Дисковый массив

Системы хранения данных предназначены для того, чтобы сохранять большие объемы информации и оперировать ими. Современному бизнесу очень непросто обойтись без качественной и высокоэффективной СХД, но важно понимать, что даже при наличии мощного сервера без надежных дисковых массивов сохранность информации не будет обеспечена на должном уровне, а значит, хранилище не сможет корректно функционировать. Для систем базового уровня предназначены небольшие массивы, которые интегрируются прямо в платформу, но более сложные решения требуют подключения выделенных устройств для хранения данных. Дисковые массивы используют в качестве накопителей жесткие диски, от объема и производительности которых зависит, насколько надежно и эффективно будет работать СХД.

Важнейшие свойства СХД, на которые ориентируются клиенты, выбирая подходящую систему для своего предприятия – отказоустойчивость и способность к восстановлению данных, которые не теряются, даже если произошли DDOS-атака, внеплановое отключение электроэнергии или землетрясение. Это достигается за счет дублирования ключевых элементов, и дисковый массив в таком случае способен обеспечивать сохранность информации. К тому же, в СХД практикуется избыточная запись данных, которая при необходимости позволяет восстановить их, если какой-то из дисков перестал работать.

Составляющие дискового массива:

Сами диски и корзины для них – диски могут располагаться блоками или по отдельности;
Контроллеры – платы управления, которые отвечают за основной функционал СХД, в том числе создания RAID (избыточного массива независимых дисков);
Кеш-память – промежуточный буфер, где содержится часто запрашиваемая информация, позволяющий получить к ней более быстрый доступ;
Блоки питания, защищенные избыточным резервированием;
Резервный источник питания для контроллера и кэш-памяти, защищающий данные от утраты в случае прекращения подачи электроэнергии;
Охлаждающее оборудование для дисков и контроллеров, предохраняющее их от перегрева и выхода из строя;
Интерфейсные платы доступа к дисковому пространству: FC, SCSI, Ethernet.

Это стандартный набор компонентов, но в некоторых случаях перечисленные блоки могут быть объединены в общую плату: например, кеш-память и RAID-контроллер в сочетании с резервным питанием кеш-памяти. Кроме того, в устройствах бюджетного сегмента некоторые элементы могут быть не представлены, либо могут не иметь функцию резервирования.

Классификация дисковых массивов

Entry-level

Устройства, относящиеся к данному уровню, обычно включают несколько дисков. У них может вовсе не быть контроллера, либо они могут быть оснащены одним контроллером. Эти массивы не отличаются ни высокой эффективностью, ни надежностью и не имеют батареи резервного питания. Имеют настольное исполнение .

Примеры устройств: QSAN XN3004T, QNAP TS-451+, Synology DS218.

Название говорит само за себя: это устройства среднего уровня, которые имеют модульную структуру и два контроллера, отвечающих за свою часть дисков и серверных подключений. Данные массивы оборудованы дублирующимися компонентами обеспечения электроэнергией и вентиляционным оборудованием, а также оснащены запасной батареей. Единой точки отказа у них нет. В случае, если один из контроллеров по какой-либо причине прекратит функционировать, доступ к данным сохранится, но производительность упадет наполовину. Для них нужно до нескольких десятков дисковых полок. Подходят для небольших и средних предприятий.

Примеры устройств: QSAN XCubeSAN и XCubeNXT, Dell EMC Unity XT, HPE Primera

Hi-End

Это массивы наивысшего уровня, характеризующиеся повышенной надежностью и производительностью. Обычно у этих устройств не два, а десятки контроллеров, «заточенных» на дисковые или хостовые операции. Работа всех компонентов полностью резервирована, и если какой-то из элементов выходит из строя, на производительности это практически не отражается. Массивы обладают сложной многопроцессорной архитектурой и предполагают возможность установки тысяч дисков.

Примеры устройств: NetApp FAS9000, Dell EMC VMAX, HPE XP8 .

Дисковые массивы и дополнительный функционал

Когда дисковые массивы только начинали активно использоваться предприятиями, многие опции были доступны только пользователям устройств уровня Hi-End, но со временем приобрели более массовый характер и прочно вошли в функционал и дисковых массивов Mid-Range.

О каких функциях идет речь?

Виртуализация СХД – возможность подключения дискового массива к другому дисковому массиву и объединение в общее устройство.
Кластеризация СХД – Объединение двух и более СХД в один автоматизированный отказоустойвый узел. Кластер с Гео-распределёнными СХД принято называть МетроКластером (MetroCluster).
SSD-кэширование – существенное расширения Кеш-памяти за счет SSD дисков.
Многоуровневое хранение – перемещение данных между дисками разного уровня производительности, чтобы «вытащить» более востребованные данные было проще и быстрее.
Репликация (локальная и удаленная) – создание копий данных как внутри дискового массива и перемещение их между другими массивами.
Дедупликация и компрессия данных – удаление дублирующихся частей и уменьшения объёма имеющейся информации для оптимизации пространства для хранения данных.