Архитектура EMC Centera

Архитектура Centera представляет собой платформу без единичных точек отказа. В ней используется массив независимых узлов (RAIN). Число идентичных узлов в одной стойке может составлять 16, 24 или 32, что обеспечивает от 4,6 до 9,6 Тбайт защищенной емкости хранения. Каждый узел содержит процессор и 600 Гбайт емкости хранения, на каждом выполняется копия ПО Centera в одном из двух эксплуатационных режимов - узел хранения (обеспечивается долговременное хранение объектов типа BLOP и CDF) и узел доступа (магистраль для взаимодействия между сервером приложений и узлами хранения). Узел связан со всеми другими узлами в кластере через частную локальную сеть.

Узлы доступа не предусматривают долгосрочного хранения контента, поэтому защищенная память кластера Centera определяется исключительно числом узлов хранения. Подобная архитектура обеспечивает системам Centera исключительную масштабируемость и по вместимости, и по производительности, а также простоту управления физическими ресурсами хранения.

Типичной для CAS архитектурой является RAIN (Redundant Arrays of Independent Nodes). Системы состоят из независимо функционирующих узлов хранения. Каждый узел содержит дисковый массив, центральный процессор, память и соединения Ethernet, служащие магистралями связи внутри модуля. Каждый узел, также как и подключаемые к сети устройства хранения, работает со своей собственной операционной системой. RAIN – это своего рода реализация RAID на узлах, а не на дисковых массивах.

Недостатки: можно выделить наличие узлов доступа, пропускающих через себя данные с узлов хранения. Это создает потенциальные узкие места в потоке данных в системе, снижает ее надежность.

8. RAID-массивы. Классические уровни RAID (0-5). Расширение классических уровней RAID (1E, 5E, 5EE). Сравнение и характеристики.

RAID (redundant array of independent disks — избыточный массив независимых жёстких дисков, 1987-1994) — массив из нескольких дисков, управляемых контроллером, взаимосвязанных скоростными каналами и воспринимаемых внешней системой как единое целое. В зависимости от типа используемого массива может обеспечивать различные степени отказоустойчивости и быстродействия.

Уровни RAID:

- Без обеспечения надежности хранения данных (RAID 0)

- С возможностью потери до 1 жесткого диска (RAID 1-5)

- С возможностью потери до 2 любых дисков (RAID 6)

-Кластерные (комбинированные) – с возможностью потери до 1 (2) дисков из группы (RAID1+0, 0+1)

RAID 0: Дисковый массив без отказоустойчивости (Striped Disk Array): независимые блоки параллельно записываются на диски. Блоки - некий непрерывный файл.

(+): независимость чт/зап блока данных – 1 оп-ция вв/выв – эффективное использование дискового пространства.

(-): низкая надежность, т. к. отказ любого из дисков приводит к неработоспособности всего массива.

Надежнее данные записывать на 1 диск, чем на RAID0.

RAID 1: Дисковый массив с зеркалированием:

(+): высокая надежность

(-): неэффективное использование дискового пространства (избыточность).

RAID 2: Отказоустойчивый дисковый массив с использованием кода Хемминга: диски делятся на 2 группы — для данных (n дисков) и для кодов коррекции ошибок (n − 1 дисков). Данные записываются на как в RAID 0, они разбиваются на небольшие блоки по числу дисков. Оставшиеся диски хранят коды коррекции ошибок, по которым в случае выхода какого-либо жёсткого диска из строя возможно восстановление информации (XOR).

(-): сложная реализация, большое кол-во.

RAID 3: Отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и четностью:

записываются непрерывные блоки данных, разделенные на подблоки. Блоки зап/сч параллельно ЦЕЛИКОМ (А.1,А.2,А.3,А.4)! Всегда по 4. Восстановление: через контрольную сумму (ЕСС:А) через XOR.

В RAID 2 инф-ция на контрольных дисках использовалась для коррекции ошибок на лету, в то время как большинство пользователей удовлетворяет простое восстановление информации в случае поломки диска, для чего хватает информации, умещающейся на одном выделенном жёстком диске.

Отличия RAID 3 от RAID 2: невозможность коррекции ошибок на лету и меньшая избыточность.

Достоинства:

- высокая скорость чтения и записи данных;

- минимальное количество дисков для создания массива равно трём.

Недостатки:

- синхронизация работы дисков в системе

- большая нагрузка на контрольный диск.

- массив этого типа хорош только для однозадачной работы с большими файлами, так как время доступа к отдельному сектору, разбитому по дискам, равно максимальному из интервалов доступа к секторам каждого из дисков. Для блоков малого размера время доступа намного больше времени чтения.

a+b+c+d+c+c*=a+b+c*+d

RAID 4: Массив независимых дисков с разделяемым диском четности: похож на RAID 3, но отличается от него тем, что данные разбиваются на блоки, а не на подблоки. Диск 5 хранит контрольную сумму. Если модифицируем блок В, то модифицируем и контрольную сумму.

Используется фирмой Network Applines (ликвидация недостатков за счет интеллектуального управления размещением данных)

(-): диск 5 – контрольная сумма – наиболее горячая точка в системе, чаще всего выходит из строя.

RAID 5: Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенной четностью: блоки данных и контрольные суммы циклически записываются на все диски массива, нет асимметричности конфигурации дисков.

(+): эффективное использование дискового пространства, высокая скорость на операции чтения, на операции записи ниже: 1 операция записи = 4 оп вв/выв, равномерный износ компонентов.

Применение: наиболее популярный уровень для данных, где не требуется большого кол-ва оп-ций записи. Например, для БД.

RAID 1E: Отказоустойчивый массив с двунаправленным зеркалированием

RAID 5E: создает ряды данных и контрольных сумм во всех дисках массива

RAID 5EE: Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенными четностью и диском горячей подмены: подобен массиву RAID-5E, но с более эффективным использованием резервного диска и более коротким временем восстановления. В отличие от RAID level-5E, использующего неразделенное свободное место для резерва, в RAID level-5EE в резервный диск вставлены блоки контрольных сумм. Это позволяет быстрее перестраивать данные при поломке физического диска.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: