Giải pháp tối ưu lưu trữ dữ liệu trên mạng SAN

Các kiến trúc lưu trữ dữ liệu

Các loại hình mạng lưu trữ hiện nay

Cách thức của việc truy nhập dữ liệu là theo khối (block), không theo file, do đó việc truy nhập dữ liệu như trong mô hình DAS, chỉ khác là thiết bị lưu trữ không gắn trực tiếp vào máy chủ, mà qua một mạng tốc độ cao. Trong khi yêu cầu truy vấn của SAN phải thực hiện trên chuẩn FC đến thiết bị, mà chuẩn này có giới hạn khoảng cách tối đa là 10 km thì NAS sử dụng mạng IP sẵn có, với sự phát triển rộng khắp của mạng Internet thỡ rừ ràng NAS khụng gặp khú khăn về khoảng cỏch để truy nhập dữ liệu.

TỔ CHỨC PHẦN CỨNG CỦA MẠNG SAN 2.1. Tổ chức phần cứng

• Công nghệ phần cứng
• Kết nối dư thừa và cơ chế đa đường

Mục đích lớn nhất của hệ thống lưu trữ đó chính là đảm bảo dữ liệu được liên tục, bằng việc đảm bảo tính sẵn sàng (availability), độ tin cậy (reliability), thời gian timeout, đảm bảo băng thông, tính khả dụng (performance). Các công ty cũng nghiên cứu phát triển các công nghệ RAID của riêng họ, và đặt nhiều loại tên khác nhau, tuy nhiên đều tương tự với các loại RAID đã kể trên ( RAID-DP của NetApp tương đương với RAID 6, RAID 7 của Storage Computer Corporation tương đương với RAID 3+4 thêm 1 số kĩ thuật đệm bộ nhớ). Cơ chế tạo dư thừa với sao chép từ xa. Sao chép từ xa cung cấp một công cụ cho phép bảo vệ dữ liệu trong trường hợp có sự cố lớn xảy ra. Các hệ thống lưu trữ hiện đại có thể sao chép một phần hoặc toàn bộ dữ liệu của nó đến một hệ thống lưu trữ thứ hai ở rất xa. Đồng thời hoạt động sao chép đêu được điều khiển bởi hai hệ thống lưu trữ có liên quan. Quá trình sao chép từ xa hoàn toàn ẩn đối với các server ứng dụng cũng như không sử dụng tài nguyên của các server này. Nhưng quá trình này lại sử dụng nhiều tài nguyên của hai hệ thống lưu trữ cũng như của các kết nối giữa hai hệ thống. Do đó hiệu suất có thể bị giảm thậm chí còn làm cho các ứng dụng không thể truy xuất hệ thống lưu trữ. Tạo dư thừa với sao chép từ xa. 1) Server ứng dụng dữ liệu trong hệ thống lưu trữ nội bộ. 2) Hệ thống lưu trữ nội bộ sử dụng sao chép từ xa để sao chép dữ liệu đến một hệ thống lưu trữ thứ hai. 3) Người sử dụng khai thác các ứng dụng qua mạng LAN. 4) Khi hệ thống lưu trữ chính gặp sự cố, hệ thống lưu trữ thứ hai sẽ được khởi động. 5) Người dùng khai thác ứng dụng qua mạng WAN.

TỔ CHỨC PHẦN MỀM CỦA MẠNG SAN 3.1. Các giao thức sử dụng trong mạng SAN

Chồng giao thức FC(Fibre Channel)

FC đáp ứng các yêu cầu, thách thức cả về chi phí và giá trị thực tiễn, với các ưu điểm sau : FC đưa ra các giải pháp hiệu quả cho lưu trữ và mạng, cung cấp các kết nối linh hoạt với hiệu năng phù hợp, là hình thức truyền thông tin cậy đảm bảo duy trì lâu dài cho doanh nghiệp. Các sản phẩm FC định nghĩa một tiêu chuẩn mới về hiệu năng, với băng thông cao được duy trì liên tục cho việc vận chuyển các file lớn và hàng chục ngàn thao tác vào ra trong một giây đối với các ứng dụng cơ sở dữ liệu quan trọng của doanh nghiệp trên một đường kết nối Gigabit.

Mô hình tổ chức SAN

Tùy theo yêu cầu, đặc trưng của loại ứng dụng triển khai trên hệ thống mà cách tích hợp mạng SAN lại khác nhauCó thể chia ra làm ba cách tổ chức kết nối cỏc switch : theo mụ hỡnh biờn-lừi, mụ hỡnh full-mesh, hoặc mụ hỡnh thác phân cấp. Khi mở rộng cấu hình SAN trên cơ sở mạng Internet cần xử lý một số vấn đề như việc điều khiển các thiết bị lưu trữ từ xa qua mạng WAN, xử lý trực tiếp các thiết bị lưu trữ bằng giao thức iSCSI, thực hiện sao lưu thứ bản từ xa, hỗ trợ clustering ….

Hoạt động của mạng SAN

Ảo hóa trong hệ thống lưu trữ : mọi thao tác đều đươc thực hiện ở hệ thống lưu trữ không ảnh hưởng đến hoạt động của máy chủ cũng như mọi họa động liên lạc giữa máy chủ và các thiết bị khác. Một số kĩ thuật an ninh trên thiết bị mạng SAN như : đóng kết cổng (port binding), đóng kết switch(switch binding), đóng kết mạng lưới SAN, phân vùng(zoning), mạng SAN ảo.

QUY TRÌNH THIẾT KẾ MẠNG LƯU TRỮ

• Phân tích
• Giải pháp hợp nhất các mạng lưu trữ
• Phát triển mở rộng mạng SAN

Thực tế các yêu cầu đối với mạng lưu trữ phức tạp hơn do vậy những yêu cầu của cỏc ứng dụng cũng như hệ thống mạng cần được tỡm hiểu rừ hơn nữa như : kế hoạch phát triển của hệ thống, dự kiến tiến trình công việc như thế nào, đối với các ứng dụng đưa ra có cần sự hỗ trợ nào khác không…Tìm hiểu các thành phần trong mạng:máy chủ (loại máy chủ nào được sử dụng, thông số kĩ thuật, giao diện bus máy chủ, công cụ thực hiện dự phòng lỗi và clustering, yêu cầu an ninh và khôi phục đối với máy chủ…) đối với các thành phần lưu trữ (phương tiện lưu trữ sử dụng trong hệ thống, đặc điểm bộ đĩa, đĩa dự phòng, loại dữ liệu và bộ nhớ được chia sẻ giữa các máy chủ, bộ nhớ đệm, bộ đĩa phục vụ cho việc sao lưu từ xa.). JBOD (tập hợp các đĩa lưu trữ rời. Chi phí lưu trữ rẻ. Tốc độ truy cập phụ thuộc vào bản thân mỗi đơn vị đĩa. Ứng dụng không cần hiệu năng cao. Yêu cầu chi phí hệ thống nhỏ. Đĩa quang Lưu trữ lâu dài, dung lương lớn, ít thay. đổi dữ liệu. Ứng dụng với dữ liệu ổn. định cao và lâu dài. Dữ liệu phân ra nhiều ổ cho phép truy cập song song, tăng tốc độ truy cập. Ứng dụng mà dữ liệu có thể được khôi phục và chịu được lỗi. Vừa sử dụng ghi/đọc trên nhiều ổ đĩa một lúc vừa tiến hành nhân bản. Cách này vừa đảm bảo truy cập nhanh, vừa đảm bảo tính sẵn sàng cao, tuy nhiên sẽ cần số đĩa gấp đôi RAID 0. Ứng dụng cần cơ sở dữ liệu, giao tác hiệu năng cao. Sử dụng 2 hoặc nhiều đĩa để sao lưu dữ liệu. Cách này tăng khả năng đọc dữ liệu cho hệ thống, nhưng khó khăn cho tiến trình ghi và đồng nhất dữ liệu trên nhiều đĩa. Các ứng dụng yêu cầu độ sẵn sàng của dữ liệu cao, cần tốc độ đọc dữ liệu lớn. Tiến hành đọc ghi đồng thời trên nhiều đĩa như RAID 0 nhưng có dành 1 đĩa parity kiểm soát lỗi. Hiệu năng đọc dữ liệu cao, nhưng hệ thống có thể bị chậm do xử lý đĩa parity. Ứng dụng OLTP hoặc cơ sở dữ liệu liên quan đến video. Thích hợp cho các ứng dụng đồng bộ dữ liệu. Kết hợp đọc ghi đồng thời trên nhiều đĩa, sử dụng tất cả các đĩa làm parity. Cách này giữ được hiệu năng đọc dữ liệu tốt nhưng vẫn khó khăn nếu thực hiện ghi trực tiếp. Sử dụng bộ nhớ đệm cho phép ghi dữ liệu vào sau có thể nâng cao tốc độ ghi và tích hợp dữ liệu giữa các đĩa. Thích hợp với hầu hết các ứng dụng, tuy nhiên với ứng dụng chuyên về ghi dữ liệu cần chú ý đến khả năng của bộ nhớ đệm cho ghi. Thích hợp với ứng dụng đa người dùng, xử lý đa tiến trình, không đồng bộ. state disk) Tương tự như bộ nhớ đệm, độ trễ truy.