Storage в компьютере что это

Введение в системы хранения данных

От автора

Добрый день, хабр! А вы знаете, что продает HP, кроме принтеров? А Dell, кроме ноутбуков и мониторов? А Hitachi, кроме бытовой техники? Что общего у перечисленных компаний и EMC? Ответ кажется простым для специалистов, но не так очевиден для среднего IT-специалиста.

Все перечисленные компании продают (в т.ч.) системы хранения данных. Какие системы? Да, по своему опыту я убедился, что познания в области хранения данных большинства знакомых мне IT-инженеров заканчиваются в области RAID. Так родилась идея написать эту статью, или даже несколько. Для начала мы рассмотрим ряд технологий в области управления информацией, отметим, какие существуют подходы к хранению данных и почему каждого из них оказывалось недостаточно. Здесь описываются базовые принципы DAS, NAS и SAN, поэтому специалистам эта статья будет, скорее всего, бесполезна, если же вам эта тема не близка, но интересна, добро пожаловать!

Введение

Цель статьи – рассмотреть концептуальные основы подходов к построению систем хранения данных. Здесь намеренно не приводится технических характеристик, т.к. к сути они отношения не имеют. Дабы статья не выглядела рекламной брошюрой, не будет и названий продуктов, а также степеней «хороший» и «не имеющий аналогов». Исчерпывающей статью также назвать нельзя, наоборот, я постарался охватить минимально-достаточный материал, доступный для понимания среднему инженеру, никогда не имевшему дело с СХД. Итак, начнем.

DAS (Direct Attached Storage)

Эта вещь вам давно знакома. Вспомним схему работы с диском обычного PC: материнская плата соединяется с HDD посредством интерфейсов ATA/SATA. Вы уже давно все это знаете, а значит представляете, что такое DAS. Точнее, вы понимаете, что такое архитектура DAS внутреннего типа. Существует также архитектура DAS внешнего типа, которая отличается от внутренней допустимым расстоянием между, вообще говоря, несколькими серверами и устройством хранения.

Возможность внешнего подключения достигается благодаря использованию технологий SCSI и FC. Если не вдаваться в детали перечисленных технологий передачи данных, это, пожалуй, все, что можно сказать про DAS.

Из принципиальной простоты архитектуры DAS следуют основные ее преимущества: наименьшая цена по сравнению с остальными, рассмотренными ниже и относительная простота внедрения. Кроме того, такой конфигурацией легче управлять ввиду хотя бы того, что число элементов системы мало. Целостность данных в DAS обеспечивается применением старой и популярной технологии RAID.
Однако такое решение подойдет для относительно некритичных задач и ограниченного числа рабочих станций. Совместное использование конечных вычислительных ресурсов накладывает ряд ограничений. Количество одновременно подключенных машин не превышает числа портов в устройстве хранения, ограниченная пропускная способность увеличивает время чтения-записи (IO), неэффективное использование кеша и т.д.

Частично проблемы производительности могут быть решены парком серверов (например разделенные по типу обрабатываемых запросов), каждый из которых нагружает отдельное устройство хранения.

Однако и у этой схемы начинаются трудности, когда возникает необходимость разделять данные между серверами, или объем занимаемой памяти оказывается неравномерным. Очевидно, что в таких условиях DAS не отвечает требованиям масштабируемости и отказоустойчивости, по этой причине были придуманы NAS и SAN.

NAS (Network Attached Storage)

Представим себе сервер в локальной сети, который не делает ничего, кроме как расшаривает свои папки. Это практически и есть NAS. Да, NAS – это всего лишь устройство для файлового обмена в IP сети. Минимальная конфигурация NAS выглядит так:

О структуре. NAS-устройство (файл-сервер) – это выделенный высокопроизводительный сервер, имеющий собственную ОС, оптимизированную для операций чтения/записи. Сервер имеет несколько сетевых интерфейсов для связи с IP сетью и устройством хранения: GigabitEthernet, FastEthernet, FDDI и проч. Кроме того, NAS обладает большим объемом оперативной памяти, большая часть которой используется как кеш, что позволяет выполнять операцию записи асинхронно, а чтение ускорить за счет буферизации. Таким образом, данные могут долгое время находится в оперативной памяти, не попадая на диск.

Storage (дисковый массив) – то, что чаще всего изображается в статьях, где речь идет о дата-центрах. Другими словами это шкаф (стойка) с дисками, соединенный (или интегрированный) с файл-сервером. Интегрированный? Да, NAS может быть отдельным сервером (как на рисунке) или входить в состав цельного устройства. В первом случае имеем дело с gateway реализацией NAS, во втором – с монолитной системой. О gateway реализации мы еще вспомним, когда будем говорить о SAN.

Как работает NAS? NAS поддерживает работу с протоколами шаринга CIFS и NFS. Клиент монтирует у себя файловую систему, предоставляемую NAS’ом и выполняет операции чтения/записи в обычном файловом режиме, а сервер NAS их обрабатывает, переводя на язык блочного доступа, понятный стораджу. Кроме этого, поддерживаются такие протоколы, как FTP, DFS, SMB и т.д.Вот и весь NAS… быстро и вкусно.

Какой профит от использования NAS и почему типовому решению нужно отводить целый класс? Во-первых, операции IO занимают меньше времени, следовательно, NAS работает существенно быстрее, чем сервера «общего назначения», так если в вашей архитектуре есть сервер, который должен отдавать много статики, стоит подумать об использовании NAS. Во-вторых, централизованное хранение проще в управлении. В-третьих, общее увеличение емкости NAS происходит прозрачно для клиентов, все операции добавления/удаления памяти скрыты от потребителей. В-четвертых, предоставление доступа на уровне файловой системы позволяет вводить понятие привилегий rwx. Забегая вперед, можно отметить, что при помощи NAS без ущерба пропускной способности легко организовать мультисайтововсть (о том, что это такое мы расскажем, когда речь пойдет о репликации).

Но есть и ряд ограничений, связанных с использованием NAS. В основном это связано с базовым для NAS принципом. Сама по себе избыточность TCP/IP как протокола доступа к данным приводит к накладным расходам. Высокая нагрузка на сеть с довольно ограниченной пропускной способностью увеличивает время отклика. Производительность системы в целом зависит не только от NAS, но и от качества работы коммутирующих устройств сети. Кроме того, без правильного resource allocation, клиент, запрашивающий слишком большие объемы файлов, может влиять на скорость работы других клиентов

SAN (Storage Area Network)

Здесь аналогии с enthernet я не придумал :(. SAN (сеть хранения данных) – это инфраструктура блочного хранения данных, построенная на базе высокоскоростной сети.

Как видно из определения, основное отличие от NAS заключается в предоставлении доступа к данным на блочном уровне. Если же сравнивать SAN и DAS, ключевым понятием здесь является сеть. Так, среди основных компонентов SAN те же компоненты, но от прочих архитектур ее отличает наличие специальных коммутаторов, поддерживающих передачу данных по FibreChannel или (Fast- GB- etc.) Ethernet:

История SAN начинается с конца 1980-х, когда впервые была предложена идея построения FC сети. В ранних реализациях в качестве коммутирующего устройства использовались хабы, такой подход называется управляемой петлей (Arbitrated Loop, далее FC-AL):

Схема взаимодействия в FС-AL аналогична CSMA/CA: каждый раз, когда какой-либо узел в FC-AL собирается выполнить операцию IO, он посылает блокирующий пакет, оповещая всех о начале передачи. Когда пакет возвращается отправителю, узел получает полный контроль над петлей для проведения операции. По окончанию операции все узлы оповещаются об освобождении канала и процедура повторяется. Очевидно, что такая ситуация ничем не лучше DAS, а к проблемам пропускной способности добавляется еще одна: в каждый момент времени только один клиент может выполнять операцию IO. Кроме того, использование 8-битной адресации в FC-AL позволяет иметь не более 127 устройств в сети. Короче говоря, FС-AL оказался ничем не лучше DAS.

На смену FC-AL пришла архитектура, название которой я не стану переводить: FC-Switched Fabric (FC-SW). Именно эта реализация SAN дошла до наших дней. В FC-SW вместо хаба используется один или несколько коммутаторов, таким образом данные предаются не по разделяемому, а по индивидуальным каналам.
Как и в Ethernet на базе этих коммутаторов можно построить множество топологий, в частности, к корневому (-ым) может быть подключен другой коммутатор или хаб:

Но нельзя без ложки дегтя. Один из главных недостатков SAN – это цена. Оставим цифры маркетологам, отметим только что SAN могут себе позволить далеко не все.

Источник

computer storage

storage bit — бит памяти

elastic storage — гибкая память

storage budgets — ресурсы памяти

actual storage — физическая память

constant storage — память констант

Смотреть что такое «computer storage» в других словарях:

computer storage — noun an electronic memory device a memory and the CPU form the central part of a computer to which peripherals are attached • Syn: ↑memory, ↑computer memory, ↑storage, ↑store, ↑memory board • Hypernyms: ↑memory … Useful english dictionary

Computer storage density — is a measure of the quantity of information bits that can be stored on a given length of track, area of surface, or in a given volume of a computer storage medium. Generally, higher density is more desirable, for it allows greater volumes of data … Wikipedia

Snapshot (computer storage) — In computer systems, a snapshot is the state of a system at a particular point in time. The term was coined as an analogy to that in photography. It can refer to an actual copy of the state of a system or to a capability provided by certain… … Wikipedia

Snapshot (computer storage) — Снимок файловой системы или снапшот моментальный снимок, копия файлов и директорий файловой системы на определённый момент времени. Содержание 1 Описание 2 Реализация 2.1 Управление томами … Википедия

Computer memory — types Volatile RAM DRAM (e.g., DDR SDRAM) SRAM In development T RAM Z RAM TTRAM Historical Delay line memory Selectron tube Williams tube Non volatile … Wikipedia

Computer Output to Laser Disc — (COLD), now also called Enterprise Report Management (ERM), systems were used to capture, archive, store, and retrieve large volume data such as accounting reports, loan records, inventories, shipping and receiving documents, and customer bills.… … Wikipedia

Computer Memories Inc. — Computer Memories Inc. (CMI) was a Chatsworth, California manufacturer of hard disks during the early 1980s. CMI made basic stepper motor based drives, with low cost in mind. In August 1984 they secured a major contract as sole producer of 20… … Wikipedia

Computer data storage — 1 GB of SDRAM mounted in a personal computer. An example of primary storage … Wikipedia

computer — computerlike, adj. /keuhm pyooh teuhr/, n. 1. Also called processor. an electronic device designed to accept data, perform prescribed mathematical and logical operations at high speed, and display the results of these operations. Cf. analog… … Universalium

Computer file — This article is about computer files and file systems in general terms. For a more detailed and technical article, see File system. A computer file is a block of arbitrary information, or resource for storing information, which is available to a… … Wikipedia

computer memory — noun an electronic memory device a memory and the CPU form the central part of a computer to which peripherals are attached • Syn: ↑memory, ↑storage, ↑computer storage, ↑store, ↑memory board • Hypernyms: ↑memor … Useful english dictionary

Источник

Системы хранения данных.

По-английски они называются одним словом – storage, что очень удобно. Но на русский это слово переводится коряво – «хранилище». Часто на слэнге «ИТ-шников» используют слово «сторадж» в русской транскрипции, или слово «хранилка», но это уже совсем моветон. Поэтому будем использовать термин «системы хранения данных», сокращенно СХД, или просто «системы хранения».

К устройствам хранения данных можно отнести любые устройства для записи данных: т.н. «флешки», компакт-диски (CD, DVD, ZIP), ленточные накопители (Tape), жесткие диски (Hard disk, их еще называют по старинке «винчестеры», поскольку первые их модели напоминали обойму с патронами одноименной винтовки 19 века) и пр. Жесткие диски используются не только внутри компьютеров, но и как внешние USB-устройства записи информации, и даже, например, одна из первых моделей iPod’а – это небольшой жесткий диск диаметром 1,8 дюйма, с выходом на наушники и встроенным экраном.

В последнее время все большую популярность набирают т.н. «твердотельные» системы хранения SSD (Solid State Disk, или Solid State Drive), которые по принципу действия схожи с «флешкой» для фотоаппарата или смартфона, только имеют контроллер и больший объем хранимых данных. В отличие от жесткого диска, SSD-диск не имеет механически движущихся частей. Пока цены на такие системы хранения достаточно высоки, но быстро снижаются.

Все это – потребительские устройства, а среди промышленных систем следует выделить, прежде всего, аппаратные системы хранения: массивы жестких дисков, т.н. RAID-контроллеры для них, ленточные системы хранения для долговременного хранения данных. Кроме того, отдельный класс: контроллеры для систем хранения, для управления резервированием данных, создания «мгновенных снимков» (Snapshot) в системе хранения для последующего их восстановления, репликации данных и т.д.). В системы хранения данных также входят сетевые устройства (HBА, коммутаторы Fiber Channel Switch, кабели FC/SAS и пр.). И, наконец, разработаны масштабные решения по хранению данных, архивации, восстановления данных и устойчивости к катастрофам (disaster recovery).

Откуда берутся данные, которые необходимо хранить? От нас, любимых, пользователей, от прикладных программ, электронной почты, а также от различного оборудования – файловых серверов, и серверов баз данных. Кроме того, поставщик большого количества данных – т.н. устройства М2М (Machine-to-Machine communication) – разного рода датчики, сенсоры, камеры и пр.

По частоте использования хранимых данных, СХД можно подразделить на системы краткосрочного хранения (online storage), хранения средней продолжительности (near-line storage) и системы долговременного хранения (offline storage).

К первым можно отнести жесткий диск (или SSD) любого персонального компьютера. Ко вторым и третьим – внешние системы хранения DAS (Direct Attached Storage), которые могут представлять собой массив внешних, по отношению к компьютеру, дисков (Disk Array). Их, в свою очередь также можно подразделить на «просто массив дисков» JBOD (Just a Bunch Of Disks) и массив с управляющим контроллером iDAS (intelligent disk array storage).

Внешние системы хранения бывают трех типов DAS (Direct Attached Storage), SAN (Storage Area Network) и NAS (Network attached Storage). К сожалению, даже многие опытные ИТ-шники не могут объяснить разницу между SAN и NAS, говоря, что когда-то эта разница была, а теперь – ее, якобы, уже и нет. На самом деле, разница есть, и существенная (см. рис. 1).

Рисунок 1. Различие между SAN и NAS.

В SAN с системой хранения связаны фактически сами серверы через сеть области хранения данных SAN. В случае NAS – сетевые серверы связаны через локальную сеть LAN с общей файловой системой в RAID.

Основные протоколы подключения СХД

Протокол SCSI (Small Computer System Interface), произносится как «скáзи», протокол, разработанный в середине 80-х годов для подключения внешних устройств к мини-компьютерам. Его версия SCSI-3 является основой для всех протоколов связи систем хранения данных и использует общую систему команд SCSI. Его основные преимущества: независимость от используемого сервера, возможность параллельной работы нескольких устройств, высокая скорость передачи данных. Недостатки: ограниченность числа подключенных устройств, дальность соединения сильно ограничена.

Протокол FC (Fiber Channel), внутренний протокол между сервером и совместно используемой СХД, контроллером, дисками. Это широко используемый протокол последовательной связи, работающий на скоростях 4 или 8 Гигабит в секунду (Gbps). Он, как явствует из его названия, работает через оптоволокно (fiber), но и по меди тоже может работать. Fiber Channel – основной протокол для систем хранения FC SAN.

Протокол iSCSI (Internet Small Computer System Interface), стандартный протокол для передачи блоков данных поверх широко известного протокола TCP/IP т.е. «SCSI over IP». iSCSI может рассматриваться как высокоскоростное недорогое решение для систем хранения, подключаемых удаленно, через Интернет. iSCSI инкапсулирует команды SCSI в пакеты TCP/IP для передачи их по IP-сети.

Протокол SAS (Serial Attached SCSI). SAS использует последовательную передачу данных и совместим с жесткими дисками SATA. В настоящий момент SAS может передавать данные со скоростью 3 Гбит/с или 6 Гбит/с, и поддерживает режим полного дуплекса, т.е. может передавать данные в обе стороны с одинаковой скоростью.

Типы систем хранения.

Можно различить три основных типа систем хранения:

СХД c непосредственном подключением дисков DAS были разработаны еще в конце 70-х годов, вследствие взрывного увеличения пользовательских данных, которые уже просто физически не помещались во внутренней долговременной памяти компьютеров (для молодых сделаем примечание, что здесь речь идет не о персоналках, их тогда еще не было, а больших компьютерах, т.н. мейнфреймах). Скорость передачи данных в DAS была не очень высокой, от 20 до 80 Мбит/с, но для тогдашних нужд её вполне хватало.

СХД с сетевым подключением NAS появились в начале 90-х годов. Причиной стало быстрое развитие сетей и критические требования к совместному использованию больших массивов данных в пределах предприятия или сети оператора. В NAS использовалась специальная сетевая файловая система CIFS (Windows) или NFS (Linux), поэтому разные серверы разных пользователей могли считывать один и тот же файл из NAS одновременно. Скорость передачи данных была уже повыше: 1 — 10 Гбит/с.

В середине 90-х появились сети для подключения устройств хранения FC SAN. Их разработка была вызвана необходимостью организации разбросанных по сети данных. Одно устройство хранения в SAN может быть разбито на несколько небольших узлов, называемых LUN (Logical Unit Number), каждый из которых принадлежит одному серверу. Скорость передачи данных возросла до 2-8 Гбит/с. Такие СХД могли обеспечивать технологии защиты данных от потерь (snapshot, backup).

Другая разновидность SAN – IP SAN (IP Storage Area Network), разработанная в начале 2000-х годов. FC SAN были дороги, сложны в управлении, а сети протокола IP находились на пике развития, поэтому и появился этот стандарт. СХД подключались к серверам при помощи iSCSI-контроллера через IP-коммутаторы и обеспечивали скорость передачи данных 1 — 10 Гбит/с.

В таблице ниже показаны некоторые сравнительные характеристики всех рассмотренных систем хранения:

Кратко, SAN предназначены для передачи массивных блоков данных в СХД, в то время как NAS обеспечивают доступ к данным на уровне файлов. Комбинацией SAN + NAS можно получить высокую степень интеграции данных, высокопроизводительный и совместный доступ к файлам. Такие системы получили название unified storage – «унифицированные системы хранения».

Унифицированные системы хранения: архитектура сетевых СХД, которая поддерживает как файлово-ориентированную систему NAS, так и блоко-ориентированную систему SAN. Такие системы были разработаны в начале 2000-х годов с целью разрешить проблемы администрирования и высокой суммарной стоимости владения раздельными системами на одном предприятии. Эта СХД поддерживает практически все протоколы: FC, iSCSI, FCoE, NFS, CIFS.

Жесткие диски

Все жесткие диски можно подразделить на два основных типа: HDD (Нard Disk Drive, что, собственно, и переводится как «жесткий диск») и SSD (Solid State Drive, — т.н. «твердотельный диск»). То есть, и тот и другой диск – жесткие. Что же тогда «мягкий диск», такие вообще бывают? Да, в прошлом были, назывались «флоппи-диски» (так их прозвали из-за характерного «хлопающего» звука в дисководе при работе). Приводы для них ещё можно увидеть в системных блоках старых компьютеров, которые сохранились в некоторых госучреждениях. Однако, при всем желании, такие магнитные диски их вряд ли можно отнести к СИСТЕМАМ хранения. Это были некие аналоги теперешних «флешек», хотя и очень небольшой ёмкости.

Различие HDD и SSD в том, что HDD имеет внутри несколько соосных магнитных дисков и сложную механику, перемещающую магнитные головки считывания-записи, а SSD совсем не имеет механически движущихся частей, и представляет собой, по сути, микросхему, запрессованную в пластик. Поэтому называть «жесткими дисками» только HDD, строго говоря, некорректно.

Жесткие диски можно классифицировать по следующим параметрам:

SATA 2.0 поддерживает скорости передачи 300MБ/с, SATA3.0 поддерживает до 600MБ/с.

Среднегодовой % отказов AFR (Annualized Failure Rate) для дисков SATA – около 2%.Жесткие диски SATA с интерфейсом SAS подходят для иерархических (tiering). Среднегодовой % отказов AFR (Annualized Failure Rate) для дисков NL-SAS около 2%.Твердотельные диски выполненные из электронных микросхем памяти, включая устройство управления и чип (FLASH/DRAM). Спецификация интерфейса, функции и метод использования такие же, как у HDD, размер и форма – тоже.

Характеристики жестких дисков.

В современных жестких дисках емкость измеряется в гигабайтах или терабайтах. Для HDD эта величина кратна ёмкости одного магнитного диска внутри коробки, умноженной на число магнитных дисков, которых обычно бывает несколько.

Скорость вращения магнитных дисков внутри привода, измеряется в оборотах в минуту RPМ (Rotation Per Minute), обычно составляет 5400 RPM или 7200 RPM. HDD с интерфейсами SCSI/SAS имеют скорость вращения 10000－15000 RPM.

Это скорости считывания и записи данных на жестком диске, измеряемая в мегабайтах в секунду (MB/S).

Число операций ввода-вывода (или чтения-записи) в секунду (Input/Output Operations Per Second), один из основных индикаторов измерения производительности диска. Для приложений с частыми операциями чтения и записи, таких как OLTP (Online Transaction Processing) – онлайн-обработка транзакций, IOPS – самый важный показатель, т.к. именно от него зависит быстродействие бизнес-приложения. Другой важный показатель – data throughput, что примерно можно перевести как «пропускная способность передачи данных», что показывает, какой объем данных можно передать за единицу времени.

Как бы ни были надёжны жесткие диски, а все же данные в них иногда теряются, по разным причинам. Поэтому была предложена технология RAID (Redundant Array of Independent Disks) – массив независимых дисков с избыточностью хранения данных. Избыточность означает то, что все байты данных при записи на один диск дублируются на другом диске, и могут быть использованы в том случае, если первый диск откажет. Кроме того, эта технология помогает увеличить IOPS.

Основные понятия RAID – stripping (т.н. «располосование» или разделение) и mirroring (т.н. «зеркалирование», или дублирование) данных. Их сочетания определяют различные виды RAID-массивов жестких дисков.

Различают следующие уровни RAID-массивов:

Комбинации этих видов порождают еще несколько новых видов RAID:

Рисунок поясняет принцип выполнения RAID 0 (разделение):

А так выполняется RAID 1 (дублирование):

Вышеприведенные схемы хорошо иллюстрируют принцип действия RAID и в комментариях не нуждаются. Мы не будем приводить схемы работы остальных уровней RAID, желающие могут их найти в Интернете.

Основные характеристики видов RAID приведены в таблице.

Программное обеспечение систем хранения

Программное обеспечение для систем хранения можно подразделить на следующие категории:

Очень интересна технология «thin provisioning». Как это часто бывает в ИТ, термины часто трудно поддаются адекватному переводу на русский язык, например, трудно точно перевести слово «provisioning» («обеспечение», «поддержка», «предоставление» – ни один из этих терминов не передает смысл полностью). А уж когда оно – «тонкое» (thin)…

Для иллюстрации принципа «thin provisioning», можно привести банковский кредит. Когда банк выпускает десять тысяч кредитных карт с лимитом в 500 тысяч, ему не нужно иметь на счету 5 миллиардов, чтобы этот объем кредитов обслуживать. Пользователи кредитных карт обычно не тратят весь кредит сразу, и используют лишь его малую часть. Тем не менее, каждый пользователь в отдельности может воспользоваться всей или почти всей суммой кредита, если общий объем средств банка не исчерпан.

Рис. 9. Thin provisioning.

Таким образом, использование thin provisioning позволяет решить проблему неэффективного распределения пространства в SAN, сэкономить место, облегчить административные процедуры распределения пространства приложениям на хранилище, и использовать так называемый oversubscribing, то есть выделить приложениям места больше, чем мы располагаем физически, в расчете на то, что приложения не затребуют одновременно все пространство. По мере же возникновения в нем потребности позже возможно увеличить физическую емкость хранилища.

Разделение системы хранения на уровни (tiered storage) предполагает, что различные данные хранятся в устройствах хранения, быстродействие которых соответствует частоте обращения к этим данным. Например, часто используемые данные можно размещать в «online storage» на дисках SSD с высокой скоростью доступа, высокой производительностью. Однако, цена таких дисков пока высока, поэтому их целесообразно использовать только для online storage (пока).

Скорость дисков FC/SAS также достаточно высока, а цена умерена. Поэтому такие диски хорошо походят для «near-line storage», где хранятся данные, обращения к которым происходят не так часто, но в то же время и не так редко.

Наконец, диски SATA/NL-SAS имеют относительно невысокую скорость доступа, но зато отличаются большой емкостью и относительно дешевы. Поэтому на них обычно делают offline storage, для данных редкого использования.

Как только система управления замечает, что обращения к данным в offline storage участились, она переводит их в near-line storage, а при дальнейшей активизации их использования – и в online storage на дисках SSD.

Дедупликация (устранение повторений) данных (deduplication, DEDUP). Как следует из названия, дедупликация устраняет повторы данных на пространстве диска, обычно используемого в части резервирования данных. Хотя система неспособна определить, какая информация избыточна, она может определить наличие повторов данных. За счет этого становится возможным значительно сократить требования к емкости системы резервирования.

Снижение скорости вращения диска (Disk spin-down) – то, что обычно называют «гибернацией» (засыпанием) диска. Если данные на каком-то диске не используются долгое время, то Disk spin-down переводит его в режим гибернации, чтобы снизить потребление энергии на бесполезное вращение диска на обычной скорости. При этом также повышается срок службы диска и увеличивается надежность системы в целом. При поступлении нового запроса к данным на этом диске, он «просыпается» и скорость его вращения увеличивается до обычной. Платой за экономию энергии и повышение надежности является некоторая задержка при первом обращении к данным на диске, но эта плата вполне оправдана.

«Моментальный снимок» состояния диска (Snapshot). Snapshot – это полностью пригодная к использованию копия определенного набора данных на диске на момент съёма этой копии (поэтому она и называется «моментальным снимком»). Такая копия используется для частичного восстановления состояния системы на момент копирования. При этом непрерывность работы системы совершенно не затрагивается, и быстродействие не ухудшается.

Удаленная репликация данных (Remote Replication): работает с использованием технологии зеркалирования (Mirroring). Может поддерживать несколько копий данных на двух или более сайтах для предотвращения потери данных в случае стихийных бедствий. Существует два типа репликации: синхронная и асинхронная, различие между ними пояснено на рисунке.

Рис. 10. Удаленная репликация данных (Remote Replication).

Непрерывная защита данных CDP (Continuous data protection), также известная как continuous backup или real-time backup, представляет собой создание резервной копии автоматически при каждом изменении данных. При этом становится возможным восстановление данных при любых авариях в любой момент времени, причем при этом доступны актуальная копия данных, а не тех, что были несколько минут или часов назад.

Программы управления и администрирования (Management Software): сюда входит разнообразное программное обеспечение по управлению и администрированию различных устройств: простые программы конфигурации (cofiguration wizards), программы централизованного мониторинга: отображение топологии, мониторинг в реальном времени механизмы формирования отчетов о сбоях. Также сюда входят программы «гарантии непрерывности бизнеса» (Business Guarantee): многоразмерная статистика производительности, отчеты и запросы производительности и пр.

Технология Disaster Recovery предполагает, что центр резервирования, используемый для восстановления данных при стихийных бедствиях, располагается на значительном удалении от места основного ЦОД, и взаимодействует с ним по сети передачи данных, наложенной на транспортную сеть, чаще всего оптическую. Использовать при таком расположении основного и резервного ЦОД, например, технологию CDP будет просто невозможно технически.

В технологии DR используются три основополагающих понятия:

Рис. 11. Три основополагающих понятия технологии DR.

Данное эссе не претендует на полноту изложения и лишь поясняет основные принципы работы СХД, хотя и далеко не в полном объеме. В различных источниках в Интернете содержится много документов, более подробно описывающих все изложенные (и не изложенные) здесь моменты.

Продолжение темы СХД об объектных системах хранения — здесь.

Источник