Управлять лавиной

Огромные базы данных, всевозможные документы, различные приложения с богатым графическим интерфейсом, мультимедиафайлы – все это реалии сегодняшнего дня. Дабы не быть раздавленным этой информационной лавиной, нужно принять адекватные меры: этот поток нельзя остановить, но им можно успешно управлять. Именно этой цели служат различные корпоративные системы хранения данных. В последнее время наблюдается стремительное развитие этих технологий, появляются новые схемы построения информационных систем, но пока явного лидера нет. Каждая из разработок имеет свои плюсы и минусы. Расскажем подробнее о ставших классическими и наиболее перспективных.

Классическая схема

Возможны различные классификации схем хранения данных. По степени востребованности запрашиваемой информации можно выделить три уровня: на первом находятся часто запрашиваемые файлы; на втором – редко запрашиваемые данные, и он менее оперативной, а третий предназначен для резервного копирования.

Первый уровень хранения данных представлен жесткими дисками, находящимися непосредственно на этом уровне или в соединенной с ним внешней системе хранения. Второй уровень реализуется с помощью библиотеки хранения данных. Как правило, в небольших сетях второго уровня хранения информации нет. Уровень резервного копирования - это в основном всевозможные стриммеры, хотя некоторые системные администраторы предпочитают использовать не ленточные, а магнитооптические (МО) приводы.

Первый уровень

Главным преимуществом первого уровня является высокая скорость доступа к файлам, ее могут обеспечить только накопители на жестких дисках. Отсюда следует и главный недостаток этого уровня – самая высокая стоимость хранения одного мегабайта информации. Кроме того, жесткие диски относительно ненадежны, их поломка всего лишь вопрос времени. Бороться с высокой стоимостью хранения информации очень сложно, так как любая попытка сэкономить неотвратимо приведет к уменьшению времени жизни файлов. Отчасти успокаивает только стойкая тенденция снижения цен на жесткие диски.

Производительность и надежность дисковой подсистемы первого уровня повышает создание RAID-систем. Для многих современных приложений (особенно в области Интернета) нужны скорости передачи данных, которые не могут быть обеспечены только за счет набора дисков. Как правило, в RAID-массивах хранимая информация разбивается на блоки, они поочередно записываются на жесткие диски, что позволяет одновременно считывать информацию с нескольких накопителей.

С целью увеличения надежности хранения в RAID-массивах отводится дисковое пространство для контрольных сумм, которые позволят восстановить информацию в случае поломки привода, вся информация может также просто дублироваться.

Внешние системы хранения (которые, в частности, реализуют RAID-системы) значительно увеличивают размер дискового пространства, с которым может работать сервер (количество мест под накопители в самом сервере весьма ограничено). Кроме того, данные и сервер могут находиться в различных помещениях, и при повреждении сервера информация не пострадает.

Все большую популярность приобретают сейчас отказоустойчивые кластерные системы, присоединение к внешнему хранилищу данных двух серверов обеспечивает работоспособность системы в случае, если один из них выйдет из строя.

Второй уровень

Большая часть хранимой информации не требуется для каждодневной работы, она может не использоваться в течение длительного времени (типичная ситуация для различных архивов, в том числе юридических и медицинских), но в любой момент может потребоваться оперативный доступ к нужным файлам. Так как хранить подобные файлы на жестких дисках экономически нецелесообразно, выходом является применение библиотек (устройств со сменными носителями информации), содержащими огромный объем данных (вплоть до нескольких терабайт).

Библиотека состоит из отсеков, в которых хранятся картриджи, и механизма смены (jukebox mechanism) картриджей в приводах (устройствах считывания/записи). На основе библиотек могут быть построены системы структурированного управления данными (Hierarchical Storage Management – HSM). В таких системах существует два уровня устройств: на верхнем находятся жесткие диски сервера, а на нижнем – накопители библиотеки. Системы HSM применяются для удешевления хранения редко используемых файлов. Программное обеспечение позволяет объединить НЖМД и картриджи в единый логический диск и проводить автономную смену носителей (сводя тем самым к минимуму необходимость в их обслуживании системным администратором). При изменении фактического местонахождения файла (смена уровня устройств) его положение на логическом диске остается прежним, а именно – к нему обращаются приложения. Подобная миграция обеспечивает (в большей или меньшей степени) оперативный доступ ко всем файлам: сетевой пользователь получит доступ к данным, находящимся в библиотеке, за время, не превышающее минуты.

Библиотеки применяются также и для обеспечения резервного копирования. Несомненный плюс библиотек в возможности легкой и быстрой смены картриджей, поэтому суммарный объем информации, которую эти устройства могут обработать, практически не ограничен. Кроме того, картриджи с критически важной информацией можно хранить в безопасном месте.

Для сетей малого и среднего размера применение полнофункциональной библиотеки, как правило, не оправдано, так как они не смогут в должном объеме загрузить работой многоприводное устройство с несколькими десятками слотов под картриджи. В таких случаях целесообразно применять небольшие автозагрузчики, которые также позволяют менять картриджи и обладают необходимой скоростью передачи данных.

Существует несколько классов библиотек (магнитооптические, оптические и стриммерные). Наиболее популярными в нашей стране являются магнитооптические. Современные библиотеки этого класса обладают высокими техническими характеристиками. Они обеспечивают быстрый доступ к информации объемом до нескольких терабайт, время поиска составляет около 15 мс, скорость передачи данных – несколько мегабайт за секунду. Единственный недостаток МО-библиотек – относительно небольшая емкость отдельного носителя – до 5,2 Гбайт (хотя в большинстве случаев этого более чем достаточно). Стандартный SCSI-интерфейс и широкий выбор программного обеспечения делают их подключение делом нескольких минут, а использование несложным.

Читать еще по этой теме:

Автоматизация процедур