भंडारण का परिचय

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शुभ दोपहर, हब्र! क्या आप जानते हैं कि एचपी प्रिंटर के अलावा क्या बेचता है? और डेल, लैपटॉप और मॉनिटर को छोड़कर? और हिताची, घरेलू उपकरणों के अलावा? सूचीबद्ध कंपनियों और EMC में क्या आम है? विशेषज्ञों के लिए यह उत्तर सरल लगता है, लेकिन औसत आईटी विशेषज्ञ के लिए इतना स्पष्ट नहीं है।

सभी सूचीबद्ध कंपनियां डेटा स्टोरेज सिस्टम (सहित) बेचती हैं। कौन सी व्यवस्था? हां, अपने स्वयं के अनुभव से मुझे विश्वास हो गया था कि मुझे पता है कि अधिकांश आईटी इंजीनियरों के डेटा भंडारण के क्षेत्र में ज्ञान RAID के क्षेत्र में समाप्त होता है। तो इस लेख को लिखने के लिए विचार पैदा हुआ, या कुछ और भी। शुरू करने के लिए, हम सूचना प्रबंधन के क्षेत्र में कई तकनीकों पर विचार करेंगे, ध्यान दें कि डेटा संग्रहण के लिए क्या दृष्टिकोण मौजूद हैं और उनमें से प्रत्येक पर्याप्त क्यों नहीं था। डीएएस, एनएएस, और सैन के मूल सिद्धांतों का यहां वर्णन किया गया है, इसलिए यह लेख विशेषज्ञों के लिए सबसे अधिक बेकार होगा, अगर यह विषय आपके करीब नहीं है, लेकिन दिलचस्प है, आपका स्वागत है!

परिचय

लेख का उद्देश्य डेटा भंडारण प्रणालियों के निर्माण के लिए दृष्टिकोण की वैचारिक नींव पर विचार करना है। यह जानबूझकर तकनीकी विनिर्देश प्रदान नहीं करता है, जैसा कि इस बिंदु पर, उनका कोई संबंध नहीं है। ताकि लेख एक विज्ञापन विवरणिका की तरह न दिखे, उत्पादों का कोई नाम नहीं होगा, साथ ही "अच्छा" और "कोई एनालॉग नहीं होने" की डिग्री भी होगी। एक विस्तृत लेख भी नहीं कहा जा सकता है, इसके विपरीत, मैंने न्यूनतम पर्याप्त सामग्री को कवर करने की कोशिश की, औसत इंजीनियर को समझने के लिए सुलभ, जो भंडारण प्रणालियों से कभी नहीं निपटे थे। तो चलिए शुरू करते हैं।

DAS (प्रत्यक्ष संलग्न संग्रहण)

यह बात आपको लंबे समय से ज्ञात है। आइए हम एक नियमित पीसी ड्राइव के साथ काम करने की योजना को याद करते हैं: मदरबोर्ड एटीए / एसएटीए इंटरफेस के माध्यम से एचडीडी से जुड़ता है। आप यह सब लंबे समय से जानते हैं, जिसका अर्थ है कि आप सोच सकते हैं कि डीएएस क्या है। अधिक सटीक रूप से, आप समझते हैं कि आंतरिक डीएएस वास्तुकला क्या है। एक बाहरी प्रकार का डीएएस आर्किटेक्चर भी है, जो आम तौर पर बोलने वाले, कई सर्वर और स्टोरेज डिवाइस के बीच की आंतरिक वैध दूरी से भिन्न होता है।



एससीएसआई और एफसी प्रौद्योगिकी के उपयोग के माध्यम से बाहरी कनेक्टिविटी प्राप्त की जाती है। यदि आप सूचीबद्ध डेटा ट्रांसफ़र तकनीकों के विवरण में नहीं जाते हैं, तो यह संभवतः DAS के बारे में कहा जा सकता है।

डीएएस वास्तुकला की मौलिक सादगी से, इसके मुख्य लाभ निम्नलिखित हैं: नीचे चर्चा की गई अन्य की तुलना में सबसे कम कीमत और कार्यान्वयन की सापेक्ष आसानी। इसके अलावा, इस कॉन्फ़िगरेशन को कम से कम इस तथ्य के कारण प्रबंधित करना आसान है कि सिस्टम तत्वों की संख्या कम है। पुराने और लोकप्रिय RAID तकनीक का उपयोग करके DAS डेटा अखंडता सुनिश्चित की जाती है।
हालांकि, यह समाधान अपेक्षाकृत गैर-महत्वपूर्ण कार्यों और सीमित संख्या में वर्कस्टेशन के लिए उपयुक्त है। परिमित कंप्यूटिंग संसाधनों को साझा करना कई सीमाएं लगाता है। एक साथ कनेक्टेड मशीनों की संख्या स्टोरेज डिवाइस में पोर्ट की संख्या से अधिक नहीं है, सीमित बैंडविड्थ रीड-राइट (IO) समय, कैश के अक्षम उपयोग आदि को बढ़ाता है।

आंशिक रूप से, प्रदर्शन समस्याओं को सर्वरों के एक बेड़े (उदाहरण के लिए, संसाधित अनुरोधों के प्रकार से अलग) द्वारा हल किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक एक अलग भंडारण उपकरण को लोड करता है।



हालाँकि, इस योजना में भी मुश्किलें आने लगती हैं जब सर्वर के बीच डेटा साझा करना आवश्यक हो जाता है, या कब्जे वाली मेमोरी की मात्रा असमान होती है। जाहिर है, ऐसी परिस्थितियों में, डीएएस स्केलेबिलिटी और फॉल्ट टॉलरेंस की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, इस कारण से एनएएस और सैन का आविष्कार किया गया था।

NAS (नेटवर्क संलग्न संग्रहण)

एक स्थानीय नेटवर्क पर एक सर्वर की कल्पना करें जो अपने फ़ोल्डर्स को साझा करने के अलावा कुछ नहीं करता है। यह व्यावहारिक रूप से एक NAS है। हाँ, NAS IP नेटवर्क पर केवल एक फ़ाइल साझा करने वाला उपकरण है। न्यूनतम NAS विन्यास इस तरह दिखता है:



संरचना के बारे में। एनएएस डिवाइस (फाइल सर्वर) एक समर्पित उच्च-प्रदर्शन सर्वर है जिसका अपना ओएस है, जो पढ़ने / लिखने के संचालन के लिए अनुकूलित है। सर्वर के पास आईपी नेटवर्क और स्टोरेज डिवाइस के साथ संचार के लिए कई नेटवर्क इंटरफेस हैं: गीगाबाइट ईथरनेट, फास्टएटर, एफडीडीआई और इसी तरह। इसके अलावा, NAS में बड़ी मात्रा में रैम है, जिनमें से अधिकांश का उपयोग कैश के रूप में किया जाता है, जो आपको अतुल्यकालिक रूप से एक लेखन ऑपरेशन करने की अनुमति देता है, और बफरिंग द्वारा पढ़ने की गति बढ़ाता है। इस प्रकार, डिस्क को प्राप्त किए बिना डेटा लंबे समय तक रैम में हो सकता है।

संग्रहण (डिस्क सरणी) - उन लेखों में सबसे अधिक बार दर्शाया गया है जहां हम डेटा केंद्रों के बारे में बात कर रहे हैं। दूसरे शब्दों में, यह एक कैबिनेट (रैक) है जिसमें फ़ाइल सर्वर के साथ जुड़े (या एकीकृत) डिस्क हैं। एकीकृत? हां, एनएएस एक अलग सर्वर हो सकता है (जैसा कि आंकड़ा में है) या किसी एकल डिवाइस का हिस्सा हो सकता है। पहले मामले में, हम एक गेटवे एनएएस कार्यान्वयन के साथ काम कर रहे हैं, दूसरे में - एक अखंड प्रणाली के साथ। जब हम सैन के बारे में बात करते हैं तो हम गेटवे कार्यान्वयन को याद करेंगे।

NAS कैसे काम करता है? NAS CIFS और NFS शेयरिंग प्रोटोकॉल का समर्थन करता है । क्लाइंट एनएएस द्वारा प्रदान की गई फ़ाइल सिस्टम को मापता है और सामान्य फ़ाइल मोड में रीड / राइट ऑपरेशन करता है, और एनएएस सर्वर उन्हें प्रोसेस करता है, कहानी द्वारा समझने योग्य ब्लॉक एक्सेस लैंग्वेज में अनुवाद करता है। इसके अलावा, एफ़टीपी, डीएफएस, एसएमबी, आदि जैसे समर्थित प्रोटोकॉल यहां और पूरे एनएएस ... जल्दी और स्वादिष्ट।

NAS का उपयोग करने से क्या लाभ है और एक विशिष्ट समाधान को पूरी कक्षा लेने की आवश्यकता क्यों है? सबसे पहले, IO संचालन में कम समय लगता है, इसलिए, NAS "सामान्य उद्देश्य" सर्वर की तुलना में काफी तेज चलता है, इसलिए यदि आपके आर्किटेक्चर में एक सर्वर है जिसे बहुत अधिक स्थैतिक देने की आवश्यकता है, तो आपको NAS का उपयोग करने पर विचार करना चाहिए। दूसरे, केंद्रीकृत भंडारण को प्रबंधित करना आसान है। तीसरा, एनएएस क्षमता में समग्र वृद्धि ग्राहकों के लिए पारदर्शी है, स्मृति को जोड़ने / हटाने के सभी संचालन उपभोक्ताओं से छिपे हुए हैं। चौथा, फाइल सिस्टम स्तर पर पहुंच प्रदान करना आरएक्स विशेषाधिकारों की अवधारणा को पेश करने की अनुमति देता है। आगे देखते हुए, यह ध्यान दिया जा सकता है कि बैंडविड्थ का त्याग किए बिना NAS का उपयोग करना एक मल्टीसाइट नेटवर्क को व्यवस्थित करना आसान है (हम आपको बताते हैं कि जब यह प्रतिकृति की बात आती है तो यह क्या है)।

लेकिन NAS के उपयोग से जुड़ी कई सीमाएँ हैं। यह मुख्य रूप से NAS के लिए मूल सिद्धांत के कारण है। अपने आप में डेटा एक्सेस प्रोटोकॉल के रूप में टीसीपी / आईपी की अतिरेक ओवरहेड की ओर जाता है। काफी सीमित बैंडविड्थ के साथ उच्च नेटवर्क लोड प्रतिक्रिया समय बढ़ाता है। एक पूरे के रूप में प्रणाली का प्रदर्शन न केवल एनएएस पर निर्भर करता है, बल्कि नेटवर्क के स्विचिंग उपकरणों की गुणवत्ता पर भी निर्भर करता है। इसके अलावा, सही संसाधन आवंटन के बिना, एक क्लाइंट जो बहुत बड़ी फ़ाइल वॉल्यूम का अनुरोध करता है, वह अन्य क्लाइंट की गति को प्रभावित कर सकता है।

सैन (स्टोरेज एरिया नेटवर्क)

यहाँ मैं उत्साह के साथ एक समानता के साथ नहीं आया :(। सैन (स्टोरेज एरिया नेटवर्क) एक हाई-स्पीड नेटवर्क के आधार पर बनाया गया एक ब्लॉक स्टोरेज इन्फ्रास्ट्रक्चर है।

जैसा कि आप परिभाषा से देख सकते हैं, एनएएस से मुख्य अंतर ब्लॉक स्तर पर डेटा तक पहुंच प्रदान करना है। यदि आप सैन और डीएएस की तुलना करते हैं, तो यहां प्रमुख अवधारणा नेटवर्क है। तो, मुख्य SAN घटकों के बीच, समान घटक, लेकिन यह विशेष आर्किटेक्चर की उपस्थिति से अन्य आर्किटेक्चर से भिन्न होता है जो फाइबरेचनेल या (फास्ट-जीबी- आदि) ईथरनेट के माध्यम से डेटा ट्रांसफर का समर्थन करते हैं:



सैन का इतिहास 1980 के दशक के उत्तरार्ध में शुरू होता है, जब पहली बार FC नेटवर्क बनाने का विचार प्रस्तावित किया गया था। शुरुआती कार्यान्वयन में, हब को एक स्विचिंग डिवाइस के रूप में इस्तेमाल किया गया था, इस दृष्टिकोण को एक नियंत्रित लूप (आर्बिट्रेटेड लूप, इसके बाद FC-AL) कहा जाता है:



FC-AL में इंटरेक्शन स्कीम CSMA / CA के समान है: हर बार FC-AL में एक नोड IO ऑपरेशन करने वाला होता है, यह एक ब्लॉकिंग पैकेट भेजता है, जो ट्रांसमिशन की शुरुआत के सभी को सूचित करता है। जब पैकेट को प्रेषक को लौटाया जाता है, तो नोड ऑपरेशन के लिए लूप का पूर्ण नियंत्रण लेता है। ऑपरेशन के अंत में, सभी नोड्स को चैनल की रिहाई के बारे में सूचित किया जाता है और प्रक्रिया को दोहराया जाता है। जाहिर है, यह स्थिति डीएएस से बेहतर नहीं है, और बैंडविड्थ की समस्याओं में एक और बात जोड़ी जाती है: किसी भी समय, केवल एक ग्राहक आईओ ऑपरेशन कर सकता है। इसके अलावा, FC-AL में 8-बिट एड्रेसिंग का उपयोग आपको नेटवर्क पर 127 से अधिक डिवाइस रखने की अनुमति देता है। संक्षेप में, एफसी-एएल डीएएस से बेहतर नहीं था।

FC-AL को एक आर्किटेक्चर द्वारा बदल दिया गया है जिसका नाम मैं अनुवाद नहीं करूंगा: FC-Switched Fabric (FC-SW)। यह इस SAN कार्यान्वयन है जो आज तक बच गया है। FC-SW में, हब के बजाय, एक या अधिक स्विच का उपयोग किया जाता है, इसलिए डेटा एक साझा चैनल पर नहीं, बल्कि व्यक्तिगत चैनलों पर प्रसारित किया जाता है।
ईथरनेट में, इन स्विचों के आधार पर आप कई टोपोलॉजी का निर्माण कर सकते हैं, विशेष रूप से, दूसरा स्विच या हब रूट (एस) से जुड़ा हो सकता है:



सैन के लाभ स्पष्ट हैं:

• स्मृति की कुल मात्रा न केवल मौजूदा पहरेदारों की क्षमता को बढ़ाकर, बल्कि नए लोगों को जोड़कर भी बढ़ सकती है;
• प्रत्येक होस्ट किसी भी स्टोरेज डिवाइस के साथ काम कर सकता है, और न केवल अपना, जैसा कि डीएएस के मामले में है;
• डेटा प्राप्त करने के लिए सर्वर के कई "पथ" हैं (बहुपथिंग), इसलिए, एक सही ढंग से निर्मित टोपोलॉजी के साथ, एक स्विच की विफलता के बाद भी, सिस्टम चालू रहेगा;
• बूट से सैन के रूप में एक ऐसा विकल्प है, जिसका अर्थ है कि सर्वर को अब अपने बूट डिस्क की भी आवश्यकता नहीं है;
• एक ज़ोनिंग विकल्प है जो आपको संसाधनों तक सर्वर पहुंच को अलग करने की अनुमति देता है;
• आंशिक रूप से बैंडविड्थ के साथ समस्या का हल - आंशिक रूप से, क्योंकि टोंटी अभी भी स्टोरेज डिवाइस और स्विच के बीच का चैनल है, हालाँकि, बैकअप जैसे ऑपरेशन पूरे नेटवर्क को प्रभावित नहीं करते हैं।

एक और महत्वपूर्ण SAN लाभ जिसे अलग से संबोधित करने की आवश्यकता है। ब्लॉक स्तर पर लचीली वास्तुकला और पहुंच का प्रावधान आपको कार्य के आधार पर कई अलग-अलग समाधान बनाने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, यदि हम एक सर्वर को एक विशेष ओएस से लैस करते हैं, तो हमें एनएएस के गेटवे कार्यान्वयन से अधिक कुछ नहीं मिलेगा (ऊपर दिए गए आंकड़े देखें), इसलिए एक उद्यम, डीएएस, एनएएस और सैन के लिए एक समाधान के ढांचे में जोड़ा जा सकता है।

लेकिन मरहम में एक मक्खी के बिना यह असंभव है। सैन का मुख्य नुकसान में से एक मूल्य है। हम विपणक के लिए संख्या छोड़ देंगे; हम केवल यह ध्यान देंगे कि सभी SAN नहीं खरीद सकते।

एक निष्कर्ष के बजाय

डेटा प्रबंधन प्रणालियों के निर्माण के लिए बहुत ही संक्षिप्त रूप से चर्चा की। आईपी ​​सैन या सीएएस जैसी अवधारणाएं यहां प्रभावित नहीं होती हैं, सामान्य रूप से iSCSI और ट्रांसमिशन प्रौद्योगिकियों के बारे में कुछ भी नहीं कहा जाता है - अभी के लिए, इसे स्वतंत्र पढ़ने के लिए छोड़ दें।
यह बहुत ही सतही रूप से कहा जाता है कि डेटा को नुकसान, बैकअप तरीकों से बचाने के बारे में, यदि डेटा सेंटर जलता है, तो आपदाओं के बारे में संक्षेप में क्या करना है - वे हमारी अगली समीक्षा का विषय होंगे।
हमारे साथ बने रहने के लिए धन्यवाद।