Статья опубликована в №3 (ноябрь) 2013
Разделы: Информационные технологии
Размещена 26.11.2013. Последняя правка: 26.11.2013.
Просмотров - 6708

Классификация систем хранения данных по области применения

Ткаченко Сергей Владимирович

Магистрант

NVision Group, НГТУ

Инженер-стажер

Копысов П.Е.

УДК: 004.08 + 004.056

Системы хранения данных (СХД) служат для надежного и эффективного хранения, а также оперативного доступа к информации, что особенно актуально в условиях стремительно быстрого развития информационных технологий. Под системой хранения данных, подразумевается внутренний жесткий диск или массив дисков RAID. Но если говорить о хранилищах на  уровне предприятий, то можно выделить три технологии хранения данных, которые будут описаны ниже:

• Direct-Attached Storage (DAS);
• Network-Attach Storage (NAS);
• Storage Area Network (SAN).

 

Архитектура системы хранения Direct-AttachedStorage

В буквальном переводе данная технология звучит как система хранения с прямым доступом и основана на том, что накопители информации напрямую подключены к серверу или компьютеру. Самый простой пример DAS – встроенный жесткий диск.
DAS поддерживает такие протоколы, как ATA, SATA, ESATA, SCSI, SAS, Fibre Channel.

 

Рис. 1. Архитектура DAS

В сравнении с другими технологиями хранения данных, DAS-архитектура отличается простотой развертывания и администрирования.
Конфигурация DAS используется в системах хранения, нетребовательных к большим объемам и высокой надежности данных. DAS не дает возможности совместного использования ресурсов разными хостами, а также возможности их разделения. Установка таких устройств хранения — более дешевый вариант в сравнении с сетевыми конфигурациями, однако, если иметь в виду крупные организации, данный тип инфраструктуры хранения информации нельзя считать оптимальным.
Использование нескольких DAS-устройств может привести к неэффективному использованию ресурсов, ввиду того, что в большинстве случаев каждое устройство подключается к конкретным пользователям или серверу.

Резюмируя вышенаписанное, можно сказать, что DAS-архитектура в большей части предназначена для небольших офисов и малого бизнеса, не планирующего дальнейшего расширения IT-инфраструктуры.

 

Архитектура системы хранения Network-AttachedStorage

NAS (Network-Attached Storage) — это сетевая система хранения данных. Архитектура системы хранения NAS специализирована для конкретной задачи - файловый сервис. Говоря простыми словами, NAS – это устройство для обмена файлами в Ethernet-сети.

Рис. 2. Архитектура NAS

NAS-система обладает определенными преимуществами в гибкости, по сравнению с DAS: простое и удобное администрирование, возможность наращивания, возможность распределенного использования ресурсов.  Подключение NAS-устройств к сети не требует каких-либо специфических интерфейсов или специализированного аппаратного обеспечения. При подключении к локальной сети, ресурсы NAS-устройства появляются в сети как дополнительные накопители.
В настоящее время практически все NAS-устройства ориентированы на использование в Ethernet-сетях и являются распространенными в инфраструктурах малых организаций.  
Доступ к NAS-устройствам производится с помощью специальных протоколов доступа к файлам. Наиболее распространенными из них являются CIFS, NFS и DAFS.
Внутри подобных серверов стоят упрощённые операционные системы, лишенные всех ненужных служб и модулей и в то же время максимально оптимизированы для обслуживания файловой системы, такие как MS Windows Storage Server, FreeNAS.
Основным минусом данной технологии является повышение нагрузки на сеть, поскольку NAS-устройство подключается напрямую к существующей локальной сети.

Резюмируя вышенаписанное, можно сказать, что NAS-архитектура позволяет получить привлекательную стоимость одного гигабайта хранения данных, сетевые системы хранения просты в администрировании, работают с любыми платформами, не требуют специальных интерфейсов и отличаются удобным и простым процессом наращивания объема дискового пространства.
С учетом низкой масштабируемости хранилища данных, ограничений пропускной способности локальной сети и протокола передачи данных, NAS обычно используются в малобюджетных решениях.

 

Архитектура системы хранения Storage Area Network

SAN (Storage Area Network) — представляет собой комплексное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таких как ленточные библиотеки, дисковые массивы к серверам посредством HBA-адаптера.
Самый типичный случай SAN – это сеть, состоящая из систем хранения данных, серверов и коммутаторов, объединённых оптическими каналами связи.

 

Рис. 3. Архитектура SAN

Главным отличием  SAN от NAS является способ организации передачи данных между устройствами хранения и серверами. SAN – архитектура нацелена на решение проблем, связанных с  интенсивными процедурами  обмена данными, резервного копирования  путем перенесения всей системы в выделенную сеть. Данная технология использует блочный доступ к данным, что дает ряд преимуществ, таких как скорость доступа к данным, более эффективная работа процессов дедупликации и резервного копирования данных, значительно уменьшающие расходуемый объем хранения, а так же использование хранилища как жесткий диск, с которым могут производиться операции, как с любым логическим диском.
Основным преимуществом технологии SAN является высокая скорость и надёжность доступа к данным ввиду своей особенности построения. Как показано на рисунке, сервер имеет несколько «путей» получения и передачи данных, поэтому, при сбое одного из них система остается в работоспособном состоянии, что также является большим плюсом данной технологии. Обмен данными между компьютерами в локальной сети происходит без потери производительности. Локальная сеть разгружается, так как она полностью отделена от трафика SAN, что невозможно реализовать в технологии NAS.
SAN очень удобны для консолидации ресурсов хранения в единый централизованный пул, что невозможно обеспечить при прямом подключении устройств хранения данных.
Говоря о минусах можно выделить сравнительно высокую стоимость и сложность в настройке, в сравнении с другими технологиями хранения. Для организации SAN-архитектуры требуется дорогое специализированное оборудование.

Резюмируя вышенаписанное, можно сделать вывод, что данная технология имеет определенные преимущества в сравнении с другими технологиями – надежность и отказоустойчивость, высокая масштабируемость, гибкость,  консолидация ресурсов, а также использование блочного уровня доступа к данным.
В большей части SAN-архитектуру используют довольно крупные, динамичные организации ввиду своей себестоимости (стоимость оборудования и проекта по внедрению SAN-сети может составлять до нескольких сотен тысяч долларов), а так же предприятия, которым очень дорого обходится время простоя и скорость доступа к данным.

В данной статье были рассмотрены основные технологии хранения данных, их преимущества и недостатки. Следующие статьи будут направлены на расчеты производительности систем хранения данных.

1. Системы хранения данных - [Электронный ресурс]. URL: http://www.jet.msk.su/services_and_solutions/computational_systems/solutions_catalog/data_storage_systems/#3
2. NAS – сетевая система хранения данных - [Электронный ресурс]. URL: http://www.ferra.ru/ru/networks/75642/
3. Сети хранения данных Fibre Channel - [Электронный ресурс]. URL: http://fibrechannel.ru/san.htm
4. Thecus - Блочный и файловый уровни хранения - [Электронный ресурс]. URL: http://www.thecus.ru/6/?solution=19

Рецензии:

26.11.2013, 11:56 Назарова Ольга Петровна
Рецензия: Логично выстроен материал. Статья рекомендуется к печати.



Комментарии пользователей:

Оставить комментарий