Научная статья на тему 'Пять основных составляющих надёжности файловых хранилищ данных'

Пять основных составляющих надёжности файловых хранилищ данных Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
349
60
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФАЙЛОВЫЕ ХРАНИЛИЩА / RAID / РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ / НАДЁЖНОЕ ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ / FILE STORAGE / BACKUP / RELIABLE STORAGE OF INFORMATION

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Савин Илья Вадимович

В работе рассматривается вопрос надёжного хранения данных в файловых хранилищах данных. Приводятся основные составляющие, которые определяют надёжность таких хранилищ. Приводится подробное описание каждого элемента, выявляются их недостатки. Предлагаются рекомендации по их устранению. Предлагается использовать серверную архитектуру, надёжные компоненты, RAID-массив, резервное копирование и настройки безопасности. Рекомендуется применять эти элементы комплексно, только так можно достигнуть максимального уровня надёжности хранения информации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Пять основных составляющих надёжности файловых хранилищ данных»

радиационностойки (за исключением УФ-зон). Так как в их составе отсутствуют химикаты, везикулярные пленки хорошо переносят изменение уровня влажности и химического состава в воздухе.

Список литературы /References

1. Типы микрофильмов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ifund.rsl.ru/general/types html/ (дата обращения: 07.11.2018).

2. ГОСТ 13.0.002.-84. Репрография. Термины и определения (с Изменениями № 1, 2). Введ. 1985-07-01. Гос.ком.СССР по стандартам, от 27.09.1984. 61 с.

3. СлуцкинА.А. Микрофильмирование. М.: Наука, 1990. 176 с.

ПЯТЬ ОСНОВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ НАДЁЖНОСТИ ФАЙЛОВЫХ ХРАНИЛИЩ ДАННЫХ Савин И.В. Email: Savin1152@scientifictext.ru

Савин Илья Вадимович - магистрант, кафедра технологических систем пищевых, полиграфических и упаковочных производств, Тульский государственный университет, г. Тула

Аннотация: в работе рассматривается вопрос надёжного хранения данных в файловых хранилищах данных. Приводятся основные составляющие, которые определяют надёжность таких хранилищ. Приводится подробное описание каждого элемента, выявляются их недостатки. Предлагаются рекомендации по их устранению. Предлагается использовать серверную архитектуру, надёжные компоненты, RAID-массив, резервное копирование и настройки безопасности. Рекомендуется применять эти элементы комплексно, только так можно достигнуть максимального уровня надёжности хранения информации.

Ключевые слова: файловые хранилища, RAID, резервное копирование, надёжное хранение информации.

FIVE MAJOR CONSTITUENTS OF A FILE STORAGE DATA

Savin I.V.

Savin Ilya Vadimovich - Master's Student, DEPARTMENT TECHNOLOGICAL SYSTEMS OF FOOD, PRINTING AND PACKAGING INDUSTRY,

TULA STATE UNIVERSITY, TULA

Abstract: the paper deals with the issue of reliable data storage in file data stores. The main components that determine the reliability of such storage facilities are given. The detailed description of each element is given, their shortcomings are revealed. Recommendations on their elimination are offered. It is proposed to use the server architecture, reliable components, RAID -array, backup and security settings. It is recommended to use these elements in a complex, the only way to achieve the maximum level of reliability of information storage. Keywords: file storage, RAID, backup, reliable storage of information.

УДК 004.056.2

Стремительное развитие технологий, а также их широкое распространение привели к ежегодному росту объёмов хранимой информации. С каждым днём всё больше компаний нуждаются в среде, в которой будет храниться важная информация. Зачастую такая информация может оказаться особо важной, и её утрата может не только понести за собой

значительные финансовые убытки, но и нанести репутационный ущерб. Чтобы этого не допустить, организациям требуется использовать надёжные файловые хранилища.

Файловые хранилища представляют собой компьютер с большим количеством доступного места и отличающиеся от обычных ПК значительно большей стабильностью работы и повышенной надёжностью. Надёжное хранение данных в такой среде обеспечивается несколькими основополагающими факторами (рис. 1).

Использование серверной архитектуры предоставляет хранилищам данных дополнительные возможности. В отличие от архитектуры обычных ПК, серверная архитектура позволяет использовать значительно больше оперативной памяти, сразу несколько процессоров и блоков питания, позволяет производить замену жёстких дисков без прекращения функционирования системы.

Рис. 1. Основополагающие факторы надёжного файлового хранилища

Всё это позволяет обеспечить наиболее длительную бесперебойную работу. Использование классического ПК не может предоставить такие возможности, поэтому его применение для файлового хранилища нецелесообразно.

Особую важность в вопросе построения надёжной системы хранения информации занимают компоненты системы. Использование ненадёжных составляющих может повлечь за собой не только ошибки с сбои в работе системы, но и утрату хранимой информации. Компания Backblaze, специализирующаяся на предоставлении услуг облачного хранения данных, предоставила отчёт за период с апреля 2013 г. по март 2018г. об особенностях функционирования жёстких дисков в их системах: по статистике наибольший процент отказа жёстких дисков приходится модель WDC объёмом 3TB. Из 180 штук в среднем в год выходило из строя 6,47%. Наивысшую отказоустойчивость согласно приведённой статистике продемонстрировала модель Seagate объёмом 10TB. Из 1220 штук в среднем в год вышло из строя всего 0.47% [1]. К выбору компонентов системы, которой необходимо обеспечить, прежде всего, надёжность, необходимо подходить системно: следить за предложениями рынка, опираться на статистику их работоспособности и отказоустойчивости. Лучшим выбором станут сертифицированные компоненты - они тестируются в специальных лабораториях и, как правило, демонстрируют более высокие показатели надёжности по сравнению с компонентами, которые сертификации не имеют.

Одним из самых слабых мест любого хранилища информации являются жёсткие диски. Рано или поздно они полностью или частично выходят из строя и восстановить утерянную информацию если и бывает возможно, то непросто и необходимо время для её восстановления. Чтобы избежать простоя в работе хранилища данных, необходимо прибегать к использованию RAID-массивов.

RAID-массивы представляют собой массивы из нескольких жёстких дисков, управляемых RAID-контроллером. Они имеют несколько типов и предназначены как для увеличения производительности системы, так и для повышения надёжности хранения информации. RAID-массив может обеспечить бесперебойную работу системы без потери данных даже при выходе из строя одного или нескольких жёстких дисков.

Наиболее правильным выбором уровня RAID с точки зрения обеспечения надёжности хранения информации является RAID1, который функционирует по принципу зеркалирования. Все данные с одного диска зеркально дублируются на другой и в случае выхода одного из них из строя система не только не потеряет данные, но и продолжит работу [2]. RAID1 обеспечивает 100% избыточность, однако недешев в реализации. Для создания такого массива достаточно двух жёстких дисков, однако свободное для хранения информации место всегда будет составлять лишь половину от общего объёма всех дисков в массиве.

Слабым звеном RAID-массива может оказаться RAID-контроллер. Его задача - создание и поддержание работы массива. Имеет несколько вариантов реализаций:

• программный - самый ненадёжный из всех видов контроллеров, однако позволяет организовать массив из дисков без дополнительных затрат. При его использовании вся нагрузка приходится на станцию, на которой разворачивается;

• интегрированный - представляет собой интегрированное в материнскую плату решение. Считается более надёжным, чем программный контроллер, может иметь кэшпамять для промежуточного хранения информации;

• аппаратный - наиболее отказоустойчивое решение, реализованное в виде отдельной платы. Имеет собственный процессор и кэш-память. Из-за этого вся нагрузка приходится на RAID-контроллер, что позволяет снизить нагрузку на системные ресурсы.

Оптимальным выбором станет аппаратный RAID-контроллер- он способен обеспечить наиболее надёжную работу массива, а также не оказывает влияния на производительность сервера за счёт наличия отдельного процессора и кэш-памяти.

К сожалению, известны случаи, когда массив дисков с данными выходит из строя и информацию невозможно восстановить. Такое может произойти вследствие стихийных бедствий, неаккуратного обращения с оборудованием, либо его отказа по другим причинам. Восстановление данных может стоить значительно дороже стоимости самих данных. Избежать подобных проблем с восстановлением информации в случае её утери поможет наличие резервной копии.

Резервное копирование позволят восстанавливать данные в их первоначальном виде со всеми атрибутами: вложенные папки, права доступа и т.д.

Способов резервного копирования несколько. Основные следующие:

• полная копия - копируются все файлы без их изъятия. Является самым медленным, но самым надёжным. Занимает наибольшее количество свободного пространства;

• инкрементальное копирование - сначала создаётся полная копия, затем копируются только новые и изменённые файлы. Позволяет экономно использовать доступное пространство;

• дифференцированное - в первый раз создаётся полная копия данных, при последующих операциях копируются только те данные, которые изменились или появились по сравнению с созданной полной копией.

При осуществлении резервного копирования специалисты рекомендуют использовать правило «3-2-1» [3]. Его принцип - создание трёх резервных копий, их сохранение на двух различных носителях, одна из копий должна находиться за пределами здания. Не лишним окажется проверка возможности восстановления данных из сделанной копии. Существуют решения, которые автоматически проверяют целостность резервной копии и возможность восстановления файлов. Использование такого подхода позволит максимально снизить риск утраты резервной копии и в случае возникновения нештатной ситуации быстро восстановить файлы.

Одной из ключевых составляющих надёжного хранения информации является обеспечение безопасности хранимых данных. Важно защитить их не только от утери, но и от несанкционированного доступа и модификации. Необходимо задавать ограничения доступа к файлам хранилища, вести журналирование действий, а также для предотвращения несанкционированных действий использовать средства защиты информации.

Таким образом, при построении надёжного хранилища информации должны быть предусмотрены всевозможные проблемы, которые могут привести к утрате данных: отказ оборудования, стихийные бедствия, человеческий фактор, несанкционированный доступ. Использование сертифицированных серверных компонентов в системе позволит снизить вероятность отказа оборудования, организация RAID-массива позволит сохранить данные в случае выхода из строя одного или нескольких жёстких дисков, регулярное резервное копирование позволит восстановить данные в случае форс-мажорной ситуации, в том числе стихийных бедствий, настройки безопасности и защитные средства позволят защитить хранимую информацию от несанкционированного доступа. Важно и необходимо применять все эти методы в комплексе - только в этом случае гарантируется максимальная отказоустойчивость системы и надёжное хранение информации.

Список литературы / References

1. Статистика отказоустойчивости жёстких дисков за Q1 2018 // OCClub.ru - новости из мира технологий. Честные обзоры комплектующих, периферии и гаджетов. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://occlub.ru/news/hardware/5154-statistika-otkazoustojchivosti-zhjostkikh-diskov-za-q1-2018/ (дата обращения: 08.11.18).

2. RAID // Википедия - свободная энциклопедия. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/RAID/ (дата обращения: 08.11.18).

3. Как применять «правило 3-2-1» для бэкапа с помощью Veeam Backup & Replication // Интеллектуальное управление данными для сверхвысокой доступности данных крупных компаний - Hyper-Available Enterprise. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.veeam.com/blog/ru/how-to-follow-the-3-2-1-backup-rule-with-veeam-backup-replication.html/ (дата обращения: 08.11.18).

КОНЦЕПЦИЯ ПРОТОКОЛА VTP 1 2 Рубашенков А.М. , Семёнов Д.А.

Email: Rubashenkov1152@scientifictext.ru

1 Рубашенков Антон Михайлович - студент; 2Семёнов Дмитрий Андреевич - студент, кафедра защиты информации, Институт комплексной безопасности и специального приборостроения Российский Технологический Университет, г. Москва

Аннотация: по мере увеличения числа коммутаторов в сетях предприятий малого и среднего бизнеса администрирование сетей VLAN и транков в сети усложняется. В более крупных сетях управление VLAN может стать чрезвычайно серьезной проблемой. Протокол VTP помогает сетевому администратору управлять сетями VLAN на коммутаторе, который настраивается в режиме сервера VTP. Сервер VTP по магистральным каналам распространяет и синхронизирует данные о сетях VLAN на коммутаторах с поддержкой VTP во всей коммутируемой сети. Это сводит к минимуму проблемы, связанные с ошибками настройки и несовместимостью конфигураций [2]. Ключевые слова: VTP, коммутатор, настройка, сеть, VLAN.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.