Эффективные ИТ-решения
для предприятий и организаций
г. Петрозаводск,
ул. Шотмана, 56
(8142)70-20-40

185001,
Республика Карелия,
Петрозаводск,
ул.Шотмана, 56, офис 1

Телефон приемной:
8 (814-2) 70-20-40

Факс:
8 (814-2) 70-20-40

Электронная почта:
office@ilves.ru

Центры обработки и хранения данных

Общее описание систем хранения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения:

  1. система резервного копирования
  2. монитор
  3. сервер/кластер
  4. система хранения начального уровня (DAS)
  5. источник бесперебойного питания
  6. система резервного копирования большой емкости
  7. система хранения архитектуры NAS или SAN

 

 

Системы хранения начального уровня DAS (Direct Attached Storage)

В случаях, когда не требуется создание больших распределенных систем хранения данных, применяется схема локального подключения дисковых массивов. В решениях фирмы "Илвес", как правило, используется оборудование производства Compaq Computer. В семейство систем хранения данных DAS входят устройства хранения данных, подключаемые непосредственно к серверам через SCSI- или IDE-интерфейс: жесткие диски, SCSI-адаптеры, RAID-контроллеры и дисковые массивы. Иногда к таким устройствам относят также устройства резервного копирования.

 

Жесткие диски

Сегодня на рынке предлагается широкий спектр дисков для серверов и систем хранения. В дисках Compaq реализованы все передовые технологии, имеющиеся на рынке. Новейшие диски с интерфейсом Wide Ultra3 и скоростью вращения 15K об/мин обеспечивают скорость передачи данных до 160 Мб/с и среднее время поиска от 4,5 мс. Универсальные диски стандартов Ultra3 и Ultra2 взаимозаменяемы, т.е. могут устанавливаться как в системы, поддерживающие Ultra3, так и Ultra2 в любых сочетаниях, что обеспечивает преемственность моделей, унификацию и защиту инвестиций. Все диски специально настроены и протестированы для совместимости с серверами, построенными как на базе процессоров Intel, так и на базе процессоров Alpha, и с устройствами хранения Compaq. Диски, поставляемые Compaq, имеют уникальную микропрограмму, обеспечивающую полную совместимость с серверами и системами хранения Compaq, а также возможность мониторинга и управления со стороны управляющего ПО Compaq Insight Manager. Микропрограмма дисков Compaq дает возможность заранее предсказывать отказы дисков. В случае возникновения потенциальной проблемы с одним из дисков или контроллером, Compaq Insight Manager и/или сам диск сообщает об этом заранее, давая возможность заменить диск еще до того, как он выйдет из строя, в рамках предотказной гарантии Compaq Pre-Failure Warranty.

 

RAID - контроллеры Smart Array

Семейство RAID-контроллеров Smart Array, являющееся собственной разработкой Compaq, включает в себя полную линейку продуктов от одноканальных контроллеров для серверов масштаба рабочей группы, до модульных, расширяемых до четырех каналов контроллеров с независимым питанием кэш-памяти.

Все контроллеры внутри семейства Smart Array совместимы между собой по данным, что позволяет установить в систему контроллер более старшей модели или следующего поколения без сохранения промежуточной копии данных. Достаточно просто поменять контроллер, и он сам распознает существующую конфигурацию массива. Это позволяет свести к минимуму время простоя системы и операционные расходы. Все контроллеры Smart Array комплектуются унифицированными утилитами настройки и управления, совместимыми со всей линейкой контроллеров, что облегчает их обслуживание и снижает расходы на обучение персонала.

 

Дисковые полки

В решениях от Compaq, которые мы используем в рамках своих проектов, используются внешние дисковые полки семейства StorageWorks Enclosure 4300, обеспечивающие установку до 14 универсальных дисков Wide Ultra 2 и Wide Ultra 3 с возможностью «горячей» замены. Каждая полка может иметь до двух внутренних SCSI-шин, резервный источник питания и модуль мониторинга параметров окружающей среды. Полки предыдущего поколения серии 4200 могут быть преобразованы в полки 4300 путем замены модулей ввода-вывода. Дисковые полки ориентированы на взаимодействие с RAID-контроллерами семейств Smart Array и HSG. 

 

 

Сетевые устройства хранения (Network Attached Storage, NAS)

При проектировании систем хранения данных мы иногда рассматриваем промежуточный по стоимости вариант их подключения – подключение по сети. Актуальность систем хранения данных, подключаемых к сети общего пользования, повышается с развитием сетей и повышением их пропускной способности. Низкая стоимость внедрения и использования, высокая производительность, надежность, способность к расширению, возможность совместного использования данных разными компьютерными платформами и совместимость с другими технологиями хранения данных делают NAS-системы чрезвычайно привлекательными для заказчиков, которым необходимо простое и надежное решение для хранения данных в сети. NAS-системы используют также RAID-технологии, и могут быть объединены в кластеры с использованием сети SAN.

 

 

 

 

 

TaskSmart N2400

Cистемы NAS разрабатываюстя в наших решениях с использованием оборудования Compaq, в частности Compaq TaskSmart NAS Appliance N2400, а также новинки на рынке корпоративных хранилищ NAS - StorageWorks™ Network Attached Storage (NAS) Executor E7000.

Устройство TaskSmart работает как сетевой файловый сервер, опреативно отсылающий файлы на запросы клиентов по сети. Такое решение является также эффективным для управления файлами в гетерогенных средах Windows NT и UNIX.

 

 

 

 

Executor E7000

Всегда имеет смысл рассматривать NAS в случаях, когда в процессе создания информационной системы встают задачи консолидации корпоративных файл-серверов, но нет возможности выделить каналы передачи данных в отдельную сеть хранения - SAN. При этом упрощается администрирование, так как данные централизуются, увеличивается производительность для серверов приложений, повышается уровень доступности файлов.

Подобное решение эффективно и в случае предоставления совместного доступа к файлам в гетерогенной информационной среде за счет одновременной поддержки платформ Windows NT/2K и UNIX (CIFS и NFS), а также за счет единой стратегии планирования и администрирования системы хранения.

Основные преимущества сетей хранения данных NAS:

  • Высокий уровень доступности данных
  • Возможность консолидации существующих систем и управление доступом в гетерогенной среде, в т.ч. и удаленное управление
  • Возможность в перспективе объединения хранилищ в сети SAN
  • Легкость в установке и конфигурировании
  • Снижение стоимости владения
  • Надежная защита капиталовложений за счет использования при построении систем NAS открытых передовых индустриальных стандартов, а также полной взаимозаменяемости основных компонентов 

 

Системы хранения данных SAN (Storage Area Network)

Технологии, использующие выделенную высокопроизводительную сеть Storage Area Network для передачи данных между системами хранения данных и серверами, являются наиболее быстроразвивающимся направлением в отрасли и стратегическим направлением разработок Compaq Computer, которое фирма "Илвес" успешно реализует в своих решениях. Использование SAN открывает широчайший спектр возможностей для появления новых технологий и концепций, направленных на повышение производительности доступа к данным, повышение отказоустойчивости систем, обеспечение непрерывности бизнеса, виртуализации ресурсов хранения данных, развитие корпоративных систем резервного копирования.

Storage Area Network - это выделенная высокопроизводительная сеть, предназначенная для передачи данных между серверами и устройствами хранения данных. Использование такой сети позволяет консолидировать ресурсы хранения данных, обеспечить простоту наращивания емкости ресурсов, упростить и централизовать управление системами хранения, усовершенствовать процесс резервного копирования, ускорив его и исключив его влияние на доступность приложений, а также повысить производительность доступа серверов к данным. Современные сети SAN построены на базе стека протоколов Fibre Channel, предназначенного специально для оптимизации потоков данных между системами хранения данных и компьютерами.

Сети Fibre Channel строятся в соответствии с топологиями и технологиями Fibre Channel - Arbitrated Loop (FC-AL - кольцевая топология) и Fibre Channel - Switched (FC-SW - коммутируемая среда с обобщенными топологиями типа «звезда», «дерево», «связка» (mesh) и т.д.)

FC-AL объединяет все подключенные устройства в логическое кольцо и позволяет передавать данные только между одной парой узлов в каждый момент времени. Другая пара не может начать передачу данных, пока ее не закончит предыдущая. Наличие ожидания передачи данных уменьшает общую скорость передачи в кольце между конкретной парой узлов. К кольцу в соответствии со стандартом можно подключать до 126 устройств. Сети на базе топологии «петля» создаются с использованием хабов. Корпорация Compaq Computer выпускает два вида хабов - Fibre Channel Hub 7 и Fibre Channel Hub 12, имеющих соответственно 7 и 12 портов. Fibre Channel Hub 12 дополнительно имеет возможности подключения к коммутируемой среде, каскадирования, управления, сбора информации о топологии, производительности, условиях окружающей среды, предупреждения и ведения журналов событий. Текущая реализация FC-AL поддерживает соединение не более двух хабов Fibre Channel Hub 12. Преимуществом такой топологии является дешевизна реализации.

Коммутируемая среда FC-SW позволяет создавать прямое виртуальное соединение между двумя узлами, при этом в любой момент времени передавать данные может несколько узлов. Благодаря этой возможности любая пара узлов может полностью использовать пропускную способность Fibre Channel. К коммутируемой среде можно подключать до 16 миллионов узлов. Коммутируемые среды могут включать в себя также подсети, имеющие кольцевую топологию. Инфраструктура сети FC-SW создается с помощью коммутаторов. Корпорация Compaq Computer выпускает четыре вида коммутаторов.

Fibre Channel Loop Switch 8 - коммутатор «петель» Fibre Channel начального уровня для подключения к SAN устройств, работающих только в кольцевой топологии, в частности для построения SAN на базе RA4100.

Fibre Channel SAN Switch 8-EL - недорогой FC-коммутатор со встроенными коротковолновыми модулями GBIC с возможностью каскадирования. без поддержки OuickLoop (ПО эмуляции кольцевой топологии) и с возможностью подключения к другому коммутатору только через один порт.

Fibre Channel SAN Switch/8 и Fibre Channel SAN Switch/16- полнофункциональные коммутаторы с возможностью каскадирования.

Для связи между устройствами Fibre Channel используется оптический кабель, позволяющий передавать данные, обеспечивая их надежную защиту от внешних помех. Расстояния между устройствами в сети SAN могут достигать нескольких десятков км при использовании специальных приемопередатчиков и стандартных одномодовых оптических кабелей.

К сетям SAN могут быть подключены разнородные серверы, дисковые массивы, ленточные библиотеки, а также специализированные устройства управления сетью.

 

Системы резервного копирования

Неотъемлемая часть организации стабильной и надежной информационной системы компании — система резервного копирования. Процесс резервного копирования данных в той или иной степени применяется сейчас практически повсеместно и выполняется по определенному расписанию в зависимости от характера и структуры компании.

Существует несколько принципов построения и организации подобных систем. Естественно, по стоимости все эти решения существенно различаются, а их выбор зависит от преследуемых компанией целей, стоимости самих данных, размера предполагаемых денежных вложений, а также стоимости одной минуты простоя информационной системы.

 

Локальное копирование

В любом подразделении организации, где имеется один-два сервера с подключенными к ним ленточными накопителями, проводится регулярное резервное копирование — локальное копирование. Устройство резервногокопирования в этом случае соединяется непосредственно с сервером. Производительность канала сервер – устройство копирования при этом максимальна. При поддержке такого способа можно рекомендовать чаще обращать внимание на появление новых моделей накопителей — более быстрых и емких, чтобы при необходимости с меньшими потерями и большей эффективностью проводить модернизацию системы. Стоимость подобного решения невысока — порядка 1,5 – 6 тыс. $.

Однако этот метод может быть достаточно дорогостоящим, если число серверов для резервного копирования велико. Также требуются и большие административные расходы для ручной смены носителей в локальных устройствах резервного копирования для каждого из серверов. Использование библиотек и массивов лент может снизить административные расходы, но по-прежнему будет требоваться отдельное внимание для каждого сервера.

 

Сетевое копирование

Если требуется хранить резервные копии информации с нескольких серверов в сети организации, применяется сетевое копирование. Как правило, для этого выделяется сервер, отвечающий за проведение такого копирования по сети. К нему непосредственно подключается устройство копирования. Этот метод также довольно хорошо известен, однако стоимость такого решения сильно зависит от типа используемого ленточного накопителя и составляет, ориентировочно, до 20 тыс. $.

Схема сетевого копирования может включать соединения с серверами для копирования через активное сетевое оборудование. Устройства резервного копирования могут быть представлены несколькими ленточными библиотеками. В последнее время популярно выделять для резервного копирования отдельный сегмент в сети организации.

 

Специализированные решения

Рассмотренные выше решения по организации резервного копирования часто ведут к большой загрузке сети и длительному времени копирования данных.

Использование автоматизированных ленточных библиотек большой емкости позволяет решить проблемы больших объемов копирования и исключить ручные операции при смене носителей для резервного копирования. Однако, несмотря на это, при использовании мощных ленточных библиотек пропускная способность сети может еще скорее стать самым узким местом системы.

Выходом в данной ситуации может послужить применение специализированных решений, таких, например, как Compaq Fibre Channel StorageWorks Enterprise Backup Solution (EBS), в которых данные для резервного копирования и вся остальная информация передаются по разным каналам. Использование данной модели организации памяти имеет несколько основных преимуществ:

  • существенное увеличение производительности системы в целом, благодаря разделению резервного копирования и сетевых коммуникаций (LAN) на разные каналы при решении задач бизнеса;
  • обеспечение современными программными средствами высокой управляемости и эффективности процесса копирования.

Критически важным для подобных решений является выбор программного обеспечения резервного копирования. Compaq для EBS использует продукты ARCserve от Computer Associates, BackupExec от Seagate Software и ряд других, к функциональным возможностям которых можно отнести, в частности, работу с базами данных в режиме on-line, работу с RAID-массивами, восстановление после критических сбоев, поддержку образов клиентских дисков.

В решении Compaq Enterprise Backup Solution выделяются отдельные каналы Fibre Channel, по которым копируемые данные, минуя пользовательскую ЛВС, попадают на устройство резервного копирования. Архитектура решения по резервному копированию с использованием ARCserve включает один первичный (primary) сервер и несколько распределенных (distributed) серверов, которые взаимодействуют друг с другом по локальной сети. Первичный сервер играет роль арбитра при разрешении конфликтующих запросов на копирование к разделяемым устройствам резервного копирования, а также отвечает за функционирование роботизированного механизма библиотеки и перемещение лент.