AMC Pacific

video

fanpage facebook

Công nghệ

NAS và SAN cho bạn một giải pháp hoàn hảo!

24/02/2016 - 04:19

Bằng những kiến thức của mình và sự tổng hợp các bài viết từ internet tác giả muốn mang đến cho bạn một sự kết hợp hoàn hảo giữa 2 thiết bị lưu trữ.

Trong tin học, mạng lưu trữ SAN (Storage Area Network) là một kiến trúc gắn kết các thiết bị lưu trữ bên ngoài (như dãy đĩa, [|thư viên băng từ]] và các thư viện ổ quang) tới các máy chủ theo cách mà đối với hệ điều hành các thiết bị lưu trữ này xuất hiện giống như các thiết bị lắp trong.

SAN cho phép nhiều máy tính truy cập nhiều thiết bị lưu trữ trên một mạng dùng chung. Đối với các nhóm sản xuất điều này bổ sung tính linh hoạt rất lớn vì thiết bị lưu trữ có thể được truy cập bởi tất cả các trạm làm việc (workstation) có truy cập mạng, do vậy loại bỏ các giới hạn không gian trên các trạm làm việc riêng rẽ. Thiết kế này cho phép một file đơn có thể được chia xẻ (được đọc đồng thời) bởi nhiều trạm làm việc, do vậy cho phép giảm đáng kể thời gian cần thiết để di chuyển file qua dòng làm việc nhiều bước.

Nó cũng cho phép lưu trữ tốc độ cao hơn là khả thi cho các trạm làm việc biệt lập, trong khi tăng tính sẵn sàng của toàn hệ thống qua việc dùng các thành phần dự phòng cũng như sao chép kép (duplication). Với một số thành phần cơ bản, có thể xây dựng SAN có kích thước và băng thông hầu như không hạn chế. Nhiều server, mạng đĩa, các thư viện băng hoặc các thiết bị lưu trữ khác có thể được nối đến SAN.

SAN tạo thành một mạng cách ly, được thiết kế đặc biệt cho lưu lượng dữ liệu lớn, ví dụ như dịch chuyển nội dung chương trình đến và từ mạng các đĩa nhanh, lớn. Kênh quang (Fibre Channel – FC) chiếm ưu thế trong mạng cách ly này, nhưng nó đòi hỏi các chuyển mạch (switcher) FC đắt. Việc mở rộng lưu trữ có thể là phức tạp về mặt thực hiện và kênh quang của FC có giới hạn khoảng 10 km là tốt nhất. Việc liên hoạt thường có thể là vấn đề khó khăn nhất cần khắc phục khi thực hiện SAN vì thiết bị chuyển mạch được sử dụng trong các SAN tách biệt thường không có khả năng liên hoạt.

Đối lập với SAN, đĩa lưu trữ nối mạng NAS sử dụng các giao thức chia sẻ file như NFS hay SMB/CIFS. Theo cách này, hệ thống lưu trữ vẫn được hiểu là hệ thống lưu trữ bên ngoài và máy tính yêu cầu một phần của tập tin trừu tượng thay vì một ô đĩa cụ thể.

NAS tối ưu hóa mô hình mạng client/server truyền thống. Nó loại bỏ quan niệm gắn lưu trữ với một trạm làm việc đơn và gắn lưu trữ trực tiếp với mạng. Nó dùng các thiết bị đặc biệt, các NAS head, hoạt động như các giao diện đối với các client mạng thông thường, và có chức năng giống như một hard drive (ảo) kết nối với mạng. Các NAS head này không đòi hỏi monitor hoặc bàn phím điều khiển và có chứa hệ điều hành cài sẵn (do vậy đơn giản hơn). Các hard disk drive và các mạng đĩa có gắn vào nhiều NAS head để tăng dung lượng toàn phần. Việc dùng các thiết bị NAS cho phép lưu trữ có khả năng mở rộng rẻ hơn và dễ dàng hơn, không cần các server đa mục đích và phức tạp để làm công việc phân phối các file tới các người sử dụng mạng.

Network Attached Storage (NAS).

Nhiều server nối mạng có thể gắn vào một trường lưu trữ chung nhờ dùng cấu trúc SAN và phần mềm SAN chạy trên server. Hệ thống này là phức tạp ở mức trung bình vì một thực tế là nhiều server mạng phải được cài đặt, cấu hình, quản lý và bảo trì. Các server mạng phải cung cấp khả năng chạy các chương trình ứng dụng server, cung cấp khả năng server dữ liệu và quản lý truy cập hệ thống file SAN. Càng có nhiều phần mềm chạy trên server, thông lượng thực tế sẽ càng thấp, vì càng có nhiều CPU cycle được sử dụng cho chức năng quản lý.Hiện nay các tốc độ nối mạng đang xấp xỉ tốc độ dữ liệu gigabit với sự xuất hiện ngày càng rõ rệt của Gigabit Ethernet. Một kết nối Ethernet trên server có thể hỗ trợ thông lượng toàn phần của một kết nối lưu trữ FC đơn. Với bộ xử lý và cấu trúc bộ nhớ thích hợp trên server dữ liệu, hiện nay một server đơn có thể cung cấp băng thông truy cập dữ liệu cỡ gigabit đối với thiết bị bất kỳ trên mạng. Mô hình server đơn này làm đơn giản đáng kể việc quản lý hệ thống lưu trữ, giảm việc cần các trình ứng dụng quản lý bổ sung để chạy trên server. Hiện tại các hệ thống đơn giản hơn này có thể cung cấp truy cập dữ liệu cỡ nhiều gigabit cho nhiều người sử dụng trên mạng. Thậm chí các hệ thống này có thể được đơn giản hóa hơn nữa nhờ giảm khối lượng chức năng yêu cầu của server qua việc thực hiện các giao diện lưu trữ trên mạng tiêu chuẩn như SMB, CIFS và NFS. Các giao diện hệ thống file chuẩn hóa này cho phép một server đơn giản gắn trên mạng và trông như drive đĩa từ xa. Cấu trúc này được gọi là NAS.

Trong SAN và các cấu trúc lưu trữ tập trung được mô tả ở trên các server chạy cả các trình ứng dụng và phần mềm quản lý của bản thân nó. Phương pháp NAS cho phép mỗi người sử dụng trên mạng chạy trình ứng dụng riêng của họ một cách cục bộ trong khi đang truy cập lưu trữ chung (xem các hình 9 và 10). Server NAS được tối ưu cho cung cấp chỉ duy nhất giao dịch hệ thống file, thậm chí đơn giản hóa nhiều hơn các yêu cầu cho server, và do vậy giảm giá thành của toàn bộ mạng. Bằng việc giới hạn chức năng server NAS vào việc cung cấp các giao diện hệ thống file chuẩn, sẽ không cần phải dùng hệ điều hành thương mại đầy đủ như Windows NT® hoặc UNIX®.

Độ dự phòng NAS.

Với cấu trúc lưu trữ được đơn giản hóa, yêu cầu dự phòng cũng được đơn giản hóa. Trong sơ đồ dự phòng SAN, nếu server đang chạy một trình ứng dụng riêng thì server dự phòng cũng phải được cấu hình để chạy trình ứng dụng đó. Đối với một vài trình ứng dụng, server dự phòng cũng phải theo dõi được trạng thái của các trình ứng dụng đang chạy trên các server khác sao cho nó có thể nắm bắt được server hỏng ở điểm nào. Trong mô hình NAS, thực tế các trình ứng dụng chạy trên các PC ở xa, server NAS chỉ theo dõi các giao dịch hệ thống file xảy ra trên hệ thống. Việc chống hỏng hóc thì tương tự như trong SAN, trong đó phải có server thứ hai gắn với hệ thống lưu trữ để đảm nhiệm chức năng của server hỏng, tuy nhiên nó đơn giản hơn nhiều. Server NAS dự phòng chỉ phải theo dõi các giao dịch hệ thống file và không liên quan với sự đồng bộ hệ thống file vì thực tế nó không chia xẻ truy cập lưu trữ với các server NAS khác. Chỉ có một server đọc và viết vào lưu trữ tại một thời điểm. Thông tin trạng thái server NAS có thể được sao chép vào server dự phòng, và nếu server chính hỏng, server dự phòng có thể nhanh chóng tự cấu hình để đảm nhiệm chức năng của server hỏng.

Tổng kết.

Đối với các mạng dữ liệu không cần thiết có phần cứng đặc biệt nào, và cũng không yêu cầu phải có sự cải biên nào đối với mạng để co dãn môi trường server NAS. Các khách hàng có thể nhanh chóng mở rộng dung lượng và chức năng của mạng xí nghiệp của họ. Tương tự dung lượng lưu trữ có thể được bổ sung cho server NAS với nỗ lực quản trị tối thiểu. Tuy nhiên việc phân bố dữ liệu video là thách thức và nhạy cảm giá thành nhiều hơn. Đối với stream media các cổng video và audio đắt phải được bổ sung vào server, và các router, switcher cùng phải được bổ sung cho cơ sở hạ tầng nối mạng.

Dùng các cấu trúc SAN và NAS.

Việc kết hợp các cấu trúc lưu trữ SAN và NAS trong thiết kế server mang lại các lợi ích đáng kể (như một minh họa ở hình 11). Việc nối mạng SAN cho phép các workstation chia xẻ một trường lưu trữ chung. Nếu các trạm làm việc này là chuẩn hóa dựa trên IT, đã có sẵn thì các trình ứng dụng chạy trên chúng có thể dùng lưu trữ chia xẻ, nhưng không chia xẻ thiết bị quảng bá dành riêng khác, ví dụ VTR. Trong hầu hết các trình ứng dụng server quảng bá điều quan trọng là có thể kết nối các thiết bị quảng bá chuẩn như các VTR vào lưu trữ chia xẻ, và điều này có thể được thực hiện bởi dùng các kết nối I/O quảng bá đặc biệt, dành riêng, ví dụ như SDI và AES/EBU. Ở đây các thiết bị SAN dành riêng cho quảng bá có thể được sử dụng trong thiết kế server.
Việc chia xẻ trường lưu trữ chung giữa các trạm làm việc có ý thức SAN là cách thuận tiện để thiết kế kích thước server, và phụ thuộc vào kích cỡ (gralarity) của server, xây dựng các khối căn cứ vào số kênh và khả năng lưu trữ có thể được thực hiện. Khi yêu cầu cho các cổng server vượt quá băng thông có sẵn, cần bổ sung khối SAN có tính chất quảng bá vào SAN hiện có, với nhiều drive đĩa hơn nếu cần thiết.

Nếu SAN cho chúng ta sự mềm dẻo trong thiết kế server với dải rộng các kích thước, thì NAS cho ta khả năng nối mạng các server riêng lẻ khi dùng các giao thức và công nghệ IT chuẩn. Rất ít hệ thống quảng bá quyết định dùng chỉ một server quảng bá. Từ quan điểm quản lý media tính hấp dẫn của việc chỉ có một server là một server đơn giảm thiểu đáng kể sự dịch chuyển dữ liệu. Tuy nhiên vấn đề an ninh là bắt buộc và việc backup và lưu trữ chương trình là cần thiết, đặc biệt khi trong tương lai các băng video sẽ không còn được sử dụng. Ví dụ để copy dữ liệu giữa hai VTR, số kết nối cần thiết là: SDI cho video, AES/ABU cho audio và RS-422 cho điều khiển. Khi dùng Ethernet và TCP/IP, video, audio và cơ cấu điều khiển copy được tải bằng một sợi đơn (hoặc thực tế cặp dây xoắn). Cho tới nay giới hạn nằm ở chỗ dùng 100 baseT, tuy tốt cho nhiều yêu cầu IT nhưng lại khá thấp cho các trình ứng dụng quảng bá, trừ những trình ứng dụng nhỏ. Với sự xuất hiện của 1000 baseT việc di chuyển nội dung chương trình giữa các thiết bị quảng bá trở thành một thực tế, một giải pháp giá thành hiệu quả vì giá thành công nghệ nối mạng 1000 baseT Ethernet đang giảm nhanh.
Trong các thuật ngữ rất rộng thiết kế server SAN là trung tâm có thể là phù hợp hơn cho nhu cầu hậu kỳ, ở đó một nhóm các trạm làm việc phải chia xẻ một trường lưu trữ chung. Ngược lại các module server NAS có tiềm năng phù hợp cho các trình ứng dụng truyền dẫn, ở đó các cache playout riêng biệt, thường được hỗ trợ bởi các cache backup, là cần thiết để cung cấp dịch vụ on-air tin cậy 100%. Ở đây đầu cung cấp cố định (steady feed) của nội dung chương trình sẵn sàng cho truyền dẫn thì được cấp đến các module phát NAS (NAS TX) bởi 1000 baseT Ethernet sẵn sàng cho đưa vào thời biểu on-air.

Tin tức liên quan