Nghiên cứu về mạng lưu trữ và đề xuất phương án mạng lưu trữ ứng dụng cho tổng công ty bảo hiểm việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU VỀ MẠNG LƯU TRỮ VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN MẠNG LƯU TRỮ ỨNG DỤNG CHO TỔNG CÔNG TY BẢO HIỂM VIỆT NAM CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ THƠNG TIN HỒNG DƯƠNG THIỆN Người hướng dẫn khoa học: TS Trịnh Văn Loan Hà Nội, 2006 TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn tập trung nghiên cứu cơng nghệ SAN, tình hình phát triển SAN giới khả ứng dụng cơng nghệ SAN Việt Nam, qua xây dựng giải pháp thích hợp lưu trữ khối lượng liệu lớn doanh nghiệp cụ thể Cấu trúc luận văn bao gồm: Phần: “Mở đầu” giới thiệu hình thành cơng nghệ lưu trữ SAN, tiềm SAN Chương 1: “Mạng lưu trữ - SAN” Tổng quan hệ thống mạng lưu trữ: khái niệm bản, thành phần chính, ứng dụng mạng SAN, việc quản lý khai thác mạng SAN Chương 2: “IP SAN” Phân tích chi tiết hai giao thức iFCP iSCSI Các giao thức sử dụng làm sở phát triển công nghệ SAN dựa tảng IP Chương 3: “Ứng dụng SAN giải toán thực tiễn”, thiết kế mạng lưu trữ giải toán lưu trữ khối lượng liệu lớn Tổng Công ty Bảo Hiểm Việt Nam ( Tập đồn Tài Chính – Bảo hiểm Bảo Việt) Cuối cùng, phần: “Kết luận” tổng hợp lại nghiên cứu luận văn, giới thiệu số hướng phát triển khắc phục số hạn chế SAN HOÀNG DƯƠNG THỊNH BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGHÀNH : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGHIÊN CỨU VỀ MẠNG LƯU TRỮ VÀ ðỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN MẠNG LƯU TRỮ ỨNG DỤNG CHO TỔNG CÔNG TY BẢO HIỂM VIỆT NAM HỒNG DƯƠNG THỊNH 2004- 2006 Hµ Néi 2006 HÀ NI 2006 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội - LUËN V¡N TH¹C Sỹ KHOA HọC Nghiên cứu mạng lu trữ đề xuất phơng án mạng lu trữ ứng dụng cho tổng công ty bảo hiểm việt nam NGàNH : CÔNG NGHệ THÔNG TIN M Số : HOàNG DƯƠNG THịNH Ngời hớng dẫn khoa học : TS trịnh văn loan Hà néi 2006 -1– - Luận văn thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu mạng lưu trữ ñề xuất phương án mạng lưu trữ ứng dụng cho Tổng Công ty Bảo hiểm Việt Nam - LỜI CẢM ƠN Trong lời ñầu tiên luận văn Thạc sĩ khoa học này, em muốn gửi lời cảm ơn biết ơn chân thành tới tất người hỗ trợ, giúp đỡ em chun mơn, vật chất tinh thần trình thực Luận văn Trước hết, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tiến sĩ Trịnh Văn Loan người ñã trực tiếp hướng dẫn, nhận xét, giúp đỡ em suốt q trình thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô giáo khoa Công nghệ Thông tin, Bộ mơn Kỹ thuật Máy tính,Trung tâm đào tạo bồi dưỡng sau đại học thầy Trường ðại học Bách Khoa Hà Nội, người ñã dạy dỗ, bảo em suốt năm học tập trường Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, người bạn thân bạn ñồng nghiệp ñã giúp ñỡ, ñộng viên em suốt trình học tập làm luận văn tốt nghiệp Do thời gian thực có hạn, kiến thức chun mơn cịn nhiều hạn chế nên luận văn em thực chắn khơng tránh khỏi thiếu sót định Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy giáo bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,ngày 15 tháng 11 năm 2006 Học viên Hoàng Dương Thịnh _ - Hoàng Dương Thịnh – Lớp Cao học CNTT 2004 – ðHBKHN- -2– - Luận văn thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu mạng lưu trữ ñề xuất phương án mạng lưu trữ ứng dụng cho Tổng Công ty Bảo hiểm Việt Nam - MỞ ðẦU Trước ñây hệ thống máy tính lớn thường sử dụng để quản lý tập trung dịch vụ liệu Ở hệ thống thiết bị lưu trữ ñược gắn trực tiếp vào kênh vào/ra máy chủ Máy chủ ñộc quyền truy xuất quản lý tất thiết bị lưu trữ gắn trực tiếp vào chúng Khi đó, ứng dụng máy trạm truy xuất liệu cách gián tiếp thông qua mạng Workstation Laptop Network & LAN Main frame Disk array Server Disk array Hình - Mơ hình thiết bị lưu trữ gắn trực tiếp Mơ hình “thiết bị lưu trữ gắn trực tiếp” hoạt ñộng hiệu thời gian dài, đặc biệt mơi trường xí nghiệp vừa nhỏ Tuy nhiên áp dụng mơ hình cho doanh nghiệp lớn (doanh nghiệp ñang sử dụng ứng dụng có lượng liệu luân chuyển lớn có nhiều u cầu đặc biệt) mơ hình bộc lộ nhiều điểm hạn chế: Khả mở rộng: Số thiết bị gắn trực tiếp vào kênh vào máy chủ thường bị giới hạn số cố định Ví dụ kênh SCSI giới hạn 16 thiết bị kênh kể thiết bị điều hợp Khi đó, dung lượng liệu lưu trữ bị giới hạn theo Hiệu thực thi: Các thiết bị lưu trữ chia sẻ băng thông kênh vào _ - Hoàng Dương Thịnh – Lớp Cao học CNTT 2004 – ðHBKHN- -3– - Luận văn thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu mạng lưu trữ ñề xuất phương án mạng lưu trữ ứng dụng cho Tổng Công ty Bảo hiểm Việt Nam - mà chúng gắn vào Do vậy, gắn thêm thiết bị lưu trữ vào kênh làm giảm hiệu thực thi Giới hạn mặt khoảng cách: Khơng gian đặt thiết bị lưu trữ bị ràng buộc ñịnh khoảng cách, ñặc biệt kênh giao tiếp song song Nhằm ñảm bảo hiệu thực thi kỹ thuật tín hiệu điện, kênh vào có độ dài tối đa thường vài mét Khả sẵn sàng: Người quản trị phải tắt hoạt động tồn chuỗi thiết bị kênh muốn bổ sung, loại bỏ hay cấu hình lại hệ thống lưu trữ ðiều ảnh hưởng ñến hoạt ñộng liên tục hệ thống Bảo vệ liệu: Khi có nhiều máy chủ, chi phí cho thiết bị lưu liệu tăng nhanh ñồng thời việc quản trị phức tạp phải lưu liệu máy chủ riêng biệt Ngoài ra, việc lưu thông qua mạng cục ảnh hưởng ñến hoạt ñộng mạng doanh nghiệp thời gian dài Hiệu quả: Khó phân phối lại khơng gian lưu trữ máy chủ quản lý hoạt ñộng thiết bị cách riêng biệt ðiều dẫn tới hầu hết công ty phải mua bổ sung thiết bị cho máy chủ máy chủ khác cịn nhiều khơng gian lưu trữ chưa dùng đến Những hạn chế mơ hình “thiết bị lưu trữ kết nối trực tiếp” lý thúc đẩy cơng nghệ lưu trữ sang hệ mới, hệ “mạng lưu trữ” Mạng lưu trữ có tiềm ứng dụng rộng rãi ưu ñiểm sau: - Mạng lưu trữ ñưa khả mở rộng, cho phép kết nối hàng ngàn thiết bị lưu trữ phân tán phạm vi rộng lớn - Mạng lưu trữ cho phép lưu chuyển liệu thiết bị lưu trữ mà không chiếm dụng băng thông mạng cục trung chuyển qua máy chủ - Mạng lưu trữ cho phép cấu hình lại bảo trì hệ thống lưu trữ mà khơng u cầu dừng hoạt động hệ thống _ - Hoàng Dương Thịnh – Lớp Cao học CNTT 2004 – ðHBKHN- -4– - Luận văn thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu mạng lưu trữ ñề xuất phương án mạng lưu trữ ứng dụng cho Tổng Công ty Bảo hiểm Việt Nam - - Mạng lưu trữ cung cấp giải pháp quản lý tập trung lực lưu trữ Mấy năm gần ñây, thị trường SAN ñạt mức tăng trưởng cao nhờ hỗ trợ đa dạng hóa giải pháp kết nối Theo thống kê của tổ chức Gartner Group’s Dataquest, riêng thị trường Nhật đạt doanh thu 7.2 tỷ la mỹ đạt mức tăng trưởng 17.5% năm 2005 Cơng nghệ SAN ñã ñược áp dụng nhiều nước giới Ở Việt Nam, công nghệ SAN gây ñược quan tâm thời gian gần ñây bước ñầu ñược ứng dụng Luận văn tập trung nghiên cứu cơng nghệ SAN, tình hình phát triển SAN giới khả ứng dụng công nghệ SAN Việt Nam, qua xây dựng giải pháp thích hợp lưu trữ khối lượng liệu lớn doanh nghiệp cụ thể Cấu trúc luận văn bao gồm: Phần: “Mở đầu” giới thiệu hình thành công nghệ lưu trữ SAN, tiềm SAN Chương 1: “Mạng lưu trữ - SAN” Tổng quan hệ thống mạng lưu trữ: khái niệm bản, thành phần chính, ứng dụng mạng SAN, việc quản lý khai thác mạng SAN Chương 2: “IP SAN” Phân tích chi tiết hai giao thức iFCP iSCSI Các giao thức ñược sử dụng làm sở phát triển công nghệ SAN dựa tảng IP Chương 3: “Ứng dụng SAN giải toán thực tiễn”, thiết kế mạng lưu trữ giải toán lưu trữ khối lượng liệu lớn Tổng Công ty Bảo Hiểm Việt Nam ( Bảo Việt) Cuối cùng, phần: “Kết luận” tổng hợp lại nghiên cứu luận văn, giới thiệu số hướng phát triển khắc phục số hạn chế SAN _ - Hoàng Dương Thịnh – Lớp Cao học CNTT 2004 – ðHBKHN- -5– - Luận văn thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu mạng lưu trữ ñề xuất phương án mạng lưu trữ ứng dụng cho Tổng Công ty Bảo hiểm Việt Nam - CHƯƠNG 1: MẠNG LƯU TRỮ - SAN 1.1 Mạng lưu trữ gì? Mạng lưu trữ SAN (Storage Area Network) ñược ñịnh nghĩa mạng dành riêng liên kết máy chủ thiết bị lưu trữ [6] Nó có cấu trúc tương tự mạng cục (LAN) tách biệt khỏi mạng cục Máy chủ thiết bị lưu trữ gọi nút (node) mạng lưu trữ Sơ ñồ mạng lưu trữ thể qua hình Desktop Workstation Laptop computer Network & LAN Server Server Main frame Storage Area Network Disk array Tape drive Disk array Hình - Sơ ñồ mạng lưu trữ Mạng lưu trữ giải pháp kết nối thiết bị lưu trữ với máy chủ SAN sử dụng tiến công nghệ mạng nhằm nâng cao băng thông, hiệu thực thi ñộ sẵn sàng cao cho hệ thống lưu trữ [6] Mạng lưu trữ ñược sử dụng ñể kết nối: mạng ñĩa ñược chia sẻ (Shared Storage Array), cụm máy chủ (Cluster Server), ñĩa hay ổ băng từ máy tính lớn (MainFrame Disk or Tape) với máy chủ máy trạm ðơn giản, mạng lưu trữ mạng thông thường _ - Hoàng Dương Thịnh – Lớp Cao học CNTT 2004 – ðHBKHN- ... thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu mạng lưu trữ ñề xuất phương án mạng lưu trữ ứng dụng cho Tổng Công ty Bảo hiểm Việt Nam - CHƯƠNG 1: MẠNG LƯU TRỮ - SAN 1.1 Mạng lưu trữ gì? Mạng lưu trữ SAN (Storage... thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu mạng lưu trữ ñề xuất phương án mạng lưu trữ ứng dụng cho Tổng Công ty Bảo hiểm Việt Nam - - Mạng lưu trữ cung cấp giải pháp quản lý tập trung lực lưu trữ Mấy năm gần... VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGHÀNH : CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGHIÊN CỨU VỀ MẠNG LƯU TRỮ VÀ ðỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN MẠNG LƯU TRỮ ỨNG DỤNG CHO TỔNG CƠNG TY BẢO HIỂM VIỆT NAM HỒNG DƯƠNG THỊNH