nostru, acestea sunt plăci care asigură conectarea discurilor FibreChannel conform schemei de bucle de acces arbitraj (FC-AL);
* memorie cache;
* Controlere port externe FibreChannel
2. Interfața externă a FC; după cum vedem, există 2 dintre ele pentru fiecare modul de procesare;
3. Hard disk-uri   - capacitatea este extinsă cu rafturi suplimentare de disc;
4. Memoria de memorie cache într-o astfel de schemă este de obicei oglindită pentru a nu pierde datele stocate acolo atunci când orice modul eșuează.

În ceea ce privește hardware-ul, rack-urile de disc pot avea interfețe diferite pentru conectarea gazdelor, diferite interfețe ale hard disk-urilor, scheme de conectare diferite pentru rafturi suplimentare, care servesc la creșterea numărului de discuri din sistem, precum și alți „parametri de fier”.

Software de stocare

În mod firesc, puterea hardware a sistemelor de stocare trebuie gestionată într-un fel, iar sistemele de stocare în sine sunt pur și simplu obligate să ofere un nivel de servicii și funcționalități care nu este disponibil în schemele convenționale server-client. Dacă priviți figura „Schema structurală a unui sistem de stocare a datelor”, devine clar că atunci când serverul este conectat direct la rack în două moduri, acestea trebuie conectate la porturile FC ale diferitelor module de procesor pentru ca serverul să continue să funcționeze dacă întregul modul de procesor eșuează imediat. Desigur, pentru a utiliza multipathing, suportul pentru această funcționalitate ar trebui să fie furnizat de hardware și software la toate nivelurile implicate în transferul de date. Desigur, backup-ul complet fără monitorizare și alertare nu are sens - prin urmare, toate sistemele de stocare serioase au astfel de capacități. De exemplu, notificarea oricăror evenimente critice poate avea loc prin diferite mijloace - o alertă prin e-mail, un apel automat de modem către centrul de asistență tehnică, un mesaj către un pager (acum mai relevant decât SMS), mecanisme SNMP și multe altele.

Ei bine, și așa cum am menționat deja, există controale puternice pentru toată această măreție. De obicei, aceasta este o interfață bazată pe web, o consolă, posibilitatea de a scrie scripturi și de a integra controlul în pachetele software externe. Despre mecanismele care asigură stocarea de înaltă performanță, menționăm doar pe scurt - arhitectura care nu blochează cu mai multe autobuze interne și o mulțime de   hard disk-uri, procesoare centrale puternice, sistem de control specializat (OS), o cantitate mare de memorie cache, multe interfețe I / O externe.

Serviciile furnizate de sistemele de stocare sunt de obicei determinate de software-ul care rulează pe suportul de discuri în sine. Aproape întotdeauna, acestea sunt pachete software complexe achiziționate sub licențe separate care nu sunt incluse în costul de stocare în sine. Menționați imediat software-ul familiar pentru furnizarea multipathing - aici funcționează doar pe gazde, și nu pe rack-ul în sine.

Următoarea soluție cea mai populară este software-ul pentru crearea copiilor instantanee și complete ale datelor. Diferenți producători au denumiri diferite pentru produsele lor software și mecanisme de creare a acestor copii. Pentru a rezuma, putem manipula cuvintele instantanee și clonă. O clonă este realizată folosind rack-ul de disc din interiorul rack-ului propriu - aceasta este o copie internă completă a datelor. Domeniul de aplicare este destul de larg - de la backup la crearea unei „versiuni de testare” a datelor sursă, de exemplu, pentru upgrade-uri riscante în care nu există încredere și care nu este sigur de utilizat pe datele curente. Oricine a urmărit îndeaproape toate farmecele de stocare pe care le-am analizat aici, se va întreba - de ce aveți nevoie de o copie de rezervă în interiorul rackului dacă are o fiabilitate atât de ridicată? Răspunsul la această întrebare este că nimeni nu este imun la erorile umane. Datele sunt stocate în mod fiabil, dar dacă operatorul a făcut ceva greșit, de exemplu, a șters tabelul dorit din baza de date, niciun truc hardware nu îl va salva. Clonarea datelor se face de obicei la nivelul LUN. Funcționalitatea mai interesantă este oferită de mecanismul de instantanee. Într-o anumită măsură, obținem toate farmecele unei copii interne complete a datelor (clonă), în timp ce nu preluăm 100% din cantitatea de date care sunt copiate în rack-ul propriu-zis, deoarece un astfel de volum nu ne este întotdeauna disponibil. De fapt, snapshot este o „instantanee” instantanee a datelor care nu necesită timp și resurse de stocare ale procesorului.

Desigur, nu se poate menționa software-ul de replicare a datelor, care se numește adesea oglindire. Acesta este un mecanism de replicare sincronă sau asincronă (duplicare) a informațiilor de la un sistem de stocare la unul sau mai multe sisteme de stocare la distanță. Replicarea este posibilă prin diferite canale - de exemplu, rafturile cu interfețe FibreChannel pot fi replicate la un alt sistem de stocare în mod asincron, prin Internet și pe distanțe lungi. Această soluție oferă stocare fiabilă de informații și protecție împotriva dezastrelor.

În plus față de toate cele de mai sus, există un număr mare de alte mecanisme software pentru manipularea datelor ...

DAS & NAS & SAN

După ce am făcut cunoștință cu sistemele de stocare a datelor în sine, cu principiile construcției lor, cu capacitățile pe care le oferă și cu protocoalele de funcționare, este timpul să încercați să combinați cunoștințele dobândite într-o schemă de lucru. Să încercăm să luăm în considerare tipurile de sisteme de stocare și topologia conexiunii lor la o singură infrastructură de lucru.

dispozitive DAS (stocare directă atașată) - sisteme de stocare care se conectează direct la server. Aceasta include atât cele mai simple sisteme SCSI conectate la controlerul SCSI / RAID al serverului, cât și dispozitivele FibreChannel conectate direct la server, deși sunt proiectate pentru SAN-uri. În acest caz, topologia DAS este un SAN degenerat (rețea de spațiu de stocare):

imagini \\ RAID \\ 12.gif

În această schemă, unul dintre servere are acces la datele stocate pe sistemul de stocare. Clienții accesează datele accesând acest server prin rețea. Adică, serverul are acces în bloc la datele din sistemul de stocare, iar clienții folosesc deja accesul la fișiere - acest concept este foarte important pentru înțelegere. Dezavantajele unei astfel de topologii sunt evidente:
* Fiabilitate scăzută - în caz de probleme de rețea sau de blocare a serverului, datele devin inaccesibile tuturor.
* Latență ridicată datorită procesării tuturor cererilor de către un server și a transportului utilizat (cel mai adesea - IP).
* Sarcină mare de rețea, care definește adesea limitele de scalabilitate prin adăugarea de clienți.
* Gestibilitate slabă - întreaga capacitate este disponibilă pentru un singur server, ceea ce reduce flexibilitatea distribuției datelor.
* Utilizarea scăzută a resurselor - este dificil de prezis volumele de date necesare, unele dispozitive DAS dintr-o organizație pot avea un exces de capacitate (discuri), altele pot lipsi - redistribuirea este adesea imposibilă sau necesită mult timp.

dispozitive NAS (Network Attached Storage)   - dispozitive de stocare conectate direct la rețea. Spre deosebire de alte sisteme, NAS oferă acces la fișiere la date și nimic altceva. Dispozitivele NAS sunt o combinație între sistemul de stocare și serverul la care este conectat. În forma sa cea mai simplă, un server de rețea obișnuit care furnizează resurse de fișiere este un dispozitiv NAS:

imagini \\ RAID \\ 13.gif

Toate dezavantajele unei astfel de scheme sunt similare cu topologia DAS, cu unele excepții. Dintre minusurile care au fost adăugate, remarcăm un cost crescut, și adesea semnificativ - totuși, costul este proporțional cu funcționalitatea, iar aici există deseori „ceva de plătit”. Dispozitivele NAS pot fi cele mai simple „cutii” cu un port Ethernet și două hard disk-uri în RAID1, permițând accesul la fișiere folosind un singur protocol CIFS (Common Internet File System) la sisteme uriașe în care pot fi instalate sute de hard disk-uri și acces la fișiere. furnizate de o duzină de servere specializate în cadrul sistemului NAS. Numărul de porturi externe Ethernet poate atinge multe zeci, iar capacitatea datelor stocate este de câteva sute de terabyți (de exemplu, EMC Celerra CNS). Fiabilitatea și performanța unor astfel de modele pot ocoli multe dispozitive SAN de nivel mediu. Interesant este că dispozitivele NAS pot face parte dintr-o rețea SAN și nu au propriile unități, ci asigură doar accesul la fișiere la datele stocate pe dispozitivele de stocare bloc. În acest caz, NAS își asumă funcția unui server specializat puternic, iar SAN presupune dispozitivul de stocare, adică obținem topologia DAS, compusă din componente NAS și SAN.

Dispozitivele NAS sunt foarte bune într-un mediu eterogen în care ai nevoie de acces rapid la fișiere la date pentru mulți clienți în același timp. Oferă de asemenea fiabilitate excelentă de stocare și flexibilitate de gestionare a sistemului împreună cu ușurința de întreținere. Nu ne vom baza pe fiabilitate - acest aspect al stocării este discutat mai sus. În ceea ce privește un mediu eterogen, accesul la fișierele dintr-un singur sistem NAS poate fi obținut prin TCP / IP, CIFS, NFS, FTP, TFTP și altele, inclusiv capacitatea de a lucra ca țintă NAS iSCSI, care asigură funcționarea cu diferite sisteme de operare, instalat pe gazde. În ceea ce privește ușurința de întreținere și flexibilitatea de gestionare, aceste funcții sunt furnizate de un sistem de operare specializat, care este greu de dezactivat și nu trebuie întreținut, precum și ușurința de a delimita permisiunile de fișiere. De exemplu, este posibil să lucrați într-un mediu Windows Active Directory cu suport pentru funcționalitatea necesară - poate fi LDAP, autentificare Kerberos, DNS dinamic, ACL, cote, obiecte de politică de grup și istoric SID. Deoarece accesul este furnizat fișierelor, iar numele lor pot conține simboluri din diferite limbi, multe NAS oferă suport pentru codificările UTF-8, Unicode. Alegerea NAS ar trebui abordată cu mai multă atenție decât dispozitivelor DAS, deoarece este posibil ca astfel de echipamente să nu susțină serviciile de care aveți nevoie, de exemplu, criptarea sistemelor de fișiere (EFS) de la Microsoft și IPSec. Apropo, se poate observa că NAS-urile sunt mult mai puțin răspândite decât dispozitivele SAN, dar procentul acestor sisteme este în permanență, deși încet, în creștere - în principal datorită aglomerării din DAS.

Dispozitive la care să vă conectați SAN (Rețea de spațiu de stocare)   - dispozitive pentru conectarea la o rețea de stocare a datelor. O rețea de zonă de stocare (SAN) nu trebuie confundată cu o rețea de zonă locală - acestea sunt rețele diferite. Cel mai adesea, SAN se bazează pe stiva de protocol FibreChannel și, în cel mai simplu caz, este format din sisteme de stocare, comutatoare și servere conectate prin canale de comunicare optică. În figură, vedem o infrastructură extrem de fiabilă în care serverele sunt conectate simultan la rețeaua locală (stânga) și la rețeaua de stocare (dreapta):

imagini \\ RAID \\ 14.gif

După o discuție destul de detaliată a dispozitivelor și a principiilor lor de funcționare, ne va fi destul de ușor să înțelegem topologia SAN. În figură, vedem un singur sistem de stocare pentru întreaga infrastructură, la care sunt conectate două servere. Serverele au căi de acces redundante - fiecare are două HBA (sau un port dublu, ceea ce reduce toleranța la erori). Dispozitivul de stocare are 4 porturi prin care este conectat la 2 comutatoare. Presupunând că există două module de procesor redundante în interior, este ușor de ghicit că cea mai bună schemă de conexiune este atunci când fiecare comutator este conectat atât la primul, cât și la al doilea modul de procesor. O astfel de schemă oferă acces la orice date localizate pe sistemul de stocare în cazul eșecului oricărui modul de procesare, comutator sau cale de acces. Am studiat deja fiabilitatea sistemelor de stocare, două întrerupătoare și două fabrici cresc în continuare disponibilitatea topologiei, astfel încât dacă una dintre unitățile de comutare eșuează brusc din cauza unei defecțiuni sau a unei erori de administrator, a doua va funcționa normal, deoarece aceste două dispozitive nu sunt interconectate.

Conexiunea la server afișată se numește conexiune de înaltă disponibilitate, deși un număr și mai mare de HBA-uri pot fi instalate pe server, dacă este necesar. Fizic, fiecare server are doar două conexiuni în SAN, dar logic, sistemul de stocare este accesibil prin patru căi - fiecare HBA oferă acces la două puncte de conexiune pe sistemul de stocare, separat pentru fiecare modul de procesor (această caracteristică oferă o dublă conexiune a comutatorului la sistemul de stocare). În această diagramă, dispozitivul cel mai de încredere este serverul. Două comutatoare asigură fiabilitatea ordinului de 99,99%, dar serverul poate să eșueze din diverse motive. Dacă este necesară o funcționare extrem de fiabilă a întregului sistem, serverele sunt combinate într-un cluster, schema de mai sus nu necesită nicio adăugare hardware pentru a organiza astfel de lucrări și este considerată schema de referință a organizației SAN. Cel mai simplu caz este serverele conectate într-un singur mod printr-un comutator la sistemul de stocare. Cu toate acestea, sistemul de stocare cu două module de procesor trebuie conectat la comutator cu cel puțin un canal pe modul - porturile rămase pot fi utilizate pentru conectarea directă a serverelor la sistemul de stocare, ceea ce este uneori necesar. Și nu uitați că SAN-ul poate fi construit nu numai pe baza FibreChannel, ci și pe baza protocolului iSCSI - în același timp, puteți utiliza numai dispozitive ethernet standard pentru comutare, ceea ce reduce costul sistemului, dar are o serie de dezavantaje suplimentare (specificate în secțiunea iSCSI ). Interesantă este și capacitatea de a încărca serverele din sistemul de stocare - nici măcar nu este necesar să existe unități de discuri interne pe server. Astfel, sarcina de stocare a datelor este în cele din urmă eliminată de pe servere. În teorie, un server specializat poate fi transformat într-un concasor de numere obișnuit fără unități, ale căror blocuri definitorii sunt procesoare centrale, memorie, precum și interfețe care să interacționeze cu lumea exterioară, precum porturile Ethernet și FibreChannel. Unele aspecte de astfel de dispozitive sunt servere cu lamă moderne.

Aș dori să notez că dispozitivele care pot fi conectate la SAN nu sunt limitate numai la sistemele de stocare a discurilor - ele pot fi bibliotecile de disc, bibliotecile cu bandă (unități cu bandă), dispozitivele pentru stocarea datelor pe discurile optice (CD / DVD, etc.) și multe altele.
Dintre minusurile SAN, notăm doar costul ridicat al componentelor sale, dar avantajele sunt incontestabile:
* Fiabilitate ridicată a accesului la date localizate pe sisteme de stocare externe. Independența topologiei SAN de sistemele și serverele de stocare folosite.
* Stocare centralizată de date (fiabilitate, securitate).
* Gestionarea convenabilă centralizată a comutării și a datelor.
* Transferați trafic intens de I / O într-o rețea separată, descărcând LAN.
* Viteză mare și latență scăzută.
* Scalabilitate și flexibilitate structură logică   SAN
* Din punct de vedere geografic, dimensiunile SAN, spre deosebire de DAS-urile clasice, sunt practic nelimitate.
* Abilitatea de a distribui rapid resursele între servere.
* Abilitatea de a construi soluții de cluster care tolerează erorile, fără costuri suplimentare, bazate pe SAN-ul existent.
* Schema de backup simplă - toate datele sunt la un loc.
* Prezența funcțiilor și serviciilor suplimentare (instantanee, replicare la distanță).
* SAN de înaltă securitate.

În concluzie
Cred că am acoperit în mod adecvat gama principală de probleme legate de sistemele moderne de stocare. Să sperăm că astfel de dispozitive se vor dezvolta și mai rapid funcțional, iar numărul mecanismelor de gestionare a datelor va crește doar.

În concluzie, putem spune că soluțiile NAS și SAN se confruntă cu un adevărat boom. Numărul producătorilor și varietatea soluțiilor cresc, iar alfabetizarea tehnică a consumatorilor este în creștere. Putem presupune în siguranță că, în viitorul apropiat, în aproape fiecare mediu de calcul, va apărea unul sau alt sistem de stocare a datelor.

Orice date apar înaintea noastră sub formă de informații. Semnificația activității oricăror dispozitive de calcul este procesarea informațiilor. Recent, volumul creșterii sale este uneori înspăimântător, prin urmare, sisteme de stocare și specializate software-ulva fi, fără îndoială, cele mai căutate produse de pe piața IT din următorii ani.