CC BY
43
УДК 004.772
АНАЛИЗ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
И.В. Савин
Рассматриваются виды систем хранения данных: DAS, NAS и SAN. Приводится их описание, выявляются преимущества и недостатки. Выявлено, что наиболее бюджетными системами хранения данных являются системы DAS, однако они небезопасны. Системы NAS более отказоустойчивы и безопасны, но уступают в этих критериях SAN хранилищам, главный недостаток которых - высокая стоимость.
Ключевые слова: NAS, SAN, DAS, хранилища данных, системы хранения данных.
С ростом цифровизации всё чаще возникает потребность в хранении больших объёмов информации. Существуют все предпосылки для того, чтобы тенденция продолжилась: внедрение электронного документооборота, работа с информацией не на бумаге, а непосредственно в сети, использование больших массивов данных. Это позволяет снизить издержки, экономить ресурсы и затрачивать меньше времени на ежедневные операции. В таком случае возникает проблема: где и как хранить все эти данные?
Наиболее перспективное направление - хранилища данных. Они предназначены для хранения больших массивов информации, а также дальнейшего предоставления этой информации.
Различают несколько типов хранилищ данных:
- DAS, где подключение производится напрямую;
- NAS и SAN, которые являются сетевыми хранилищами.
Основные преимущества системы DAS: невысокая стоимость, простота администрирования, скорость обмена информацией между клиентом и сервером. Такое хранилище подключается напрямую к серверу [1]. Другие серверы обращаются к хранилищу не напрямую, а через устройство, которое к нему подключено.
Хранилище DAS (рис. 1) может оснащаться одним или двумя контроллерами с кэшем до 8 Гб на каждом. Система защищается комбинированным FLASH-модулем, состоящем из энергонезависимой памяти и дополнительных конденсаторов, которые в случае потери питания позволят контроллеру скопировать данные кэша в энергонезависимую память.
DAS-хранилища могут быть расширены 10 дисковыми полками с подключением по интерфейсу SAS 6 Gbps или 12 Gbps. Помимо интерфейса SAS, могут быть использованы Fibre Channel 8 Gbps или 12 Gbps и Internet Small Computer System Interface (iSCSI). Поддерживается функционал кэширования на SSD-диски и возможность объединения разнотипных дисков в пул, что позволяет увеличить скорость доступа к данным и доступное пространство любого раздела. Система анализирует использование данных и динамически перемещает данные между дисками: наиболее
используемые файлы перемещает на более скоростные диски. Файлы, которые используются реже, автоматически мигрируют на более медленные накопители.
Рис. 1. Архитектура хранилища DAS
DAS-системы используются преимущественно для создания файловых хранилищ. Они производительны (при расчёте - одно хранилище для одного сервера), просты в реализации, но небезопасны. Их работу несложно нарушить, если устройство будет доступно для злоумышленников.
Другой важный недостаток - возрастание нагрузки на подключенный к хранилищу сервер и локальную сеть (в случае, когда используются несколько серверов с хранилищами данных в одной сети).
Кроме того, несколько серверов не могут одновременно использовать файлы данных. Такой функционал системой DAS не предусмотрен.
В отличие от DAS NAS-системы функционируют не через сервер, а напрямую в локальной сети (рис. 2) и предоставляют возможность любому узлу сети работать с файлами данных одновременно.
âûi ЩР ЩР ^^
й Локальная сеть >
J
Рис 2. Архитектура хранилища NAS
Такая система - более современная реализация файлового хранилища. NAS хранилище представляет собой классический сервер со специализированной операционной системой. Доступ к таким устройствам осуществляется с использованием сетевых протоколов TCP\IP и протоколов файлового доступа. Наиболее распространённые: CIFS, NFS, DAFS. Использование протоколов доступа обеспечивает универсальность доступа пользователей к хранилищу вне зависимости от типа операционной системы.
Преимущества системы NAS заключаются в невысокой стоимости реализации, простоте конфигурирования и администрирования, обеспечении простого коллективного использования ресурсов. В то же время существуют несколько недостатков: из-за ограничений локальной сети может значительно снижаться общая производительность системы. Из-за того, что доступ к данным осуществляется не блоками, а на уровне целых файлов, системы NAS малопригодны для обработки масштабных СУБД.
SAN-хранилища (рис. 3) представляют собой обособленную сеть Fibre Channel, которая предназначена для обеспечения доступа серверам и рабочим станциям для обработки данных [2]. Благодаря такой архитектуре использование SAN-хранилищ не нагружает ни локальную сеть, ни другие серверы.
(
Локальная сеть
i J
Рис. 3. Архитектура хранилища SAN
Другое, не менее важное, преимущество - безопасность. Такие системы обеспечивают наибольшую защиту информации с использованием собственных инструментов аутентификации, разделением узлов на зоны и списки доступа и технологии виртуализации VSAN для разделения сети внутри SAN на несколько виртуальных сегментов, возможность кластеризации системы.
Кроме того, суммарную ёмкость SAN-хранилища легко наращивать - достаточно добавить к сети дисковые массивы.
Главный недостаток - высокая цена. Такая реализация значительно дороже других типов хранилищ данных, у неё более высокие требования к совместимости компонентов. Администраторы SAN-хранилищ должны пройти сертификацию по протоколу Fibre Channel.
Таким образом, системы хранения данных могут быть развёрнуты одним из нескольких способов. Необходимо учитывать специфику работы и предъявляемые к хранилищу требования. Системы DAS имеют относительно невысокую стоимость и при этом обеспечивают приемлемую производительность, однако небезопасны, ненадёжны и не предоставляют
195
возможности работы с одним и тем же файлом одновременно. С появлением NAS-хранилищ этот недостаток был устранён, однако, как и хранилища DAS, они нагружают локальную сеть, что может негативно на ней сказаться. Хранилища типа SAN функционируют в собственной обособленной Fibre Channel сети, что позволило достичь самого высокого уровня производительности с отсутствием нагрузки на основную локальную сеть и обеспечением наивысшей безопасности. Встроенные инструменты позволяют тонко разграничить внутренние ресурсы хранилища - это лучший выбор по безопасности и отказоустойчивости. Однако высокая цена и дешевизна реализации позволили DAS и NAS-хранилищам завоевать большую долю рынка и широкое применение по всему миру.
Список литературы
1. Как хранить данные: SAN, NAS или DAS // Интернет-издание о высоких технологиях - Cnews [Электронный ресурс]. URL: http://www.cnews.ru/articles/kak hranit dannye san nas ili das/2 (дата обращения: 10.09.19).
2. Основные системы хранения данных и их особенности // Anti-Malware.ru - информационная безопасность для профессионалов [Электронный ресурс]. URL: https://www.anti-malware.ru/data storage technolo-gies_review#_Toc226177802 (дата обращения: 10.09.19).
Савин Илья Вадимович, магистрант, ne@ilyasavin.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF DATA STORAGE SYSTEMS I.V. Savin
Types of data storage systems are considered: DAS, NAS and SAN. Their description is given, advantages and disadvantages are revealed. It is revealed that the most budget data storage systems are DAS systems. However, they are not safe. NAS systems are more fault-tolerant and secure, but are inferior in these criteria with storage, the main drawback of WHICH is the high cost.
Key words: NAS, SAN, DAS, data storage, data storage systems.
Savin Ilya Vadimovich, master, ne@ilyasavin. ru, Russia, Tula, Tula State University
