Nghiên cứu các công nghệ lưu trữ và thiết kế trung tâm dữ liệu cho Đài truyền hình KTS VTC

Nghiên cứu các công nghệ lưu trữ và thiết kế trung tâm dữ liệu cho Đài truyền hình KTS VTC Nghiên cứu các công nghệ lưu trữ và thiết kế trung tâm dữ liệu cho Đài truyền hình KTS VTC Nghiên cứu các công nghệ lưu trữ và thiết kế trung tâm dữ liệu cho Đài truyền hình KTS VTC luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

Mẫu 1a MẪU BÌA LUẬN VĂN CĨ IN CHỮ NHŨ VÀNG Khổ 210 x 297 mm NGÔ THỊ MAI LOAN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGÔ THỊ MAI LOAN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ LƯU TRỮ VÀ THIẾT KẾ TRUNG TÂM DỮ LIỆU CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH KTS VTC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG KHỐ 2010 Hà Nội – Năm BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGÔ THỊ MAI LOAN NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ LƯU TRỮ VÀ THIẾT KẾ TRUNG TÂM DỮ LIỆU CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH KTS VTC Chun ngành : Điện tử viễn thơng LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS BÙI VIỆT KHƠI Hà Nội –2011 Nghiên cứu cơng nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC MỤC LỤC MỤC LỤC T 3T DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT T T DANH MỤC CÁC BẢNG T 3T DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ T T LỜI CAM ĐOAN T 3T LỜI NÓI ĐẦU 10 T 3T Chương T 3T Tổng quan hệ thống DataCenter 13 3T T 1.1 Khái niệm hệ thống DataCenter 13 T 3T 3T T 1.2 Mục đích yêu cầu đặt hệ thống DataCenter 15 T T 1.2.1 Mục đích 15 T 3T 1.2.2 Yêu cầu đặt hệ thống Data Center 15 T T 1.2 Mơ hình DataCenter 16 T 3T 3T T 1.3 Phân loại tiêu chuẩn DataCenter 20 T 3T 3T T 1.3.1 Chuẩn Tier I 20 T 3T 1.3.2 Chuẩn Tier II 20 T 3T 1.3.3 Chuẩn Tier III 21 T 3T 1.3.4 Chuẩn Tier IV 21 T 3T 1.4 Các thành phần hệ thống DataCenter 22 T T 1.4.1 T 3T Hệ thống Server 22 3T T 1.4.2 Hệ thống LAN Switch 24 T T 1.4.3 T 3T 1.4.4 T 3T Hệ thống mạng SAN 25 3T T Hệ thống quản lí điều hành hoạt động 26 3T T Chương Công nghệ áp dụng cho thành phần hệ thống Data Center 29 T T 2.1 Các công nghệ lưu trữ 29 T 3T 2.1.1 Mơ hình lưu trữ DAS 29 T T Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC 2.1.2 Mơ hình lưu trữ NAS 32 T T 2.1.1 Mơ hình lưu trữ SAN 35 T T 2.2 Công nghệ áp dụng cho máy chủ 40 T T 2.2.1 Máy chủ phiến mỏng (Blade server) 40 T T 2.2.2 Công nghệ Clustering máy chủ 40 T T 2.2.3 Ảo hóa (Virtualization ) Server 44 T T 2.3 Công nghệ RAID 45 T 3T 2.4 Các chuẩn giao diện đĩa cứng 56 T T 2.4.1 T ATA 56 3T 3T 2.4.2 T SATA 59 3T 3T 2.4.3 T 3T 2.4.4 3T Công nghệ truyền liệu SAS (Serial Attached SCSI) 61 3T 3T 2.4.5 T 3T SCSI 60 3T T 3T T FC 61 3T 3T 3T 2.5 Công nghệ mạng 63 T 3T 2.5.1 Công nghệ LAN ảo 63 T T 2.5.2 Giao thức Spanning Tree (STP) 64 T T 2.5.3 Công nghệ Caching 65 T T Chương Khảo sát thực trạng việc lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho Đài TH T KTS VTC 69 3T 3.1 Hiện trạng việc lưu trữ Đài TH KTS VTC 69 T 3T 3T T 3.2 Hiện trạng dịch vụ IPTV Đài THKTS VTC 70 T 3T 3T T 3.3 Yêu cầu đặt 76 T 3T 3T 3T 3.4 Giải pháp xây dựng DataCenter 79 T 3T 3T T 3.4.1 Giải pháp mạng 80 T 3T 3.4.2 Tính tốn lưu lượng dịch vụ 84 T T 3.4.3 Giải pháp cho máy chủ 87 T T 3.4.4 Giải pháp lưu trữ 88 T 3T Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC 3.4.5 Giải pháp lưu phục hồi liệu 92 T T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 T 3T TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 T 3T Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt U U U ACL Access Control List Danh sách điều khiển truy nhập 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 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 HDA Horizontal Distribution Area Khu vực phân phối theo chiều ngang HDD Hard Disk Drive Đĩa cứng LAN Local Area Network Mạng cục MDA Main distribution area Khu vực phân phối NAS Network Attached Storage Lưu trữ qua mạng SAN Storage Area Network Mạng lưu trữ riêng biệt SATA Serial ATA Kết nối công nghệ tiên tiến dạng nối tiếp SCSI Small Computer System Giao tiếp hệ thống máy tính nhỏ Interface TIA Telecommunications Industry Hiệp hội công nghiệp viễn thông Association Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC WAN Wide Area Network Mạng diện rộng ZDA Zone Distribution Area Khu vực phân phối vùng Data center Trung tâm liệu (TTDL) Operation center Trung tâm vận hành Computer room Phòng máy tính Nghiên cứu cơng nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1 Trạng thái phép toán XOR 47 U T T U Bảng 2-2 Phép toán XOR hai chuỗi liệu 48 U T T U Bảng 2-3 Các phiên giao diện ATA 57 U T T U Bảng 3-1 Yêu cầu băng thông chuẩn nén 84 U T T U Bảng 3-2 Bảng tính dung lượng lưu trữ cho 10 năm 90 U T T U Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình Data Center 13 U T T U Hình 1.2 Mơ hình logic trung tâm liệu 16 U T T U Hình 1.3 Mơ hình bố trí khu vực TTDL loại lớn thực tế 19 U T T U Hình 1.4 Kết nối mạng cho cấp độ TTDL 22 U T T U Hình 2.1 Mơ hình lưu trữ DAS sử dụng cáp SCSI cáp quang 29 U T T U Hình 2.2 Kiến trúc phần mềm DAS 30 U T T U Hình 2.3 Mơ hình lưu trữ NAS 33 U T T U Hình 2.4 Kiến trúc phần mềm NAS 34 U T T U Hình 2.5 Mơ hình lưu trữ SAN 36 U T T U Hình 2.6 Kiến trúc phần mềm SAN 38 U T T U Hình 2.7 Mơ hình Clustering máy chủ (Server) 41 U T T U Hình 2.8 Stripping 46 U T 3T U Hình 2.9 RAID 49 U T 3T U Hình 2.10 RAID 50 U T 3T U Hình 2.11 RAID 52 U T 3T U Hình 2.12 RAID 53 U T 3T U Hình 2.13 RAID 54 U T 3T U Hình 2.14 RAID 55 U T 3T U Hình 2.15 RAID 10 56 U T 3T U Hình 2.16 Cáp ATA 57 U T 3T U Hình 2.17 Mơ hình cơng nghệ VLAN 63 U T T U Hình 2.18 Mơ hình Caching máy chủ (Server) 66 U T T U Hình 2.19 Mơ hình Caching thiết bị lưu trữ (Storage Device) 67 U T T U Hình 2.20 Mơ hình Caching tập trung (Centralized Storage Caching) 68 U T T U Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Hình 3.1 Mơ hình tổng qt hệ thống cung cấp dịch vụ IPTV 76 U T T U Hình 3.2 Mơ hình dịch vụ IPTV/VoD dự kiến triển khai mạng NGN 81 U T T U Hình 3.3 Mơ hình mạng cung cấp dịch vụ IPTV 82 U T T U Hình 3.4 Biểu đồ dung lượng lưu trữ 10 năm 91 U T T U Hình 3.5 Sao lưu qua mạng SAN 93 U T T U Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Tham số kĩ thuật cần lưu ý hệ thống LAN Switch số lượng cổng Switch (số lượng Switch) Việc tính tốn tham số giúp cho nhà thiết kế mạng ước lượng số lượng Switch cần dùng hệ thống Các thiết bị Switch tiên tiến thường hỗ trợ dạng module 8/16/24 cổng Trên thị trường xuất nhiều thiết bị Switch 24 cổng Gigabit hỗ trợ tính tiên tiến Điều đem lại nhiều giải pháp kĩ thuật cho chuyên gia thiết kế hệ thống DATA CENTER – IPTV- VoD VOD Server IPTV server Hệ thống quản lí tính cước Router QN Router End User IPTV server IP Core Core Router HN Core Router HCM Hệ thống quản lí tính cước Router- HP VOD Server IPTV server Core Router - ĐN VOD Server Hệ thống quản lí tính cước Hình 3.2 Mơ hình dịch vụ IPTV/VoD dự kiến triển khai mạng NGN 81 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC PE IPTV Center IP/MPLS core network PE PE PE Access switch DHCP server Access switch Access switch VoD server Access ring Core switch Subscriber DSLAM Core ring Access switch Subscriber Core switch Core switch Subscriber Access switch Core switch Access ring Access switch DSLAM Access switch Access switch Hình 3.3 Mơ hình mạng cung cấp dịch vụ IPTV a) Lựa chọn giao thức mạng Giao thức cho dịch vụ multicast Giao thức IGMP Hai mục đích quan trọng IGMP là: Thơng báo cho router multicast có máy muốn nhận multicast traffic nhóm cụ thể Thơng báo cho router có máy muốn rời nhóm multicast Các router thường dùng IGMP để trì thơng tin cho cổng router nhóm multicast router cần phải chuyển host muốn nhận Giao thức PIM 82 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Giao thức PIM giao thức xử lý gói tin multicast độc lập Hiện có ba loại PIM sử dụng : PIM-SM , PIM-DM , PIM-SSM Giao thức cho dịch vụ unicast Giao thức RTSP RTSP cung cấp khung làm việc cho phép điều khiển theo yêu cầu thời gian thực, giống audio video Nguồn liệu bao gồm liệu sống clip lưu trữ Đây giao thức dành cho phát triển liệu đa phương tiện , cung cấp cách phân phát kênh UDP, TCP việc đảm bảo theo thời gian thực Điều khiển luồng RTSP sử dụng RTP , hoạt động RTSP không phụ thuộc vào kỹ thuật vận chuyển để truyền data Đặc điểm giao thức - Khả mở rộng Phương pháp thông số dễ dàng thêm vào T 38T RTSP - Dễ dàng phân tích Giao thức RTSP dễ dàng phần tích tiêu chuẩn HTTP T 38T MIME - Bảo mật RTSP sử dụng kỹ thuật bảo mật web Tất kỹ thuật nhận thực chứng thực trực tiếp áp dụng Một số dừng lại bảo mật lớp mạng - Vận chuyển độc lập RTSP sử dụng hai phương pháp truyền gói tin khơng tin cậy UDP đáng tin cậy RDP, giao thức luồng tin cậy TCP thực lớp ứng dụng đáng tin cậy - Khả chạy nhiều server Mỗi luồng media phần trình diễn đặt server khác Các client tự động thiết lập vài phiên điều khiển với server media khác Giữa chúng đồng với lớp giao vận 83 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC - Điều khiển thiết bị ghi Giao thức điều khiển q trình ghi chạy lại T 38T thiết bị, nằm xen kẽ hai mode - Điều khiển luồng hội nghị ban đầu Điều khiển luồng đưa từ lời mời server tới hội nghị Chỉ có yêu cầu hội nghị hai cung cấp sử dụng tạo hội nghị riêng Trong thực tế SIP h323 sử dụng mời server tới hội nghị 3.4.2 Tính tốn lưu lượng dịch vụ Tính tốn lưu lượng dịch vụ VoD Data Center Ta có u cầu băng thơng chuẩn nén Bảng 3-1 Yêu cầu băng thông chuẩn nén MPEG-1 Độ nét tiêu chuẩn Độ nét cao Ứng dụng Lên đến 1,5 Mbps - Video on Internet, mp3 MPEG-2 - Mbps 18 - 20 Mbps Digital TV, DVD MPEG-4 Part 10 - Mbps - 10 Mbps Multi video H.264 Tính tốn lưu lượng SL VoD số lượng người dùng dịch vụ VoD (SL VoD = 15000) R R R R HS VoD hệ số sử dụng đồng thời dịch vụ VoD (Dự kiến HS VoD = 0.2 ) R R R R DL VoD dung lượng kênh VoD cho người dùng dịch vụ VoD ( DL VoD = R R R R 2Mbps) XS VoD xác suất người dùng truy vấn liệu hệ thống DataCenter khơng tìm R R thấy nội dung trung tâm liệu vùng (XS VoD = 0.25) R R Vậy lưu lượng dịch vụ VoD qua hệ thống DataCenter cao điểm LL VoD = SL VoD * HS VoD * DL VoD * XS VoD = 15000 * 0.2 * * 0.25 = 15000Mbps R R R R R R R R R R Tính tốn lưu lượng dịch vụ TV Broadcasting qua hệ thống DataCenter 84 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Một số tham số tính tốn: B TV : Băng thơng u cầu mã hóa cho kênh video Đây băng thơng R R R R yêu cầu truyền video mã hóa đến khách hàng Theo bảng u cầu băng thơng băng thơng dịch vụ độ nét chuẩn từ đến Mbps độ nét cao từ đến 10 Mbps(B TV = 10 Mbps) R R NC TV : số lượng kênh video (NC TV = 40 kênh) R R R R Cơng thức tính tốn lưu lượng TV Broadcasting qua hệ thống DataCenter : LL TV = B TV * NC TV = 10 * 40 = 400Mbps R R R R R R Như vậy, đưa phương pháp tính tốn lưu lượng dịch vụ qua hệ thống DataCenter cao điểm Lưu lượng tổng qua hệ thống DataCenter LL DC = LL VoD + LL TV = 15000 + 400 = 15400 Mbps R R R R R R Gọi HSDP DC hệ số dự phòng an toàn lưu lượng cho hệ thống DataCenter R R (HSDP DC =1.3) R R Vậy ta có băng thơng cần thiết cho hệ thống DataCenter BT DC = LL DC * HSDP DC = 1.3 * 15400 = 20020 Mbps= 20Gbps R R R R R R Trong IPTV, xu hướng nhắm đến truyền hình độ phân giải cao (HDTV), tốc độ yêu cầu khoảng 12 Mbps, mong muốn đáp ứng khoảng từ 100 - 200 kênh, phải có chế truyền tín hiệu hiệu với băng thông - Gbps tới số lượng lớn người sử dụng xa Giả sử 10 năm có triệu thuê bao, thuê bao cần đáp ứng băng thông cho 100-200 kênh Với giả thiết thời điểm có 20 % người dùng lúc thực yêu cầu VoD giống (HS VoD = 0.2) R R Lưu lượng VoD với triệu thuê bao LL VoD = SL VoD * HS VoD * DL VoD * XS VoD = 1000000 * 0.2 * * 0.25 = 100000Mbps R R R R R R R R R R Lưu lượng Tivi Broadcasting LL TV = B TV * NC TV = 10 * 200= 2000Mbps R R R R R R Lưu lượng tổng qua hệ thống DataCenter 85 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC LL DC = LL VoD + LL TV = 100000 + 2000 = 102000Mbps R R R R R R Băng thơng cần thiết với hệ số dự phịng 1.3 BT DC = LL DC * HSDP DC = 1.3 * 102000 = 132600 Mbps= 132.6 Gbps R R R R R R Băng thông tương đối cao thời điểm Tuy nhiên với phát triển khoa học 10 năm băng thơng hồn tồn đáp ứng Tính tốn tốc độ cho LAN switch Tốc độ xử lí tối đa cổng Đây tham số xác định thông qua thực tế người thiết kế hệ thống lựa chọn thiết bị phù hợp cho mạng DataCenter Hiện nay, hãng sản xuất sản phẩm đưa nhiều sản phẩm Switch với tính xử lí ngày cao Tốc độ xử lí tối đa cổng Switch lên đến 10Gbps chế độ hoạt động Half-duplex tốc độ tăng lên đến 20Gbps chế độ hoạt động Full-Duplex Như vậy, thiết kế hệ thống mạng DataCenter, nhà thiết kế cần sử dụng thiết bị Switch đại xác định tốc độ tối đa cổng Switch TDS wmax Thông số R R xác định thông qua việc sử dụng thiết bị Switch thực tế Số lượng cổng LANSwitch ( Số lượng LANSwitch) Lưu lượng qua hệ thống LANSwitch gồm có loại: lưu lượng loại dịch vụ lưu lượng thơng tin quản lí dịch vụ Gọi TLLL i tỉ lệ lưu lượng thông tin quản lí dịch vụ /lưu lượng nội dung dịch R R vụ dịch vụ thứ i Ta có cơng thức tính số cổng cần thiết LANSwitch SLS W số cổng cần thiết LAN Switch R R Tốc độ tối đa cổng Switch TDS wmax (Giả sử 100 Mbps) R R SLSw= ((1+TLLL VoD ) * LL VoD + (1+ TLLL TV ) *LL TV ) / TDS wmax = ((1+0.3) * 1500 + R R R R R (1+ 0.3) * 400) / 100 ≈ 25 86 R R R R R Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC 3.4.3 Giải pháp cho máy chủ Lựa chọn thiết bị Lựa chọn hệ thống server hệ điều hành theo tiêu chí sau: Sử dụng vi xử lý Itanium 64 bit: Các chip Itanium đạt tốc độ xử lý cao, bus hệ thống lại 64 bit Cùng với công nghệ RISC khẳng định tính ưu việt tốc độ, đáp ứng yêu cầu xử lý cao Các chip CISC (Intel) rẻ bus hệ thống 32 bit, cộng với cơng nghệ CISC có khả xử lý thấp nên đáp ứng yêu cầu xử lý TTDL Hiện nay, chip CISC sử dụng các doanh nghiệp nhỏ, mạng LAN chạy ứng dụng nhỏ, xử lý thấp Hiện trung tâm liệu VTC sử dụng loại server Blade Server: HP Chassis C7000 Server: Dell Chassis M1000E Giải pháp Cluster cho máy chủ Để hệ thống ứng dụng không bị gián đoạn máy chủ bị hỏng lỗi, ta sử dụng giải pháp cluster Cluster kiến trúc nhằm đảm bảo nâng cao khả sẵn sàng cho hệ thống mạng máy tính Cluster cho phép sử dụng nhiều máy chủ kết hợp với tạo thành cụm (cluster) có khả chịu đựng hay chấp nhận sai sót (fault-tolerant) nhằm nâng cao độ sẵn sàng hệ thống mạng Cluster hệ thống bao gồm nhiều máy chủ kết nối với theo dạng song song hay phân tán sử dụng tài nguyên thống Nếu máy chủ ngừng hoạt động bị cố để nâng cấp, bảo trì, tồn cơng việc mà máy chủ đảm nhận tự động chuyển sang cho máy chủ khác (trong cluster) mà không làm cho hoạt động hệ thống bị ngắt hay gián đoạn Quá trình gọi “fail-over”; việc phục hồi tài nguyên máy chủ hệ thống (cluster) gọi “failback” 87 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Ta lựa chọn giải pháp cụm máy chủ HP có độ sẵn sàng cao sử dụng phần mềm MC/Serviceguard Với phần mềm MC/ServiceGuard, hệ thống tổ chức thành Enterprise Cluster làm tảng để cung cấp chương trình ứng dụng có độ sẵn sàng cao tới người dùng thông qua mạng LAN Trong hệ thống Enterprise Cluster, MC/ServiceGuard giám sát trạng thái hoạt động máy chủ MC/ServiceGuard có khả phát đối phó với lỗi liên quan đến cấu kiện hệ thống 3.4.4 Giải pháp lưu trữ Lựa chọn mơ hình lưu trữ Do hệ thống lưu trữ tập trung TTDL nên giải pháp chọn mơ hình lưu trữ SAN hợp lý lý sau đây: Nhiều server chia sẻ chung tài nguyên tủ đĩa Các server sở liệu khơng áp dụng cho mơ hình lưu trữ NAS ứng dụng yêu cầu I/O cao Tăng khả sử dụng ổ đĩa, trì hỗn việc bổ sung ổ đĩa Tuổi thọ ổ đĩa tăng Khả dự phòng thảm họa cải thiện Tận dụng nhân công cho quản lý máy chủ Sử dụng dung lượng mềm dẻo linh hoạt nên giảm chi phí vận hành Quản lý tài nguyên, độ tin cậy khả mở rộng cải thiện Hiệu LAN/WAN, tăng hiệu vào ra, tăng di chuyển liệu Việc bảo trì thiết bị lưu trữ giảm Tránh phát triển mạng liệu, Ảnh hưởng ứng dụng mới/chuyển tiếp Hỗ trợ Clustering Lưu trữ theo yêu cầu 88 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Tính tốn dung lượng lưu trữ VTC triển khai hệ thống DataCenter dùng mơ hình lưu trữ SAN nhằm cung cấp N dịch vụ khác đến khách hàng thời điểm xác định Ta cần tính tốn dung lượng lưu trư hệ thống SAN thời điểm 10 năm Đầu vào: Dung lượng kênh, số lượng kênh lưu trữ, thời gian lưu trữ U U Đầu : Tính tốn dung lượng lưu trữ ? U U Dung lượng lưu trữ DLLT SAN R Dung lượng lưu trữ cho dịch vụ VoD Hiện dịch vụ VoD Đài TH KTS VTC Một số tham số tính tốn: SV VoD dung lượng kênh lưu trữ R R NoC VoD số lượng kênh lưu trữ (Bao gồm 30 kênh SD 10 kênh HD) R R T VoD thời gian lưu trữ (3 ngày = 259200 s) R R Vậy dung lượng cần lưu trữ dịch vụ VoD cho kênh HD DLLT VoD HD = SV VoD * NoC VoD * T VoD = 10 Mbps * 10 * 259200 s R R R R R R R R ≈ 2592 0000 Mbit =25920 GBit=3240 GB Vậy dung lượng cần lưu trữ dịch vụ VoD cho kênh SD DLLT VoD SD = SV VoD * NoC VoD * T VoD = Mbps * 30 * 259200 s R R R R R R R R ≈ 15552000 Mbit =15552 GBit=1944 GB Dung lượng lưu trữ dịch vụ VoD tổng cộng DLLT VoD = DLLT VoD HD + DLLT VoD SD R R R R R R = 5184 GB Gọi TLLT i tỉ lệ dung lượng lưu trữ nội dung quản lí dịch vụ/ dung lượng nội dung R R dịch vụ Vậy dung lượng lưu trữ mạng SAN tính sau: DLLT SAN = DLLT VoD * (1+ TLLT VoD ) = 5184 *(1+0.3)=67392 GB R R R R R R Dung lượng dự phịng Tính tốn dung lượng dự phòng tùy thuộc vào phương thức dự phòng mà người thiết kế hệ thống mạng lựa chọn Có số loại dự phòng như: dự phòng 1-1, dự phịng có độ ưu tiên, dự phịng phân lớp… Tuy nhiên, liệu lưu trữ hệ thống SAN 89 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC liệu nội dung cung cấp đến khách hàng sử dụng dịch vụ nên mức dự phịng liệu cần có độ ưu tiên cao Vì vậy, khuyến nghị đưa hệ thống SAN cần lưu trữ liệu với dự phòng 1-1 Với kiểu dự phòng 1-1, dung lượng dự phòng dung lượng lưu trữ nên DLLTSAN = DLDPSAN Như vậy, dung lượng lưu trữ hệ thống SAN (DL SAN ) tính sau R R DL SAN = DLLT SAN + DLLP SAN = * DLLT SAN = 13478.4 GB= 13.48 TB R R R R R R R R Sau 10 năm số lượng kênh lưu trữ tăng lên, đồng thời số lượng kênh HD tăng SD giảm Giả sử tốc độ tăng trưởng liệu hàng năm 20 % Ta có bảng tính dung lượng lưu trữ sau : Bảng 3-2 Bảng tính dung lượng lưu trữ cho 10 năm Năm Dung lượng liệu (TB) Năm thứ 13.48 Năm thứ 16.17 Năm thứ 19.41 Năm thứ 23.29 Năm thứ 27.95 Năm thứ 33.54 Năm thứ 40.25 Năm thứ 48.30 Năm thứ 57.96 Năm thứ 10 69.55 Tổng dung lượng 351.9 TB Tổng dung lượng liệu có sau 10 năm 351.9 TB 90 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Hình 3.4 Biểu đồ dung lượng lưu trữ 10 năm Dung lượng tính tốn dung lượng thô, giả thiết mức dự phịng dung lượng đĩa cứng 20% ta cần 351.9 /0,8 = 439.875 TB dành cho lưu trữ Hệ số Caching (HSC) dung lượng hệ thống Cache (DLCH) Hệ số Caching (HSC) Mục đích sử dụng hệ thống Cache tối thiểu hóa thời gian đáp ứng (Response Time) Vì vậy, việc xác định hợp lí hệ số Caching giúp nhà khai thác triển khai dịch vụ mạng sử lí tượng “thắt cổ chai” (bottleneck), tăng chất lượng dịch vụ mà cịn giảm chi phí đầu tư dự án Hiện nay, theo chuyên gia làm việc với hệ thống DataCenter, hệ số caching phù hợp HSC = 0.1 Điều có nghĩa, dung lượng lưu trữ liệu 300Gbyte dung lượng nhớ Cache 30Gbyte Hệ số xác định theo ý kiến đánh giá kinh nghiệm chuyên gia hệ thống 91 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Dung lượng hệ thống Cache (DLCH) Từ dung lượng lưu trữ SAN (DLLT SAN ) hệ số Caching (HSC), công thức tính hệ số R R Cache sau : DLCH = HSC * DLLT SAN = 153.4GB * 0.1 = 15.34 GB R R Thông qua công thức này, người thiết kế hệ thống xác định dung lượng cần thiết cho hệ thống Cache 3.4.5 Giải pháp lưu phục hồi liệu Yêu cầu lưu/khôi phục hệ thống liệu TTDL có loại sau: Sao lưu tồn cấu hình hệ thống Sao lưu liệu quan trọng hệ thống Với yêu cầu thứ nhất, ta dùng giải pháp lưu liệu cục băng từ Phương thức lưu có ưu điểm tạo hoàn chỉnh hệ thống, băng từ dùng để khởi động tái tạo hệ thống gặp cố Tuy nhiên phương thức có nhược điểm phải thực hồn tồn tay (rất bất hợp lý với liệu lớn) việc thực lưu trực tuyến hệ thống vận hành không khả thi, với CSDL Với yêu cầu thứ hai, ta sử dụng giải pháp EBS (Enterprise Backup Solution) Hewlett-Parkard giải pháp chuyên nghiệp tổng thể bao gồm phần cứng, phần mềm kết hợp với công nghệ lưu trữ SAN Ở ta sử dụng chế lưu qua mạng SAN Cơ chế hoạt động sau: Hệ thống gồm có thành phần: máy chủ liệu cần lưu, máy chủ dùng cho việc quản lý lập lịch để chạy lưu theo định kỳ Các máy chủ kết nối với tủ đĩa qua SAN switch Swith kết nối với tủ đĩa SAN tủ băng từ Các kết nối với SAN switch qua đường quang (FC) 92 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Hình 3.5 Sao lưu qua mạng SAN Luồng liệu lưu chuyển tải qua mạng SAN, tách biệt với sở hạ tầng dùng cho luồng liệu khác mạng Luồng liệu điều khiển lưu (mũi tên màu xanh) sử dụng mạng LAN, luồng liệu lưu (mũi tên màu đỏ) qua mạng lưu trữ riêng biệt SAN sử dụng công nghệ truyền dẫn quang Về mặt dung lượng, luồng liệu điều khiển lưu không đáng kể, hiệu ứng bất lợi liệt kê trường hợp lưu qua mạng LAN chia sẻ đường truyền khơng cịn tồn Cơng cụ dùng để thực công việc lưu/khôi phục lựa chọn phần mềm HP OpenView Storage Data Protector HP OpenView Storage Data Protector phần mềm chuyên nghiệp cho doanh nghiệp làm nhiệm vụ bảo vệ liệu khắc phục cố, đảm bảo khôi phục từ hỏng hóc Data Protector tích hợp nhiều công nghệ để giảm bớt thao tác cần thực lưu khôi phục Phần mềm cung cấp khả hàng đầu khôi phục liệu cách khắc phục cố khác nhau, cho phép khôi phục liệu trung tâm liệu vài phút 93 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong môi trường cạnh tranh, hệ thống Data Center chiếm vai trò quan trọng làm tăng khả cạnh tranh cho nhà cung cấp dịch vụ Mặc dù nhiều khó khăn, nhìn chung việc xây dựng hệ thống Data Center tập trung xu hướng tất yếu nhằm thúc đẩy khả cạnh tranh cung cấp dịch vụ tổng công ty truyền thông đa phương tiện VTC nói chung Đài truyền hình kỹ thuật số VTC nói riêng Luận văn xem nguồn tư liệu quý giá hỗ trợ người khai thác triển khai hệ thống mạng DataCenter vấn đề như:  Tìm hiểu mơ hình hệ thống DataCenter tập trung  Nghiên cứu công nghệ cho thành phần hệ thống DataCenter  Tính tốn tham số cho thành phần hệ thống Luận văn trình bảy tiêu chuẩn mơ hình TTDL, bên cạnh cịn trình bày giải pháp lưu trữ liệu có thị trường, từ sâu vào phân tích giải pháp để xây dựng Trung tâm liệu cho Đài truyền hình kỹ thuật số VTC Luận văn đưa phân tích, lựa chọn giải pháp để TTDL cần xây dựng đạt chuẩn Tier III theo tiêu chí hiệp hội viễn thơng quốc tế (TIA) Do hạn chế thời gian lực nên nội dung đồ án tốt nghiệp tập trung mô tả phần lõi TTDL bao gồm hệ thống mạng, máy chủ, hệ thống lưu trữ, lưu liệu số thành phần phục vụ cho hoạt động TTDL mà chưa đề cập hết tất khía cạnh TTDL vẽ thiết kế hệ thống máng cáp, hệ thống chống sét, phân vùng địa IP… để bổ sung hoàn chỉnh toàn thiết kế xây dựng TTDL Em xin chân thành cám ơn TS Bùi Việt Khôi anh chị em thuộc TTDL thuộc tổng công ty truyền thông đa phương tiện VTC tận tình hướng dẫn giúp đỡ hoàn thành luận văn 94 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Tài liệu tham khảo [1] Babette haeusser & Wolfgang Kessel & Mauro Silvestri & Claudio Villabolos & Chen Zhu, “IBM System Storage Tape Library Guide for Open Systems”, 2008 [2] Cisco Systems, Inc “Cisco Data Center Infrastructure 2.5 Design Guide”, 2007 [3] Cisco Systems, Inc, “Server Farm Security in the Business Ready Data Center Architecture v2.1”, 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] [7] http://en.wikipedia.org/wiki/Data_center U 3T T U Kailash Jayaswal , “Administering Data Centers: Servers, Storage, and Voice over IP”, 2004 [8] Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống Data Center TIA-EIA-942 [9] Website: http://www.ibm.com [10] Website: http://www.hp.com [11] Website: http://www.cisco.com [12] Website: http://www.tapelibrary.com 95 ... cầu lưu trữ Đài truyền hình kỹ thuật số VTC Chương 4: Các giải pháp xây dựng trung tâm liệu cho Đài truyền hình kỹ thuật số VTC 12 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC. .. 28 Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu cho VTC Chương Công nghệ áp dụng cho thành phần hệ thống Data Center 2.1 Các cơng nghệ lưu trữ 2.1.1 Mơ hình lưu trữ DAS Mơ hình lưu trữ. .. tài ? ?Nghiên cứu công nghệ lưu trữ thiết kế trung tâm liệu (Data Center) cho Đài truyền hình kỹ thuật số VTC? ?? nhằm đưa giải pháp cho việc xây dựng trung tâm liệu phục vụ cho lĩnh vực truyền hình