Архитектура BlueArc Titan (HDS)

1. Модуль сетевых интерфейсов NIM

2. Модули файловой системы

- FSA/FSX

- FSB

3. Модуль интерфейсов систем хранения

Схема BlueArc Titan

Физически NAS-решение компании BlueArc представляет собой специализированную систему, управляющую потоком данных и файловых операций, которая для подключения к прикладным серверам и пользователям имеет или 6 1GE портов, или 2 порта по 10GE с одной стороны, а с другой – 4 FC-порта (1, 2 или 4 Gbps) для подключения системы хранения. Для управления имеются еще

четыре 100 Мbps порта.

Программируемые вентильные матрицы – Field Programmable Gate Arrays (FPGA) – основа BlueArc Titan архитектуры. Современные FPGAs – перепрограммируемые интегральные схемы, представляющие собой высокоэффективные аппаратные компоненты/чипы с собственной памятью, буферами ввода-вывода и внутренней синхронизацией.

NAS-решения BlueArc строятся на Titan SiliconServer архитектуре. В ее основе лежит имплементация функций файлового сервера в аппаратуру (чипы и специализированные устройства). Технология SiliconServer представляет множество машин с массовым параллелизмом для реализации функциональности, которая в стандартном файловом сервере выполняется на уровне ОС, но с гораздо более высокой производительностью и надежностью. Однако при этом поддерживаются все стандартные протоколы для коммуникации с существующими клиентскими компьютерами.

NAS-платформа компании BlueArc разработана в 3 отдельных секциях, названных подсистемами:

1. Network Interface Module (NIM) – ответственна за управление всеми Ethernet функциями ввода-вывода, соответствующими OSI уровню 1-4. Функции, имплементированные в NIM-модуль, включают управление Ethernet и Jumbo Ethernet фреймами до 9000 байт, ARP, IP-протоколом и роутингом, а также TCP- и UDP-протоколом.

2. сост из двух модулей – File System Modules (FSA & FSB), поддерживает различные сетевые файловые системы, включая NFS, CIFS, FTP и NDMP, а также объектную файловую систему.

3. Storage Interface Module (SIM) – обеспечивает кэширование и управление для подключенных систем хранения.

Каждая подсистема имеет собственные процессорные мощности и память для управления всеми задачами параллельно. Такая архитектура позволяет всем процессам работать параллельно без влияния на другие процессы, что существенно отличается от архитектуры традиционных NAS-серверов. Каждая из подсистем связана с соседними через 2 высокоскоростных канала, каждый из которых может писать и читать данные со скоростью до 20 Гбит/с без влияния друг на друга, что позволяет реализовать преимущества полной дуплексной связи.

7. CAS подход к построению СХД. Обобщенный принцип работы. Архитектура EMC² Centera. Достоинства и недостатки подхода.

CAS - система хранения данных для хранения и организации доступа к данным с неизменным содержимым с учетом специальных требований по безопасности данных, времени хранения данных и доступу к данным. Адресация объектов данных осуществляется не по имени, а по содержанию с использованием

алгоритмов хеширования.

Content-addressable storage (CAS) — архитектура хранения, в которой адресация осуществляется образом хранимых данных. Образ данных хэшируется и хэш используется для его нахождения на устройствах или системах хранения.

Применение CAS-систем:

1. Медицинские учреждения: хранение рентгенограмм, МРТ-снимков,...

2. Банки и финансовые организации: хранение копий чеков, договоров,…

3. Проектные организации: хранение CAD/CAM-документации

4. Библиотеки: хранение копий различных изданий

5. Системы охраны, системы online вещания по требованию: хранение аудио и видео файлов

Достоинства CAS-систем

+ Обеспечивают неизменность и целостность данных

+ Сокрытие от клиентского ПО места хранения данных

+ Отсутствие дублирования данных

+ Быстрый доступ к данным

+ Управление жизненным циклом данных на уровне объектов хранения

+ Независимость от технологии хранения

+ Оптимизированная стоимость владения

+ Масштабируемость

Архитектура EMC Centera

Архитектура Centera представляет собой платформу без единичных точек отказа. В ней используется массив независимых узлов (RAIN). Число идентичных узлов в одной стойке может составлять 16, 24 или 32, что обеспечивает от 4,6 до 9,6 Тбайт защищенной емкости хранения. Каждый узел содержит процессор и 600 Гбайт емкости хранения, на каждом выполняется копия ПО Centera в одном из двух эксплуатационных режимов - узел хранения (обеспечивается долговременное хранение объектов типа BLOP и CDF) и узел доступа (магистраль для взаимодействия между сервером приложений и узлами хранения). Узел связан со всеми другими узлами в кластере через частную локальную сеть.

Узлы доступа не предусматривают долгосрочного хранения контента, поэтому защищенная память кластера Centera определяется исключительно числом узлов хранения. Подобная архитектура обеспечивает системам Centera исключительную масштабируемость и по вместимости, и по производительности, а также простоту управления физическими ресурсами хранения.

Типичной для CAS архитектурой является RAIN (Redundant Arrays of Independent Nodes). Системы состоят из независимо функционирующих узлов хранения. Каждый узел содержит дисковый массив, центральный процессор, память и соединения Ethernet, служащие магистралями связи внутри модуля. Каждый узел, также как и подключаемые к сети устройства хранения, работает со своей собственной операционной системой. RAIN – это своего рода реализация RAID на узлах, а не на дисковых массивах.

Недостатки: можно выделить наличие узлов доступа, пропускающих через себя данные с узлов хранения. Это создает потенциальные узкие места в потоке данных в системе, снижает ее надежность.

8. RAID-массивы. Классические уровни RAID (0-5). Расширение классических уровней RAID (1E, 5E, 5EE). Сравнение и характеристики.

RAID (redundant array of independent disks — избыточный массив независимых жёстких дисков, 1987-1994) — массив из нескольких дисков, управляемых контроллером, взаимосвязанных скоростными каналами и воспринимаемых внешней системой как единое целое. В зависимости от типа используемого массива может обеспечивать различные степени отказоустойчивости и быстродействия.

Уровни RAID:

- Без обеспечения надежности хранения данных (RAID 0)

- С возможностью потери до 1 жесткого диска (RAID 1-5)

- С возможностью потери до 2 любых дисков (RAID 6)

-Кластерные (комбинированные) – с возможностью потери до 1 (2) дисков из группы (RAID1+0, 0+1)