Principalele sisteme de stocare și caracteristicile acestora. Sisteme de stocare a datelor (DSS) Principii de funcționare a sistemelor de stocare a datelor

Au evoluat de la cele mai simple cărți și benzi cu găuri, folosite pentru stocarea programelor și datelor, la unități în stare solidă. Pe această cale, au fost create multe dispozitive diferite - acestea sunt benzi magnetice, tamburi și discuri și discuri optice. Unele dintre ele sunt în trecut: medii perforate, tobe magnetice, dischete și discuri optice, în timp ce altele trăiesc și vor trăi mult timp. Ceea ce a dispărut astăzi poate fi vizionat și nostalgic la Muzeul Mediilor Învechite. Și în același timp, aparent condamnat rămâne. La un moment dat, au prezis sfârșitul benzilor magnetice, dar astăzi nimic nu interferează cu existența lor, exact la fel se aplică discurilor rotative (HDD), profețiile despre sfârșitul lor sunt lipsite de orice fundație, au atins un astfel de nivel de perfecțiune că vor rămâne propria lor nișă, indiferent de orice inovație.

În peisajul actual de stocare pe mai multe niveluri, există biblioteci de benzi pentru backup și arhivare, unități HDD rapide și lente, unități SSD SSD pe memorie flash, imitare (interfețe, factor de formă) pentru HDD-uri, în primul rând pentru armonizarea cu software-ul existent și construcții și, de asemenea, cele mai recente unități flash în format de card NVMe. Această imagine s-a dezvoltat sub influența mai multor factori, inclusiv schema lui John von Neumann, care împarte memoria în operațională, direct accesibilă procesorului și secundară, destinată stocării datelor. Această diviziune s-a consolidat după ce memoria semiconductoare, care își păstrează starea actuală, a fost înlocuită cu una semiconductoare, care necesită încărcarea programelor pentru a începe lucrul. Și, bineînțeles, costul unitar de stocare afectează, cu cât dispozitivul este mai rapid, cu atât este mai mare acest cost, astfel încât va fi loc pentru benzi și discuri în viitorul apropiat. Aflați mai multe despre evoluția stocării.

Cum au fost stocate datele înainte

Medii de stocare folosind perforație

Punch cards

Înainte de apariția computerelor, timp de secole, în cele mai simple dispozitive cu control programat (țesături de țesut, organe cu butoi, ceasuri carillon), au fost utilizate suporturi perforate de diferite formate și dimensiuni și tobe cu știfturi. Păstrând viu acest principiu al scrierii, Herman Hollerith, fondatorul TMC, care a devenit ulterior parte a IBM, a făcut o descoperire. În 1890 și-a dat seama cum pot fi folosite cardurile perforate pentru înregistrarea și prelucrarea datelor. El a implementat această idee în procesarea statisticilor de la recensământ și ulterior a transferat-o către alte aplicații, ceea ce a asigurat bunăstarea IBM pentru deceniile următoare.

De ce cărți? Ele pot fi sortate și, relativ vorbind, li se poate oferi „acces direct” pentru a automatiza parțial prelucrarea datelor pe un dispozitiv tabulator special, urmând un program simplu.

Formatul hărților s-a schimbat și, din anii 1920, hărțile cu 80 de coloane au devenit standardul internațional. Până la începutul anilor '60, IBM a avut monopolul asupra lor.

Aceste cutii simple cu găuri dreptunghiulare au rămas mediul de stocare dominant de zeci de ani, fiind produse în miliarde. Volumul consumului de carduri poate fi apreciat de cel puțin un exemplu al Centrului pentru Decodarea Radiogramelor Germane din Bletchley Park: o săptămână de lucru - 2 milioane de carduri, acesta este un camion de dimensiuni medii! Afacerea postbelică a fost construită și pe stocarea datelor pe carduri. Când vorbiți despre cărțile perforate, amintiți-vă că au fost folosite în Germania pentru a colecta date despre persoanele care urmează să fie distruse.

Banda perforată

S-ar părea că benzile perforate sunt suporturi mai practice, dar practic nu au fost utilizate în afaceri, deși dispozitivele de intrare și ieșire erau mult mai simple și mai ușoare. Proliferarea lor a fost împiedicată de acces secvențial, capacitate mai mică și rate mai mici de intrare și ieșire și complexitatea arhivării. Din 1857, benzile înguste cu 5 coloane perforate au fost utilizate pentru pregătirea și transmiterea ulterioară a datelor prin telegraf, pentru a nu limita viteza de intrare prin capacitățile fizice ale operatorului și, prin urmare, să utilizeze mai bine lățimea de bandă a canalului. Banda perforată largă cu 24 de coloane a fost creată pentru înregistrarea programelor într-un calculator electromecanic Harvard Mark I în 1937. Ca purtător care nu este afectat de diferite studii electromagnetice și gamma, benzile perforate au fost utilizate pe scară largă ca dispozitive de bord, acestea fiind încă utilizate în unele sisteme de apărare.

Benzi magnetice

O metodă de înregistrare a sunetului pe un suport magnetic cu bobină, mai întâi pe un fir, a fost propusă în 1928. Acest tip de magnetofon a fost utilizat în UNIVAC-1. Începutul istoriei benzilor magnetice de computer este considerat a fi modelul IBM 726, care făcea parte din modelul IBM 701. Lățimea benzii pentru modelul IBM 726 și alte dispozitive de atunci era egală cu un inch, dar astfel de benzi s-a dovedit a fi incomod de utilizat. Datorită masei lor mari, erau necesare unități puternice, așa că în curând au fost înlocuite cu o „bobină deschisă” de jumătate de inch, în care bobina a fost bobinată. Acestea erau disponibile în trei densități de înregistrare 800, 1600 și 6250. Aceste benzi amovibile de protecție la scriere au devenit standardul pentru arhivarea datelor până la sfârșitul anilor 1980.

Modelul 726 folosea bobine de film, deci banda avea o lățime de un inch și diametrul bobinei era de 12 inch. Modelul 726 a fost capabil să stocheze 1,4 MB de date, cu o densitate de înregistrare pe 9 piste de 800 bpi; când banda se deplasa la 75 inci pe secundă, 7.500 de octeți pe secundă au fost transferați pe computer. Banda în sine pentru Modelul 726 a fost dezvoltată de 3M (acum Imation).

În curând, benzile de inch au fost abandonate, datorită greutății lor atunci când lucrau în modul start-stop, erau necesare unități prea puternice și buzunare de vid și pentru o perioadă lungă de timp o dominație aproape monopolică a „benzilor deschise” de jumătate de inch (tambur deschis ) a fost stabilită, în care derularea a fost efectuată cu o bobină la alta (bobină-la-bobină). Densitatea înregistrării a crescut de la 800 la 1600 și chiar 6250 bpi. Aceste benzi cu inele detașabile de protecție la scriere erau populare pe computerele EC și CM. „tambur deschis” de jumătate de centimetru, în care tamburul a fost înfășurat la altul (tambur-bobină). Densitatea înregistrării a crescut de la 800 la 1600 și chiar 6250 bpi. Aceste benzi cu inele detașabile de protecție la scriere erau populare pe computerele EC și CM.

Impulsul pentru dezvoltarea ulterioară a fost faptul că, la mijlocul anilor 80, capacitatea unităților de hard disk a început să fie măsurată în sute de megaocteți sau chiar gigaocteți, deci au nevoie de unități de rezervă cu capacitatea corespunzătoare. Dezavantajele benzilor deschise erau de înțeles, chiar și în viața de zi cu zi casetofoanele au înlocuit rapid casetofoanele de la bobină la bobină. Tranziția naturală la cartușe a avut loc în două moduri: unul - pentru a crea dispozitive specializate axate pe computere (folosind tehnologia liniară); al doilea - pentru a apela la tehnologiile inventate pentru înregistrarea video și audio cu capete rotative (folosind tehnologia cu șurub). De atunci, a existat o împărțire în două tabere, ceea ce conferă pieței de stocare o specificitate unică.

De-a lungul a treizeci de ani, s-au dezvoltat câteva zeci de standarde de cartuș, cel mai comun astăzi este standardul LTO (Linear Tape-Open), în procesul căruia au fost îmbunătățite cartușele, fiabilitatea, capacitatea, viteza de transfer și alte caracteristici operaționale au crescut. Cartușul modern este un dispozitiv complex dotat cu procesor și memorie flash.

Trecerea la cartușe a fost facilitată de faptul că casetele funcționează acum exclusiv în modul streaming. Cartușele sunt utilizate fie în dispozitive independente, fie ca parte a bibliotecilor de benzi. Prima bibliotecă robotizată pentru 6.000 de cartușe a fost lansată de StorageTek în 1987.

Analiștii și producătorii de discuri au prezis în mod repetat dispariția casetelor. Sloganul „Benzile trebuie să moară” este cunoscut, dar sunt în viață și vor trăi mult timp, deoarece sunt concepute pentru stocarea pe termen lung a arhivelor mari. Dimensiunea afacerii cu bandă, bandă și bibliotecă a benzilor a fost estimată la aproximativ 5 miliarde de dolari în 2017. Și cu cât devin mai multe informații care pot fi stocate pe hard disk-uri, cu atât este mai mare nevoia de arhivare și backup. Pe ce? Despre benzi, desigur: nu a fost găsită încă o alternativă viabilă din punct de vedere economic la benzile magnetice. Actuala generație a 8-a a standardului LTO vă permite să economisiți în mod obișnuit până la 12 TB, iar în modul comprimat de 30 TB, în viitor aceste cifre vor crește cu un ordin de mărime sau mai mult, odată cu schimbarea generațiilor, nu numai cresc indicatorii cantitativi, dar și alte caracteristici operaționale.

Tambur magnetic

O modalitate temporară de a rezolva contradicțiile dintre tehnologia înregistrării secvențiale pe bandă și necesitatea accesului direct la date de pe un dispozitiv extern a devenit un tambur magnetic, sau mai bine zis un cilindru cu capete fixe. A fost inventat de austriacul Gustav Tuchek în 1932

Magneticul nu este un tambur, în care, așa cum se știe, fundul servește ca suprafață de lucru, ci un cilindru cu o acoperire ferimagnetică aplicată pe suprafața sa laterală, împărțit în șine, iar acestea, la rândul lor, sunt împărțite în sectoare. Fiecare dintre piese are propriul său cap de citire / scriere și toate capetele pot funcționa simultan, adică operațiile de citire / scriere sunt efectuate în paralel.

Tobele au fost folosite pentru mai mult decât un dispozitiv periferic. Înainte de trecerea la miezuri de ferită, memoria RAM era extrem de scumpă și nesigură, așa că în unele cazuri tobe au jucat rolul RAM, existau chiar și computere numite tobe. De obicei, tamburile magnetice erau folosite pentru informații operaționale (deseori schimbate) sau importante care aveau nevoie de acces rapid. În condiții de limitări ale dimensiunii RAM, datorită costului ridicat, a fost stocată o copie a sistemului de operare, au fost înregistrate rezultatele intermediare ale executării programului. Pentru prima dată, a fost implementată o procedură de swap pe role, reprezentând virtualizarea memoriei în detrimentul spațiului de pe tambur și mai târziu pe disc.

Unitățile magnetice de tambur au o capacitate mai mică decât discurile, dar au funcționat mai repede deoarece, spre deosebire de discuri, capetele sunt staționare, ceea ce elimină timpul necesar pentru a se apropia de pista dorită.

Tobe au fost utilizate în mod activ până la începutul anilor 80, de ceva timp au trăit în paralel cu discurile. BESM 6 și contemporanii săi erau echipați cu tobe. Din surse deschise se știe că ultimele tobe au rămas în sistemele de control al rachetelor Minuteman până la mijlocul anilor '90.

Dischete

Viața activă a dischetelor s-a întins timp de 30 de ani de la sfârșitul anilor șaptezeci până la sfârșitul anilor nouăzeci. S-au dovedit a fi extrem de populare datorită faptului că computerele au apărut mai devreme decât utilizatorii au avut posibilitatea de a transfera date prin rețea. În aceste condiții, dischetele au servit nu numai pentru scopul lor de stocare a copiilor de rezervă, ci, poate, într-o măsură mai mare pentru schimbul de date între utilizatori, motiv pentru care sunt numite și adidași, precum adidașii, pantofii tipici ai programatorilor. Prin schimbul de dischete, au creat un fel de rețea - sneakernet.

Au existat 3 tipuri principale de discuri și multe modificări diferite. Dischetele de 8 inci au fost create în 1967 de IBM, au fost concepute ca un dispozitiv bootstrap pentru mainframe-urile IBM / 370 pentru a înlocui memoria mai scumpă non-volatilă de citire, era echipată cu generația anterioară IBM / 360. Cu toate acestea, realizând valoarea comercială a noului produs, în 1971 IBM a transformat discheta într-un produs independent, iar în 1973 șeful dezvoltării Alan Shugart a creat Shugart Associates, care a devenit principalul producător de discuri de 8 inci cu o capacitate maximă de 1,2 MB. Aceste discuri mari au fost utilizate pe computerele fabricate înainte de IBM XT. Acest tip de dischetă este deosebit de popular datorită sistemului de operare CP / M de Harry Kildall.

În ceea ce privește dischetele cu diametrul de 5,25 inci, aspectul lor amintește de anecdota despre Nicolae al II-lea, care într-un mod destul de ciudat explică lățimea crescută a căii ferate rusești în comparație cu cea europeană. În cazul nostru, En Wang, proprietarul Laboratoarelor Wang, s-a întâlnit la un bar cu oameni de la Shugart Associates, care s-au oferit să facă o unitate mai ieftină pentru computerele sale, dar nu au putut decide cu privire la un anumit diametru. Apoi Wang a luat un șervețel de cocktail și a spus că i se părea că dimensiunea ar trebui să fie așa. Discuri de cinci inci cu o capacitate de 360 ​​și 720 KB au fost produse până la sfârșitul anilor nouăzeci, erau contemporane cu computerele IBM XT și IBM AT, cu sistemele de operare MS-DOS și DR-DOS, servind cu fidelitate formarea unui industrie nouă.

Un cartuș alternativ, propus de Sony în 1983, avea 90,0 mm x 94,0 mm, dar în mod tradițional se numea 3,5 inci. În mediul profesional american, el este numit stiffy (disc rigid, traducerea merită căutată în dicționar). După o serie de îmbunătățiri, standardul industrial de 3,5 inci HD (High Density) a fost adoptat în 1987 cu o capacitate de 1,44 MB. Inițial, astfel de discuri au fost completate cu IBM PS / 2 și Macintosh IIx, iar ulterior au devenit un standard universal pentru PC și Macintosh. Încercările de a face în a doua jumătate a anilor nouăzeci discuri cu o capacitate mai mare de densitate extinsă (ED) 2,88 MB, precum și aparent promițătorul disc floptic magneto-optic de 25 MB, SuperDisk 120-240 MB și HiFD 150-240 MB nu au făcut au succes pe piață.

De ce era nevoie de depozitare

Conform sondajului IDC Perspectives, stocarea datelor se situează pe locul al doilea printre cheltuielile IT și reprezintă aproximativ 23% din toate cheltuielile. Potrivit The InfoPro, Wave 11 „Compania medie din Fortune 1000 a crescut cu peste 50% din costurile de stocare pe an”.

Conform opiniei generale a analiștilor, volumul de informații stocate și procesate crește în fiecare minut în organizațiile din întreaga lume. Informațiile unice devin din ce în ce mai scumpe, volumul său crește de multe ori în fiecare an, iar stocarea necesită costuri. Având în vedere acest lucru, organizațiile se străduiesc nu numai să modeleze dezvoltarea infrastructurii de stocare, ci și să caute oportunități de îmbunătățire și creștere a eficienței economice a stocării: reducerea consumului de energie, costurile serviciilor, costul total de deținere și achiziționarea copiilor de rezervă și sisteme de stocare.

Creșterea volumelor de date, cerințele crescute pentru fiabilitatea stocării și viteza de acces la date fac necesară alocarea facilităților de stocare într-un subsistem separat al complexului de calcul (VC). Capacitatea de a accesa și gestiona date este o condiție prealabilă pentru executarea proceselor de afaceri. Pierderea irecuperabilă a datelor reprezintă o amenințare serioasă pentru afacerea dvs. Resursele de calcul pierdute pot fi restaurate, iar datele pierdute, în absența unui sistem de backup bine conceput și implementat, nu mai pot fi restaurate.

Există o dezvoltare semnificativă a necesității nu numai pentru achiziționarea de sisteme de stocare de către clienții corporativi, ci și pentru contabilitate strictă, audit și monitorizare a utilizării resurselor costisitoare. Nu este nimic mai rău decât oprirea proceselor de afaceri din cauza incapacității de a obține în timp util datele necesare (sau pierderea completă a acestora), iar acest lucru poate atrage consecințe ireversibile.

Factori care contribuie la dezvoltarea stocării

Principalul factor a fost creșterea concurenței și complicarea naturii acesteia pe toate segmentele pieței. În Europa de Vest, aceste fenomene au putut fi observate înainte și în Europa de Est - în ultimii cinci ani. În urmă cu cinci ani, un operator de telefonie mobilă avea 25-25 de milioane de cartele SIM înregistrate, iar astăzi are 50-70 de milioane. Astfel, aproape fiecare rezident al țării primește comunicații mobile de la aceste companii și există și operatori regionali. Iată nivelul real al concurenței: nu mai rămâne nimeni pe piață care să nu aibă telefon mobil. Iar acum operatorii nu pot crește pe scară largă prin vânzarea produselor lor către cei care nu au încă produse similare. Au nevoie de clienți care lucrează cu concurenții și trebuie să-și dea seama cum să-i obțină. Trebuie să le înțelegem comportamentul, ceea ce vor. Pentru a extrage informații utile din datele disponibile, trebuie să le introduceți într-un depozit.

Un alt factor este apariția multor companii de pe piață care își oferă soluțiile pentru a susține afacerea întreprinderilor: ERP, sisteme de facturare, sisteme de asistență pentru decizii etc. Toate acestea vă permit să colectați date detaliate de o natură foarte diferită în volume imense. . Dacă organizația dvs. are o infrastructură IT puternică, aceste date pot fi reunite și analizate.

Următorul factor este tehnologic. Până la un timp, furnizorii de aplicații au dezvoltat independent diferite versiuni ale soluțiilor lor pentru diferite platforme de servere sau au oferit soluții open source. O tendință tehnologică importantă pentru industrie a devenit crearea de platforme adaptabile pentru rezolvarea diferitelor probleme analitice, care includ componenta hardware și SGBD. Utilizatorilor nu le mai pasă cine a creat procesorul sau memoria RAM pentru computerul lor - văd stocarea datelor ca un fel de serviciu. Și aceasta este o schimbare majoră în conștiință.

Tehnologii care permit utilizarea depozitelor de date pentru a optimiza procesele operaționale de afaceri aproape în timp real, nu numai pentru analiști și manageri de top, dar și pentru angajații front office, în special pentru angajații birourilor de vânzări și centrelor de contact. Luarea deciziilor este delegată angajaților la treptele inferioare ale scării corporative. Rapoartele de care au nevoie sunt de obicei simple și concise, dar necesită multe dintre ele, iar timpul de formare ar trebui să fie scurt.

Domeniul de stocare

Depozitele de date tradiționale sunt omniprezente. Acestea sunt concepute pentru a genera rapoarte care să ajute la rezolvarea a ceea ce s-a întâmplat în companie. Cu toate acestea, acesta este primul pas, baza.

Nu este suficient ca oamenii să știe ce s-a întâmplat, vor să înțeleagă de ce s-a întâmplat. Folosește instrumente de business intelligence pentru a vă ajuta să înțelegeți ce spun datele.

Aceasta este urmată de utilizarea trecutului pentru a prezice viitorul, construind modele predictive: ce clienți vor rămâne și care vor pleca; ce produse vor avea succes și care vor avea succes etc.

Unele organizații se află deja în stadiul în care depozitele de date încep să fie utilizate pentru a înțelege ce se întâmplă astăzi în afaceri. Prin urmare, următorul pas este „activarea” sistemelor frontale cu soluții bazate pe date, adesea automat.

Volumele de informații digitale cresc ca o avalanșă. În sectorul corporativ, această creștere este determinată, pe de o parte, de o reglementare mai strictă și de cerința de a păstra tot mai multe informații legate de desfășurarea activității. Pe de altă parte, creșterea concurenței necesită informații din ce în ce mai precise și detaliate despre piață, clienți, preferințele acestora, comenzi, acțiunile concurenților etc.

În sectorul public, creșterea volumului de date stocate susține tranziția pe scară largă la fluxul de documente electronice interdepartamentale și crearea resurselor analitice departamentale, care se bazează pe o varietate de date primare.

Un val la fel de puternic este creat de utilizatorii obișnuiți care își postează fotografiile, videoclipurile pe Internet și schimbă activ conținut multimedia pe rețelele sociale.

Cerințe de depozitare

În 2008, grupul de companii TIM a realizat un sondaj în rândul clienților pentru a afla ce caracteristici sunt cele mai importante pentru ei atunci când aleg sistemele de stocare. Primele poziții au fost luate de calitatea și funcționalitatea soluției propuse. În același timp, calcularea costului total de proprietate pentru un consumator rus nu este un fenomen tipic. Clienții adesea nu înțeleg pe deplin ce costuri sunt așteptate, de exemplu, costul închirierii și echipării spațiilor, electricității, aerului condiționat, instruirii și salariilor personalului calificat etc.

Atunci când este nevoie să achiziționați sisteme de stocare, maximul estimat de cumpărător pentru el însuși este costurile directe care trec prin departamentul de contabilitate pentru achiziționarea acestui echipament. Cu toate acestea, prețul din punct de vedere al importanței a fost pe locul nouă din zece. Desigur, clienții iau în calcul posibilele dificultăți asociate întreținerii echipamentelor. Acestea sunt de obicei evitate prin pachete de asistență cu garanție extinsă, care sunt de obicei oferite în proiecte.

Fiabilitate și rezistență. Sistemul de stocare oferă redundanță totală sau parțială a tuturor componentelor - surse de alimentare, căi de acces, module procesor, discuri, cache etc. Este imperativ să existe un sistem de monitorizare și avertizare cu privire la problemele posibile și existente.

Disponibilitatea datelor. Este prevăzut cu funcții bine conservate de păstrare a integrității datelor (folosind tehnologia RAID, crearea copiilor complete și instantanee ale datelor într-un rack de discuri, replicarea datelor într-un sistem de stocare la distanță etc.) și capacitatea de a adăuga (actualiza) hardware și software în modul fierbinte fără a opri complexul;

Facilități de management și control. Gestionarea stocării se realizează prin interfața web sau linia de comandă, există funcții de monitorizare și mai multe opțiuni pentru a notifica administratorul despre probleme. Sunt disponibile tehnologii de diagnosticare a performanțelor bazate pe hardware.

Performanţă. Acesta este determinat de numărul și tipul de unități, de cantitatea de memorie cache, de puterea de procesare a subsistemului procesorului, de numărul și tipul de interfețe interne și externe, precum și de personalizarea flexibilă și capacitățile de configurare.

Scalabilitate.În sistemele de stocare, există de obicei posibilitatea creșterii numărului de discuri, a cantității de memorie cache, a actualizărilor hardware și a extinderii funcționalității utilizând software special. Toate operațiunile de mai sus sunt efectuate fără reconfigurări semnificative și pierderi de funcționalitate, ceea ce permite economisirea și abordarea flexibilă a proiectării infrastructurii IT.

Tipuri de depozitare

Sisteme de stocare pe disc

Acestea sunt utilizate pentru lucrări operaționale cu date, precum și pentru crearea de copii de rezervă intermediare.

Există următoarele tipuri de sisteme de stocare pe disc:

• Stocare pentru date de producție (hardware performant);
• Stocare pentru copii de rezervă (biblioteci de discuri);
• Sistem de stocare pentru stocarea pe termen lung a arhivelor (sisteme CAS).

Stocarea benzii

Conceput pentru a crea copii de rezervă și arhive.

Există următoarele tipuri de sisteme de stocare a benzii:

• unități separate;
• Încărcătoare automate (o unitate și mai multe sloturi pentru bandă);
• biblioteci de benzi (mai multe unități, multe sloturi pentru benzi).

Opțiuni de conectare la stocare

Diferite interfețe interne sunt utilizate pentru a conecta dispozitive și hard disk-uri în același spațiu de stocare:

Cele mai comune interfețe de stocare externe:

Interfața populară Infiniband Cluster este acum utilizată și pentru accesul la stocare.

Opțiuni de topologie de stocare

Abordarea tradițională a stocării datelor este de a conecta direct serverele la stocarea directă atașată, stocarea DAS (Direct Attached Storage). În plus față de stocarea directă atașată, DAS, există dispozitive de stocare atașate la rețea - NAS (Network Attached Storage), precum și componente de rețea de zonă de stocare - SAN (Storage Area Networks). Ambele sisteme NAS și SAN au apărut ca o alternativă la arhitectura Direct Attached Storage, DAS. Mai mult, fiecare soluție a fost dezvoltată ca răspuns la cerințele în creștere pentru sistemele de stocare a datelor și s-a bazat pe utilizarea tehnologiilor disponibile în acel moment.

Arhitecturile de stocare în rețea au fost dezvoltate în anii 1990 pentru a aborda deficiențele majore ale stocării directe atașate, DAS. În general, soluțiile de rețea de stocare au avut trei obiective: reducerea costului și complexității gestionării datelor, reducerea traficului LAN și îmbunătățirea disponibilității datelor și a performanței generale. Procedând astfel, arhitecturile NAS și SAN abordează diferite aspecte ale problemei comune. Rezultatul este coexistența simultană a două arhitecturi de rețea, fiecare cu propriile sale avantaje și funcționalitate.

Sisteme de stocare direct atașate (DAS)

Hardware și software RAID

Piața rusă de stocare

În ultimii ani, piața rusă de stocare s-a dezvoltat și a crescut cu succes. Astfel, la sfârșitul anului 2010, veniturile producătorilor de sisteme de stocare vândute pe piața rusă au depășit 65 de milioane de dolari, ceea ce reprezintă 25% mai mult decât în ​​al doilea trimestru al aceluiași an și cu 59% mai mult decât în ​​2009. Capacitatea totală de stocare vândută a fost de aproximativ 18 mii de terabyți, ceea ce reprezintă un indicator al creșterii cu peste 150% pe an.

Principalele etape ale proiectelor de creare a depozitelor de date

Un depozit de date este o entitate foarte complexă. Una dintre condițiile principale pentru crearea sa este disponibilitatea specialiștilor competenți care înțeleg ce fac - nu numai din partea furnizorului, ci și din partea clientului. Consumul de stocare devine o parte integrantă a implementării soluțiilor complexe de infrastructură. De regulă, vorbim despre o investiție impresionantă de 3-5 ani, iar clienții se așteaptă ca pe toată durata de viață a sistemului să îndeplinească pe deplin cerințele afacerii.

Mai mult, este necesar să dețineți tehnologiile pentru crearea depozitelor de date. Dacă ați început să construiți un depozit și să dezvoltați un model logic pentru acesta, atunci ar trebui să aveți un vocabular care să definească toate conceptele de bază. Chiar și concepte banale precum „client” și „produs” au sute de definiții. Numai după ce vă faceți o idee despre ceea ce înseamnă acești termeni sau aceia într-o anumită organizație, puteți determina sursele datelor necesare care ar trebui încărcate în depozit.

Acum puteți începe să vă creați modelul de date logice. Aceasta este o etapă critică în proiect. Este necesar să se ajungă la un acord de la toți participanții la proiectul de creare a unui depozit de date cu privire la relevanța acestui model. La finalizarea acestei lucrări, devine clar de ce are nevoie clientul cu adevărat. Și numai atunci are sens să vorbim despre aspecte tehnologice, de exemplu, despre dimensiunea stocării. Clientul se confruntă cu un model de date gigant care conține mii de atribute și relații.

Rețineți că un depozit de date nu ar trebui să fie o jucărie pentru departamentul IT și un obiect de cost pentru afacere. În primul rând, depozitul de date trebuie să ajute clienții să-și rezolve cele mai critice probleme. De exemplu, ajutați companiile de telecomunicații să prevină scurgerile clienților. Pentru a rezolva problema, trebuie să completați anumite piese dintr-un model de date mare, iar apoi vă ajutăm să selectați aplicațiile care vă vor ajuta să rezolvați această problemă. Acestea pot fi aplicații foarte simple, cum ar fi Excel. Primul pas este să încercați să rezolvați problema de bază cu aceste instrumente. Încercarea de a umple întregul model simultan, folosind toate sursele de date, ar fi o mare greșeală. Datele din surse trebuie analizate cu atenție pentru a asigura calitatea acestora. După rezolvarea cu succes a unuia sau a două probleme critice, timp în care a fost asigurată calitatea surselor de date necesare pentru aceasta, puteți începe să rezolvați următoarele probleme, completând treptat alte fragmente ale modelului de date, precum și utilizând completarea anterioară fragmente.

O altă problemă serioasă este modernizarea sistemelor de stocare. Adesea, sistemele de stocare achiziționate în urmă cu trei până la cinci ani nu mai pot face față volumelor în creștere de date și cerințelor privind viteza de acces la acestea, astfel încât se achiziționează un nou sistem către care datele sunt transferate de la precedent. Practic, clienții plătesc din nou pentru cantitatea de stocare necesară pentru a găzdui datele și, în plus, suportă costul instalării unui nou sistem de stocare și al transferului de date către acesta. În același timp, vechile sisteme de stocare, de regulă, nu sunt încă atât de învechite încât să fie complet abandonate, astfel încât clienții încearcă să le adapteze pentru alte sarcini.

2009

Evoluția rapidă introduce anual schimbări majore în principalele tendințe în dezvoltarea stocării. Așadar, în 2009, accentul a fost pus pe capacitatea de a aloca resurse din punct de vedere economic (Thin Provisioning), ultimii ani fiind marcați de activitatea sistemelor de stocare în „nori”. Gama de sisteme oferite este diversă: un număr imens de modele prezentate, diverse opțiuni și combinații de soluții de la entry-level la clasa Hi-End, soluții la cheie și asamblare componentă folosind cele mai moderne soluții de umplere, software și hardware din limba rusă producători.

Unitatea de reducere a costurilor infrastructurii IT necesită un echilibru constant între costul resurselor de stocare și valoarea datelor stocate pe acestea într-un moment dat. Experții din centrele de date sunt ghidați nu numai de abordările ILM și DLM, ci și de nivelarea practicilor de stocare a datelor pentru a decide cum să aloce cel mai eficient resursele pe software și hardware. Fiecărei unități de informații care urmează să fie procesată și stocată i se atribuie anumite valori. Acestea includ gradul de accesibilitate (viteza cu care sunt furnizate informațiile), importanța (costul pierderii datelor în cazul unei defecțiuni hardware și software), perioada prin care informațiile trec la etapa următoare.

Un exemplu de divizare a sistemelor de stocare în conformitate cu cerințele pentru stocarea și prelucrarea informațiilor utilizând metoda de stocare a datelor pe niveluri.

În același timp, cerințele pentru performanța sistemelor tranzacționale au crescut, ceea ce implică o creștere a numărului de discuri din sistem și, în consecință, alegerea sistemelor de stocare de o clasă superioară. Ca răspuns la această provocare, producătorii au echipat sisteme de stocare cu noi unități în stare solidă care depășesc performanțele anterioare în performanță de peste 500 de ori în operațiuni de citire-scriere „scurte” (tipice pentru sistemele tranzacționale).

Popularizarea paradigmei cloud a contribuit la creșterea cerințelor de performanță și fiabilitate a stocării, întrucât, în cazul unei eșecuri sau pierderi de date, vor suferi mai mult de unul sau două servere conectate direct - va exista o refuzare a serviciului pentru toți utilizatorii cloud . În virtutea aceleiași paradigme, a existat o tendință spre federarea dispozitivelor de la diferiți producători. Creează un grup de resurse la cerere, cu capacitatea de a muta dinamic aplicații și date între site-uri dispersate geografic și furnizori de servicii.

O schimbare definitivă a fost observată în 2011 în domeniul managementului Big Data. Anterior, astfel de proiecte se aflau în stadiul de discuție, dar acum s-au mutat în stadiul de implementare, mergând tot drumul de la vânzare la implementare.

Există o descoperire pe piață, care sa întâmplat deja pe piața serverelor și, posibil, deja în 2012 vom vedea sisteme de stocare care acceptă deduplicarea și tehnologia Over Subscribing în segmentul de masă. Ca urmare, la fel ca în cazul virtualizării serverului, aceasta va oferi o utilizare pe scară largă a capacității de stocare.

Dezvoltarea ulterioară a optimizării stocării va fi îmbunătățirea metodelor de compresie a datelor. Pentru datele nestructurate, care reprezintă 80% din volumul total, raportul de compresie poate atinge mai multe ordine de mărime. Acest lucru va reduce semnificativ costul unitar de stocare pentru SSD-urile moderne.

Andrey Zakharov, Sistemele de stocare a datelor de bază și caracteristicile acestora

Upgrade Magazine4_08_05

Direct Attached Storage Systems (DAS) implementează cel mai cunoscut tip de conexiune. Când utilizați DAS, serverul are o conexiune personală cu sistemul de stocare și este aproape întotdeauna singurul utilizator al dispozitivului. În acest caz, serverul primește bloc de acces la sistemul de stocare a datelor, adică accesează blocurile de date direct.

Sistemele de stocare de acest tip sunt destul de simple și de obicei ieftine. Dezavantajul metodei de conexiune directă este distanța mică între server și dispozitivul de stocare. Interfața tipică DAS este SAS.

Stocare atașată în rețea (NAS)

Sistemele de stocare conectate la rețea (NAS), cunoscute și sub numele de servere de fișiere, furnizează resursele de rețea clienților din rețea sub formă de fișiere partajate sau puncte de montare a directorului. Clienții folosesc protocoale de acces la fișierele de rețea, cum ar fi SMB (cunoscut anterior ca CIFS) sau NFS. Serverul de fișiere, la rândul său, folosește protocoale de acces de bloc la stocarea sa internă pentru a procesa cererile clienților pentru fișiere. Deoarece NAS funcționează printr-o rețea, stocarea poate fi foarte departe de clienți. Multe sisteme de stocare conectate la rețea oferă funcții suplimentare, cum ar fi imagini de stocare, deduplicare sau compresie de date și altele.

Rețea de stocare (SAN)

O rețea de stocare (SAN) permite clienților să blocheze accesul la date printr-o rețea (cum ar fi Fibre Channel sau Ethernet). Dispozitivele de pe un SAN nu aparțin unui singur server, dar pot fi utilizate de toți clienții din rețeaua de stocare. Este posibil să împărțiți spațiul pe disc în volume logice care sunt alocate serverelor gazdă separate. Aceste volume sunt independente de componentele SAN și de amplasarea lor. Clienții accesează depozitul de date utilizând un tip de acces de bloc, la fel ca o conexiune DAS, dar din moment ce SAN utilizează o rețea, dispozitivele de stocare pot fi localizate departe de clienți.

În prezent, arhitecturile SAN utilizează protocolul SCSI (Small Computer System Interface) pentru a transmite și primi date. Fibre Channel (FC) SAN încapsulează protocolul SCSI în cadre Fibre Channel. SAN-urile care utilizează iSCSI (Internet SCSI) folosesc pachete SCSI TCP / IP ca transport. Fibre Channel over Ethernet (FCoE) încapsulează protocolul Fibre Channel în pachete Ethernet utilizând relativ noua tehnologie Data Center Bridging (DCB), care aduce un set de îmbunătățiri Ethernet-ului tradițional și poate fi acum implementat pe o infrastructură de 10GbE. Deoarece fiecare dintre aceste tehnologii permite aplicațiilor să acceseze stocarea datelor folosind același protocol SCSI, devine posibil să le folosim pe toate într-o companie sau să migram de la o tehnologie la alta. Aplicațiile care rulează pe server nu pot distinge FC, FCoE, iSCSI sau chiar DAS de SAN.

Există o mulțime de discuții despre alegerea FC sau iSCSI pentru construirea unui SAN. Unele companii se concentrează pe costul redus al implementării SAN iSCSI inițiale, în timp ce altele aleg fiabilitatea și disponibilitatea ridicată a SAN-urilor Fibre Channel. Deși soluțiile iSCSI low-end sunt mai puțin costisitoare decât Fibre Channel, deoarece performanța și fiabilitatea SAN iSCSI cresc, avantajul costurilor dispare. În același timp, există unele implementări FC care sunt mai ușor de utilizat decât majoritatea soluțiilor iSCSI. Prin urmare, alegerea unei anumite tehnologii depinde de cerințele afacerii, infrastructura existentă, expertiză și buget.

Majoritatea organizațiilor mari care utilizează SAN-uri aleg Fiber Channel. Aceste companii necesită în mod obișnuit o tehnologie dovedită, au nevoie de un randament ridicat și au bugetul pentru a cumpăra cele mai fiabile și mai productive echipamente. De asemenea, au personal care să gestioneze SAN. Unele dintre aceste companii intenționează să investească în continuare în infrastructura Fibre Channel, în timp ce altele investesc în soluții iSCSI, în special 10GbE, pentru serverele lor virtualizate.

Companiile mai mici au mai multe șanse să aleagă iSCSI din cauza barierelor de intrare cu costuri reduse, în timp ce sunt în continuare capabile să extindă mai mult SAN-ul. Soluțiile ieftine utilizează de obicei tehnologia 1GbE; Soluțiile de 10 GbE sunt semnificativ mai scumpe și, în general, nu sunt considerate SAN-uri entry-level.

Stocare unificată

Unified Storage combină tehnologiile NAS și SAN într-o singură soluție integrată. Aceste depozite versatile permit atât blocarea, cât și accesul la fișiere la resursele partajate și sunt mai ușor de gestionat cu software de gestionare centralizată.

Dacă serverele sunt dispozitive universale care funcționează, în majoritatea cazurilor,
- fie funcția serverului de aplicații (când sunt executate programe speciale pe server și sunt în curs calcule intensive),
- fie funcția unui server de fișiere (adică un loc pentru stocarea centralizată a fișierelor de date)

apoi DSS (Data Storage Systems) sunt dispozitive special concepute pentru a îndeplini astfel de funcții de server precum stocarea datelor.

Nevoia de a achiziționa sisteme de stocare
apare de obicei în întreprinderi destul de mature, adică cei care se gândesc la cum
- stochează și gestionează informații, cel mai valoros activ al companiei
- asigura continuitatea activității și protecția împotriva pierderilor de date
- să crească adaptabilitatea infrastructurii IT

Stocare și virtualizare
Concurența îi obligă pe IMM-uri să lucreze mai eficient, fără perioade de nefuncționare și cu o eficiență ridicată. Modelele de producție, planurile tarifare și tipurile de servicii se schimbă tot mai des. Întreaga afacere a companiilor moderne este „legată” de tehnologia informației. Nevoile de afaceri se schimbă rapid și se reflectă instantaneu în IT - cerințele privind fiabilitatea și adaptabilitatea infrastructurii IT sunt în creștere. Virtualizarea oferă aceste capabilități, dar necesită sisteme de stocare ieftine, ușor de întreținut.

Clasificarea stocării după tipul de conexiune

DAS... Primele matrice de discuri au fost conectate la servere prin SCSI. În același timp, un server ar putea funcționa cu o singură matrice de discuri. Aceasta este o conexiune DAS (Direct Attached Storage).

NAS... Pentru o organizare mai flexibilă a structurii centrului de date - astfel încât fiecare utilizator să poată utiliza orice sistem de stocare - este necesar să conectați sistemul de stocare la o rețea locală. Acesta este NAS - Network Attached Storage). Dar schimbul de date între server și sistemul de stocare este de multe ori mai intens decât între client și server, prin urmare, în această versiune, au existat dificultăți obiective asociate cu lățimea de bandă a rețelei Ethernet. Și din punct de vedere al securității, nu este pe deplin corect să afișați sistemele de stocare către o rețea partajată.

SAN... Dar puteți crea propria rețea separată, de mare viteză, între servere și sisteme de stocare. Această rețea a fost numită SAN (Network Area Network). Performanța de mare viteză este asigurată de faptul că mediul de transmisie fizic de acolo este optic. Adaptoarele speciale (HBA) și comutatoarele optice FC asigură transferul de date la 4 și 8Gbit / s. Fiabilitatea unei astfel de rețele a fost sporită de redundanța (duplicarea) canalelor (adaptoare, comutatoare). Principalul dezavantaj este prețul ridicat.

iSCSI... Odată cu apariția tehnologiilor Ethernet 1Gbit / s și 10Gbit / s ieftine, optica 4Gbit / s nu mai arată atât de atractivă, mai ales având în vedere prețul. Prin urmare, din ce în ce mai des, protocolul iSCSI (Internet Small Computer System Interface) este utilizat ca mediu SAN. Un SAN iSCSI poate fi construit pe orice fundație fizică suficient de rapidă care acceptă IP.

Clasificarea sistemelor de stocare a datelor după domeniul de aplicare:

Clasă	Descriere
personal	Cel mai adesea, acestea sunt un hard disk obișnuit de 3,5 "sau 2,5" sau 1,8 ", plasat într-o carcasă specială și echipat cu interfețe USB și / sau FireWire 1394 și / sau Ethernet și / sau eSATA. Astfel, avem un dispozitiv portabil care poate fi conectat la un computer / server și poate acționa ca un dispozitiv de stocare extern. Uneori, pentru comoditate, accesul wireless, imprimanta și porturile USB sunt adăugate la dispozitiv.
mic grup de lucru	De obicei, acesta este un dispozitiv staționar sau portabil, în care puteți instala mai multe hard disk-uri SATA (cel mai adesea de la 2 la 5), ​​conectabile la cald sau nu, cu o interfață Ethernet. Discurile pot fi organizate în matrici - RAID de diferite niveluri pentru a obține fiabilitate de stocare ridicată și viteză de acces. Sistemul de stocare are un sistem de operare specializat, de obicei bazat pe Linux și vă permite să diferențiați nivelul de acces după numele de utilizator și parola, să organizați cote de spațiu pe disc etc. Astfel de sisteme de stocare sunt potrivite pentru grupuri de lucru mici ca înlocuitor pentru servere de fișiere.
grup de lucru	Dispozitiv montabil în rack de 19 ", care poate găzdui 12-24 de hard disk-uri SATA sau SAS HotSwap. Are interfață Ethernet externă și / sau iSCSI. Unitățile sunt organizate în tablouri - RAID pentru a obține fiabilitate ridicată a stocării și viteză de acces. vine cu software specializat care vă permite să diferențiați nivelul de acces, să organizați cote pentru spațiul pe disc, să organizați BackUp (backup de informații) etc. Astfel de sisteme de stocare sunt potrivite pentru întreprinderi mijlocii și mari și sunt utilizate împreună cu unul sau mai multe servere.
afacere	Un dispozitiv staționar sau de 19 "cu suport pentru rack, care poate conține până la sute de unități de disc. În plus față de clasa anterioară, sistemele de stocare pot avea capacitatea de a extinde, actualiza și înlocui componentele fără a opri sistemul sau sistemul de monitorizare. Software-ul poate accepta „instantanee” și alte funcții „avansate”. Aceste sisteme de stocare sunt potrivite pentru întreprinderile mari și oferă o fiabilitate sporită, viteză și protecție a datelor critice.
întreprindere de ultimă generație	În plus față de clasa anterioară, stocarea poate suporta mii de hard disk-uri. Astfel de sisteme de depozitare ocupă câteva dulapuri de 19 ", greutatea totală atingând câteva tone. Sistemele de stocare sunt proiectate pentru funcționare non-stop cu cel mai înalt grad de fiabilitate, stocând date importante din punct de vedere strategic la nivel de stat / corporație.

Istoria problemei.

Primele servere au combinat toate funcțiile într-un singur caz (cum ar fi computerele) - atât computer (server de aplicații), cât și stocare de date (server de fișiere). Dar pe măsură ce cererea de putere de calcul a crescut pe de o parte și pe măsură ce cantitatea de date procesate a crescut pe de altă parte, a devenit pur și simplu incomod să plasăm totul într-un singur caz. S-a dovedit a fi mai eficient pentru a muta matricele de discuri în carcase separate. Dar apoi a apărut întrebarea conectării matricei de discuri la server. Primele tablouri de discuri au fost conectate la servere prin SCSI. Dar, în acest caz, un server ar putea funcționa cu o singură matrice de discuri. Oamenii doreau o organizare mai flexibilă a structurii centrului de date - astfel încât orice server să poată utiliza orice sistem de stocare. Conectarea directă a tuturor dispozitivelor la o rețea locală și organizarea schimbului de date prin Ethernet este, desigur, o soluție simplă și universală. Dar schimbul de date între servere și sisteme de stocare este de multe ori mai intens decât între clienți și servere, prin urmare, în această variantă (NAS - vezi mai jos), au existat dificultăți obiective asociate cu lățimea de bandă a rețelei Ethernet. A apărut ideea de a crea o rețea separată de mare viteză între servere și sisteme de stocare. Această rețea a fost numită SAN (vezi mai jos). Este similar cu Ethernet, cu excepția faptului că mediul de transmisie fizic este optica. Există, de asemenea, adaptoare (HBA) care sunt instalate pe servere și switch-uri (optice). Standarde de viteză de transfer optic de date - 4Gbit / s. Odată cu apariția tehnologiilor Ethernet 1Gbit / s și 10Gbit / s, precum și a protocolului iSCSI, Ethernet este din ce în ce mai utilizat ca mediu SAN.

Acest articol se va concentra pe sistemele de stocare entry-level și mid-range și pe tendințele care apar în industrie astăzi. Pentru comoditate, vom apela sisteme de stocare a datelor.

În primul rând, ne vom gândi puțin la terminologia și bazele tehnologice ale stocării autonome, apoi vom trece la noi produse și la discuții despre progresele moderne din diverse grupuri de tehnologie și marketing. De asemenea, vă vom spune de ce aveți nevoie de sisteme de un tip sau altul și cât de eficientă este utilizarea lor în diferite situații.

Subsisteme de discuri independente

Pentru a înțelege mai bine caracteristicile unităților autonome, să ne oprim puțin asupra uneia dintre tehnologiile mai simple pentru construirea sistemelor de stocare a datelor - tehnologia orientată pe magistrală. Acesta prevede utilizarea unei carcase de disc și a unui controler PCI RAID.

Figura 1. Tehnologie de stocare orientată pe magistrală

Astfel, între discuri și magistrala PCI gazdă (din limba engleză. Gazdă- în acest caz, un computer autonom, de exemplu un server sau o stație de lucru) există un singur controler, care determină în mare măsură viteza sistemului. Unitățile construite pe acest principiu sunt cele mai productive. Dar, datorită caracteristicilor arhitecturale, utilizarea lor practică, cu excepția cazurilor rare, este limitată la configurații cu o singură gazdă.

Dezavantajele arhitecturii unității orientate pe magistrală includ:

• utilizare eficientă numai în configurații cu o singură gazdă;
• dependență de sistemul de operare și platformă;
• scalabilitate limitată;
• oportunități limitate pentru organizarea sistemelor tolerante la defecțiuni.

Bineînțeles, toate acestea nu contează dacă datele sunt necesare pentru un server sau o stație de lucru. Dimpotrivă, într-o astfel de configurație veți obține performanța maximă pentru banii minimi. Dar dacă aveți nevoie de un sistem de stocare pentru un centru de date mare sau chiar de două servere care au nevoie de aceleași date, o arhitectură orientată pe magistrală este complet inadecvată. Dezavantajele acestei arhitecturi sunt evitate de arhitectura subsistemelor de disc autonome. Principiul de bază al construcției sale este destul de simplu. Controlerul care controlează sistemul este mutat de la computerul gazdă la carcasa unității, oferind o operație independentă de gazdă. Trebuie remarcat faptul că un astfel de sistem poate avea un număr mare de canale I / O externe, ceea ce face posibilă conectarea la sistem a mai multor calculatoare sau chiar a multor computere.

Figura 2. Sistem de stocare autonom

Orice sistem de stocare inteligent este format din cod hardware și software. Într-un sistem autonom, există întotdeauna memorie, care stochează programul de algoritmi pentru funcționarea sistemului în sine și elementele de procesare care procesează acest cod. Un astfel de sistem funcționează indiferent cu ce sisteme gazdă este asociat. Datorită inteligenței lor, unitățile independente implementează adesea independent multe dintre funcțiile de securitate și de gestionare a datelor. Una dintre cele mai importante funcții de bază și aproape omniprezente este RAID (Redundant Array of Independent Disks). Un altul, care aparține deja sistemelor mid și high-end, este virtualizarea. Oferă funcții precum copierea instantanee sau backupul de la distanță, precum și alți algoritmi destul de sofisticați.

Pe scurt despre SAS, NAS, SAN

Ca parte a considerării sistemelor autonome de stocare a datelor, este imperativ să ne oprim asupra modului în care sistemele gazdă accesează unitățile. Acest lucru determină în mare măsură domeniul de utilizare și arhitectura internă a acestora.

Există trei opțiuni principale pentru organizarea accesului la unități:

• SAS (Server Attached Storage) - o unitate atașată la server [al doilea nume este DAS (Direct Attached Storage) - o unitate atașată direct];
• NAS (Network Attached Storage) - un dispozitiv de stocare conectat la o rețea;
• SAN (Storage Area Network) este o rețea de stocare.

Am scris deja despre tehnologiile SAS / DAS, NAS și SAN în articolul dedicat SAN-ului, dacă cineva este interesat de aceste informații, vă recomandăm să consultați paginile iXBT. Dar, totuși, să reîmprospătăm puțin materialul, cu accent pe utilizarea practică.

SAS / DAS- Aceasta este o metodă tradițională de conectare destul de simplă, care implică conectarea directă (de aici și DAS) a sistemului de stocare la unul sau mai multe sisteme gazdă printr-o interfață de canal de mare viteză. Adesea, în astfel de sisteme, aceeași interfață este utilizată pentru a conecta unitatea la gazdă care este utilizată pentru a accesa discurile interne ale sistemului gazdă, ceea ce oferă în general performanțe ridicate și o conexiune ușoară.

Sistemul SAS poate fi recomandat pentru utilizare în cazul în care este necesară procesarea de mare viteză a unor cantități mari de date pe unul sau mai multe sisteme gazdă. Acesta, de exemplu, poate fi un server de fișiere, o stație grafică sau un sistem de cluster de failover format din două noduri.

Figura 3. Sistem clusterizat cu stocare partajată

NAS- o unitate conectată la rețea și care oferă acces la fișiere (notă - fișier, nu bloc) la date pentru sistemele gazdă de pe LAN / WAN. Clienții care lucrează cu NAS utilizează de obicei protocoalele NSF (Network File System) sau CIFS (Common Internet File System) pentru a accesa datele. NAS interpretează comenzile protocoalelor de fișiere și execută cererea către unitățile de disc în conformitate cu protocolul de canal utilizat în acesta. De fapt, arhitectura NAS este evoluția serverelor de fișiere. Principalul avantaj al unei astfel de soluții este viteza de implementare și calitatea organizării accesului la fișiere, datorită specializării și focalizării restrânse.

Pe baza celor de mai sus, NAS poate fi recomandat pentru utilizare dacă aveți nevoie de acces la rețea la fișiere și factori suficient de importanți sunt: ​​simplitatea soluției (care este de obicei un fel de garant de calitate) și ușurința întreținerii și instalării... Un exemplu excelent în acest sens este utilizarea unui NAS ca server de fișiere într-un birou mic al companiei, unde ușurința instalării și administrării este importantă. Dar, în același timp, dacă aveți nevoie de acces la fișiere dintr-un număr mare de sisteme gazdă, o unitate NAS puternică, datorită unei soluții specializate sofisticate, este capabilă să ofere un schimb intensiv de trafic cu un grup imens de servere și stații de lucru la un nivel destul de ridicat. costul redus al infrastructurii de comunicații folosite (de exemplu, Gigabit Ethernet și comutatoare cu pereche torsadată de cupru).

SAN- rețea de stocare a datelor. SAN-urile utilizează de obicei blocarea accesului la date, deși rețelele de stocare pot fi conectate la dispozitive care furnizează servicii de fișiere, cum ar fi NAS. În implementările moderne ale rețelelor de stocare, protocolul Fibre Channel este cel mai des utilizat, dar în general acest lucru nu este necesar și, prin urmare, este obișnuit să se aloce o clasă separată de SAN-uri Fibre Channel (rețele de stocare bazate pe Fibre Channel).

SAN se bazează pe o rețea separată de LAN / WAN, care servește la organizarea accesului la date de la servere și stații de lucru direct implicate în procesare. Această structură face relativ ușor construirea sistemelor cu disponibilitate ridicată și cerere ridicată. În timp ce SAN-urile rămân scumpe astăzi, TCO (costul total de proprietate) pentru sistemele medii și mari construite folosind tehnologia SAN este destul de scăzut. Pentru o descriere a modalităților de reducere a TCO-ului stocării întreprinderii cu SAN-uri, consultați paginile de resurse techTarget: http://searchstorage.techtarget.com.

Astăzi, costul unităților de disc cu suport Fibre Channel, ca cea mai comună interfață pentru construirea SAN-urilor, este aproape de costul sistemelor cu interfețe tradiționale de canal cu cost redus (cum ar fi SCSI paralel). Principalele componente ale costurilor într-o rețea SAN rămân infrastructura de comunicații, precum și costul implementării și întreținerii sale. În acest sens, în cadrul SNIA și al multor organizații comerciale, se lucrează activ la tehnologiile de stocare IP, ceea ce face posibilă utilizarea unor echipamente și infrastructuri mult mai ieftine pentru rețelele IP, precum și experiența colosală a specialiștilor în acest domeniu. .

Există multe exemple de utilizare eficientă a SAN-urilor. Un SAN poate fi folosit aproape peste tot în cazul în care este necesar să se utilizeze mai multe servere cu un sistem de stocare partajat. De exemplu, pentru organizarea muncii în echipă pe date video sau prelucrarea prealabilă a produselor tipărite. Într-o astfel de rețea, fiecare participant la procesul de procesare a conținutului digital are ocazia să lucreze aproape simultan pe Terabytes de date. Sau, de exemplu, organizarea copiilor de rezervă pentru cantități mari de date care sunt utilizate de mai multe servere. Atunci când construiți un SAN și utilizați un algoritm de backup de date independent de LAN / WAN și tehnologii „instantanee”, aproape orice cantitate de informații poate fi copiată fără a compromite funcționalitatea și performanța întregului complex informațional.

Fibre Channel în SAN

Un fapt incontestabil este că astăzi FC (Fibre Channel) domină rețelele de stocare. Și dezvoltarea acestei interfețe a condus la dezvoltarea conceptului SAN în sine.

Experții cu o experiență semnificativă în dezvoltarea atât a canalelor, cât și a interfețelor de rețea au luat parte la proiectarea FC și au reușit să combine toate caracteristicile pozitive importante ale ambelor direcții. Unul dintre cele mai importante avantaje ale Fibre Channel, împreună cu parametrii de viteză (care, apropo, nu sunt întotdeauna principalii pentru utilizatorii SAN și pot fi implementați utilizând alte tehnologii) este capacitatea de a lucra pe distanțe lungi și flexibilitatea topologiei , care a ajuns la noul standard din tehnologiile de rețea ... Astfel, conceptul de construire a unei topologii a rețelei de stocare se bazează pe aceleași principii ca rețelele locale tradiționale, bazate pe hub-uri, switch-uri și routere, ceea ce simplifică foarte mult construcția configurațiilor sistemului multi-nod, inclusiv fără un singur punct de eșec.

De asemenea, este demn de remarcat faptul că Fiber Channel folosește atât fibră cât și cupru pentru transmiterea datelor. Atunci când se organizează accesul la noduri geografice îndepărtate la o distanță de până la 10 kilometri, echipamentul standard și fibra monomodă sunt utilizate pentru transmiterea semnalului. Dacă nodurile sunt separate de 10 sau chiar 100 de kilometri, se folosesc amplificatoare speciale. La construirea unor astfel de SAN-uri, parametrii care sunt destul de neconvenționali pentru sistemele de stocare a datelor sunt luați în considerare, de exemplu, viteza de propagare a semnalului în fibră.

Tendințe de stocare

Lumea stocării este extrem de diversă. Capacitățile sistemelor de stocare a datelor și costul soluțiilor sunt destul de diferențiate. Există soluții care combină capacitățile de deservire a sute de mii de cereri pe secundă la zeci și chiar sute de Terabytes de date, precum și soluții pentru un computer cu discuri IDE ieftine.

IDE RAID

Recent, capacitatea maximă a discurilor IDE a crescut enorm și depășește discurile SCSI de aproximativ două ori, iar dacă vorbim despre raportul preț pe unitate de volum, discurile IDE sunt în frunte cu mai mult de 6 ori. Acest lucru, din păcate, nu a afectat în mod pozitiv fiabilitatea discurilor IDE, dar totuși domeniul de utilizare al acestora în sistemele de stocare a datelor de sine stătătoare este inexorabil în creștere. Principalul factor al acestui proces este că cererea pentru cantități mari de date crește mai repede decât volumul de discuri simple.

În urmă cu câțiva ani, producătorii rare au decis să lanseze subsisteme independente axate pe utilizarea discurilor IDE. Astăzi sunt produse de aproape fiecare producător axat pe piața sistemelor de bază. Cel mai răspândit din clasa subsistemelor de sine stătătoare cu discuri IDE este observat în sistemele NAS de bază. La urma urmei, dacă utilizați un NAS ca server de fișiere cu o interfață Fast Ethernet sau chiar Gigabit Ethernet, atunci în majoritatea cazurilor performanța unor astfel de discuri este mai mult decât suficientă, iar fiabilitatea lor scăzută este compensată de utilizarea tehnologiei RAID.

În cazul în care accesul blocat la date este necesar la cel mai mic preț pe unitate de informații stocate, astăzi sunt utilizate în mod activ sistemele cu discuri IDE în interior și cu o interfață SCSI externă. De exemplu, pe sistemul JetStor IDE fabricat de compania americană AC&NC pentru construirea unei arhive tolerante la defecțiuni cu un volum de stocare de 10 Terabytes și posibilitatea unui acces rapid la date, costul stocării unui megabyte va fi mai mic de 0,3 cenți .

O altă tehnologie interesantă și destul de originală pe care a trebuit să o cunosc destul de recent a fost sistemul Raidsonic SR-2000 cu o interfață externă IDE paralelă.

Figura 4. IDE RAID independent la nivel de intrare

Este un sistem de discuri de sine stătător conceput pentru a utiliza două discuri IDE și este proiectat pentru a fi montat într-o carcasă de sistem gazdă. Este complet independent de sistemul de operare de pe mașina gazdă. Sistemul vă permite să organizați RAID 1 (oglindă) sau pur și simplu să copiați date de pe un disc pe altul cu discuri hot-swappable, fără nici o deteriorare sau inconvenient din partea utilizatorului computerului, ceea ce nu se poate spune despre subsistemele orientate pe magistrală construite pe Controlere PCI IDE RAID ...

Trebuie remarcat faptul că principalii producători de unități IDE au anunțat lansarea unităților de nivel mediu cu interfață Serial ATA, care va utiliza tehnologii de nivel înalt. Acest lucru ar trebui să le afecteze pozitiv fiabilitatea și să crească ponderea soluțiilor ATA în sistemele de stocare a datelor.

Ce ne va aduce Serial ATA

Primul și cel mai plăcut lucru pe care îl puteți găsi în Serial ATA este cablul. Datorită faptului că interfața ATA a devenit serială, cablul a devenit rotund și conectorul mai îngust. Dacă a trebuit să direcționați cabluri paralele IDE pe opt canale IDE de pe sistemul dvs., sunt sigur că vă va plăcea această caracteristică. Desigur, cablurile IDE rotunde există de multă vreme, dar conectorul lor a rămas încă lat și plat, iar lungimea maximă admisibilă a unui cablu ATA paralel nu este încurajatoare. Când construiți sisteme cu un număr mare de discuri, prezența unui cablu standard nu ajută deloc, deoarece cablurile trebuie realizate independent și, în același timp, așezarea lor devine aproape sarcina principală la timp în timpul asamblării.

În plus față de particularitățile sistemului de cablu, Serial ATA are alte inovații care nu pot fi implementate independent pentru versiunea paralelă a interfeței folosind un cuțit clerical și alt instrument util. Discurile cu noua interfață ar trebui să accepte în curând setul de instrucțiuni Native Command Queuing. Cu Native Command Queuing, controlerul Serial ATA analizează solicitările I / O și optimizează ordinea de execuție pentru a minimiza timpul de căutare. Similitudinea ideii Serial ATA Native Command Queuing cu organizarea comenzilor de așteptare în SCSI este destul de evidentă, totuși, pentru Serial ATA vor fi acceptate până la 32 de comenzi și nu tradițional pentru SCSI - 256. Suport nativ pentru a apărut și schimbarea la cald a dispozitivelor. Desigur, o astfel de posibilitate a existat înainte, dar punerea sa în aplicare a fost în afara domeniului de aplicare al standardului și, în consecință, nu a putut fi utilizată pe scară largă. Vorbind despre noile capabilități de mare viteză ale Serial ATA, trebuie remarcat faptul că acum nu există o mare bucurie din partea lor, dar principalul lucru aici este că pentru viitor există o Foaie de parcurs bună, care ar fi foarte dificil de implementat în cadrul cadrul ATA paralel.

Având în vedere cele de mai sus, nu există nicio îndoială că ponderea soluțiilor ATA în sistemele de stocare entry-level ar trebui să crească tocmai datorită noilor unități Serial ATA și sisteme de stocare axate pe utilizarea unor astfel de dispozitive.

Unde merge SCSI paralel

Oricine lucrează cu sisteme de stocare, chiar și cele de bază, cu greu poate spune că îi plac sistemele cu discuri IDE. Principalul avantaj al unităților ATA este prețul lor scăzut în comparație cu dispozitivele SCSI și, probabil, un nivel de zgomot mai scăzut. Și toate acestea se întâmplă dintr-un motiv simplu, deoarece interfața SCSI este mai potrivită pentru utilizarea în sistemele de stocare și, deși este mult mai ieftină decât interfața și mai funcțională - Fibre Channel, atunci discurile cu o interfață SCSI sunt produse de o calitate mai bună, mai mult fiabil și mai rapid decât cu o interfață IDE ieftină.

Mulți producători folosesc astăzi Ultra 320 SCSI, cea mai nouă interfață din familie, pentru a proiecta sisteme de stocare SCSI paralele. Odată ajuns în multe foi de parcurs, existau planuri de lansare a dispozitivelor cu o interfață SCSI Ultra 640 și chiar Ultra 1280, dar totul a mers la faptul că ceva trebuie schimbat radical în interfață. Deja acum, în stadiul utilizării Ultra 320, SCSI paralel nu se potrivește multor persoane, în principal din cauza inconvenientului utilizării cablurilor clasice.

Din fericire, a fost introdusă recent o nouă interfață Serial Attached SCSI (SAS). Noul standard va avea caracteristici interesante. Acesta combină unele dintre capacitățile Serial ATA și Fiber Channel. În ciuda acestei ciudățenii, ar trebui spus că există oarecare bun simț într-o astfel de împletire. Standardul provine din specificațiile fizice și electrice ale serialului ATA, cu îmbunătățiri precum creșterea nivelului semnalului pentru a crește lungimea cablului în consecință, creșterea adresabilității maxime a dispozitivelor. Și cel mai interesant lucru este că tehnologii promit să ofere compatibilitatea dispozitivelor Serial ATA și SAS, dar numai în următoarele versiuni ale standardelor.

Cele mai importante caracteristici ale SAS includ:

• interfață punct-la-punct;
• interfață cu două canale;
• suport pentru 4096 dispozitive din domeniu;
• set standard de comenzi SCSI;
• cablu de până la 10 metri lungime;
• Cablu cu 4 fire;
• full duplex.

Deoarece noua interfață oferă același conector miniatural ca Serial ATA, dezvoltatorii au o nouă oportunitate de a construi dispozitive mai compacte cu performanțe ridicate. Standardul SAS prevede, de asemenea, utilizarea expansoarelor. Fiecare extensor va suporta adresarea pe 64 de dispozitive, cu posibilitatea de a cascada până la 4096 dispozitive într-un domeniu. Acest lucru este cu siguranță semnificativ mai mic decât capacitățile Fiber Channel, dar pentru sistemele de stocare entry-level și mid-range, cu unități atașate direct la server, acest lucru este suficient.

În ciuda tuturor farmecelor, este puțin probabil ca Serial Attached SCSI să înlocuiască rapid interfața convențională paralelă. În lumea întreprinderilor, dezvoltarea tinde să fie mai riguroasă și să dureze mai mult decât dezvoltarea desktop. Da, și tehnologiile vechi nu dispar foarte repede, deoarece perioada pentru care se dezvoltă este, de asemenea, destul de lungă. Totuși, în anul 2004, dispozitivele cu interfață SAS ar trebui să intre pe piață. Bineînțeles, la început vor fi în principal discuri și controlere PCI, dar peste un an, sistemele de stocare a datelor vor ajunge din urmă.

Pentru o mai bună generalizare a informațiilor, vă sugerăm să vă familiarizați cu o comparație a interfețelor moderne și noi pentru sistemele de stocare a datelor sub forma unui tabel.

1 - Standardul reglementează o distanță de până la 10 km pentru fibra monomodă, există implementări de dispozitive pentru transmiterea datelor pe o distanță mai mare de 105 m.

2 - Hub-urile și unele comutatoare FC funcționează în cadrul topologiei inelului virtual virtual, există, de asemenea, multe implementări ale comutatoarelor care asigură conectivitate punct-la-punct a oricărui dispozitiv conectat la acestea.

3 - Există implementări de dispozitive cu protocoale SCSI, FICON, ESCON, TCP / I, HIPPI, VI.

4 - Faptul este că dispozitivele vor fi compatibile reciproc (aceasta este ceea ce producătorii promit să facă în viitorul apropiat). Adică, controlerele SATA vor suporta unitățile SAS, iar controlerele SAS vor suporta unitățile SATA.

Nebunie masivă NAS

Recent, a existat o fascinație masivă pentru unitățile NAS în străinătate. Faptul este că, odată cu relevanța crescândă a unei abordări orientate pe date pentru construirea sistemelor informaționale, atractivitatea specializării serverelor clasice de fișiere și formarea unei noi unități de marketing - NAS - a crescut. În același timp, experiența în construirea unor astfel de sisteme a fost suficientă pentru o pornire rapidă a tehnologiei dispozitivelor de stocare conectate la rețea, iar costul implementării lor hardware a fost extrem de redus. Astăzi, unitățile NAS sunt produse de practic toți producătorii de sisteme de stocare a datelor, printre care se numără sisteme entry-level pentru foarte puțini bani și mediu și chiar sisteme responsabile de stocarea a zeci de Terabytes de informații, capabile să proceseze un număr colosal de solicitări. Fiecare clasă de sisteme NAS are propriile sale soluții originale interesante.

NAS bazat pe PC în 30 de minute

Vrem să descriem o mică soluție inițială originală. Se poate argumenta despre valoarea practică a implementării sale, dar nu i se poate nega originalitatea.

De fapt, o unitate NAS entry-level, și nu numai una entry-level, este un computer personal destul de simplu, cu un anumit număr de discuri și software, care oferă altor membri ai rețelei acces la date la nivel de fișier. Astfel, pentru a construi un dispozitiv NAS, este suficient să luați aceste componente și să le conectați împreună. Întregul lucru este cât de bine o faceți, același acces fiabil și de înaltă calitate la date va fi primit de către grupul de lucru care lucrează cu datele la care dispozitivul dvs. oferă acces. Ținând cont de acești factori, precum și de timpul de implementare a soluției, plus unele cercetări de proiectare, se construiește o unitate NAS de bază.

Diferența dintre o soluție NAS entry-level bună cu personal auto-asamblat și personalizat din sistemul de operare ales, dacă, din nou, omite designul, va fi:

• cât de repede o veți face;
• cât de ușor poate fi menținut acest sistem de către personal necalificat;
• cât de bine va funcționa și va fi susținută această soluție.

Cu alte cuvinte, în cazul unei selecții profesionale de componente și a existenței unui anumit set de software configurat inițial, se poate obține un rezultat bun. Adevărul pare a fi banal, același lucru se poate spune despre orice sarcină care este rezolvată în conformitate cu schema soluțiilor componente gata făcute: „hardware” plus „software”.

Ce propune Compania X să facă? Se formează o listă destul de limitată de componente compatibile: plăci de bază cu toate aspectele economice integrate necesare pentru un server NAS de bază de hard disk. Cumpărați un disc FLASH cu software-ul înregistrat instalat în conectorul IDE de pe placa de bază și obțineți o unitate NAS gata pregătită. Sistemul de operare și utilitarele scrise pe acest disc, la pornire, configurează modulele necesare într-un mod adecvat. Ca urmare, utilizatorul primește un dispozitiv care poate fi controlat atât local, cât și de la distanță printr-o interfață HTML și oferă acces la unitățile de disc conectate la acesta.

Protocoale de fișiere în NAS modern

CIFS (Common Internet File System) este un protocol standard care oferă acces la fișiere și servicii pe computere la distanță (inclusiv Internet). Protocolul utilizează un model de interacțiune client-server. Clientul face o cerere către server pentru a accesa fișiere sau pentru a trimite un mesaj către un program care se află pe server. Serverul îndeplinește cererea clientului și returnează rezultatul muncii sale. CIFS este un standard deschis care a apărut pe baza Server Message Block Protocol (SMB) dezvoltat de Microsoft, dar, spre deosebire de acesta din urmă, CIFS ia în considerare posibilitatea unor perioade lungi de timp, deoarece se concentrează și pe utilizarea în rețelele distribuite . Protocolul SMB a fost utilizat în mod tradițional pe rețelele Windows LAN pentru accesarea și tipărirea fișierelor. CIFS utilizează protocolul TCP / IP pentru a transporta date. CIFS oferă funcționalități similare cu FTP (File Transfer Protocol), dar oferă clienților un control îmbunătățit (direct) asupra fișierelor. De asemenea, vă permite să partajați accesul la fișiere între clienți, utilizând blocarea și restaurarea automată a comunicării cu serverul în cazul unei defecțiuni a rețelei.

NFS (Network File System) este un standard IETF care include sistemul de fișiere distribuite și protocolul de rețea. NFS a fost dezvoltat de Sun Microsystem Computer Corporation. A fost inițial folosit doar pe sistemele UNIX, implementările ulterioare ale chat-ului client și server au devenit obișnuite și pe alte sisteme.

NFS, ca și CIFS, folosește un model de comunicare client-server. Oferă acces la fișiere de pe un computer la distanță (server) pentru scriere și citire ca și cum ar fi pe computerul utilizatorului. Versiunile anterioare ale NFS foloseau UDP pentru transportul datelor, în timp ce versiunile moderne foloseau TCP / IP. Pentru ca NFS să funcționeze pe Internet, Sun a dezvoltat protocolul WebNFS, care utilizează extensii la funcționalitatea NFS pentru funcționarea corectă a acestuia pe World Wide Web.

DAFS (sistem de fișiere cu acces direct) este un protocol standard de acces la fișiere bazat pe NFSv4. Permite aplicațiilor să transfere date ocolind sistemul de operare și spațiul său tampon direct pentru a transporta resursele, păstrând în același timp semantica inerentă sistemelor de fișiere. DAFS profită de cele mai noi tehnologii de comunicare memorie-memorie. Utilizarea acestuia asigură viteze mari de intrare / ieșire a fișierelor, încărcare minimă a procesorului și a sistemului datorită unei reduceri semnificative a numărului de operații și întreruperi care sunt de obicei necesare la procesarea protocoalelor de rețea. Utilizarea suportului hardware pentru VI (interfața virtuală) este deosebit de eficientă.

DAFS a fost conceput având în vedere un mediu cluster și server pentru baze de date și o varietate de aplicații de Internet end-to-end. Oferă cea mai mică latență în accesarea partajărilor de fișiere și a datelor și acceptă, de asemenea, sisteme inteligente și mecanisme de recuperare a datelor, ceea ce îl face foarte atractiv pentru utilizare pe unitățile NAS de ultimă generație.

Toate drumurile duc la stocarea IP

Există multe noi tehnologii interesante care au apărut în sistemele de stocare de gamă înaltă și medie în ultimii ani.

Fibre Channel SAN este o tehnologie bine cunoscută și populară astăzi. În același timp, distribuția lor în masă astăzi este problematică datorită mai multor caracteristici. Acestea includ costul ridicat de implementare și complexitatea construirii sistemelor distribuite geografic. Pe de o parte, acestea sunt doar caracteristicile tehnologiei la nivel de întreprindere, dar pe de altă parte, dacă SAN devine mai ieftin și construcția sistemelor distribuite devine mai ușoară, aceasta ar trebui să ofere pur și simplu o descoperire colosală în dezvoltarea rețelelor de stocare.

Ca parte a lucrărilor privind tehnologiile de stocare a rețelei în Internet Engineering Task Force (IETF), a fost creat un grup de lucru și un forum de stocare IP (IPS) în următoarele domenii:

FCIP - Fibre Channel over TCP / IP, un protocol de tunelare bazat pe TCP / IP a cărui funcție este de a conecta rețele FC SAN la distanță geografică, fără niciun impact asupra protocoalelor FC și IP.

iFCP - Internet Fibre Channel Protocol, creat pe baza protocolului TCP / IP pentru conectarea sistemelor de stocare FC sau a rețelelor de stocare FC, utilizând infrastructura IP împreună sau în locul elementelor de comutare și rutare FC.

iSNS - Internet Storage Name Service, un protocol pentru acceptarea numelor unităților de pe Internet.

iSCSI - Internet Small Computer Systems Interface, este un protocol care se bazează pe TCP / IP și este conceput pentru a comunica și gestiona sistemele de stocare, serverele și clienții (Definiția SNIA - Forumul de stocare IP :).

Cea mai rapidă dezvoltare și cea mai interesantă dintre domeniile enumerate este iSCSI.

iSCSI este noul standard

La 11 februarie 2003, iSCSI a devenit standardul oficial. Ratificarea iSCSI este obligată să influențeze interesul mai larg pentru standard, care se dezvoltă deja destul de activ. Cea mai rapidă dezvoltare a iSCSI va servi ca un impuls pentru răspândirea SAN-urilor în întreprinderile mici și mijlocii, deoarece utilizarea unui echipament standard și a unei abordări a serviciului (inclusiv cele comune în cadrul rețelelor Ethernet standard) va face SAN-urile mult mai ieftin. În ceea ce privește utilizarea iSCSI pe internet, astăzi FCIP a prins deja rădăcini aici, iar concurența cu acesta va fi dificilă.

Companii IT cunoscute au sprijinit de bunăvoie noul standard. Există, desigur, adversari, dar totuși, aproape toate companiile care participă activ pe piață pentru sistemele de intrare și de nivel mediu lucrează deja la dispozitive cu suport iSCSI. În Windows și Linux sunt deja incluse driverele iSCSI, sistemele de stocare iSCSI sunt produse de IBM, adaptoarele - de Intel, în viitorul apropiat HP, Dell, EMC promit să se alăture procesului de stăpânire a noului standard.

Una dintre caracteristicile foarte interesante ale iSCSI este că puteți utiliza nu numai purtători, comutatoare și routere ale rețelelor LAN / WAN existente pentru a transfera date pe o unitate iSCSI, ci și adaptoare de rețea Fast Ethernet sau Gigabit Ethernet obișnuite pe partea clientului. Cu toate acestea, acest lucru creează o cheltuială semnificativă pentru puterea de procesare a unui PC care utilizează un astfel de adaptor. Potrivit dezvoltatorilor, implementarea software a iSCSI poate atinge viteza mediului de transfer de date Gigabit Ethernet cu o încărcare semnificativă de până la 100% a procesorelor moderne. În această legătură, se recomandă utilizarea cardurilor de rețea speciale care vor susține mecanisme pentru a descărca CPU-ul din procesarea stivei TCP.

Virtualizare SAN

O altă tehnologie importantă în construcția de dispozitive și rețele de stocare moderne este virtualizarea.

Virtualizarea stocării este prezentarea resurselor fizice într-un mod logic, mai convenabil. Această tehnologie vă permite să alocați flexibil resurse între utilizatori și să le gestionați eficient. În cadrul virtualizării, sunt implementate cu succes copierea la distanță, copierea instantanee, distribuirea cererilor I / O către unitățile cele mai potrivite în ceea ce privește natura serviciului și mulți alți algoritmi. Implementarea algoritmilor de virtualizare poate fi realizată atât prin intermediul unității în sine, cât și cu ajutorul dispozitivelor de virtualizare externe, sau cu ajutorul serverelor de control care rulează software specializat în cadrul sistemelor de operare standard.

Aceasta, desigur, este o parte foarte mică din ceea ce se poate spune despre virtualizare. Acest subiect este foarte interesant și extins, așa că am decis să îi dedicăm o publicație separată.

Trimiteți o întrebare de soluție Răspundem în zilele lucrătoare
Într-o oră

Andrey Olovyannikov,[e-mail protejat] site

Să fim de acord ...

Scopul acestui articol nu este un studiu detaliat al diferitelor sisteme de stocare (DSS). Nu vom analiza tot felul de interfețe - software și hardware - care sunt utilizate pentru a crea diferite moduri de stocare a datelor. Nu vom lua în considerare „blocajele” anumitor tipuri de organizații de stocare. Aici nu veți vedea o privire detaliată asupra protocoalelor iSCSI și implementarea acestora sub formă de FC (Fiber Channel), SCSI etc.

Sarcina noastră este mult mai modestă - doar „De acord cu terminologia” cu potențialul nostru cumpărător. Așadar, doi fizicieni, înainte de a începe o discuție cu privire la orice problemă, ajung la un acord cu privire la ce proces sau fenomen vor desemna într-un fel sau altul. Acest lucru este necesar pentru a economisi atât timp cât și celule nervoase reciproce și pentru a conduce conversația mai productiv și spre plăcere reciprocă.

Depozitare sau ... depozitare?

Să începem, așa cum se spune, de la început.

Prin stocare, ne referim la toate sistemele de stocare a datelor ca un set de software și hardware care servesc pentru un mod fiabil, rapid și simplu de stocare și accesare a datelor pentru organizații de diferite niveluri, atât caracteristici financiare, cât și structurale. Imediat dorim să vă atragem atenția asupra faptului că diferite companii au nevoi diferite de stocare a informațiilor într-o formă sau alta și capacități financiare diferite pentru implementarea lor. Dar, în orice caz, dorim să observăm că, indiferent de cât de mulți bani sau specialiști de la un nivel sau altul sunt la dispoziția cumpărătorului, insistăm ca toate nevoile lor să se încadreze în definiția noastră a sistemelor de stocare - fie că este vorba de un set regulat de discuri mari , sau o structură complexă PCS pe mai multe niveluri (Parallels Cloud Storage). Această definiție, în opinia noastră, include o altă abreviere folosită pe scară largă tradusă în engleză - stocare ca rețea de stocare - SAN. Vom ilustra SAN puțin mai jos atunci când vorbim despre modalitățile tipice de implementare a sistemelor de stocare.

Cel mai tipic și mai ușor de înțeles mod de executare a sistemelor de stocare este DAS - Direct Attached Storage - unități care se conectează direct la computerul care controlează funcționarea acestor unități.

Cel mai simplu exemplu de DAS este un computer obișnuit cu un hard disk sau unitate DVD (CD) cu date instalate. Un exemplu este mai complicat (vezi figura) - un dispozitiv de stocare extern (hard disk extern, raft de disc, unitate de bandă etc.) care comunică cu un computer direct printr-un anumit protocol și interfață (SCSI, eSATA, FC etc.) . etc.). Oferim rafturi de discuri sau servere de stocare a datelor (o altă abreviere pentru sistemele de stocare) ca dispozitive de stocare DAS.

Un server de stocare a datelor în acest caz înseamnă un computer cu propriul procesor, sistem de operare și memorie suficientă pentru a procesa cantități mari de date stocate pe numeroase discuri din interiorul serverului.

Trebuie remarcat faptul că, cu o astfel de întruchipare a stocării, numai computerul cu DAS vede direct datele, toți ceilalți utilizatori au acces la date numai „cu permisiunea” acestui computer.

Puteți consulta configurațiile de bază ale sistemelor de stocare DAS din

Sisteme de stocareNAS

O altă implementare destul de simplă a sistemului de stocare este NAS (Network Attached Storage) - Network Data Storage (din nou, aceeași prescurtare pentru sistemele de stocare).

Pe măsură ce devine clar, accesul la date se realizează prin protocoale de rețea, de regulă, prin rețeaua noastră obișnuită de calculatoare locale (deși acum accesul mai complex la datele stocate în resursele rețelei a devenit larg răspândit). Cel mai clar și mai simplu exemplu de stocare NAS este stocarea consumatorului de muzică și filme, la care mai mulți utilizatori ai rețelei de domiciliu au acces simultan.

NAS stochează date sub forma unui sistem de fișiere și, în consecință, oferă acces la resurse prin protocoale de fișiere de rețea (NFS, SMB, AFP ...).

Pentru un exemplu simplu de sistem de stocare NAS, vezi Fig. 2.

Vrem să observăm imediat că NAS, în principiu, poate fi considerat orice dispozitiv inteligent care are propriul procesor, memorie și interfețe de rețea suficient de rapide pentru a transfera date prin rețea către diferiți utilizatori. De asemenea, trebuie acordată o atenție specială vitezei subsistemului discului. Puteți vedea cele mai tipice configurații ale dispozitivelor NAS în

Rețeaua de stocare este una dintre modalitățile de implementare a stocării ca sistem de stocare a datelor - vezi mai sus.

Este un software, hardware și soluție arhitecturală pentru conectarea diferitelor dispozitive de stocare în așa fel încât sistemul de operare să „vadă” aceste dispozitive ca fiind locale. Acest lucru se realizează prin conectarea acestor dispozitive la serverele corespunzătoare. Dispozitivele în sine pot fi diferite - matrice de discuri, biblioteci de benzi, matrice de stocare optică.

Odată cu avansarea tehnologiilor de stocare, distincția dintre sistemele SAN și NAS a devenit destul de arbitrară. În mod convențional, acestea se pot distinge prin modul de stocare a datelor: dispozitive SAN - bloc, NAS - sistem de fișiere de date.

Protocoalele de implementare a sistemelor SAN pot fi diferite - Fibre Channel, iSCSI, AoE.

Unul dintre modurile arhitecturale de a implementa un SAN este prezentat în Fig. 3.

Exemple tipice de sisteme de stocare SAN pot fi găsite în

În concluzie, sperăm că am reușit să „fim de acord cu terminologia” cu dvs. și tot ce rămâne este să discutați despre opțiunile de creare a sistemelor de stocare pentru afacerea dvs. și să găsiți soluții care să vi se potrivească în ceea ce privește fiabilitatea, simplitatea și bugetul.