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.

    2. Модули хранения, подключаемые напрямую (Direct-Attached Storage DAS)

  • 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.