Системи зберігання даних MaxTronic i Qsan

Зміст

• Вступ
• 1. Постановка задачі
• 2. Основна частина
• 2.1 Визначення систем зберігання даних
• 2.1 Типи архітектур систем зберігання даних
• 2.3 Типи носіїв інформації систем зберігання даних
• 2.4 Інтерфейси систем зберігання даних
• 2.5 Технологія та рівні RAID
• 2.6 Причини втрати даних
• 2.7 Продукти компанії MахTronic
• 2.8 Продукти компанії Qsan
• Висновок
• Список використаних джерел

Вступ

Незважаючи на всю гадану абстрактність інформацією, для її зберігання потрібні цілком реальні фізичні носії. За останні кілька тисяч років людство пройшло довгий шлях від глиняних табличок і пальмового листя до складних електронних пристроїв, що забезпечують надійний захист даних на декількох рівнях. Очевидно, що фізичній особі таке обладнання (разом з програмним забезпеченням) навряд чи знадобиться, ресурсів простого персонального комп’ютера цілком вистачить, щоб впоратися з середньостатистичним набором програм, текстових файлів, відео і музики, проте великої компанії без якісної системи зберігання даних не обійтися. З цієї причини інформація стає одним з найбільш важливих активів підприємства та визначає його конкурентоспроможність. Одна з найбільш складних проблем, які постають перед менеджерами з інформаційних технологій, — величезний обсяг розподілених даних, що циркулюють в інформаційній системі. Неможливість ефективно управляти ними може негативно впливати на прибутковість підприємства і обмежувати його здатність до зростання. Тому передача, зберігання, захист і управління даними в умовах постійного зростання їх обсягу та ускладнення структури стали сьогодні основними проблемами для бізнесу.

Система зберігання даних дозволяє не тільки створити зручну базу, але й убезпечити компанію. У наше століття цифрових технологій втрата даних стає практично смертним вироком для великої корпорації, і навіть якщо організація зможе відновити втрачені відомості, період простою буде коштувати компанії чималих грошей. Статистика показує, що майже половина юридичних осіб, що пережили необоротну втрату робочої інформації, так і не змогла оправитися від цього удару і продовжити професійну діяльність. Щоб не поповнити ряди невдачливих панів, потрібно заздалегідь потурбуватися питанням придбання якісної системи зберігання даних. Особливу увагу варто звернути на надійність обраної техніки, так як неможливість доступу до даних дорівнює, по суті, повної втрати інформації. Необхідно користуватися тільки продукцією перевірених брендів, щоб Система зберігання даних не підвела вас рівно в той момент, коли терміново потрібні ключові дані, і без них робота компанії встане.

носій інтерфейс втрата продукт

1. Постановка задачі

Темою курсової роботи є «Системи зберігання даних MaxTronik i Qsan» .

Метою курсової роботи — зробити порівняльну характеристику систем зберігання даних MaxTronik i Qsan, також дослідити структуру і принцип роботи систем зберігання даних.

Для досягнення мети необхідно розглянути наступні питання:

— визначення системи зберігання даних та питань які пов’язані з ними;

компанія MaxTronik;

— визначення систем зберігання даних;

— типи архітектур систем зберігання даних. Їх плюси та мінуси;

— типи носіїв даних;

— інтерфейси систем зберігання даних;

— причини втрати даних;

— технологія та рівні RAID;

— продукти MaxTronic;

— продукти Qsan;

— порівняльна характеристика моделей систем зберігання даних MaxTronik i Qsan.

2. Основна частина

2.1 Визначення систем зберігання даних

Система зберігання даних — це комплексне програмно-апаратне рішення по організації надійного зберігання інформаційних ресурсів та надання гарантованого доступу до них. Інформація-один з важливих активів сучасної організації. Обсяги даних, які зберігають і обробляють сучасні організації (навіть не найбільші), вимірюються сотнями гігабайт і продовжують зростати. Проте дані мають реальну цінність тільки в тому випадку, якщо вони отримані в прийнятні терміни. Це означає, що потрібно не тільки нарощувати кількість і/або ємність носіїв, але і підвищувати швидкість доступу до них. Від того, як швидко користувачі отримують запитану інформацію, залежить ефективність їх роботи.

Для повноцінного функціонування компанії важливою задачею є також забезпечення надійного зберігання даних. У великій організації її рішення при збереженні витрат на прийнятному рівні-досить складна проблема, яка потребує грамотного підходу при плануванні та розгортанні підсистеми зберігання. Кожен день збільшується обсяг інформації.

Щодня більшості організацій доводиться вирішуватии такі проблеми:

— брак вільного місця для файлів на корпоративних серверах і робочих станціях;

— необхідність моментального відновлення даних; обмеженість тимчасовими рамками (необхідно регулярне створення резервних копій файлів);

— труднощі об'єднання декількох систем зберігання та забезпечення постійного доступу до інформації.

Всі ці проблеми ідеально вирішуються за допомогою сучасних апаратних систем зберігання даних.

Основні плюси, які отримує організація при застосуванні сучасних засобів:

— широкі можливості з розширення обсягів збереженої інформації;

— ефективне використання простору жорстких дисків;

— просте і, як підсумок, менш дороге обслуговування і адміністрування за рахунок централізації даних;

— підвищена надійність системи;

— регулярне створення резервних даних та їх обслуговування;

— віддалений доступ і підключення до сховища даних;

— зрозумілість і простота логістики;

— проста інтеграція в гетерогенних мережах;

— зниження можливості виникнення перевантаження.

Мабуть, прийшов час розглядати дані не як щось, що розташоване на периферійних пристроях обчислювальних машин, а як самостійний ресурс, який потребує надійного зберігання та централізованого управління, розділяється різнорідними додатками і має життєвий цикл, за тривалістю значно перевищує комп’ютерні платформи.

При оцінці системи зберігання даних ключовими є бізнес-вимоги, серед яких можна виділити наступні:

— продуктивність, вимірювана в мегабайтах в секунду і залежна від обсягу кеш-пам'яті, числа внутрішніх дисків, кількості портів, контролерів і т.д.;

— надійність, що розуміється як здатність системи виконувати свої функції з заданим якістю;

— функціональність, або ступінь відповідності можливостей систем зберігання даних завданням бізнесу;

— масштабованість, тобто здатність до нарощування функціональності і характеристик із збереженням всіх існуючих можливостей;

— керованість і можливість «безшовної» інтеграції в існуючу ІТ — інфраструктуру з підтримкою централізованого управління на основі відкритих стандартів, а також забезпечення підтримки перспективних стандартів;

— адаптивність як відповідність новим завданням бізнесу;

— експлуатаційна ефективність як можливість забезпечення мінімальної вартості володіння інформацією;

— ергономічність як простота управління і зручність адміністрування;

— здатність до економічно виправданого еволюціонування разом з іншими компонентами інформаційної системи.

Сьогодні всі провідні світові постачальники мають у своєму портфелі недорогі рішення систем зберігання даних початкового рівня, які дають можливість підприємствам малого та середнього бізнесу вирішувати проблеми із зберіганням даних і здійснювати поступове розширення систем.

Можливості сучасних інформаційних технологій дозволяють компаніям успішно впроваджувати спеціалізовані мережі зберігання даних.

Потреби в ємності систем зберігання в корпоративних системах обробки даних сьогодні ростуть швидше, ніж у будь-яких інших IТ-ресурсах (серверах, мережевому устаткуванні і т.д.). Побудова надійних і сучасних систем зберігання даних — одна з ключових тенденцій на поточному витку розвитку корпоративних мереж. До того ж зараз настав момент, коли обладнання для таких систем перестало бути «екзотикою» .

Виходячи з описаних тенденцій, саме зараз варто задуматися про те, щоб впроваджувати нову систему зберігання даних, здатну задовольнити потреби компанії на найближчі роки. При цьому слід пам’ятати, що найдосконаліше сховище даних може виявитися марним залізним ящиком, з якого компанія не зможе повернути назад свої гроші, якщо воно не буде правильно інтегровано в інформаційну систему. Тут на перший план виходять експертиза і компетентність інтегратора, який займатиметься розробкою та впровадженням рішення.

Система зберігання даних повинна включати наступні підсистеми та компоненти:

— пристрої зберігання даних: дискові масиви і стрічкові бібліотеки. Сучасні високопродуктивні дискові масиви використовують технологію Fibre Channel для підключення до них серверів і для доступу до дисків всередині масиву. Вони можуть масштабуватися до десятків терабайт дискового простору і володіють вбудованим інтелектом для виконання спеціальних функцій, таких як: віртуалізація дискового простору, розмежування доступу до дискового простору, створення Point — In — Time (PIT) копій даних і реплікація даних між масивами.

— інфраструктуру доступу серверів до пристроїв зберігання даних. В даний час, як правило, інфраструктура доступу серверів до пристроїв зберігання даних створюється на основі технології SAN.

— систему резервного копіювання та архівування даних. Система призначена для створення резервних копій і відновлення даних. Система резервного копіювання дозволяє захистити дані від руйнування не тільки у випадку збоїв або виходу з ладу апаратури, але і в результаті помилок програмних засобів і користувачів. Виконання резервного копіювання є одним з необхідних методів забезпечення безперервності бізнесу. Створення централізованої системи резервного копіювання дозволяє скоротити сукупну вартість володіння IT — інфраструктурою за рахунок оптимального використання пристроїв резервного копіювання і скорочення витрат на адміністрування (порівняно з децентралізованою системою).

— програмне забезпечення управління зберіганням даних. Програмне забезпечення призначене для вирішення завдань управління зберіганням даних, наприклад, для розмітки дискових томів або підвищення продуктивності доступу до даних прикладного програмного забезпечення.

— систему управління. Система призначена для моніторингу та управління рівнем якості сервісу зберігання даних. Основою системи управління систем зберігання даних є засоби управління апаратними ресурсами мережі зберігання даних. Їх інтеграція з іншими системами дає можливість контролювати ресурси систем зберігання даних та керувати ними на всіх рівнях, від дисків в масиві до файлової системи сервера.

2.1 Типи архітектур систем зберігання даних

Архітектура системи зберігання DAS (Direct Attached Storage) — безпосереднє підключення до сервера.

До основних переваг DAS систем можна віднести їх низьку вартість (у порівнянні з іншими рішеннями систем зберігання даних), простоту розгортання і адміністрування, а також високу швидкість обміну даними між системою зберігання і сервером. Власне, саме завдяки цьому вони завоювали велику популярність в сегменті малих офісів і невеликих корпоративних мереж. Водночас DAS-системи мають і свої недоліки, до яких можна віднести неоптимальну утилізацію ресурсів, оскільки кожна DAS система вимагає підключення виділеного сервера і дозволяє підключити максимум 2 сервера до дискової полиці в певній конфігурації.

Рисунок 2.1.1 — Архітектура Direct Attached Storage

Плюси:

— досить низька вартість. По суті ця система зберігання даних являє собою дисковий кошик з жорсткими дисками, винесений за межі сервера.

— простота розгортання і адміністрування.

— висока швидкість обміну між дисковим масивом і сервером.

Мінуси:

— низька надійність. При виході з ладу сервера, до якого підключено даний сховище, дані перестають бути доступними.

— низький ступінь консолідації ресурсів — вся ємність доступна одному або двом серверам, що знижує гнучкість розподілу даних між серверами. У результаті необхідно закуповувати або більше внутрішніх жорстких дисків, або ставити додаткові дискові полки для інших серверних систем.

— низька утилізація ресурсів.

Архітектура системи зберігання NAS (мережеві підсистеми зберігання даних, Network Attached Storage) розвивається як альтернатива універсальним серверам, несучим безліч функцій (друку, додатків, факс сервер, електронна пошта тощо). На відміну від них NAS-пристрої виконують тільки одну функцію — файловий сервер. І намагаються зробити це якомога краще, простіше і швидше.

NAS підключаються до локальної обчислювальної мережі і здійснюють доступ до даних для необмеженої кількості гетерогенних клієнтів (клієнтів з різними операційних систем) або інших серверів.

Малюнок 2.1.2 — Архітектури Network Attached Storage

Плюси:

— дешевизна і доступність його ресурсів не тільки для окремих серверів, але і для будь-яких комп’ютерів організації.

— простота колективного використання ресурсів.

— простота розгортання і адміністрування

— універсальність для клієнтів (один сервер може обслуговувати клієнтів MS, Novell, Mac, Unix)

Мінуси:

— доступ до інформації через протоколи «мережевих файлових систем» часто повільніше, ніж як до локальному диску.

— більшість недорогих NAS-серверів не дозволяють забезпечити швидкісний і гнучкий метод доступу до даних на рівні блоків, властивих SAN системам, а не на рівні файлів.

Архітектура системи зберігання SAN (Storage Area Network) — це спеціальна виділена мережа, яка об'єднує пристрої зберігання даних з серверами додатків, зазвичай будується на основі протоколу Fibre Channel, або на набирає обертів протоколу iSCSI. На відміну від NAS, SAN не має поняття про файли: файлові операції виконуються на підключених до SAN серверах. SAN оперує блоками, як якийсь великий жорсткий диск. Ідеальний результат роботи SAN — можливість доступу будь сервера під будь якою операційною системою до будь-якої частини дискової ємності, що знаходиться в SAN. Кінцеві елементи SAN — це сервери додатків і системи зберігання даних. А між ними, як і в звичайній мережі, знаходяться адаптери, комутатори, мости, концентратори.

Малюнок 2.1.3 — Архітектура Storage Area Network

Плюси:

— висока надійність доступу до даних, що знаходяться на зовнішніх системах зберігання. Незалежність топології SAN від використовуваних систем зберігання даних і серверів.

— централізоване зберігання даних (надійність, безпека).

— зручне централізоване управління комутацією і даними.

— перенесення інтенсивного трафіку введення-виведення в окрему мережу, розвантажуючи LAN.

— висока швидкодія і низька латентність.

— масштабованість і гнучкість логічної структури SAN.

— можливість організації резервних, віддалених систем зберігання даних та відновлення даних.

Мінуси:

— більш висока вартість

— складність в налаштуванні FC-систем

— необхідність сертифікації фахівців з FC — мережам (iSCSI є більш простим протоколом)

— більш жорсткі вимоги до сумісності компонентів.

— поява в силу дорожнечі DAS-" островів" в мережах на базі FC — протоколу, коли на підприємствах з’являються поодинокі сервери з внутрішнім дисковим простором, NAS-сервери або DAS-системи в силу браку бюджету.

2.3 Типи носіїв інформації систем зберігання даних

На даний момент для зберігання даних в дискових масивах використовуються SATA і SAS диски. Які диски вибрати в сховище залежить від конкретних завдань. Варто відзначити декілька фактів.

SATA II диски:

— доступні обсяги одного диска до 1 ТБ

— швидкість обертання 5400−7200 RPM

— швидкість введення / виведення до 2,4 Гбіт / с

— час напрацювання на відмову приблизно в два рази менше ніж у SAS дисків.

— менш надійні, ніж SAS диски.

— дешевше приблизно в 1,5 рази, ніж SAS — диски.

SAS диски:

— доступні обсяги одного диска до 450 ГБ

— швидкість обертання 7200 (NearLine), 10 000 і 15 000 RPM

— швидкість введення/виведення до 3,0 Гбіт/с

— час напрацювання на відмову в два рази більше ніж у SATA II дисків.

— більш надійні диски.

Рисунок 2.3.1 — Жесткий диск

2.4 Інтерфейси систем зберігання даних

SCSI чимось схожий на всім відомий IDE — це паралельний інтерфейс, що допускає до 16 пристроїв на одній шині (рис. 2.4.1). На даний момент максимальна швидкість протоколу SCSI — 320 Мбайт/с, часто так і пишуть — SCSI U320. Недоліки SCSI очевидні - товсті незручні кабелі, що мають обмеження на максимальну довжину (до 25 м), що не володіють поміхозахищенніст'ю.

Рисунок 2.4.1 — Інтерфейси SCSI

FibreChannel дуже популярний у середовищі IT-фахівців — які переваги несе ця технологія, майже невідомо «домашнім користувачам» (рис. 2.4.2). Причина зрозуміла — дорожнеча обладнання і призначення протоколу FibreChannel (FCP) для розгортання масштабних мереж зберігання даних (SAN), що знаходить застосування тільки у великих компаніях.

На практиці сучасний FibreChannel має швидкість 2 Гбіт (FibreChannel 2 Gb) або 4 Гбіт (FibreChannel 4 Gb), тобто така швидкість забезпечується одночасно в обидві сторони. У перекладі на швидкість каналу отримуємо 200 або 400 Мбайт / с по оптичному двожильного кабелю.

Рисунок 2.4.2 — Інтерфейс FibreChannel

Відстані практично не обмежені - від стандартних 300 метрів на самому «звичайному» обладнанні до 2000 км для потужних комутаторів, так званих «директорів». Головний плюс інтерфейсу FibreChannel — можливість об'єднання багатьох пристроїв зберігання і хостів (серверів) в єдину мережу зберігання даних (SAN).

iSCSI (Internet Small Computer System Interface). За визначенням: «iSCSI це протокол, який базується на TCP/IP і розроблений для встановлення взаємодії та управління системами зберігання даних, серверами і клієнтами» (рис. 2.4.3). iSCSI посилає SCSI команди в IP пакетах. Більш докладно — iSCSI створений як протокол для ініціатора сховищ (зазвичай сервер), з метою посилати SCSI команди виконавцю через IP.

Рисунок 2.4.3 — Інтерфейс iSCSI

Інакше кажучи, iSCSI — це протокол SCSI через IP, що зв’язує сервер зі сховищем даних. Інші протоколи забезпечують з'єднання Fibre Channel — Fibre Channel з різним ступенем інтелектуальності.

2.5 Технологія та рівні RAID

Система зберігання даних призначена для організації надійного зберігання даних, а також відмовостійкості, високопродуктивного доступу серверів до пристроїв зберігання. Існуючі в даний час методи щодо забезпечення надійного зберігання даних і відмовостійкого доступу до них можна охарактеризувати одним словом — дублювання.

Так, для захисту від відмов окремих дисків використовуються технології RAID.

В основі роботи RAID лежать кілька принципів організації запису даних на масив дисків. Реалізація цих принципів дозволяє прискорити запис і вилучення даних, а також збільшити ступінь надійності їх зберігання.

Принципи організації запису даних:

— дані в процесі запису розбиваються на кілька потоків, і кожен потік записується на свій диск. В результаті збільшується швидкість запису і швидкість зчитування інформації, однак при цьому кожен диск містить лише частина набору даних, тому втрата будь-який з частин руйнує весь набір.

— весь потік даних одночасно записується на декілька дисків. При цьому кожен диск стає повною копією інших. Вихід з ладу будь-якого з дисків ніяк не позначається на збереження інформації, так як залишаються інші копії. Це підвищує ступінь надійності зберігання, проте призводить до надмірності інформації, що зберігається.

— при записі один з дисків може використовуватися для зберігання контрольних сум, що дозволяють при необхідності відновити будь-яку з втрачених частин набору.

При створенні масивів RAID всі перераховані вище принципи використовуються в різних комбінаціях, різновиди яких називаються рівнями RAID (рис. 2.5.1).

Рисунок 2.5.1 — RAID рівні

Рівні RAID — спосіб організації дисків всередині масиву. У 1993 році промисловий консорціум по стандартизації RAID (RAID Advisory Board — RAB) визначив сім типових рівнів RAID: від 0 до 6. Термін «рівні RAID» є офіційним і міцно увійшов в лексику комп’ютерних користувачів, хоча ніякої ієрархії тут немає: це всього лише сім абсолютно різних незалежних архітектур. Специфікація RAID-2 залишилася чисто теоретично, оскільки описує масиви з 14 або 39 дисків. Зате вже після прийняття стандарту були запропоновані специфікації RAID 0 +1 і RAID 1 +0 (RAID — 10), які по суті є комбінаціями RAID — 0 і RAID — 1.

RAID-0 — найпростіший варіант побудови масиву (рис. 2.5.2). Це так зване чергування, або просте розпаралелювання запису/читання даних між усіма дисками. Потік даних розбивається на рівні блоки заданого розміру, і перший блок записується на один диск, другий — на наступний, третій — знову на перший диск і т.д. Масив може будуватися з будь-якого числа дисків: чим більше їх чергується, тим вище швидкість обміну даними. Запис проводиться без надмірності, тому такий масив не є RAID в прямому сенсі, хоча термін RAID-0 широко використовується.

Рисунок 2.5.2 — Масив з рівнем RAID 0

Ступінь надійності такого масиву завжди нижче ступеня надійності вхідних у нього дисків. При виході з ладу будь-якого з дисків дані всього масиву будуть втрачені, тому RAID-0 іноді порівнюють з міною сповільненої дії. Теоретично швидкість обміну даними зростає пропорційно числу дисків, що утворюють масив, а ємність масиву дорівнює сумі ємностей дисків. На практиці результат дещо менше. Типове застосування RAID-0 знаходить там, де важлива швидкість, а не ступінь надійності.

RAID-1 є інший найпростішої архітектурою (рис. 2.5.3). У цьому випадку проводиться запис двох дзеркальних копій даних на двох ідентичних дисках без всяких додаткових перетворень. Вихід з ладу одного диска не приводить до втрати даних. Це масив з 100% надмірністю. Він забезпечує граничну ступінь надійності, хоча вартість зберігання даних зростає рівно вдвічі. Масиви рівня 1 підходять для зберігання критично важливих даних. На практиці швидкодія такого масиву може трохи перевершувати швидкодію кожного з дисків. Це пов’язано з апаратною реалізацією читання і запису даних.

Рисунок 2.5.3 — Масив з рівнем RAID 1

RAID-2 відмовостійковий дисковий масив, реалізованний з допомогою коду Хеммінга. Схема резервування даних із використанням коду Хеммінга для корекції помилок.

Потік даних розбивається на свої слова — причому розмір слова відповідає кількості дисків для записи даних. До кожного слова обчислюється код корекції помилок, який записується на диски, виділені для зберігання контрольної інформації. Їх кількість дорівнює кількості біт в слові контрольної суми.

RAID-3 — трьохдисковий масив. Два диска в ньому працюють подібно RAID-0, дані на них записуються з чергуванням. Однак для кожних двох блоків, що чергуються контролер обчислює код парності і записує його на третій диск. Завдяки простому алгоритму дані парності для двох блоків займають стільки ж місця, скільки кожен з цих блоків. В результаті утворюються набори з трьох взаємопов'язаних блоків: два, на перших двох дисках, містять дані, а третій, на третьому диску — контрольну суму для двох блоків даних (рис. 2.5.4). За даними на одному з перших двох дисків і контрольних сумах завжди можна відновити вміст іншого диска при його пошкодженні. Так само коди парності, у разі аварії третього диска, завжди можна перерахувати за даними на перших двох дисках.

Рисунок 2.5.4 — Масив з рівнем RAID 3

Швидкість роботи такого масиву така ж, як у RAID-0, а відмовостійкість аналогічна RAID-1. Накладні витрати знижені за рахунок того, що ємність масиву з трьох однакових дисків приблизно дорівнює подвоєною ємності одного диска.

RAID-4 відрізняється тільки розмірами блоків даних при чергуванні. Це дещо покращує роботу масиву при випадковому читанні, але через більшого обсягу буферної пам’яті контролери RAID-4 не отримали широкого розповсюдження (рис. 2.5.5)

Рисунок 2.5.5 — Масив з рівнем RAID 4

RAID-5 — інша реалізація ідеї чергування з контролем парності. Чергування блоків даних відбувається між усіма трьома дисками. У масиві рівня 5 всі диски рівноцінні, а блоки парності розподілені між ними (рис. 2.5.6). При цьому блок парності для блоків, які знаходяться на двох дисках, завжди записується на третій диск і так далі «по колу». Порядок чергування блоків даних і блоків парності залежить від контролера. Існує кілька варіантів такого чергування: Forward (пряме), Backward (зворотне) і Backward symmetric (зворотне симетричне). У більшості сучасних RAID-контролерів використовується останній варіант.

Рисунок 2.5.6 — Масив з рівнем RAID 5

RAID-5 сьогодні вважається найбільш оптимальною конфігурацією масиву для високопродуктивних і надійних робочих станцій. Підтримка цього рівня, поряд з RAID-0 і RAID-1, закладена в багато вбудовані контролери сучасних материнських плат.

RAID-6. У специфікації RAID-6 контрольна сума обчислюється два рази і копіюється відразу на два різних диска (рис. 2.5.7). У результаті працездатність масиву зберігається навіть при одночасній поломці двох дисків з трьох. Це дуже надійне, але дороге рішення, яке так і не знайшло широкого застосування.

Рисунок 2.5.7 — Масив з рівнем RAID 6

Складові масиви (multi-RAID) являють собою поєднання двох специфікацій. Вони можуть реалізовуватися повністю на рівні контролера або частково на апаратному рівні, а частково на програмному.

RAID 0 +1 — чергування двох або декількох дводискових масивів RAID-1.

RAID 1 +0 (RAID-10) — дзеркалювання масиву RAID-0 на інший такий же масив.

Масиви RAID 5+0 (RAID-50) і RAID 6+0 (RAID-60) утворюються чергуванням масивів рівнів 5 і 6 відповідно. Це великі серверні рішення. Для їх реалізації потрібні дорогі багатопортові контролери, а в масив включатимуться від шести до декількох десятків жорстких дисків.

Існує специфікація JBOD (Just a Bunch of Disks — проста група дисків). У цьому випадку кілька вінчестерів представляються одним великим диском. Об'єднання кількох фізичних дисків ще недавно використовувалося в комп’ютерах для відеозахоплення і відеомонтажу, щоб отримати достатньо місця для збереження безперервного файлу розміром в десятки або сотні гігабайтів. З появою терабайтних вінчестерів це втратило актуальність.

RAID 1Е. Буква «E» в назві означає «Enhanced», тобто «покращений». Принцип цього поліпшення наступний: дані блоками «чергуються» на всі диски масиву, а потім ще раз «чергуються» із зсувом на один диск. У RAID 1E можна об'єднувати від трьох до 16 дисків. Надійність відповідає показникам «десятки», а продуктивність за рахунок більшого «чергування» стає трохи краще.

RAID 1е0. Цей рівень реалізується так: ми створюємо «нульовий» масив з масивів RAID1E. Отже, загальна кількість дисків має бути кратне трьом: мінімум три і максимум — шістдесят! Перевага у швидкості при цьому ми навряд чи отримаємо, а складність реалізації може несприятливо відбитися на надійності. Головне достоїнство — можливість об'єднати в один масив дуже велике (до 60) кількість дисків.

Подібність всіх рівнів RAID 1X полягає в їх показниках надмірності: заради реалізації надійності жертвується рівно 50% сумарної ємності дисків масиву.

2.6 Причини втрати даних

Пошкодження масиву — фізичні або логічні помилки на одному або декількох дисках, що входять до складу масиву. Контролер коректно працює з дисками, що утворюють RAID, хоча зазвичай видає повідомлення про помилки дисків. У цьому випадку RAID-масив продовжує залишатися для операційної системи єдиним диском, але на ньому виникають ті чи інші помилки або він представляється неформатованним.

Фізичні або логічні проблеми з одним з дисків в масиві рівня 1 або 5 можна розглядати як штатна подія: масив і створювався, щоб зберегти дані в такій ситуації. RAID-контролер майже завжди вірно розпізнає таку ситуацію в процесі ініціалізації масиву, виводить відповідне повідомлення і пропонує замінити несправний диск. Після заміни вінчестера і включення комп’ютера контролер пропонує включити новий диск в масив і відтворити дані на ньому з справних дисків масиву. В результаті і фізична, і логічна цілісність масиву майже обов’язково відновлюється.

Руйнування масиву-результат втрати контролером відомостей про конфігурацію масиву. У цьому випадку вінчестери, що входили в масив, бачаться системою як окремі диски, а деякі з них можуть зовсім не розпізнаватися. В оснащенні управління дисками вони найчастіше показуються неформатованними або як диски з невідомою файловою системою.

Вихід з ладу RAID-контролера однозначно веде до руйнування масиву. Підключення дисків, що входили в масив, до іншого ідентичному контролеру і спроба ініціювати його далеко не завжди приводять до успіху. Тим більше знайти точно такий же контролер, випущений кілька років тому, буває проблематично. Тому в більшості випадків розумною тактикою стає вилучення даних із зруйнованого масиву програмними методами (R-Studio, File Scavenger та ін.).

Таким чином, втрата інформації може відбутися лише при руйнуванні будь-якого масиву або при пошкодженні масивів RAID-0 або JBOD. У надлишкових масивах рівнів 1, 3, 5, 1+0 і 0+1 інформація зберігається за визначенням, а цілісність набору відновлюється штатними засобами контролера при заміні несправного диска.

" Гаряча замінна" (hot swape) — це легка процедура заміни диска, просто, виймаєте несправний диск з кошика, вставляєте справний і починається ребілдінг масиву.

" Гаряче резервування" (hot spare) — це коли у вас в кошику один запасний диск встановлений і відзначений в конфігурації RAID-масиву як hot spare, в цьому випадку при виході якого не будь диска в масиві запасний диск автоматично підключиться до масиву, а несправний відключиться і навпроти нього в кошику загориться червона лампочка. Після чого можно зробити замінну цього диска.

2.7 Продукти компанії MахTronic

Треба відразу визнати, що продукція Maxtronic не являє собою щось унікальне або технологічно революційне — вона просто вдало потрапила в магістральний напрям розвитку систем зберігання даних. Як уже зазначалося, в силу уніфікації комп’ютерної техніки в більшості випадків на апаратному рівні подібні пристрої часто відрізняються тільки торговою маркою і ціною. Більш того, деякі відомі європейські виробники насправді постачають все ті ж RAID-масиви від Maxtronic, але вже під своїми торговими марками і, звичайно, за інші гроші.

Системи зберігання від Maxtronic прості в управлінні і настройці для користувача, мають хороші швидкісні показники для потокових даних і, що дуже важливо, надійні. Два роки реальної гарантії - це не мало. Треба відзначити, що все це при вельми розумній вартості, чим забезпечується успішна конкуренція з іншими виробниками недорогих систем зберігання, представлених на всесвітньому ринку. Одним словом, продукція Maxtronic — це добротно, доступно, ефективно.

Взагалі з моменту створення вона спеціалізується на RAID-пристроях зберігання великих обсягів інформації. За минулі роки, накопичивши величезний досвід і напрацювавши власне ноу-хау в цій області, MaxTronic International стала одним зі світових лідерів з розробки, виробництва і дистрибуції дискових RAID масивів. Її продукцію відрізняє використання найсучасніших технологій, надійне і ефективне програмне забезпечення, висока якість виробництва, і при всьому цьому — доступні ціни.

MaxTronic International — це компанія, орієнтована на задоволення завдань споживачів.

Серед пріоритетів своєї діяльності MaxTronic виділяє наступні:

— створення ефективних і безвідмовних у використанні рішень, що забезпечують високу продуктивність і надійність систем зберігання даних.

— продумана до дрібниць конструкція систем, що забезпечує максимальну зручність для користувачів.

— найвища якість виробництва кожного компонента систем за рахунок використання тільки сертифікованого за ISO 9000 обладнання та забезпечення необхідного контролю виробництва.

— безперервне вдосконалення пропонованих рішень і використовуваних технологій.

— виправдані ціни, доступні для користувачів і привабливі для партнерів.

Основні продукти MaxTronic International:

— Рішення для побудови SAN (Storage Area Network):

— Дискові масиви Nova Series з інтерфейсом 8Gb/с FC/10Gb/s ISCSI і дисками 6Gb SAS/SATA

— Дискові масиви Janus II Series з інтерфейсом 4Gb/с FC, ??1 Гбіт/с ISCSI або 3 Гбіт/с SAS

— Дискові масиви Janus Series — надійні та економічні рішення орієнтовані на SMB (ESATA/USB/Firewire RAID) і приємним для створення систем відеоспостереження (SCSI RAID)

— RAID-масиви Maxtronic Accusys — обладнання для створення ExaSAN.

Розглянемо кілька моделей Maxtronic 2005 року — це серія ARENA SIVY на 8−16 SATA дисків з апаратною підтримкою RAID рівнів від 0 до 5, побудована на базе RISC процесора Intel i80321 64bit 600Mhz (таблиця 2.7.1)

Таблиця 2.7.1 — моделі Maxtronic серії ARENA

На рубежі 2006 почалося виробництво пристроїв нової серії JANUS для SATAII дисків на більш продуктивному процесорі i80331 PCI-X 64bit

667Mhz, за рахунок використання якого додалася підтримка більш високих рівнів захисту RAID 6 і TP (6 +) (таблиця 2.7.2):

Таблиця 2.7.2 — моделі Maxtronic сері JANUS

Не зупиняючись на досягнутому і підтверджуючи справою своє звання «The Disk Array Specialist», Maxtronic вже працює над новими моделями. Вони використовують ще більш потужні мікропроцесори і забезпечують ще більш просунуті можливості. У них включена підтримка нових інтерфейсів (SAS, 4G FC), збільшено максимальне число дисків в системі до 24, а також передбачена можливість послідовного з'єднання декількох RAID масивів c об'єднанням в єдине дисковий простір. Все це дозволяє підвищити швидкодію та збільшити реально досяжний обсяг зберігання до десятків терабайт. Таким чином, можливості щодо вибору оптимального рішення під конкретне завдання істотно розширюються.

2.8 Продукти компанії Qsan

Висока професійна компетенція компанії Qsan в сфері технологій зберігання даних поєднується з широкими виробничими можливостями. Qsan орієнтується на охоплення впевнено зростаючого ринку IP SAN. Сконцентрувавши зусилля на постачанні продуктів в області зберігання даних з найкращим співвідношенням ціни і продуктивності, компанія виробила чітку стратегію виходу на ринок. Філософія «раціоналізації операцій з даними» компанії Qsan передбачає максимальну оптимізацію інформаційних потоків підприємства. Інформація повинна бути прозора, доступна при будь-яких непередбачених обставин і перетворити інвестиції в IT-системи в ключове конкурентну перевагу компанії. Qsan крок за кроком сприяє клієнтам у реалізації цієї непростої задачі.

Рішення

— файлове сховище;

— кластеризація;

— backup через WAN;

— рішення з відеоспостереження.

Qsan фокусується на лінійках продукції:

— дискові масиви iSCSI/iSCSI надлишковий RAID контролер;

— дискові масиви SCSI;

— дискові масиви SAS/SAS надлишковий RAID контролер;

— дискові масиви FC/FC надлишковий RAID контролер;

— полиці розширення JBOD диски SAS SATA.

Одними із моделей є системи Qsan Q500 побудовані на основі новітнього процесора Intel Atom S1289. Перший «атомний» процесор в світі SAN — рішення з перевагами підвищення енергоефективності. Процесор оснащений двома x86 — сумісними обчислювальними ядрами на основі архітектури Saltwell, підтримує технології Hyper-Threading і віртуалізацію, володіє вбудованим контролером оперативної пам’яті DDR3 ECC (одноканальний режим). Підтримує мікросхеми ОЗУ з частотою до 1333 МГц об'ємом до 8 Гбайт. У мікропроцесорі вбудований блок прямого доступу до пам’яті Crystal Beach DMA з підтримкою RAD 5,6, контролер шини PCI Express 2.0 на 40 ліній. Кожне ядро CPU має 56kb кеш-пам'яті першого рівня і 512kb кеш-пам'яті другого рівня. Ця платформа включає в себе такі основні функції, як коди корекції помилок і підтримка 64-розрядних операцій.

Системи Qsan Q500 оснащені джерелами живлення стандарту 80 Plus Gold, для досягнення 90% ефективності використання електроенергії. Функція «spin down» (припинення обертання) жорстких дисків, на частку яких припадає основна енергоспоживання в системах зберігання, дозволяє Qsan Q500 знизити експлуатаційні витрати (таблиця 4.1).

Таблиця 2.8.1 — моделі Qsan сері Q500, Р300Q, P400Q

Виходячи з наведених таблиці 4.1 видно, що моделі Qsan Q500 з інтерфейсом iSCSI 1Gb/10Gb є по суті заміною застарілих моделей на процесорі Intel IOP342 (P300Q/P500Q) і по продуктивності «наступають на п’яти» своїм більш дорогим собратьямP400Q/P600Q.

Як і Maxtronic, Qsan не зупиняеться на досягнутому. З кожним роком компанія удосконалює та розробляє нові моделі систем зберігання даних, тим самим задовольняючи споживчі потреби.

5Порівняння характеристик систем зберігання даних компаній Maxtronic і Qsan, а саме моделей MaxTronic Maestro 32S і Qsan P500Q-S212

C таблиці ми бачимо, що обидві моделі використовують процесор Intel, так як він дуже добре підходить для таких дій, які потребують системи зберігання даних. На обох моделях є можливість установки надмірного. Розмір кеш-пам'яті і можливість розширення вища на MaxTronic. RAID-рівні на двох моделях відрізняються тільки тим, що в MaxTronic є NRAID, а в Qsan 0+1. Обидві моделі використовують зовнішній інтерфейс iSCSI, SAS, USB, LAN, так само вони використовують і дискові інтерфейси SAS, SATAII, SATAIII. Також вони мають функцію горячий резерв. Розміри моделі Maxtronic більша від моделі Qsan, тому перша монтується в стійку 3U, а друга в 2U. Програмне забезпечення у цих досить продуктивне. На мій погляд масив Qsan уступає масиву Maxtronic, але доведеться викласти більше грошей, щоб мати такий масив (див. Додаток).

Висновок

Сьогодні на ринку представлено досить багато різноманітних мережевих сховищ, з яких можна вибрати рішення, що дозволяє максимально задовольнити потреби компанії.

Принципове питання полягає в тому, що купити — рішення від одного постачальника або систему зберігання з компонентів декількох виробників. У обох варіантів є свої плюси і мінуси. У той же час багато постачальників комплектують рішення і з компонентів інших виробників (особливо в секторі SAN). У свою чергу, системи зберігання незалежних виробників можуть бути багатшим функціонально. Однак рішення, що складається з устаткування від декількох виробників, потребують додаткового навчання персоналу IТ-відділу. Так що при виборі варто провести оцінку економічної ефективності варіантів рішення, не забуваючи про пристрої архівування і резервного копіювання.

Не так давно на світовому ринку з’явилися компанії Maxtronic i Qsan, але вони вже довели, що достатньо конкуренто спроможні. Їхніми цілями є не тільки забезпечення успішної конкуренції з іншими виробниками недорогих систем зберігання, але і розробити власне ноу-хау в цій сфері, що, в принципі, у кожній з компаній є певні успіхи. Одним словом, продукція цих компаній в першу чергу добротні, доступні, ефективні. Кожна з цих компаній не зупиняється на досягнутому і вже працює над новими моделями.

Список використаних джерел

1. Дискові RAID-масиви компанії Maxtronic / Специфікація [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://rus.625-net.ru/625/2006/08/r10. htm

2. Зберігання інформації на RAID-масивах / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://bukvar. su/informatika_programmirovanie/page, 2,171 651-Razrabotka-sistem-hraneniya-informacii-na-RAID-massivah.html

3. Рівни RAID / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.timcompany.ru/article4.html

4. Основні системи зберігання даних та їх особливості / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.anti-malware.ru/data_storage_technologies_review

5. Новини Qsan / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.spline.ru/news/

6. Відмовостійкі системи зберігання даних компаніїї Maxtronic / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.stoik.ru/articles. php? cat=4&subcat=3&article=2006₀₄_99₁

7. Системи зберігання даних / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.datastream. by/distribution/catalog.html? id_pr=537

8. Мережа зберігання даних / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://skaz.com.ua/informatika/7694/index.html#214 249

9. Сучасні системи зберігання даних / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://citforum.ru/hardware/data/overview/

10. Корпоративні системи зберігання даних / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.compress.ru/Article. aspx? id=16 571

11. Зберігайте ваші дані / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://superstech.com/articles. shtml? action=print_article&a_id=1 150 324 090

12. Системи зберігання даних Qsan / [Електронний ресурс] - Режим доступу: http://www.datasystems.ru/dir_qsan_disk_arrays. htm