Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Системы RAID могут быть организованы как при помощи загруженного на сервере и использующего для работы его процессор ПО, так и при помощи специализированного контроллера RAID.

Программно-реализованные системы RAID отнимают значительную часть ресурсов системного процессора, равно как и системной памяти, что сильно понижает производительность сервера. Программные системы RAID иногда включаются в виде функции операционной системы (как это сделано в Microsoft Windows NT Server) или дополнения от третьих поставщиков (как это сделано в NetWare и операционной системе Macintosh).

Аппаратно-реализованные системы RAID используют выделенный контроллер массива RAID; обычно он имеет свой собственный процессор, кэш-память и ПО в ПЗУ - для выполнения дисковых функций ввода-вывода и проверки четности. Наличие выделенного контроллера для выполнения этих операций освобождает процессор сервера для выполнения других функций. Кроме того, поскольку процессор и ПО адаптера специально отлажены для выполнения функций RAID, они обеспечивают большую производительность дисковых операций ввода/вывода и лучшую целостность данных, чем программно-реализованные системы RAID. К сожалению, аппаратно-реализованные контроллеры массивов RAID, как правило, дороже своих программно-реализованных конкурентов.

ЗЕРКАЛИРОВАНИЕ, ДУБЛИРОВАНИЕ И ЗАПОЛНЕНИЕ

Некоторые ОС, включая NetWare и Windows NT Server, позволяют осуществлять зеркалирование дисков на нескольких дисковых каналах, обеспечивая таким образом дополнительный уровень избыточности. Как упоминалось ранее, Novell называет последний подход дублированием дисков. В сочетании с заполнением дисков дублирование может обеспечить большую по сравнению с однодисковыми системами производительность и в целом способно обогнать аппаратные реализации RAID-5. Поскольку каждая половина зеркальной пары дисков использует отдельный дисковый канал, запись на диски, в отличие от случая, когда диски находятся на одном и том же HBA, может производиться одновременно. Также дублирование допускает раздельный поиск - процесс разделения запросов на чтение между дисковыми каналами для более быстрого их выполнения. Эта функция вдвое повышает производительность при чтении дисков, поскольку оба канала параллельно ищут различные блоки из одного набора данных. Это также сокращает влияние на производительность при записи на диск, поскольку один канал может читать данные, в то время как второй производить запись.

NetWare поддерживает до восьми дисковых каналов (некоторые адаптеры SCSI предоставляют несколько каналов), что означает, что вы можете иметь несколько каналов для каждой дублированной пары. Вы можете даже по выбору организовать до восьми отдельных зеркальных каналов. Windows NT Server также предоставляет программные зеркалирование и дублирование, но пока не поддерживает параллельную запись и раздельный поиск.

Выбирая избыточную дисковую систему, вы должны учитывать четыре основных фактора: производительность, стоимость, надежность и защиту от сбоев.

Что касается производительности, встроенные возможности серверной операционной системы являются основным фактором, особенно когда в игру вступает избыточность дисков. Как уже указывалось ранее, дублирование дисков NetWare в сочетании с заполнением дисков дает лучшую производительность, чем аппаратно- или программно-реализованный RAID. Однако производительность аппаратного RAID в целом выше производительности встроенных дисковых служб Windows NT Server. Вообще говоря, в течение нескольких лет технология и производительность систем RAID постоянно улучшаются.

Другая потенциальная проблема производительности систем RAID - это восстановление данных в случае аварии. До недавних пор, если диск ломался, вам приходилось отключать массив RAID для его реставрации. Также, если вы хотели изменить размер массива (увеличить или уменьшить его емкость), надо было сделать полную резервную копию системы, а затем переконфигурировать и переинициализировать массив, стирая во время этого процесса все данные. В обоих случаях система довольно долго оказывается недоступна.

В отраслевых изданиях и публикациях производителей RAID неоднократно поднимались дискуссии на тему разницы в стоимости зеркалирования, дублирования и реализаций RAID. Зеркалирование и дублирование дают 100-процентное удвоение дисков и (в случае дублирования) HBA, в то время как реализации RAID имеют один HBA и/или контроллер RAID плюс на один диск больше, чем та емкость, которую вы хотите иметь в итоге. Согласно этим аргументам, RAID дешевле, поскольку число необходимых дисков меньше. Это может быть верно, если ограничения на производительность включенных в операционную систему программных реализаций RAID, как, например, в Windows NT, для вас терпимы. В большинстве случаев, однако, чтобы добиться соответствующей производительности, необходим выделенный контроллер RAID.

Диски и стандартные адаптеры SCSI относительно недороги, в то время как высококачественный контроллер RAID может стоить до 4500 долларов. Чтобы определить стоимость своей системы, вы должны продумать оптимальные конфигурации для всех составляющих. Например, если нужно приблизительно 16 Гбайт адресуемого дискового пространства, то можно реализовать зеркальную конфигурацию с двумя дисками по 9 Гбайт на канал и получить некоторый избыток емкости. В случае RAID-5, по соображениям производительности и надежности, лучше остановиться на пяти дисках по 4 Гбайт, чтобы увеличить число шпинделей для чередования данных и тем самым общую производительность массива.

Многие системы RAID включают в себя "фирменные", разработанные производителем, компоненты. Как минимум, "фирменными" являются корпус и задняя панель. HBA и контроллеры RAID тоже часто бывают "фирменными". Некоторые производители применяют также нестандартные держатели и шины для дисков. Кто-то предоставляет их отдельно за разумную цену, кто-то - только вместе с диском и, как правило, по высокой цене. Последний подход может оказаться дорогостоящим, когда вам надо починить или расширить свою систему. Другой способ, которым поставщик загоняет вас в угол, - предоставление ПО администрирования и наблюдения за дисками, работающее только с конкретными компонентами. Избегая, когда это возможно, нестандартных компонентов, стоимость обычно удается снизить.

При сравнении надежности избыточных дисковых систем надо учесть два фактора: возможность сбоя системы или сбоя любого ее компонента и вероятность потери данных из-за сбоя компонентов. (К сожалению, RAID или зеркалирование не могут спасти от основной причины потери данных - ошибки пользователя!)

Вы можете рассчитать оценку вероятности сбоев, используя следующую формулу:

P = t / Tc,

где t - время работы, а Tc - комбинированное время наработки на отказ компонентов.

При работе без сбоев в течение года (8760 часов) и Tc гипотетического диска 300000 часов, вероятность сбоя становится равной 3%, или немногим менее чем один случай из 34. По мере того как число компонентов растет, вероятность сбоя любого компонента увеличивается. Как RAID, так и зеркализация увеличивают вероятность сбоя, но уменьшают вероятность потери данных.

Таблица 2.2, взятая из бюллетеня Storage Dimensions под названием "Отказоустойчивые системы хранения данных для непрерывно работающих сетей", показывает рассчитанную по приведенной выше формуле вероятность сбоя, соотнесенную с вероятностью потери данных для четырех заполняемых дисков, пятидискового массива RAID и восьми зеркальных дисков. (Предполагается, что все диски имеют одинаковый размер и все три системы предоставляют одинаковую полезную емкость.

Хотя зеркалирование в сочетании с заполнением из-за увеличения количества дисков имеет большую статистическую вероятность сбоя диска, оно также имеет и значительно меньшую вероятность потери данных при сбое диска. Кроме того, при правильно спроектированной дублированной системе время восстановления может быть значительно короче.

Этот пример не учитывает многие факторы. Для получения статистически правильной цифры должно быть посчитано среднее время наработки на отказ всех компонентов дисковой системы, включая HBA, шлейфы, шнуры питания, вентиляторы и блоки питания. Разумеется, эти вычисления говорят только о том, что может случиться при данной надежности предполагаемых компонентов, но вовсе не обязательно, что это произойдет.

При выборе дисковой системы вы должны четко знать, какие компоненты не продублированы. В системах RAID это могут быть HBA, контроллеры RAID, блоки питания, кабели питания и шлейфы. Одно из преимуществ дублирования с раздельными дисковыми подсистемами на каждом канале - ликвидация большинства единичных мест, где могут произойти сбои.

"Горячие" функции дисковых подсистем

Широко используемые для описания специфических функций дисковых подсистем термины "горячая замена" (hot-swap), "горячий резерв" (hot spare) и "горячее восстановление" (hot-rebuild) понимаются зачастую неверно.

"Горячая замена" - это функция, позволяющая вам извлечь неисправный диск из дисковой подсистемы без выключения системы. Поддержка "горячей замены" - аппаратная функция вашей дисковой подсистемы, а не RAID.

В системах, допускающих "горячую замену", жесткие диски обычно монтируются на салазках, которые позволяют контактам заземления между диском и корпусом оставаться соединенными дольше, чем линии питания и контроллера. Это защищает диск от повреждения при статическом разряде или электрической дуге между контактами. Диски с "горячей заменой" могут быть использованы как в массивах RAID, так и в зеркальных дисковых системах.

"Горячее восстановление" означает возможность системы восстановить оригинальную конфигурацию дисков автоматически после замены неисправного диска.

Диски "горячего резерва" встраиваются в массив RAID и, как правило, бездействуют до тех пор, пока не понадобятся. В какой-то момент после того, как диск "горячего резерва" заменяет неисправный диск, вам надо заменить неисправный диск и восстановить конфигурацию массива.

Дисковая система с возможностью "горячей замены" и дисками "горячего резерва" не обязательно имеет возможность произвести "горячее восстановление". "Горячая замена" просто позволяет быстро, безопасно и легко удалить/установить диск. "Горячий резерв", казалось бы, обеспечивает "горячее восстановление", поскольку он позволяет немедленно заменить неисправный диск в массиве RAID, но неисправный диск по-прежнему должен быть заменен, после чего необходимо дать команду на восстановление.

1. Организация удаленной связи объединенной сети фирмы

1. Выбор типа сети связи

Рассмотрим 4 вариантов организации удалённых связей сети фирмы: ISDN, Frame Relay, ATM и ADSL.

• ISDN

Это цифровой вариант аналоговых телефонных линий с коммутацией цифровых потоков или, иначе, сеть из цифровых телефонных станций, соединенных друг с другом цифровыми каналами.

• Frame Relay

Это протокол передачи данных для глобальных сетей. Первоначально он замышлялся как протокол для использования в ISDN. Сеть, обеспечивающая интерфейс Frame Relay, может быть либо общедоступная сеть передачи данных и использованием несущей, либо сеть с оборудованием, находящимся в частном владении, которая обслуживает отдельное предприятие.

Frame Relay является протоколом для линии с большим потоком информации, обеспечивая более высокую производительность и эффективность. Он обеспечивает возможность передачи данных с коммутацией пакетов между устройствами пользователя (например, маршрутизаторами, мостами, главными вычислительными машинами) и оборудованием сети (например, переключающими узлами), предоставляя средства для мультиплексирования большого числа логических информационных диалогов.

• ATM

Это метод передачи информации между устройствами в сети маленькими пакетами, называемыми ячейками (cells). Одним из самых важных преимуществ АТМ является возможность передавать в поле данных ячеек абсолютно любую информацию. К тому же АТМ не придерживается какой-либо определенной скорости передачи и может работать на сверх высоких скоростях.

Технология ATM специально ориентирована на работу с информацией различного типа:

• речевым трафиком, традиционно обслуживаемым телефонными сетями;

• трафиком данных, который обычно передается по компьютерным сетям;

• трафиком мультимедиа, сочетающим в себе статические изображения, аудио- и видеоинформацию.

Технология ATM реализует коммутацию, ориентированную на аппаратуру, программные средства которой обеспечивают безукоризненное выполнение соединений с неограниченной полосой пропускания для передачи данных, видео- и голосовых сообщений. Технология пакетной коммутации ATM применяет короткие пакеты фиксированной длины, называемые ячейками (cell). Ячейка ATM имеет размер 53 байт, пять из которых составляют заголовок, оставшиеся 48 - собственно информацию. Так как ячейки имеют фиксированную длину, конструкция АТМ-коммутатора более проста, задержки при обработке данных сокращены, дисперсия задержек снижена, что существенно для таких чувствительных к задержкам видам коммуникационного обслуживания, как передача голосовых сообщений и видео.

• ADSL

Это модемная технология, превращающет стандартные абонентские телефонные аналоговые линии в линии высокоскоростного доступа. Для приёма и передачи данных используются разные каналы: приёмный обладает существенно большей пропускной способностью.

Характеристики

Список файлов домашнего задания