Сетевое хранение данных построено на трех фундаментальных компонентах: коммутации, хранении и файлах. Все продукты хранения можно представить в виде комбинации функций данных компонентов. Поначалу это может вызвать замешательство: поскольку продукты хранения разрабатывались по совершенно разным направлениям, функции часто перекрывают друг друга.
Немало специалистов провели много часов за работой, пытаясь определить, как написать лучшую прикладную программу для привлечения заказчиков в сетевые хранилища и как сделать более понятной технологию хранения на основе своего успешного приложения. Конечно, для этого существует много способов, но в данной статье мы исходим из того, что хранение само по себе является приложением. В сети работает множество приложений типа «клиент-сервер» и различных видов распределенных приложений, но в то же время хранение является уникальным и специализированным типом приложения, которое может функционировать в нескольких сетевых средах. сетевой коммутация файл хранилище
Поскольку процессы хранения тесно интегрированы с сетями, будет уместно напомнить, что сетевые хранилища представляют собой системные приложения. Сервисами, которые предоставляются сетевыми приложениями хранения, могут пользоваться сложные корпоративные программы и пользовательские приложения. Как и в случае со многими технологиями, некоторые типы систем лучше отвечают требованиям сложных приложений высокого уровня.
Коммутация
Термин «коммутация» применяется ко всему программному и аппаратному обеспечению и к службам, которые обеспечивают транспортировку хранения и управление ею в сетевом хранилище. Сюда входят такие различные элементы, как разводка кабелей, сетевые контроллеры ввода-вывода, коммутаторы, концентраторы, аппаратура выборки адресов, контроль связи данных, транспортные протоколы, безопасность и резервы ресурсов. В сетевых хранилищах все еще широко используются технологии шин данных SCSI и ATA, и, скорее всего, они будут использоваться еще долго. Фактически продукты scsi и ATA сегодня применяются гораздо чаще в технологии NAS.
Существуют два важных различия между сетями хранения SAN и обычными локальными сетями LAN. Сети хранения SAN автоматически синхронизируют данные между отдельными системами и хранилищами. В сетевых хранилищах необходимы компоненты высокой степени точности для обеспечения надежной и предсказуемой среды. Несмотря на ограничения по расстоянию, параллельная SCSI — чрезвычайно надежная и предсказуемая технология. Если новые технологии коммутации, такие как Fibre Channel, Ethernet и InfiniBand, сменят SCSI, они должны будут продемонстрировать аналогичный или лучший уровень надежности и предсказуемости. Имеется и такая точка зрения, которая рассматривает коммутацию как канал хранилища. Сам термин «канал», берущий свое начало в среде больших вычислительных машин, предполагает высокую надежность и работоспособность.
Задачи и средства резервного копирования и хранения данных
... того, для эффективного восстановления работоспособности системы носители должны обрабатываться в правильном порядке. 3.2 Технологии хранения резервных копий и данных В процессе выполнения резервного копирования данных появляется проблема выбора технологии хранения резервных копий и данных. В настоящее ...
Хранение
Хранение в основном затрагивает блочные операции адресного пространства, включая создание виртуальной среды, когда адреса логического блока хранения отображаются из одного адресного пространства в другое. Вообще говоря, в сетевых хранилищах функция хранения почти не изменилась, если не считать двух заметных отличий.
Первое — это возможность нахождения технологий виртуализации устройства, например управление устройством внутри оборудования сетевого хранения. Этот вид функции иногда называют контроллером домена хранения или виртуализацией LUN.
Второе главное отличие хранения заключается в масштабируемости. Продукты хранения, такие как подсистемы хранения, имеют значительно больше контроллеров/интерфейсов, чем предыдущие поколения шинной технологии, а также намного больший объем хранения.
Файлы
Функция организации файлов представляет абстрактный объект конечному пользователю и приложениям, а также организует разметку данных на реальных или виртуальных устройствах хранения. Основную часть функциональности файлов в сетевых хранилищах обеспечивают файловые системы и базы данных; их дополняют приложения управления хранением, например операции резервного копирования, также являющиеся файловыми приложениями.
Сетевое хранение к настоящему времени почти не изменило файловые функции, за исключением разработки файловых систем NAS, в частности файловой системы WAFL компании Network Appliance.
Кроме упомянутых технологий хранения данных NAS и SAN, ориентированных на крупные и глобальные сети, в небольших локальных сетях доминирующее положение занимает технология DAS (Direct Attached Storage — рис. 1), в соответствии с которой хранилище находится внутри сервера, обеспечивающего объем хранилища и необходимую вычислительную мощность.
Простейшим примером DAS может служить накопитель на жестком диске внутри персонального компьютера или ленточный накопитель, подключенный к единственному серверу. Запросы ввода-вывода (называемые также командами или протоколами передачи данных) непосредственно обращаются к этим устройствам. Однако такие системы плохо масштабируются, и компании с целью расширения объема хранилища вынуждены приобретать дополнительные серверы. Эта архитектура очень дорогая и может использоваться только для создания небольших по объему хранилищ данных.
Технологии передачи данных
Организация передачи данных в компьютерной сети происходит в тесном взаимодействии этих двух интерфейсов: физический компонент (сетевая карта) и логический (ее драйвер).
Обязательным условием для успешной реализации любой из технологий передачи данных является присутствие в потоке данных дополнительного компонента — протокола передачи.
Базовые технологии в системах хранения данных
... другие современные компьютерные технологии, она была заимствована из мира мэйнфреймов, где применялась, например, в центрах обработки данных для подключения компьютеров к системам хранения и распределенным сетям. ... в типичных клиент-серверных архитектурах предпочтительнее использовать серверы NAS для передачи данных на уровне файлов. Следует отметить, что в настоящее время созданы устройства, в ...
Протокол передачи на логическом уровне представляет собой набор правил, которые определяют обмен данными между различными приложениями или устройствами. Эти правила задают единый способ передачи сообщений и обработки ошибок передачи. На физическом уровне протокол это — набор служебных данных, прикрепляющихся к основным пакетам (кадрам) информации, без которых просто невозможно эффективное взаимодействие в сети.
Протокол должен абстрагироваться (игнорировать) конкретную среду передачи, его задача — обеспечивать надежную связь между узлами в коммутационном облаке.
Современные технологи и методы передачи данных, в большинстве случаев, основаны на клиент-серверном взаимодействии. Давайте с Вами более подробно рассмотрим эти понятия.
Клиент это — модуль (программа, служба, отдельный компьютер), служащий для формирования и передачи сообщений (запросов) к ресурсам удаленного устройства (серверу), с последующим приемом результатов от него и передачей их соответствующим приложениям на клиенте.
Сервер это — модуль (программа, служба…), который постоянно ожидает прихода из сети запросов от клиентов и обслуживающий (с участием локальной ОС) эти запросы.
Один сервер может обслуживать сразу множество клиентов. Например — веб-сервер «Apache» (Апач), который обеспечивает множественные подключения за день к нашему сайту «sebeadmin.ru» по протоколу «http». Вот — еще пример: база данных, с которой работают клиенты. На них установлены клиентские модули программ, которые подключаются к базе и поддерживают только графический интерфейс работы с ней. Все вычисления и обработка, при этом, происходят на сервере и с использованием его ресурсов.
Современные технологии передачи данных позволяют производить кодирование сигнала и другими (более эффективными) способами. Но прежде, — еще одна небольшая классификация. По способу реализации процедура делится на:
1. Физическое кодирование сигнала
2. Логическое (на более высоком уровне — поверх физического)
К способам кодирования на физическом уровне относятся такие алгоритмы, как NRZ (Non Return Zero), Манчестерский код (Manchester), MLT-3 (Multi Level Transmission) и ряд других.
Логическое кодирование (которому подвергается исходная последовательность данных) внедряет в длинные последовательности бит свои биты с противоположным значением, или — вообще заменяет их другими последовательностями. Кроме того, оно позволяет улучшить спектральные характеристики сигнала, в целом — упростить его расшифровку, а кроме того — передавать в общем потоке дополнительные служебные сигналы управления.
В основном, для логического преобразования применяются три технологии:
1. вставка бит (bit stuffing)
2. избыточное кодирование
3. скремблирование
Технологии передачи данных подразумевают передачу информации от одного компьютера к другому — в обеих направлениях. Даже в том случае, когда нам кажется, что мы только принимаем данные (например — скачиваем музыку), то на самом деле — обмен идет в двух направлениях. Просто есть основной поток данных (который интересует нас — музыка) и вспомогательный (служебный), идущий в обратном направлении, образуемый квитанциями об успешной (или не успешной) передаче.
Каналы передачи данных
... же уровни сигнала (по отношению к земле), но разной полярности. При приеме воспринимается разность сигналов, называемая парафазным сигналом. Синфазные помехи при этом самокомпенсируются. 3. Аналоговые каналы передачи данных ...
В зависимости от того, могут ли они передавать данные в обоих направлениях или нет, физические каналы делятся на несколько видов:
Дуплексный канал, Полудуплексный канал, Симплексный канал, Литература:
1. Руденков Н.А., Долинер Л.И. ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
2. Костров Б. Технологии физического уровня передачи данных.
