Hes nom-5-2021. qxd

Основные технологии хранения данных для мобильных дата-центров

Одним из ключевых требований к современным, хорошо спроектированным МДЦ, является требование по оператив- ному предоставлению надежных вычислительных ресурсов и ресурсов хранения данных. Именно поэтому одним из ос- новных вопросов является отказоустойчивость систем хра-

87

НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ, Т. 13. № 5–2021

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

нения, как основных элементов МДЦ, т.е. надежность рабо- ты как единичных устройств СХД, так и самой системы в целом [1 -1 ].
Под СХД понимают диски, дисковые массивы, ленточ- ные библиотеки, а также каналы передачи данных, обеспе- чивающие ввод-вывод, хранение и транспортирование ин- формации внутри МДЦ. При этом различат несколько базо- вых технологий и структур, которые либо применяются, либо могут быть применимы для задач, решаемых мобиль- ными дата-центрами.
Один из возможных вариантов решения данных задач - технология Direct Attached Storage (DAS). Эта технология подразумевает прямое (непосредственное) подключение накопителей к серверу МДЦ или к компьютерам админист- раторов и пользователей мобильного центра обработки дан- ных. При этом накопители DAS-системы хранения для МДЦ (жесткие диски, ленточные накопители) могут быть как внутренними, так и внешними. Простейший вариант СХД типа DAS можно построить на базе одного диска внутри сервера МДЦ или компьютера администратора центра обра- ботки данных. В рамках этого варианта (DAS-система) по- строения СХД для МДЦ также возможно техническое реше- ние, основанное на организации внутреннего RAТD-массива дисков с использованием RAТD-контроллера [1 , 2О].
Традиционно под СХД типа DAS принято понимать внешнюю стойку или корзину с дисками, которую можно рассматривать как автономную систему хранения МДЦ. По- мимо независимого питания, что важно для МДЦ, такие ав- тономные DAS-системы имеют специализированный кон- троллер (процессор) для управления массивом накопителей центра обработки данных. Как и для стационарных центров, автономные системы хранения типа DAS могут иметь не- сколько внешних каналов ввода-вывода, что обеспечивает возможность подключения к СХД нескольких рабочих мест МДЦ одновременно.
Основным преимуществом СХД, построенным по техно- логии DAS, является их небольшая стоимость (по сравнению с другими решениями СХД для МДЦ), простота развертыва- ния и администрирования в рамках мобильных центров об- работки данных, а также высокая скорость обмена данными между системой хранения и сервером МДЦ. Благодаря этим преимуществам СХД, построенные по технологии DAS, за- воевали большую популярность в сегменте мобильных сис- тем и сетей. К недостаткам относят слабую управляемость, а также неоптимальное расходование ресурсов, так как каждая DAS-система требует подключения выделенного сервера МДЦ. Системы DAS обычно используют при необходимо- сти увеличения дискового пространства одного сервера МДЦ и вынесения его за корпус. Также DAS-системы могут быть применены в качестве СХД для мобильных центров, обрабатывающих большие объемы данных (например, для МДЦ радиоразведки).
На смену DAS-системам в МДЦ постепенно приходят либо универсальные решения с возможностью плавной ми- грации к системам Network Attached Storage (NAS), посколь- ку МДЦ могут быть взаимоувязаны в единую сеть, либо сис- темы, предусматривающие возможность их использования как в качестве DAS, так и NAS, и даже в качестве SAN-
систем. Технология NAS предопределяет создание сетевых СХД, непосредственно подключаемые к сети, объединяю- щей различные МДЦ, точно так же, как и сетевой почтовый сервер, маршрутизатор или любое другое сетевое устройст- во [1 -2О].
Системы хранения МДЦ, построенные по технологии NAS, работают с оптимизированной операционной систе- мой, которая свободна от всех «второстепенных» функций, не связанных с обслуживанием файловой системы и реали- зацией ввода-вывода данных. Поэтому говорят, что СХД на основе NAS имеют оптимизированную по скорости доступа файловую систему. Это одно из важных достоинств NAS- систем с точки зрения их применения в МДЦ - все вычисли- тельные мощности и ресурсы такой системы сконцентриро- ваны только на операциях обслуживания и хранения файлов. Причем конфигурирование NAS-устройств хранения в рам- ках МДЦ и подсоединение таких устройств представляет собой несложную задачу для администратора мобильного центра. Иными словами, NAS-устройства являются более производительными и менее дорогими.
Еще одним вариантом решения задачи хранения данных, например, в рамках сети, связывающей несколько МДЦ, может быть технология SAN (Storage Area Network) [2О]. Это, по сути, сеть хранения данных, технология организации СХД на основе выделенной сети. Это уже не отдельное уст- ройство в структуре МДЦ, а комплексное решение, пред- ставляющее собой специализированную сетевую инфра- структуру. Сети, элементами (узлами) которых служат МДЦ, хранение и обработка данных в которых организована по технологии SAN, связывают один или несколько серве- ров (SAN-серверов) МДЦ с одним или несколькими устрой- ствами хранения данных МДЦ. В таких системах любой SAN-сервер МДЦ получает доступ к любому устройству хранения данных, не загружая при этом ни другие серверы, ни локальную сеть. Это позволяют очень большому числу пользователей МДЦ хранить информацию в одном месте (с быстрым централизованным доступом) и совместно ее использовать.