Системы хранения All Flash. Особенности и область применения

Системы хранения All Flash. Особенности и область применения

4 Апреля 2022

Компания RIM-NIHOL предлагает заказчикам Системы хранения All Flash.

Система хранения данных (СХД) – комплекс аппаратных и программных средств, который предназначен для хранения и оперативной обработки информации большого объема. В качестве носителей информации используются жесткие диски, в основном SSD, а также гибридные решения, сочетающие SSD- и HDD-накопители в одной СХД. Фахриддин Мирзаев, менеджер инноваций (по освоению и внедрению новых проектов) компании RIM-NIHOL

НЕМНОГО ИСТОРИИ

Дебютный жесткий диск HDD RAMAC 305 был выпущен корпорацией IBM в 1956 году. Он весил более тонны, его приходилось перемещать с помощью вилочных погрузчиков и доставлять большими грузовыми самолетами.

Объем такого «диска» составлял 3,75 Мб – это примерно ДО 2х фотографий на вашем современном смартфоне (Рисунок 1).

Рисунок 1.Состояла эта громадина из 50-ти дисков диаметром в 24 дюйма (610 мм). Данную систему можно было арендовать за 3200 долларов США (что эквивалентно ~30 000$ США в 2020 году) в месяц (Рисунки 2,3).

Рисунок 2.    Рисунок 3.




СОВРЕМЕННЫЕ ДИСКИ

Рисунок 4.

Рисунок 4

3.5 ДЮЙМОВЫЕ ЖЕСТКИЕ ДИСКИ

Основные характеристики 3.5 дюймовых дисков:

Интерфейс подключения – SATA, SAS

Ёмкость – можно найти 18ТБ 7.200 SATA (7.500$)

Скорость вращения шпинделя – от 5.400 об/мин до 15.000 об/мин

Скорость передачи данных – до 200 МБ/с

IOPS - количество операций ввода-вывода в секунду – до 300

2.5 ДЮЙМОВЫЕ ЖЕСТКИЕ ДИСКИ

Основные характеристики 2.5 дюймовых дисков:

Интерфейс подключения – SATA, SAS

ЁмкостьHDD – 2.4ТБ 10.000 SAS (3.300$); SSD – 15.36ТБ Entry SAS (12.000$)

Скорость вращения шпинделя – HDD – от 5.400 об/мин до 15.000 об/мин

Скорость передачи данных – HDD – До 200 МБ/с; SSD – До 1200 МБ/с

IOPS - количество операций ввода-вывода в секунду

HDD – до 300

SSD – до 240 000 / 200 000

M.2 НАКОПИТЕЛИ

Основные характеристики M.2 накопителей:

Интерфейс подключения – SATA, SAS, PCIe NVMe

Ёмкость – до 15.36ТБ

Скорость передачи данных – до 7200 МБ/с

IOPS - количество операций ввода-вывода в секунду – до 1 500 000

DWPD (Drive Write per Day) количество перезаписей всего объёма накопителя в день за определенный период времени – чем больше значение, тем лучше и дороже.

TBW (Total Bytes Written) – Суммарный объем данных, который гарантированно можно записать на накопитель. Указывается в терабайтах – чем больше значение, тем лучше и дороже.

Рисунок 5.

Рисунок 5

ПОЧЕМУ НЕТ ALL-FLASH

У SSD два основных недостатка. Во-первых, пока еще высокая цена. Во-вторых, меньшее число циклов перезаписи по сравнению с HDD. Впрочем, ниже мы покажем, что это несколько надуманная проблема. Кроме того, есть некоторое ограничение по емкости, вызванное ограничениями плотности элементов памяти на единице площади кристалла кремния в микросхемах SSD. Однако прогресс технологий в ближайшем будущем должен минимизировать оба недостатка.

Прогнозы аналитиков IBM, Oracle и пр. говорят о том, что через 2-3 года цены в пересчете на терабайт как на SSD (NAND Flash), так и на HDD (Disk) практически сравняются.

Но пандемия Covid-19 внесла свои коррективы…

Рисунок 6.

Рисунок 6

РАЗБЕРЕМ СХД. УРОВНИ ХРАНЕНИЯ

Блочное хранилище

СХД используется как обычный диск, который можно форматировать, устанавливать на него ОС, создавать логические диски. Данные хранятся не файлами, а блоками, что ускоряет операции ввода-вывода. Чаще используется в сетях типа SAN (Storage Attached Network).

Файловое хранилище

Данные хранятся в виде файлов, которые размещаются в каталогах. Такая СХД используется для хранения «холодной» информации, которая не требуется для операционных вычислений. На файловых хранилищах, как правило, строятся NAS (Network Attached Storage). При накоплении больших объемов данных усложняется иерархия папок, и скорость работы СХД постепенно снижается.

 Объектное хранилище

Тип СХД, который ориентирован на работу с большими неструктурированными данными объемом до петабайтов. Информация хранится не в виде файлов, а в виде «объектов» с уникальными идентификатором и метаданными. Поэтому объектное хранилище похоже по структуре на БД. Используется в аналитике, big data, машинном обучении и т.д.

СЕТЕВОЙ ДОСТУП

NAS (network-attached storage)

Файловый сервер, который включен в локальную сеть. Доступ к дисковому хранилищу организован через протоколы NFS (в UNIX/Linux-системах) или CIFS (Windows). NAS используется для работы с данными файлового типа, к которым нужен коллективный одновременный доступ — например, к общим документами Word и Excel. NAS работает «поверх» существующей локальной сети, через общие коммутаторы/маршрутизаторы.

SAN (storage area network)

Сеть, которая годится для использования разнотипных хранилищ (диски, оптические приводы, ленточные массивы), но которые воспринимаются операционной системой как единое логическое хранилище данных, или как сетевой логический диск. Протоколы: iSCSI (IP-SAN) и FibreChannel (FC). Для подключения компьютеров используются адаптеры HBA (Host Bus Adapter). В SAN применяется в основном блочный тип хранения данных.

Разделение SAN/NAS уже не так строго, как было в начале 2000-х, поскольку с появлением протокола iSCSI производители стали выпускать гибридные решения.

ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТЬ

RPO (recovery point objective)

Период, за который будут потеряны данные, — между моментом аварии и временем, когда создалась последняя резервная копия. Если RPO равен 12 часам, при выходе из строя хранилища возможна потеря данных, накопившихся за последние 12 часов. RPO влияет на выбор технологии аварийного восстановления и зависит от стоимости потери конкретного объема данных.

 RTO (recovery time objective)

Время, за которое восстанавливается доступ к СХД. Значение RTO важно для оценки стоимости простоя системы.

РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ

Частота создания бэкапов выбирается исходя из конкретных задач и требуемого уровня защиты. То же касается и размещения: рабочие данные и их резервную копию можно хранить в географически распределённых СХД (например, в дата-центрах, расположенных в разных странах и даже континентах).

ЧТО ТАКОЕ ALL-FLASH СХД

All-Flash – это системы хранения данных в электронном виде. В отличие от СХД на жестких дисках (HDD), у СХД на твердотельных носителях (SSD) отсутствуют движущиеся детали точной механики, которая перемещает и позиционирует магнитные головки для считывания-записи по дискам в HDD.

RAID

RAID (англ. Redundant Array of Independent Disks — избыточный массив независимых дисков) — технология виртуализации данных, которая объединяет несколько дисков в логический элемент для повышения производительности.

RAID 0 — striping (чередование). Массив, при котором информация разбивается на одинаковые по длине блоки, а затем записывается поочерёдно на каждый диск в структуре.

RAID 1 – зеркальный дисковый массив.

RAID 5 – n-1 - дисковый массив с чередованием, в том числе данных чётности (нет диска, выделенного для хранения чётности — блоки чётности чередуются с блоками данных на каждом диске).

RAID 6 – n-2 - дисковый массив с чередованием, использующий две контрольные суммы, вычисляемые двумя независимыми способами

RAID 10, 50, 60 – объединение 1 и 0, 5 и 0 и т.д.

RAID 10 – это не одно и то же, что и RAID 01!

ОСОБОЕ ВНИМАНИЕ

FlashCore Modules

Модули IBM FlashCore (FCM) — это семейство высокопроизводительных флэш-накопителей в стандартном форм-факторе 2,5", 15 мм. В конструкции модуля FlashCore используется протокол NVMe, интерфейс PCIe Gen3 U.2 и высокоскоростная память NAND для обеспечивают высокую пропускную способность и количество операций ввода-вывода в секунду с постоянной и предсказуемой задержкой. Каждый FCM содержит одну FPGA со шлюзом NVMe и многоядерными процессорами ARM.

Модули FlashCore доступны в следующих размерах:

4,8 Тбайт (полезные терабайты) / 21,99 Тбайт (эффективные терабайты), 9,6 Тбайт / 21,99 Тбайт, 19,2 Тбайт / 43,98 Тбайт, 38,4 Тбайт / 87,96 Тбайт.

Поддерживается аппаратное сжатие данных и самошифрование.

Подробнее можно узнать ниже – из Презентации.

Если Вы заинтересованы во внедрении в своей организации, то можете обратиться к нам:

Узбекистан, г. Ташкент, 100187, ул. Интизор, 26, Группа компаний NIHOL;

наши телефоны: (998-71) 208-58-44, 208-58-45, 208-58-47, 208-58-48, 266-58-46

e-mail: it@nihol.uz , info@nihol.uz

Презентация
Текст сообщения *
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Защита от автоматических сообщений