Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата

В соответствии с расписанием или по команде оператора сервер управления дает команду программе-агенту, установленной на компьютере-клиенте, начать резервное копирование данных в соответствии с выбранной политикой. Программа-агент собирает и передает данные, подлежащие резервированию, на сервер копирования, указанный ей сервером управления.

Сервер копирования сохраняет полученные данные на подключенное к нему устройство хранения данных. Информация о процессе (какие файлы копировались, на какие носители осуществлялось копирование и т. п.) сохраняется в базе сервера управления. Эта информация позволяет найти местоположение сохраненных данных при необходимости их восстановления на компьютере-клиенте.

Чтобы система резервного копирования сохраняла непротиворечивые данные компьютера-клиента, они не должны подвергаться изменениям в процессе их сбора и копирования программой-агентом. Для этого приложения компьютера-клиента должны завершить все транзакции, сохранить содержимое кэш-памяти на диск и приостановить свою работу. Этот процесс инициируется по команде программы-агента, которая передается приложениям компьютера-клиента.

Поскольку система резервного копирования предназначена для восстановления данных после сбоя или аварии, созданные резервные копии необходимо проверять на предмет целостности и работоспособности. Кроме того, при построении системы резервного копирования необходимо уложиться в сокращенное «окно» резервного копирования. Вообще говоря, требование круглосуточной работы информационных систем сокращает практически до нуля доступный временной интервал остановки приложений, необходимый для осуществления операции резервного копирования («окно» резервного копирования).

Необходимо уменьшить трафик данных резервного копирования в общей локальной сети. Структура системы резервного копирования предполагает передачу данных с компьютеров-клиентов на серверы копирования через эту локальную сеть. Поэтому очевидно, что при наличии большого объема данных, подлежащих резервному копированию, использование общей локальной сети для их передачи резко повысит трафик в сети и сделает ее недоступной для других приложений.

До появления сетей хранения данных SAN для сокращения трафика резервного копирования в основной сети применялась выделенная сеть резервного копирования, а также многоуровневая структура, содержащая несколько серверов копирования. Выделение сервера копирования и локализация трафика резервного копирования между этим сервером и «тяжелыми» серверами, несущими основную информационную нагрузку, позволяют сократить нагрузку на общую локальную сеть.

Резервное копирование с использованием SAN

Применение SAN позволяет полностью перенести трафик резервного копирования с локальной сети на сеть хранения. Существует два варианта реализации: без загрузки локальной сети, или внесетевое копирование (LAN-free backup), и без участия сервера, или внесерверное копирование (Server-free backup).

Внесетевое копирование

При внесетевом копировании данные с диска на ленту и обратно передаются внутри SAN. Исключение сетевого сегмента из пути резервного копирования данных позволяет избежать излишних задержек на передачу трафика через сеть IP и платы ввода-вывода. Нагрузка локальной сети падает, и резервное копирование можно проводить практически в любое время суток. Однако пересылку данных выполняет сервер, подключенный к SAN, что увеличивает нагрузку на него. Благодаря протоколу Fibre Channel с помощью одного оптического кабеля может быть организовано несколько каналов передачи данных. При этом весь объем резервируемых данных с backup-серверов хранения направляется на ленточное устройство, минуя локальную сеть. В этом случае локальная сеть необходима лишь для контроля работы самих backup-серверов со стороны главных серверов. Таким образом, только небольшой объем метаданных, которые содержат информацию о резервируемых данных, передается по локальной сети. Главные серверы отвечают в целом за политику резервного копирования данных в своем сегменте или зоне ответственности. Все backup-серверы по отношению к главному серверу являются клиентами. Считается, что рассматриваемый метод резервного копирования может максимально задействовать пиковую полосу пропускания Fibre Channel.

В качестве протокола, применяемого для передачи данных между серверами и библиотеками, могут использоваться как SCSI поверх Fibre Channel, так и IP поверх Fibre Channel, тем более что большинство FC-адаптеров и FC-концентраторов работают одновременно с обоими протоколами (IP и SCSI) на одном Fibre Channel-канале.

Внесерверное копирование

Вообще говоря, данный тип резервного копирования представляет собой дальнейшее развитие метода внесетевого копирования (LAN-free), поскольку уменьшает количество процессоров, памяти, устройств ввода-вывода, задействованных в этом процессе. Данный процесс архивирует разделы целиком, в отличие от пофайлового архивирования, но при этом позволяет восстанавливать отдельные файлы. По определению, при вне-серверном копировании данные копируются с диска на ленту и обратно без прямого участия сервера. Поскольку для резервного копирования требуется наличие некоторого дополнительного третьего узла, полностью отвечающего за процесс копирования, то отсюда происходит и другое название этого подхода — копирование с участием третьей стороны (Third_-Party Copy, 3PC). Так, в качестве подобного оборудования может использоваться маршрутизатор хранилищ данных, который берет на себя функции, ранее выполнявшиеся сервером.

Одно из преимуществ архитектуры SAN — отсутствие жесткой привязки составляющих ее систем к каким-либо устройствам хранения данных. Это свойство и заложено в основу технологии резервного копирования без участия сервера. В данном случае к дисковому массиву может иметь прямой доступ как сервер данных, так и устройства, принимающие участие в копировании с дисковых массивов. Резервному копированию блоков данных, относящихся к какому-либо файлу, предшествует создание некоего индекса или списка номеров принадлежащих ему блоков. Это и позволяет в дальнейшем привлечь внешние устройства для резервного копирования.

Таким образом, внесерверное копирование позволяет напрямую перемещать данные между подключенными к сети SAN дисковыми массивами и библиотеками. При этом данные перемещаются по сети SAN и не загружают ни локальную сеть, ни серверы. Такое копирование считается идеальным для корпоративных сетей, которые должны функционировать в непрерывном режиме 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Особенно для тех, для которых временной период, в течение которого можно выполнять резервное копирование без существенного влияния на работу пользователей и приложений, становится недопустимо малым.

Репликация данных

Современные дисковые массивы обладают средствами создания копий данных внутри самого массива. Данные, созданные этими средствами, носят название Point-In-Time (PIT)-копий, т. е. фиксированных на определенный момент времени. Существует две разновидности средств создания PIT-копий: клонирование и «моментальный снимок» (snapshot). Под клонированием обычно понимают полное копирование данных. Для него требуется столько же дискового пространства, как и для исходных данных, и некоторое время. При использовании такой копии нет нагрузки на дисковые тома, содержащие исходные данные. Иными словами, нет дополнительной нагрузки на дисковую подсистему продуктивного сервера.

Механизм работы «моментальных снимков» иной и может быть реализован как программно на продуктивном сервере, так и аппаратно внутри массива. В момент, когда необходимо начать резервное копирование, программа-агент дает команду приложению завершить все транзакции и сохранить кэш-память на диск. Затем создается виртуальная структура — snapshot, представляющая собой карту расположения блоков данных, которую ОС и другое ПО воспринимает как логический том. Приложение прерывает стандартный режим работы на короткое время, необходимое для сохранения данных. После этого приложение продолжает работать в стандартном режиме и изменять блоки данных, при этом перед изменением старые данные блока с помощью драйвера snapshot копируются в область кэш-памяти snapshot и в карте расположения блоков данных указывается ссылка на новое местоположение блока. Таким образом, карта snapshot всегда указывает на блоки данных, полученные на момент завершения транзакций приложением. Блоки данных, которые не были изменены, хранятся на прежнем месте, а старые данные измененных блоков — в области кэш-памяти snapshot. Программа-агент копирует непротиворечивые данные, полученные на момент завершения транзакций приложением, осуществляя доступ к ним через драйвер snapshot, т. е. используя карту расположения блоков. Создание копий с помощью «моментальных снимков» экономит дисковое пространство, но создает дополнительную нагрузку на дисковую подсистему продуктивного сервера. Какой из методов создания PIT-копий выбрать, решается на этапе проектирования системы резервного копирования, исходя из бизнес-требований, предъявляемых к системе.

Виртуализация ресурсов хранения

Виртуализацию трудно отнести к совершенно новым технологиям — идеи виртуализации различных вычислительных ресурсов тем или иным образом реализовывались и ранее. А вот необходимость в виртуализации ресурсов хранения объясняется рядом причин. Прежде всего это, конечно, резкий рост объемов данных. Обострились проблемы хранения и управления большими объемами информации. Это связано и с широким распространением «островов» данных (напомним, что под ними понимаются данные, находящиеся на различных носителях в гетерогенных системах хранения, нередко территориально удаленных друг от друга и работающих под управлением разных ОС). Для обслуживания таких «островов», отличающихся сложностью конфигураций аппаратных и программных средств, а также разнообразием используемых технологий, необходимы дополнительные материальные и человеческие ресурсы. Ухудшилась оперативность доступа к данным, находящимся в гетерогенных системах хранения, что приводит к значительным финансовым потерям для компаний, бизнес которых связан с оперативной обработкой актуальной и особо важной информации. В той или иной степени перечисленные выше проблемы решаются с помощью технологий виртуализации ресурсов хранения.

Под виртуализацией ресурсов хранения обычно понимается отображение любого количества разнородных носителей, устройств и систем хранения (JBOD, RAID, RAIT и т. д.) в виде единого хранилища данных (так называемого виртуального пула), управление которым осуществляется централизованно. Можно сказать, что при применении технологий виртуализации «разрываются» физические связи между серверами и устройствами хранения разных типов, а физическая память преобразуется в единый логический пул, состоящий из отдельных гетерогенных устройств хранения, прозрачный доступ к которым обеспечивается независимо от их технических особенностей и территориального расположения. Технологии виртуализации ресурсов хранения позволяют:

 оптимизировать использование имеющихся гетерогенных ресурсов хранения и управлять огромными пулами внешней памяти;

 упростить управление гетерогенными системами хранения, разгрузив тем самым системных администраторов;

 сократить срок резервного копирования и восстановления данных, повысив отказоустойчивость всей корпоративной информационной системы;

 снизить совокупную стоимость владения корпоративной системой хранения (путем устранения «островов» данных, более эффективного использования уже имеющихся устройств и систем хранения, обеспечения работы с ресурсами хранения в гетерогенной среде, возможности построения корпоративной системы хранения из компонентов разных производителей, оптимальных по цене, и т.д.).

Уровни виртуализации

Итак, суть виртуализации — это отделение логического представления устройств от физического размещения данных, что позволяет преодолеть физические ограничения традиционных массивов. В пределах сетевой среды хранения данных, в которой может использоваться виртуализация, существуют три основных уровня: серверов, сети SAN и системный. В каждом конкретном случае для достижения максимальной эффективности эти уровни могут использоваться как совместно, так и независимо друг от друга.

На уровне серверов виртуализация может быть осуществлена путем использования ПО, постоянно находящегося на сервере и независимого от накопителей. При помощи этого ПО ОС заставляет сервер вести себя так, будто он связан с конкретным типом устройства хранения, хотя фактически он поддерживает связь с виртуальным диском. Виртуализация на уровне сервера может быть применена как в гомогенной SAN-среде, так и вне ее. Этот механизм характеризуется ограниченной способностью к взаимодействию с аппаратными или программными компонентами. Обычно такое решение рекомендуется для систем начального уровня, поскольку его довольно просто осуществить и использовать.

Более широко известна виртуализация на уровне сетевой структуры. Обычно она используется для открытой SAN-среды как с традиционными, так и с виртуализованными системами хранения. Она охватывает всю архитектуру SAN и здесь может применяться как основная реализация асимметричного объединения накопителей в общий пул в рамках среды SAN.

На системном уровне виртуализация осуществляется на основе контроллеров дисковых массивов, работа которых независима от активности узла. Контроллеры дисковых массивов создают виртуальные диски, выполняют мгновенные копии состояний системы и клонирование данных при взаимодействии с управляющим ПО. Виртуализация на уровне индивидуального контроллера системы хранения — это значительный шаг за пределы классической технологии RAID. Виртуализация на этом уровне особенно хорошо подходит для среды, требующей высокой производительности, готовности данных, отказоустойчивости, эффективности управления системой хранения, репликации данных и поддержки кластеров.

Упрощенное управление накопителями — еще одно значительное преимущество виртуализации на системном уровне, позволяющее администраторам оперировать атрибутами системы храпения, а не составляющими ее физическими объектами. Виртуализация позволяет пользователям создавать для своих систем хранения данных единую модель управления, не принимая во внимание тип носителей, тем самым позволяя избежать работы по физическому размещению данных. Такой подход снижает сложность развертывания системы хранения, позволяет администраторам управлять всеми накопителями как единым консолидированным пулом и переносит задачи управления с уровня индивидуальных накопителей на уровень всего пула.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: детские рефераты, мировая экономика.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3 | Следующая страница реферата