Построение компьютерной сети Создание корпоративной Webсети

Защита данных в режиме реального времени

Возможно, вы полагаете, что архивирование в режиме реального времени практически невозможно, поскольку оно слишком дорого, требует больших ресурсов и т.п. Однако есть некоторые методы, которые можно использовать для сравнительно непрерывного сохранения обновленных данных, позво ляющие сохранять обновленные данные даже при авариях дисков. Такие методы имеет несколько преимуществ. Они не только обеспечивают избыточность и обновление данных по ходу работы, но также повышают производительность сети путем выравнивания нагрузки, т.е. распределения доступа к данным по множеству дисков или серверов. При обычном же архивировании обеспечивается только избыточность данных.

Использование массивов RAID

RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks — избыточный массив недорогих дисков) — общее название технологии, объединяющей ресурсы нескольких жестких дисков для повышения общей надежности и/или производительности системы хранения информации на дисках. Аппаратные массивы RAID строят на основе подсистемы RAID SCSIдисков, в то время как в программных RAIDсредствах для создания массива используют специальные программные средства. Основные параметры RAIDмассива таковы.

• Отказоустойчивость массива позволяет выдерживать аварию одного из дисков. Утраченные данные могут быть восстановлены с помощью остальных дисков.

• Работа массива зависит от совместной работы множества физических дисков. Для создания RAID можно комбинировать и логические тома. Если же физические диски не работают совместно, их называют JBOD (Just a Bunch of Disks — простой набор дисков).

• Физические диски не обязательно должны быть одного типа и размера, однако размеры логических разделов (logical divisions) в пределах массива должны быть одинаковыми. Иными словами, размеры всех логических частей массива должны совпадать.

• Массив RAID можно использовать для защиты всех либо части физи ческих дисков.

Совет

Вы можете создать программный массив RAID и на базе EIDEдисков, но SCSIдиски обеспечивают большую производительность При этом, интерфейс SCSI обеспечивает многозадачный режим операций чтения/записи на единственном контроллере, в то время как интерфейс EIDE только однозадачный

Массивы RAID приобрели широкую популярность, когда стоимость жестких дисков значительно упала. Программные RAIDмассивы позволяют использовать эту технологию даже людям со средними доходами. Как правило, используются два типа отказоустойчивых RAIDмассивов: с зеркальным отображением диска (disk mirroring) и с чередованием дисков (disk stripping) с контролем четности. Они рассматриваются в последующих разделах.

Зеркальное отображение диска. Обеспечивает защиту всех данных путем их записи сразу в двух местах. Каждый раз, когда вы создаете, редактируете или удаляете файл, изменения регистрируются в обоих местах. Для этого необходимы два отдельных диска, непосредственно объединенных в зер кальный набор (mirror set). Если чтолибо происходит с данными на одном из накопителей, то вы разделяете зеркальный набор и получаете доступ к точной (и новейшей) копии данных на другом. Следует отметить, что зер кальные наборы неэффективны с точки зрения использования дискового пространства. Действительно, в таком случае избыточность означает, что для хранения данных требуется вдвое большее дисковое пространство, чем при обычном хранении. И тем не менее, это великолепный способ защиты данных. Кроме того, в системах SCSI применение таких RAIDмассивов уменьшает время считывания, поскольку операция чтения может выпол няться сразу с двух дисков в многозадачном режиме.

Примечание

Если каждый диск в зеркальном наборе имеет собственный контроллер (и, таким образом, авария одного контроллера не приводит к потере доступа к обоим дискам), эта технология называется дуплексированием дисков (disk duplexing) В остальных случаях зеркальный набор работает именно так, как было описано выше

Чередующийся набор с контролем четности. Подобно зеркальному отображению диска, чередование дисков с контролем четности позволяет защитить данные, распределяя их по множеству дисков. Данные запи сываются на дорожки каждого жесткого диска чередующимся набором. Чередующиеся наборы с контролем четности должны состоять не менее чем из трех физических дисков. Кроме исходных данных, на диски записы вается информация о четности. Как и исходные данные, она распределяется по физическим дискам, однако сохраняется отдельно от тех, к которым относится. При отказе одного из дисков чередующегося набора, для вос становления пропавших данных используется информация о четности из остальных дисков. Благодаря этому сохраняется доступ ко всем данным. Объем информации о четности зависит от количества дисков в чередующемся наборе, поскольку информация о четности рассчитывается так, чтобы вос становить данные на одном диске. Таким образом, в чередующемся наборе из трех дисков для хранения информации о четности будет использоваться третья часть всей суммарной емкости, а в наборе из 10 дисков — десятая. Чем больше дисков в наборе, тем эффективнее его работа.

Если же в чередующемся наборе одновременно выходит из строя несколько дисков, данные теряются, однако авария одного диска устраняется без какоголибо вмешательства с вашей стороны. Допустим, вы собрали RAIDмассив из четырех дисков и используете его в качестве основы чередующегося набора с контролем четности. Внезапно отказывает один из дисков. Когда вы перезагрузите сервер и откроете Disk Administrator (Администратор дисков), появится сообщение о том, что диск отказал, а утраченные данные будут восстановлены. Можно будет записывать и считывать данные из чередующегося набора так, как будто отказавший диск все еще работает. Конечно, вы должны как можно скорее его заменить. Если откажет еще один диск, то восстановить чередующийся набор будет просто невозможно.

Примечание

Информация о четности жизненно важна для обеспечения отказоустойчивости Один из видов RAIDмассива чередующийся набор дисков без контроля четности отказоустойчивость не обеспечивает Он спроектирован главным образом для повышения производительности дисков С этой целью операции чтения и записи разнесены по множеству дисков. Поскольку в этом случае диски сильно зависят друг от друга (codependent) и не содержат информацию о четности, дисковые массивы такого типа должны регулярно архивироваться отказ хотя бы одного диска разрушит весь массив.

Достоинства и недостатки различных типов RAIDмассивов. Что лучше, использовать чередующиеся наборы с контролем четности или зеркальное отображение диска? Массивы с зеркальным отображением диска отличаются невысокой начальной стоимостью, поскольку для создания зеркального набора достаточно всего двух дисков, в то время как для отказоустойчивого чередующегося набора — не менее трех. Кроме того, операции записи в массивах с зеркальным отображением диска выполняются быстрее. В зеркальных SCSIнаборах операции записи/чтения могут выполняться болееменее одновременно вследствие "многозадачности" интерфейса SCSI. Поэтому зеркальное отображение диска действительно повышает скорость операций чтения/записи. В чередующихся наборах с контролем четности операции записи менее производительны, поскольку в данном случае при каждом изменении данных необходимо повторно рассчитывать информацию о четности. Это не относится к операциям чтения, однако по сравнению с одиночным диском или зеркальным набором запись вы полняется медленнее. Наконец, расчеты, необходимые для поддержки чередующихся наборов, выдвигают дополнительные требования к опера тивной памяти и производительности процессора сервера по сравнению с зеркальным отображением диска.

Отметим, что чередующиеся наборы с контролем четности применяют чаще остальных типов RAIDмассивов.' Зеркальное отображение весьма расточительно занимает дисковое пространство — оно используется менее эффективно, чем в чередующихся наборах с контролем четности. Причем эффективность последних повышается с увеличением количества дисков в чередующемся наборе. Высокая эффективность использования дискового пространства компенсирует любые недостатки производительности (фактически, они совершенно незаметны сетевым клиентам). Кроме того, благодаря удешевлению оборудования, дополнительные ресурсы, необхо димые для поддержки чередующихся наборов, реально не сдерживают использование этого более совершенного типа RAIDмассивов.

Сбалансированность пары Система с повышенной пропускной способностью должна быть менее чувствительной к внешним помехам. Чтобы обеспечить правильную передачу, степень симметричности пар должна быть очень высокой. Параметры, которые служат мерой симметричности пар, называются потерями на продольное преобразование (LCL) и потерями на продольно-поперечное преобразование (LCTL) и также измеряются в децибелах. Чем больше их значение, тем лучше сбалансирован кабель. Например, если LCL = 40 дБ, внешнее паразитное напряжение 10 В создает в паре дифференциальное напряжение шума, равное 0,1 В. Им уже нельзя пренебрегать, хотя кабель, сбалансированный на 40 дБ, считается хорошим.
Прокси-серверы Кабельные модемы