Eesti

Põhjalik ülevaade salvestussüsteemide disainist, arhitektuuridest, tehnoloogiatest ja parimatest tavadest skaleeritavate, usaldusväärsete ja kulutõhusate andmesalvestuslahenduste loomiseks.

Skaleeritavate ja usaldusväärsete salvestussüsteemide loomine: põhjalik juhend

Tänapäeva andmepõhises maailmas on võimekus säilitada, hallata ja pääseda ligi suurtele andmemahtudele kriitilise tähtsusega igas suuruses organisatsioonidele. Alates väikestest idufirmadest kuni rahvusvaheliste korporatsioonideni on vajadus robustsete ja skaleeritavate salvestussüsteemide järele esmatähtis. See põhjalik juhend uurib põhimõtteid, arhitektuure, tehnoloogiaid ja parimaid tavasid salvestuslahenduste loomiseks, mis suudavad vastata kaasaegsete rakenduste ja töökoormuste pidevalt kasvavatele nõudmistele. Käsitleme erinevaid aspekte, tagades, et erineva tehnilise taustaga lugejad saavad aru põhimõistetest ja rakendada neid oma spetsiifilistele vajadustele.

Salvestussüsteemide põhialuste mõistmine

Enne salvestussüsteemide ehitamise spetsiifikasse süvenemist on oluline mõista põhimõisteid ja terminoloogiat. See jaotis käsitleb peamisi komponente ja omadusi, mis defineerivad salvestussüsteemi.

Salvestussüsteemi põhikomponendid

Salvestussüsteemi põhiomadused

Salvestusarhitektuurid: õige lähenemisviisi valimine

Erinevad salvestusarhitektuurid pakuvad erinevaid kompromisse jõudluse, skaleeritavuse, usaldusväärsuse ja kulude osas. Nende arhitektuuride mõistmine on ülioluline õige lahenduse valimiseks antud rakenduse või töökoormuse jaoks.

Otseühendusega salvestusruum (DAS)

DAS on traditsiooniline salvestusarhitektuur, kus salvestusseadmed on otse ühendatud host-serveriga. See on lihtne ja kulutõhus lahendus väikesemahulistele rakendustele, kuid sellel puudub skaleeritavus ja jagamisvõimalused.

DASi eelised:

DASi puudused:

Võrguga ühendatud salvestusruum (NAS)

NAS on failitaseme salvestusarhitektuur, kus salvestusseadmed on ühendatud võrku ja kliendid pääsevad neile ligi failijagamisprotokollide nagu NFS (Network File System) ja SMB/CIFS (Server Message Block/Common Internet File System) abil. NAS pakub tsentraliseeritud salvestus- ja jagamisvõimalusi, muutes selle sobivaks failiserveriks, varundamiseks ja arhiveerimiseks.

NASi eelised:

NASi puudused:

Salvestusvõrk (SAN)

SAN on plokitaseme salvestusarhitektuur, kus salvestusseadmed on ühendatud spetsiaalsesse võrku ja serverid pääsevad neile ligi plokitaseme protokollide nagu Fibre Channel (FC) ja iSCSI (Internet Small Computer System Interface) abil. SAN pakub suurt jõudlust ja skaleeritavust, muutes selle sobivaks nõudlikele rakendustele nagu andmebaasid, virtualiseerimine ja videotöötlus.

SANi eelised:

SANi puudused:

Objektsalvestus

Objektsalvestus on salvestusarhitektuur, kus andmeid salvestatakse objektidena, mitte failide või plokkidena. Iga objekti identifitseeritakse unikaalse ID-ga ja see sisaldab objekti kirjeldavaid metaandmeid. Objektsalvestus on väga skaleeritav ja vastupidav, mistõttu sobib see suurte mahtude struktureerimata andmete, näiteks piltide, videote ja dokumentide salvestamiseks. Pilvesalvestusteenused nagu Amazon S3, Google Cloud Storage ja Azure Blob Storage põhinevad objektsalvestusel.

Objektsalvestuse eelised:

Objektsalvestuse puudused:

Hüperkonvergentne infrastruktuur (HCI)

HCI on konvergentne infrastruktuur, mis ühendab arvutus-, salvestus- ja võrguressursid ühte integreeritud süsteemi. HCI lihtsustab haldamist ja juurutamist, muutes selle sobivaks virtualiseeritud keskkondadele ja erapilvedele. See kasutab tavaliselt tarkvarapõhist salvestust (SDS), et abstraheerida aluseks olevat riistvara ja pakkuda selliseid funktsioone nagu andmekaitse, replikatsioon ja dedubleerimine.

HCI eelised:

HCI puudused:

Salvestustehnoloogiad: õige meediumi ja protokollide valimine

Salvestusmeedia ja protokollide valik mängib olulist rolli salvestussüsteemi jõudluse, usaldusväärsuse ja maksumuse määramisel.

Salvestusmeedia

Salvestusprotokollid

Andmekaitse ja usaldusväärsus: andmete terviklikkuse tagamine

Andmekaitse ja usaldusväärsus on salvestussüsteemi disaini kriitilised aspektid. Tugev andmekaitsestrateegia on hädavajalik andmete kadumise vältimiseks ja äritegevuse järjepidevuse tagamiseks.

RAID (Redundant Array of Independent Disks)

RAID on tehnoloogia, mis ühendab mitu füüsilist ketast üheks loogiliseks üksuseks, et parandada jõudlust, usaldusväärsust või mõlemat. Erinevad RAID-tasemed pakuvad erinevaid kompromisse jõudluse, liiasuse ja kulude vahel.

Varundamine ja taastamine

Varundamine ja taastamine on andmekaitsestrateegia olulised komponendid. Varukoopiaid tuleks teha regulaarselt ja hoida eraldi asukohas, et kaitsta andmete kadumise eest riistvararikke, tarkvara riknemise või inimliku eksimuse tõttu. Taastamisprotseduurid peaksid olema hästi määratletud ja testitud, et tagada andmete kiire ja tõhus taastamine katastroofi korral.

Varukoopiate tüübid:

Replikatsioon

Replikatsioon on tehnoloogia, mis kopeerib andmeid ühest salvestussüsteemist teise, pakkudes andmete liiasust ja katastroofijärgse taastamise võimekust. Replikatsioon võib olla sünkroonne või asünkroonne.

Kustutuskodeerimine

Kustutuskodeerimine on andmekaitsemeetod, mida kasutatakse tavaliselt objektsalvestussüsteemides kõrge vastupidavuse tagamiseks. Lihtsa replikatsiooni asemel jagab kustutuskodeerimine andmed fragmentideks, arvutab paarsusfragmendid ja salvestab kõik fragmendid erinevatesse salvestussõlmedesse. See võimaldab süsteemil algsed andmed rekonstrueerida isegi siis, kui mõned fragmendid on kadunud.

Skaleeritavus ja jõudluse optimeerimine

Skaleeritavus ja jõudlus on salvestussüsteemide kavandamisel kriitilised kaalutlused. Süsteem peab suutma toime tulla kasvavate andmemahtude ja töökoormustega ilma jõudlust kahjustamata.

Horisontaalne skaleerimine vs. vertikaalne skaleerimine

Vahemälutehnoloogia (Caching)

Vahemälutehnoloogia on tehnika, mis salvestab sageli kasutatavaid andmeid kiiresse salvestuskihti, nagu SSD-d või mälu, et parandada jõudlust. Vahemälu saab rakendada erinevatel tasanditel, sealhulgas salvestuskontrolleris, operatsioonisüsteemis ja rakenduses.

Kihistamine (Tiering)

Kihistamine on tehnika, mis liigutab andmeid automaatselt erinevate salvestuskihtide vahel vastavalt nende kasutussagedusele. Sageli kasutatavad andmed salvestatakse kiirematele ja kallimatele salvestuskihtidele, samas kui harva kasutatavad andmed salvestatakse aeglasematele ja odavamatele salvestuskihtidele. See optimeerib salvestussüsteemi kulusid ja jõudlust.

Andmete dedubleerimine

Andmete dedubleerimine on tehnika, mis kõrvaldab andmete üleliigsed koopiad, et vähendada salvestusmahu nõudeid. Seda kasutatakse tavaliselt varundus- ja arhiveerimissüsteemides.

Pakkimine

Andmete pakkimine on tehnika, mis vähendab andmete suurust, et säästa salvestusruumi. Seda kasutatakse tavaliselt varundus- ja arhiveerimissüsteemides.

Pilvesalvestus: pilve võimsuse võimendamine

Pilvesalvestus on muutunud üha populaarsemaks valikuks igas suuruses organisatsioonidele. Pilvesalvestuse pakkujad pakuvad laia valikut salvestusteenuseid, sealhulgas objektsalvestust, plokksalvestust ja failisalvestust.

Pilvesalvestuse eelised:

Pilvesalvestuse tüübid:

Kaalutlused pilvesalvestuse puhul:

Andmehaldus ja -juhtimine

Tõhus andmehaldus ja -juhtimine on olulised salvestussüsteemides hoitavate andmete kvaliteedi, terviklikkuse ja turvalisuse tagamiseks. See hõlmab poliitikaid ja protsesse andmetele juurdepääsu, nende säilitamise ja kõrvaldamise kontrollimiseks.

Andmete elutsükli haldus (DLM)

Andmete elutsükli haldus (DLM) on protsess, mis haldab andmete voogu alates nende loomisest kuni nende lõpliku kõrvaldamiseni. DLM aitab organisatsioonidel optimeerida salvestuskulusid, parandada andmeturvet ja järgida andmete säilitamise eeskirju. See hõlmab sageli andmete kihistamist vastavalt nende vanusele ja juurdepääsu sagedusele, liigutades vanemad andmed odavamatele salvestuskihtidele.

Andmejuhtimine

Andmejuhtimine on poliitikate, protsesside ja standardite kogum, mis reguleerib andmete haldamist ja kasutamist. Andmejuhtimine aitab organisatsioonidel tagada, et andmed on täpsed, järjepidevad ja usaldusväärsed. See aitab ka kaitsta andmete privaatsust ja järgida andmekaitse-eeskirju. Peamised aspektid on järgmised:

Metaandmete haldus

Metaandmed on andmed andmete kohta. Metaandmete tõhus haldamine on ülioluline salvestussüsteemides hoitavate andmete mõistmiseks, korraldamiseks ja neile juurdepääsuks. Metaandmete haldus hõlmab metaandmete standardite määratlemist, metaandmete kogumist ning metaandmete kasutamist andmete otsimiseks ja hankimiseks. Levinud näited on failinimed, loomise kuupäevad, muutmise kuupäevad, failisuurused ja autori teave.

Arenevad suundumused salvestussüsteemides

Salvestustööstus areneb pidevalt. Siin on mõned arenevad suundumused salvestussüsteemides:

Arvutussalvestus

Arvutussalvestus on tehnoloogia, mis integreerib töötlemisvõimalused otse salvestusseadmesse. See võimaldab andmetöötlust teha andmetele lähemal, vähendades latentsust ja parandades jõudlust. Rakendused nagu masinõpe ja andmeanalüütika võivad arvutussalvestusest palju kasu saada.

Püsimälu

Püsimälu on uut tüüpi mälu, mis ühendab DRAM-i kiiruse NAND-välkmälu püsivusega. Püsimälu pakub väga madalat latentsust ja suurt ribalaiust, muutes selle sobivaks nõudlikele rakendustele nagu andmebaasid ja mälusisene andmetöötlus. Näideteks on Intel Optane DC püsimälu.

Tarkvarapõhine salvestus (SDS)

Tarkvarapõhine salvestus (SDS) on salvestusarhitektuur, mis abstraheerib salvestusriistvara salvestustarkvarast. SDS võimaldab organisatsioonidel hallata salvestusressursse paindlikumalt ja tõhusamalt. See võimaldab funktsioone nagu automatiseeritud eraldamine, andmete kihistamine ja replikatsioon, sõltumata aluseks olevast riistvarast.

Komposiitne infrastruktuur

Komposiitne infrastruktuur on paindlik infrastruktuur, mis võimaldab organisatsioonidel dünaamiliselt eraldada arvutus-, salvestus- ja võrguressursse vastavalt konkreetsete rakenduste vajadustele. See võimaldab organisatsioonidel optimeerida ressursside kasutamist ja vähendada kulusid.

Kokkuvõte

Skaleeritavate ja usaldusväärsete salvestussüsteemide loomine on keeruline ülesanne, mis nõuab hoolikat planeerimist ja teostamist. Mõistes salvestussüsteemide põhialuseid, valides õige arhitektuuri ja tehnoloogiad ning rakendades tõhusaid andmekaitse- ja haldusstrateegiaid, saavad organisatsioonid luua salvestuslahendusi, mis vastavad nende praegustele ja tulevastele vajadustele. Kuna salvestustööstus jätkab arenemist, on oluline olla kursis arenevate suundumuste ja tehnoloogiatega, et tagada teie salvestussüsteemide optimeerimine jõudluse, skaleeritavuse ja kulutõhususe osas. See juhend pakub IT-spetsialistidele üle maailma alusteadmisi robustsete ja tõhusate salvestuslahenduste loomiseks.