Пять архитектурных схем — пять этапов развития памяти, от простого сохранения данных в файле до сложных сетей хранения SAN.
1. Простейшие конфигурации систем хранения в архитектуре клиент-сервер
В простейшей конфигурации сетевой системы хранения пользователи сохраняют данные либо на своем собственном ПК, либо на сервере локальной сети. Это дает возможность восстанавливать важные файлы, но такое решение адекватно работает только в средах очень малого масштаба, таких как небольшой офис или домашняя сеть.
Когда сеть начинает расти, к ней, как правило, напрямую подключают память, и данные с сервера регулярно копируются на ленту или массив RAID. Может быть несколько серверов, таких как серверы файлов, серверы баз данных и Web-серверы, резервная копия каждого из которых сохраняется на ленточном накопителе. Но ленты приходится менять вручную, и если кто-то забудет установить новую ленту либо на ленте или диске возникнет сбой, резервная копия создана не будет. Кроме того, частота создания резервных копий может быть самой разной, поскольку, к примеру, производственную базу данных следует копировать чаще, чем обычный файловый сервер. Решение таких задач, как извлечение отдельных файлов с ленты, может потребовать нескольких часов.
3. Система хранения, подключаемая к сети (Network-Attached Storage — NAS)
За счет подключения к сети высокоскоростных массивов хранения RAID серверы могут получать данные с массива RAID, а не с отдельных серверов. Массив RAID увеличивает надежность и избыточность данных, но не дает возможности отказаться от необходимости регулярного резервного копирования.
4. NAS с подсистемой сети устройств хранения (Storage-Area Network — SAN)
Резервное копирование в обход локальной сети можно выполнять за счет использования подсистемы на базе Fibre Channel, подключаемой к сети через сервер NAS. Эта подсистема управляется сервером резервного копирования (не показан) по протоколу Network Data Management Protocol. На ленточный накопитель можно выполнять резервное копирование данных, размещенных, например, в массиве RAID, тем самым не создавая дополнительной нагрузки на локальную сеть.
5. Fibre Channel SAN
В такой системе сама структура SAN, как правило, состоит из маршрутизаторов, коммутаторов и концентраторов Fibre Channel, которые работают вместе. Обмен данными между устройствами происходит на высокой скорости. В сети Fibre Channel-Arbitrated Loop SAN, содержащей до 126 устройств, связанных в непрерывный сегмент, в каждый момент времени могут взаимодействовать только два устройства. Коммутируемая структура допускает одновременно несколько обращений к памяти. Резервное копирование, при котором не задействованы серверы, выполняется напрямую с дисков на ленту по SAN, не создавая дополнительной нагрузки на серверные процессоры. Предварительный стандарт независимого копирования предусматривает создание команды SCSI, которая позволяет копировать данные с SCSI-дисков на ленту для архивирования данных.
Глоссарий
Fibre Channel. Высокоскоростная (до 1 Гбит/с) технология передачи данных, используемая для связи нескольких хостов с выделенными системами хранения по медным или волоконно-оптическим каналам.
FC-AL. Fibre Channel-Arbitrated Loop связывает до 126 устройств в непрерывный сегмент длиной до 10 км. При относительной дешевизне поддерживается одновременное взаимодействие только одной пары устройств в сегменте.
FC-EL. Fibre Channel-Enhanced Loop — технология, которая пока находится в стадии разработки и объединяет в себе характеристики FC-AL и Serial Storage Architecture компании IBM. Она предназначена для расширения топологии сегментов.
iSCSI. Компании Cisco Systems и IBM совместно разработали предварительную спецификацию на сохранение данных при помощи IP-сетей. Это решение, в отличие от SCSI, допускает задержки и ускоряет сборку пакетов IP, тем самым сокращая общий уровень задержки. Большая нагрузка в этом случае ложится на центральный процессор, и для приложений, которые не допускают задержек, это порождает серьезные проблемы.
NDMP. Network Data Management Protocol представляет собой открытый стандарт для резервного копирования данных в гетерогенной среде.
RAID. Избыточный массив независимых дисков — это традиционное решение для системы хранения данных большого объема на уровне сервера. Системы RAID используют множество дисководов небольшого объема, которые представляются как единое логическое устройство.
SAN. Высокоскоростная сеть для связи устройств хранения, таких как библиотеки магнитных лент и дисковые массивы, обычно с помощью Fibre Channel.
SCSI. Позволяет каскадировать устройства, поддерживающие SCSI, для создания отказоустойчивого кластера RAID с дисками горячей замены.
SOIP. Storage Over Internet Protocol — термин, введенный компанией Nishan Systems для связи интерфейсов хранения SCSI и Fibre Channel с интерфейсами сетей IP и Ethernet.
Виртуализованная память. Программное обеспечение управляет устройствами хранения, благодаря чему несколько устройств могут представляться как единый пул хранения.
Структура. Объединение взаимосвязанных коммутаторов, которое действует как унифицированная инфраструктура маршрутизации. Она допускает множественные взаимодействия между устройствами в SAN и позволяет посредством регистрация подключать новые устройства без прерывания работы всей структуры.
Туннелирование хранения. Блоки данных Fibre Channel SAN инкапсулируются в IP-пакеты для транспортировки в другую сеть Fibre Channel SAN.
