Nghiên cứu các công nghệ lưu trữ và thiết kế trung tâm dữ liệu data centrer cho Đài truyền hình Nam Định Nghiên cứu các công nghệ lưu trữ và thiết kế trung tâm dữ liệu data centrer cho Đài truyền hình Nam Định luận văn tốt nghiệp thạc sĩ
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Họ tên tác giả luận văn: Cao Văn Thế TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu (Data Center) cho Đài truyền hình Nam Định Chuyên ngành : Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Ngành kỹ thuật truyền thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Bùi Việt Khôi Hà Nội – Năm 2012 MỤC LỤC MỤC LỤC …………………………………………………………………………… LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU… Chương Tổng quan công nghệ lưu trữ liệu 11 1.1 Tổng quan công nghệ lưu trữ 11 1.1.1 Các bước phát triển công nghệ lưu trữ 11 1.1.2 Phân loại công nghệ lưu trữ 12 1.2 Các mơ hình lưu trữ liệu 14 1.2.1 Mơ hình lưu trữ DAS 14 1.2.2 Mơ hình lưu trữ NAS 16 1.2.3 Mơ hình lưu trữ SAN 19 1.3 Xu phát triển công nghệ lưu trữ 22 1.3.1 Mạng SAN sử dụng công nghệ quang (FC SAN) 22 1.3.2 Lưu trữ dựa nguyên lý phân mức tầm quan trọng 25 1.3.3 Ảo hoá hệ thống lưu trữ 29 Kết luận chương 30 Chương Hệ thống trung tâm liệu – Data center 32 2.1 Khái niệm hệ thống Data Center 32 2.2 Cấu trúc Data Center 33 2.2.1 Cấu trúc điển hình 33 2.2.2 Cấu trúc thu gọn 36 2.2.3 Cấu trúc mở rộng 37 2.3 Các thành phần hệ thống DataCenter 38 2.3.1 Hệ thống Server 38 2.3.2 Hệ thống LAN Switch 39 2.3.3 Hệ thống mạng SAN 40 2.3.4 Hệ thống quản lí điều hành hoạt động 41 2.4 Các công nghệ Data Center 43 2.4.1 Công nghệ áp dụng cho máy chủ 43 2.4.2 Công nghệ RAID 49 2.4.3 Công nghệ mạng 58 Kết luận chương 63 Chương Thiết kế Data Center cho đài truyền hình Nam Định 65 3.1 Khảo sát trạng công nghệ thơng tin đài truyền hình Nam Định 65 3.1.1 Hiện trạng công nghệ thông tin 65 3.1.2 Các yêu cầu thiết kế 66 3.2 Thiết kế Data Center cho đài truyền hình Nam Định 68 3.2.1 Tính tốn băng thơng cho mạng Data Center 68 3.2.2 Thiết kế mạng cho Data center đài truyền hình Nam Định 74 3.2.3 Thiết kế hệ thống lưu trữ 78 3.2.4 Giải pháp lưu phục hồi liệu 86 Kết luận chương 93 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn nội dung đề cập luận văn “Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu (Data Center) cho Đài truyền hình Nam Định” viết dựa kết nghiên cứu theo đề cương cá nhân hướng dẫn TS Bùi Việt Khôi Mọi thông tin số liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ nguồn sử dụng luật quyền quy định Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, ngày… tháng … năm 2012 Học viên Cao Văn Thế DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy nhập ASIC Application Specific Integrated Vi mạch tích hợp chuyên dụng Circuit AIT Advanced Intelligent Tape Băng từ thông minh cao ATA Advanced Technology Kết nối công nghệ tiên tiến Attachment CIFS Common Internet File System Hệ thống file dùng chung D2D Disk to disk Sao lưu từ đĩa cứng sang đĩa cứng DAS Direct Attached Storage Lưu trữ kết nối trực tiếp DAT Digital Audio Tape Băng từ âm số DDS Digital Data Storage Lưu trữ liệu số DMA Direct Memory Access Truy cập nhớ trực tiếp EDA Equitpment Distribution Area Khu vực phân phối thiết bị FC Fibre Channel Cáp quang FC-AL Fibre Channel Arbitrated Vòng tách kênh quang Loops HAD Khu vực phân phối theo chiều Horizontal Distribution Area ngang HC Horizontal Cross-connect Kết nối ngang HDD Hard Disk Drive Đĩa cứng ILM Information LifeCycle Quản lý vòng đời liệu Management KVM Bàn phím/ video/con trỏ Keyboard/Video/Mouse LAN Local Area Network Mạng cục MC Main Cross-connect Kết nối MDA Main distribution area Khu vực phân phối NAS Network Attached Storage Lưu trữ qua mạng NMS Network Management Station Trạm quản lý mạng PKI Public Key Infrastructure Hạ tầng khóa cơng cộng SAN Storage Area Network Mạng lưu trữ riêng biệt SCSI Small Computer System Giao tiếp hệ thống máy tính nhỏ Interface TIA Hiệp hội công nghiệp viễn thông Telecommunications Industry Association WAN Wide Area Network Mạng diện rộng ZDA Zone Distribution Area Khu vực phân phối vùng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Yêu cầu băng thông chuẩn nén 69 Bảng 3.2 Bảng giá trị tham số đầu vào tính tốn lưu lượng 71 Bảng 3.3 Các nội dung lưu trữ cho dịch vụ VoD 79 Bảng 3.4 Bảng giá trị tham số đầu vào tính tốn dung lượng lưu trữ 81 Bảng 3.5 Một số loại băng từ thông dụng 87 Bảng 3.6 Chuẩn băng từ DDS/DAT 87 Bảng 3.7 Chuẩn băng từ Ultrium/LTO 88 Bảng 3.8 Một số dòng sản phẩm VTL hãng lớn 92 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Các bước phát triển công nghệ lưu trữ 12 Hình 1.2 Các mơ hình lưu trữ liệu 13 Hình 1.3 Mơ hình lưu trữ DAS sử dụng cáp SCSI cáp quang 14 Hình1.4 Kiến trúc phần mềm DAS [3] 15 Hình 1.5 Mơ hình lưu trữ NAS 16 Hình 1.6 Kiến trúc phần mềm NAS [3] 17 Hình 1.7 Mơ hình lưu trữ SAN 19 Hình 1.8 Kiến trúc phần mềm SAN [3] 21 Hình 1.9 Kết nối vật lý mạng FC SAN 23 Hình 1.10 Phân chia lớp mạng SAN 24 Hình 1.11 So sánh mức lưu trữ on-line, near-line off-line [5] 27 Hình 1.12 Tầm quan trọng liệu thay đổi theo thời gian[5] 28 Hình 2.1 Mơ hình Data Center [2,[3]] 32 Hình 2.2 Topology Data Center [1] 34 Hình 2.3 Topology thu gọn DataCenter [1] 36 Hình 2.4 Topology Data Center mở rộng [1] 37 Hình 2.5 Mơ hình Clustering máy chủ (Server)[6] 45 Hình 2.6 Ảo hóa “Hosted” 49 Hình 2.7 Ảo hóa “ Bare-metal” 49 Hình 2.8 RAID 51 Hình 2.9 RAID 52 Hình 2.10 RAID 54 Hình 2.11 RAID 55 Hình 2.12 RAID 56 Hình 2.13 RAID 57 Hình 2.14 RAID 10 57 Hình 2.15 Mơ hình cơng nghệ VLAN 58 Hình 2.16 Mơ hình Caching máy chủ (Server) 61 Hình 2.17 Mơ hình Caching thiết bị lưu trữ (Storage Device) 62 Hình 2.18 Mơ hình Caching tập trung (Centralized Storage Caching) 63 Hình 3.1 Băng thơng cho Data Center thời điểm 72 Hình 3.2 Băng thông dự kiến cho Data Center sau 10 năm 73 Hình 3.3 Mơ hình mạng tổng quan NTV 74 Hình 3.4 Các thành phần hệ thống mạng Data Center 77 Hình 3.5 Tính tốn dung lượng lưu trữ cho Data Center 82 Hình 3.6 Các thành phần hệ thống lưu trữ SAN 83 Hình 3.7 Cấu trúc vịng cấu trúc hình 84 Hình 3.8 Mơ hình lưu D2D[6] 90 Hình 3.9 Cơ chế lưu D2D 91 MỞ ĐẦU Đài truyền hình Nam Định đài truyền hình địa phương lớn nước, phát sóng phục vụ nhân dân tỉnh tỉnh lân cận Hiện chương trình đài chủ yếu phát sóng kênh NTV, đồng thời ủy quyền VTV AVG, đài truyền hình Nam Định tăng thêm kênh sóng hệ thống phát hình cụ thể sau: NTV (5KW), VTV2 (5KW), VTV3 (5KW), VTV6 (10KW) kênh truyền hình AVG Ngồi ra, đài cịn có số đơn vị trực thuộc truyền hình cáp Nam Định, đài truyền hình huyện Theo kế hoạch phát triển đến năm 2020, NTV phấn đấu hình thành dây chuyền sản xuất chương trình cơng nghệ số 100%, từ thu nhận, xử lý tới truyền dẫn phát sóng lưu trữ chương trình sở cơng nghệ Xây dựng dây chuyền sản xuất chương trình cơng nghệ số thống nhất, chuẩn hóa khơng băng, dựa file Thực số hóa lưu trữ, quản lý tư liệu truyền hình, sản xuất, dựng, trao đổi duyệt tin qua hạ tầng mạng công nghệ thông tin cho toàn hoạt động quản lý, sản xuất chương trình Đài đơn vị trực thuộc Triển khai dịch vụ IPTV địa bàn tỉnh tỉnh lân cận Để đạt mục tiêu đó, việc xây dựng Data Center định đắn mang tính bắt buộc nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ khắt khe để theo kịp với xu chung thời đại, cơng nghệ truyền hình giới Luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu (Data Center) cho Đài truyền hình Nam Định” nhằm đưa giải pháp thiết kế trung tâm liệu có khả kết hợp chặt chẽ công nghệ ứng dụng, công nghệ mạng, công nghệ lưu trữ cơng nghệ tính tốn Qua đó, đề mơ hình giải pháp tổng thể vận dụng giải pháp tham khảo cho tình thực tiễn thiết kế Data Center cho đài truyền hình Nam Định Phạm vi nghiên cứu luận văn tìm hiểu hệ thống Data Center hỗ trợ cho việc số hóa Hình 3.5 Tính tốn dung lượng lưu trữ cho Data Center Vậy: Dung lượng lưu trữ tổng cộng cho mạng SAN là: 44.532,8 GB Dung lượng lưu trữ dự đoán sau 10 năm là: 1.156.000 GB 82 3.2.3.2 Hệ thống lưu trữ Giải pháp mạng lưu trữ SAN giải hạn chế NAS đặc biệt thích hợp với ứng dụng cần tốc độ cao với độ trễ nhỏ Hơn nữa, SAN có khả đáp ứng nhanh chóng với thay đổi yêu cầu hoạt động tổ chức yêu cầu kỹ thuật hệ thống mạng Do , ta lựa chọn mơ hình lưu trữ SAN với thành phần sau: Hệ thống lưu trữ RAID Server Switches Hubs FC Bridges Hệ thống băng dự phịng Hình 3.6 Các thành phần hệ thống lưu trữ SAN Hệ thống RAID Hầu hết SAN dùng hệ thống RAID thiết bị lưu trữ Những hệ thống cung cấp tảng lưu trữ lý tưởng cho mạng lưu trữ SAN đại Trước hết, hệ thống SAN cung cấp bảo vệ liệu hay gọi kháng lỗi trường hợp thành phần lưu trữ đường dẫn nhập xuất I/O có cố Thậm chí thành phần nhất, đĩa cứng, bị hư hỏng Những đặc tính tin cậy khác có giá trị hệ thống RAID đại bao gồm hệ 83 thống làm mát, nguồn cung cấp, điều khiển chí mạch giám sát Đặc điểm cho phép liệu lúc sẳn sàng SAN Những hệ thống RAID đại cho phép kết nối trực tiếp đến thiết bị lưu dự phòng Switches, Hubs Bridges Hệ thống SAN bao gồm : Fibre Channel Hubs, Switches Bridges FC Arbitrated Loop Topology FC Switched Topology FC-AL and Non-blocking cross-point switch topologies Hình 3.7 Cấu trúc vịng cấu trúc hình Những phần cứng thơng thường chịu trách nhiệm việc liên kết thiết bị ngoại vi lưu trữ liệu hệ thống RAID, tape backup, server mạng SAN Những thiết bị hoạt động giống mạng LAN Chúng thực thi chức tìm đường cho frame, chuyển đổi giao diện phương tiện truyền dẫn (ví dụ cáp đồng qua cáp quang, Fibre Channel qua SCSI), mở rộng mạng, tăng băng thông phân đọan mạng Fibre Channel Hubs Giống chức hub Ethernet Token Ring, hub Arbitrated Loop tập trung việc nối dây Các hubs bố trí để đáp lại vấn đề 84 xảy Arbitrated Loops xây dựng việc kết nối đơn giản đường phát (trasmit lines) đến đường thu (receive lines) nhiều thiết bị Việc kết nối phát/thu ba nhiều ba thiết bị cho phép đường vòng (loop) liệu tạo ra, đưa vấn đề đặc biệt xử lý có, thêm loại (remove) thiết bị Chẳng hạn muốn thêm thiết bị tồn loop phải đưa xuống đường kết nối thêm vào Nếu đường cáp quang bị ngưng lỗi máy thu phát (transceiver) tất cáp kết nối (connectors) thiết bị phải thực thi để xác định đường bị lỗi Các Hub giải vấn đề cách đưa cấu trúc liên kết vòng (Loop topology) thành cấu trúc hình (star) Vì thiết bị kết nối đến hub trung tâm, hub trở thành điểm mục tiêu cho việc thêm/di chuyển thay đổi mạng Arbitrated Loop Hubs cung cấp cổng mạch vòng (port bypass circuitry) mà tự động cấu hình lại loop thiết bị loại bỏ, thêm, bị trục trặc Trước thiết bị thêm vào loop hub kiểm tra xác nhận tính hợp lệ chất lượng tín hiệu chúng Các thiết bị với chất lượng tín hiệu tốc độ clock khơng thích hợp bỏ nhờ chế độ vòng (mode bypass) cho phép thiết bị khác vào loop để tiếp tục hoạt động mà không bị phá vỡ Thường Hub cung cấp đèn LED cho cổng biết trạng thái chèn bypass badlink Các đặc điểm cho phép nhiều môi trường động mà vấn đề nhận dạng dễ dàng, nói chung thiết bị hot-plugged remove khơng có phá vỡ lớp vật lý Cổng hub thiết kế cho chấp nhận đường I/O điện cáp Khả hữu ích việc thiết kế mạng định cấu hình Chẳng hạn muốn xác định khoảng cách từ hub đến server , kết nối quang (sóng dài sóng ngắn) sử dụng server hub kết nối đồng sử dụng hub điều khiển cục Các Hub xếp tầng để cung cấp thêm port cho việc kết nối nhiều Fibre Channel Switches 85 Cơ cấu Fibre Channel Switches phức tạp nhiều cấu loop hubs thiết kế lẫn vận hành Trong hub đơn giản tập trung tất thiết bị segment chia sẻ băng thơng 100MB/sec, Switch cung cấp mơi trường có tốc độ hẳn: 100MB/sec cho port Ngồi chức quản lý thơng thường, hubs khơng có khả thao tác Fibre Channel lớp giao thức (layer protocol) Ngược với hubs, switch có khả này, hai khía cạnh cung cấp dịch vụ (log-in, Simple Name Server, v.v ) giám sát lưu lượng frames nguồn đích (buffer-to-buffer credit, hỗ trợ loop) port Khả cung cấp dịch vụ, khả truyền 100MB/sec port làm cho giá switch hệ đầu cao Thế hệ thứ hai dựa ASIC-(Application Specific Integrated Circuit) giảm giá thành tính theo port xuống phân nửa Điều làm cho Fibre Channel switch sử dụng mạng từ vừa lớn FC-AL (Fibre Channel Arbitrated Loops) giao diện nối tiếp, nối điểm đến điểm (point-to-point) port với số máy thu phát tối thiểu không cần chức switch tập trung Vì FC-AL cung cấp giải pháp tiết kiệm Tuy nhiên toàn băng thông FC-AL bị chia sẻ cho tất port nằm loop Thêm vào có cặp port loop giao tiếp thời điểm, port khác loop hoạt động lặp (repeater) Cầu nối FC với SCSI (Fibre Channel to SCSI Bridges) Cầu nối Channel với SCSI cung cấp chuyển đổi hai giao diện khác cho phép người quản trị mạng tiếp tục đầu tư cho thiết bị lưu trữ SCSI có lợi ích kỹ thuật Fibre Channel Thông thường thiết bị sử dụng để kết nối đến thiết bị ngoại vi SCSI có sẵn hệ thống lưu băng từ (tape backup) 3.2.4 Giải pháp lưu phục hồi liệu Sao lưu toàn cấu hình hệ thống 86 Phương pháp lưu dự phịng phổ biến băng từ Phương pháp dùng băng từ an toàn, tin cậy, dễ dùng có giá thành tương đối thấp Để tăng dung lượng lưu trữ tốc độ chuyển liệu, người ta thường áp dụng kỹ thuật nén liệu Tỷ lệ nén liệu thường áp dụng thường 2:1 4:1 Ta so sánh dung lượng chưa nén tốc độ số loại băng từ sau: DDS/DAT DLT SDLT Ultrium/LTO AIT Dung lượng -160GB 40GB 110-160GB 100-1500GB 100GB Tốc độ 10- 21GB/giờ 39.6GB/giờ 140 MB/s 43.2GB/giờ 24MB/s Bảng 3.5 Một số loại băng từ thông dụng - DDS/DAT: DAT dạng viết tắt Digital Audio Tape, chuẩn định dạng âm băng có độ rộng 3.81mm DDS – Digital Data Storage (cũng gọi băng 4mm) phát triển dựa chuẩn DAT dành định dạng cho liệu máy tính DDS Dung DDS-2 DDS-3 DDS-4 DDS-5 2GB 4GB 12GB 20GB 36GB 183KB/s 360- 0.75- 1-3MB/s 6.4 720KB/s 1.5MB/s DAT- DAT- 160 320 80GB 160GB 13.8 24MB/s lượng Tốc độ MB/s MB/s Bảng 3.6 Chuẩn băng từ DDS/DAT - DLT/SDLT: Các sản phẩm DLT giới thiệu vào năm 1985 DEC ngày trở nên phổ biến Công nghệ SDLT Quantum tập trung phát triển nổ lực để cung cấp dòng sản phẩm hiệu suất cao Cả hai lọai biết tới dòng sản phẩm cao cấp, tốc độ cao đắt tiền 87 DLT1 DLT vs80 giới thiệu để đáp ứng đòi hỏi người dùng cần công nghệ cho tốc độ cao, dung lượng lớn có giá thành chấp nhận - AIT: So sánh với DLT va SDLT, AIT cho tốc độ cao có giá thành thấp tính 1MB liệu AIT dùng điều khiển đĩa Fast-Wide SCSI cho phép tốc độ đạt đến 86GB/giờ áp dụng tỷ lệ nén 2:1 Các ổ AIT 35GB, 50GB, 100GB có tốc độ tải liệu tương ứng 3MB/s, 6MB/s, 12MB/s Áp dụng tỷ lệ nén 2:1 ổ này, nâng dung lượng chúng lên tới 70GB, 100GB, 200GB với tốc độ chuyển liệu tương ứng 6MB/s, 12MB/s, 24MB/s - Ultrium/LTO: HP, IBM Seagate định phát triển định dạng có đặc tính kỹ thuật vượt trội so với định dạng băng từ Có định dạng định nghĩa hứa hẹn dung lượng lên tới 1500GB với tốc độ tải liệu 160MB/s Ultrium-1 Dung lượng 100GB Ultrium-2 Ultrium-3 Ultrium-4 Ultrium-5 200GB 400GB 800GB 1500GB 40MB/s 80MB/s 160MB/s 280MB/s Chưa nén Tốc độ 20MB/s Bảng 3.7 Chuẩn băng từ Ultrium/LTO Sao lưu liệu quan trọng Như đề cập đến trên, phương thức lưu truyền thống disk-to-tape chuyển tải liệu từ đĩa cứng sang băng từ có ưu điểm với liệu cần lưu có dung lượng lớn Nhưng hạn chế lớn mặt tốc độ so với lưu đĩa cứng Với tốc độ truyền tải cao mạng SAN nay, nói cách làm khơng bị hạn chế tốc độ truyền liệu lưu Nhưng quan tâm đến trình 88 phục hồi, tức trình chuyển liệu ngược lại từ băng từ ổ đĩa cứng có nhu cầu, phương thức lưu disk-to-tape lại ẩn chứa nhiều bất câp Do đó, liệu quan trọng ta sử dụng mơ hình lưu Disk-to-Disk (D2D) Phương pháp có ưu điểm bật sau: - Tăng hiệu tốc độ trình lưu: hiệu tốc độ trình lưu phục hồi cải thiên cách đáng kể nhân tố đây: - Khả mở rộng linh hoạt: Trong phương pháp lưu dùng băng từ thông thường, việc tăng hiệu tốc độ cho trình lưu thực cách tăng số đầu đọc thiết bị băng từ thay đầu đọc cũ đầu đọc có tốc độ cao Vấn đề giải với sử dụng thiết bị băng từ ảo giải pháp lưu D2D, cho phép tạo cách linh hoạt nhiều đầu đọc ảo - Thông lượng truyền tải tốt: Các ổ đĩa SATA (trong thiết bị tủ đĩa để chứa liệu sau bước lưu thứ mơ hình D2D) có tốc độ nhanh Dữ liệu ghi vào (trong trình lưu) đọc (trong trình phục hồi) với tốc độ đĩa cứng, mà không cần tốn thời gian lắp đặt băng từ quay băng từ đến vị trí lưu trữ liệu cần phục hồi giải pháp truyền thống disk-to-tape - Thời gian phục hồi nhanh: Lợi ích chủ yếu mà giải pháp D2D đem lại xuất phát từ nguyên lý truy cập ngẫu nhiên tới liệu ổ đĩa cứng, thay cách truy cập theo thứ tự nguyên lý hoạt động băng từ Điều dẫn đến tốc độ phục hồi liệu dụng giải pháp d2d nhanh hẳn so với dùng băng từ thông thường - Tăng độ sẵn sàng cho giải pháp: lỗi phổ biến thường gặp trình lưu cố liên quan đến đầu từ băng từ Các lỗi khơng cịn xuất mơ hình D2D, đơn giản thiết bị băng từ vật lý khơng cịn 89 dùng cho bước lưu (mơ hình d2d gồm hai bước: trước hết lưu liệu từ đĩa cứng sang đĩa cứng sau lưu từ đĩa cứng sang băng từ Bước thứ hai xảy theo định kỳ khơng thường xun, lỗi thiết bị băng từ gặp hơn) Ngồi ra, có áp dụng phương pháp RAID cho ổ đĩa SATA, nơi chứa liệu sau bước lưu thứ nhất, mơ hình d2d có tính bảo vệ cao cho liệu Local Area Network Servers SAN FC-Switch SCSI D2D FC Backup server Tape Library Hình 3.8 Mơ hình lưu D2D[6] Điểm khác truy cập liệu lưu trữ đĩa cứng so với liệu lưu trữ băng từ chế truy cập ngẫu nhiên (random access) cho đĩa cứng chế truy cập theo thứ tự (sequential access) cho băng từ Trong có chế ngẫu nhiên, thời gian truy cập vào liệu không phụ thuộc vào vị trí vật lý liệu đĩa Trong chế truy cập theo thứ tự, vị trí vật lý liệu ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian 90 truy cập Băng từ phải quay đến vị trí liệu lưu trữ, sau truy cập vào liệu Như rõ ràng thời gian để phục hồi liệu từ băng từ lâu từ đĩa cứng Đây nhược điểm lớn phương pháp lưu phục hồi truyền thống sử dụng băng từ Host server Host server FC Switch Primary Storage array Phytical Disk array Vitual tape appliance Virtual Tape Library Phytical Tape Library Hình 3.9 Cơ chế lưu D2D Phương thức lưu disk-to-disk (D2D) phát triển để khắc phục thời gian truy nhập liệu trình phục hồi Sao lưu theo mơ hình D2D liệu trước hết lưu từ đĩa cứng sang đĩa cứng, thay sang băng từ mơ hình disk-to-tape Sau liệu từ đĩa cứng chuyển tiếp (sao chép, tạo clone) sang băng từ vật lý thời điểm khác, kích hoạt tùy theo nhu cầu người quản trị Như q trình phục hồi có nhu cầu phần lớn chuyển liệu từ đĩa cứng sang đĩa cứng, giảm thiểu thời gian truy cập vào liệu cần phục hồi, theo giảm thời gian phục hồi liệu 91 Trong mô hình lưu D2D cần có có mặt thiết bị có chứa ổ đĩa cứng (disk resource) Xu hướng công nghệ thiết bị tủ đĩa hoạt động thiết bị băng từ ảo hệ thống (Virtual Tape Library: VTL) Có nghĩa phần mềm quản lý lưu máy chủ backup nhìn nhận điều khiển thiết bị tủ đĩa điều khiển thiết bị băng từ Nói cách khác, phần mềm quản lý lưu, tủ đĩa ảo hóa thành thiết bị băng từ Hiện hầu hết hãng sản xuất thiết bị lưu trữ IBM, HP, EMC đầu tư sản xuất thiết bị VTL phục vụ cho giải pháp lưu D2D Dưới số dòng sản phẩm VTL hãng lớn Hãng sản xuất IBM Dòng thiết bị VTL Virtualization Engine TS7500,TS7700 HP - HP 6000 Virtual Library System - HP 1000i Virtual Library System - HP 300 Virtual Library System EVA gateway - HP Storage Works D2D Backup System NetApp NearStore VTL 300,700,1400 EMC CLARiiON Disk Library (DL210,series DL4000,DL600) SUN - StorageTek Virtual Tape Library (Series 1000, 2000, 3000) - Sun StorageTek VTL Plus (Series 1000,2000,3000) - StorageTek Virtual Storage Manager (VSM) System Bảng 3.8: Một số dòng sản phẩm VTL hãng lớn Đối với hệ thống lưu trữ NTV, đề xuất giải pháp HP Storage Works D2D Backup System HP Storage Works D2D Backup System giải pháp tổng thể chuyên nghiệp làm nhiệm vụ ảo hóa đĩa cứng, bảo vệ liệu khắc phục cố Phần 92 mềm tích hợp nhiều cơng nghệ để giảm bớt thao tác cần lưu khôi phục hệ thống Kết luận chương Chương tiến hành khảo sát thực trạng công nghệ thông tin đài truyền hình Nam Định Từ đưa giải pháp kỹ thuật cụ thể thiết kế Data Center cho Đài truyền hình Nam Định: Tính tốn băng thơng cho mạng: Đưa cơng thức tính tốn băng thơng cần thiết cho dịch vụ VoD, TV Broadcasting, băng thông tổng cho Data Center thiết kế chương trình Matlab để tính tốn đơn giản dễ dàng hiệu chỉnh tham số Thiết kế mạng: Tính tốn lựa chọn LAN Switch đề xuất thiết bị phần cứng cho phân lớp mạng Thiết kế hệ thống lưu trữ: Tính tốn dung lượng lưu trữ cho hệ thống dự đoán nhu cầu lưu trữ năm Đề xuất mơ hình lưu trữ SAN thành phần mơ hình lưu trữ Giải pháp lưu phục hồi liệu: Đối với yêu cầu lưu tồn cấu hình hệ thống, đề xuất lưu băng từ với số chuẩn thông dụng Đối với liệu quan trọng đề xuất sử dụng mơ hình lưu D2D nhằm hạn chế nhược điểm lưu disk to tape Các giải pháp đưa nhằm tận dụng hạ tầng thông tin vốn có đài truyền hình Nam Định, đồng thời đáp ứng nhu cầu nâng cấp, hướng tới số hóa tồn quy trình 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong thời đại ngày , việc ứng dụng công nghệ thông tin chứng tỏ vai trị cơng đoạn sản xuất chương trình truyền hình dần thay công nghệ truyền thống nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ khắt khe để theo kịp với xu chung giới Cơng nghệ truyền hình ngày hoàn thiện để phục vụ tốt cho khán giả, dựa tảng công nghệ để cung cấp dịch vụ truyền hình qua nhiều loại hình khác phương thức truyền thống như: IPTV, Mobile TV… Với xu đó, việc xây dựng hệ thống Data Center bước quan trọng cho mục tiêu số hóa, thúc đẩy khả cung cấp dịch vụ Đài truyền hình Nam Định Trong luận văn “Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu (Data Center) cho Đài truyền hình Nam Định ”, em thực nội dung sau: Nghiên cứu tìm hiểu tổng quan cơng nghệ lưu trữ cho hệ thống DataCenter hỗ trợ cho việc lưu trữ cung cấp dịch vụ đài truyền hình Tính tốn băng thơng cho mạng, dung lượng lưu trữ số tham số quan trọng xây dựng chương trình thực Thiết kế, đề xuất thiết bị cho hệ thống mạng hệ thống lưu trữ cho Data Center đài truyền hình Nam Định Luận văn đưa giải pháp thiết kế Data Center theo tiêu chí modul hóa cao, khả mở rộng dễ dàng, khả hỗ trợ hợp server thiết bị lưu trữ mật độ cao Ngoài thiết kế Data Center cần phải xét đến tiêu chuẩn chi tiết hạ tầng nguồn điện, hệ thống làm mát, hệ thống cable, hệ thống rack, hệ thống phòng cháy chữa cháy, hệ thống an ninh, tiêu chuẩn Green Data Center, hạn chế mà luận văn chưa đề cập tới 94 Em xin chân thành cám ơn TS Bùi Việt Khôi, thầy cô viện anh chị em đồng nghiệp tận tình hướng dẫn giúp đỡ hồn thành luận văn 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Rob Snevely, Enterprise Data Center Design and Methodology, Revision 1, Sun Microsystem Inc., USA, 2001 [2] Babette haeusser & Wolfgang Kessel & Mauro Silvestri & Claudio Villabolos & Chen Zhu, IBM System Storage Tape Library Guide for Open Systems, 2008 [3] Cisco Systems, Inc Cisco Data Center Infrastructure 2.5 Design Guide, 2007 [4] Douglas Alger, Build the Best Data Center Facility for Your Business, Cisco Press, 2005 [5] Mauricio Arregoces and Maurizio Portolani, Data Center Fundamentals, 2005 [6] Kailash Jayaswal , Administering Data Centers: Servers, Storage, and Voice over IP, 2004 [7] Telecommunications Infrastructure Standard for Data Centers, TIA-942, Telecommunications Industry Association, USA,2005 96 ... Ethernet LAN Data Data Data Data Data Lưu trữ cục Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Data Lưu trữ tập trung Lưu trữ mạng riêng Hình 1.1 Các bước phát triển cơng nghệ lưu trữ 1.1.2... văn ? ?Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu (Data Center) cho Đài truyền hình Nam Định? ?? viết dựa kết nghiên cứu theo đề cương cá nhân hướng dẫn TS Bùi Việt Khôi Mọi thông tin số liệu. .. nghệ khắt khe để theo kịp với xu chung thời đại, cơng nghệ truyền hình giới Luận văn tốt nghiệp với đề tài ? ?Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu (Data Center) cho Đài truyền hình