Системы хранения данных

Такие системы хранения данных предполагают прямое подключение к вычислительному узлу по беспроводному протоколу или кабелю. Они представляют собой полностью самостоятельные устройства, оснащенные контроллерами, блоками питания, модулями пассивного и активного охлаждения с резервированием. Данная архитектура гарантирует высочайшую степень надежности с минимальным риском аппаратных и программных сбоев, способных привести к потере или повреждению важных данных. Такое решение является устаревшим и используется всё реже.

NAS — это сетевые серверные хранилища, на которых размещена различная информация: графические объекты, видеозаписи, текстовые файлы, документы и файлы в различных форматах. Сетевой уровень доступа упрощает и позволяет организовать подключение большого числа авторизованных пользователей. Сетевые хранилища NAS строятся по принципу распределения файлов по структуре каталогов и папок, с обеспечением пользователям, так называемого файлового доступа. Основным недостатком СХД данного вида является сложная иерархия папок и невысокая скорость работы с большими объёмами данных. Как правило, чем больший объём информации вмещает в себя такая система, тем медленнее её получает пользователь. Сетевые хранилища NAS не подходят для высокоскоростных вычислений и СУБД.

SAN — это масштабные сети хранения информации. Их классическое исполнение — внешние хранилища, сформированные дисковыми массивами. Хранилища имеют блочную структуру хранения данных и используются по аналогии с обычными жёсткими дисками. Данный вариант СХД является отличным решением для высокопроизводительных вычислений, систем управления базами данных, хранения озёр данных и сред разработки. Ключевым недостатком таких решений является сложность организации коллективного доступа к разделам диска с нескольких рабочих мест пользователей.

Данный тип систем хранения данных ориентирован на работу с большими неструктурированными объёмами данных от нескольких до десятков петабайт. Информация хранится в виде «объектов» с уникальным идентификатором и метаданными. Образ данных хэшируется, и хэш используется для его нахождения на устройствах или СХД. По своей структуре объектное хранилище похоже на базу данных. Такой вид систем используется в аналитике больших данных, машинном обучении, разработке и использовании приложений в облаке, хостинга веб-сайтов, хранения объёмных медиа-файлов и резервных копий. Данная архитектура обладает большой устойчивостью к дублированию информации и существенной надёжностью, за счёт механизмов децентрализованного хранения. Основным недостатком такого способа организации хранения является невысокое быстродействие, не позволяющее применять CAS в качестве primary storage с высокими транзакционными нагрузками, в отличие от блочного.

Наиболее распространенная архитектура SDS решений – это пул СХД общего пользования на базе стандартных серверов со специализированным программным обеспечением, которое представляет исходный объект хранения для использования приложениями. Программно-определяемая SDS система хранения не зависит от оборудования, она может быть развёрнута, как чаще всего и бывает, на стандартных серверах, в некоторых решениях, пул СХД формируется из существующих массивов. Они представляются в виде объектов хранения в формате файла или в формате блока, которые могут работать как на физическом оборудовании, так и на виртуальных машинах. Управление производительностью, емкостью и доступными сервисами системы осуществляется через программный интерфейс SDS, а вычислительные ресурсы управляются через интерфейс гипервизора. Решения SDS позволяют отказаться от традиционного оборудования СХД, так как все его ключевые функции реализуются на программном уровне специализированного программного обеспечения.

Преимущества программно-определяемых СХД SDS:

• независимость от конкретного оборудования, в том числе нет привязки к вендору,
• гибкость - архитектура может масштабироваться программным путем,
• нет отдельных аппаратных систем, что способствует максимизации использования доступных вычислительных ресурсов,
• быстрая модификация элементов СХД без остановки системы.

Гиперконвергенция упрощает инфраструктуру центра обработки данных за счет того, что серверы приложений, системы хранения и сетевое оборудование размещаются в едином модуле стандартного оборудования, которое выполняет вычисления и хранение для виртуальных машин. Такая инфраструктура легко разворачивать «по требованию». При этом устраняется одна из основных проблем для виртуализации – трудоёмкость масштабирования и управления ресурсами хранения по мере роста требований к объему приложений. HCI абстрагирует оборудование СХД, сети и вычислений, представляя эти ресурсы непосредственно гипервизору в доступном ему формате. Кластер HCI не требует для управления существенных ресурсов, любые настройки делаются из единой для всей инфраструктуры консоли, работать с которой способен даже не высокоуровневый технический специалист.

Преимущества Гиперконвергентной инфраструктуры HCI:

• гибкость: легкость масштабирования вверх или вниз в соответствии с изменениями требований к ресурсам,
• снижение стоимости владения: гиперконвергентная инфраструктура дает возможность снизить капитальные затраты за счет более низкой удельной стоимости оборудования и меньших операционных расходов,
• высокая доступность: система стандартных узлов обладает функцией автоматического резервирования, модификация программного обеспечения реализуется без простоев системы,
• защита данных: автоматическое защитное резервирование, когда данные не привязаны к одному уязвимому элементу оборудования,
• эффективность данных: гиперконвергентная инфраструктура снижает требования к объему хранения, полосе пропускания и IOPS,
• ориентация на виртуализацию: гиперконвергентные системы облегчают виртуализацию, так как изначально именно для неё разрабатывались.