Salvestustehnoloogia-Virtualiseerimine

From EIK wiki

Arvutiteaduses kasutatakse salvestustehnoloogia virtualiseerimist parema funktsionaalsuse ning lisavõimaluste pärast arvutites andmete salvestamisel. Laias laastus tähendab andmete virtualiseerimine füüsiliste salvestusvahendite liitmist üheks virtuaalseks ühikuks, olenemata füüsiliste seadete asukohast, mis on hallatav keskselt ühest kohast. [1]

Andmesalvestuse virtualiseerimine teeb administreerimise lihtsamaks. Taastamine, varundamine ja arhiveerimine on kergem ja võtab vähem aega sest peidab salvestusseadmete füüsilise keerukuse ühe virtuaalse protokolli taha. Näiteks nagu seda on Storage area network lahendus. Andmesalvestussüsteemid suudavad pakkuda kas bloki tasemel salvestust või faili tasemel salvestus. Bloki tasemel salvestuse saab kätte üldjuhul üle Fiibri, iSCSI, SAS või mõni muu protokoll. Faili tasemel ligipääs tagatakse üldjuhul NFS-i või SMB protokolliga.




Miks virtualiseerida?

Põhjuseid miks hakkati salvestustehnoloogiaid virtualiseerima on mitmeid.[2]

  • Parandab ja paremini utiliseerib salvestusmahtu. Keskmiselt võib säästa 50% kasutatavast pinnast.
  • Katastroofist toibumine - ei ole oluline, et pead samale füüsilisele kettale taastama vaid saad ükskõik kuhu oma andmed taastada.
  • Kiirem varundus - Võetakse üks lüli vähemaks. Agent rakendusserveril ei pea enam varundustarkvaraga suhtlema. Võetakse snapshot masinast ja varundatakse seda madalamal kihil.
  • Andmete migratsioon - füüsilisi salvestustehnoloogiaid pakkuvad firmad üldjuhul ei ühilda oma riistvara konkurentidega mis tähendab, et andmete migratsioon on alati probleemiks.
  • Automaatne salvestuspinna suurendamine - On võimalus luua scriptid mis automaatselt virtuaalset ruumi suurendab kui sellest puudus tuleb.
  • Rakenduste testimine on lihtsam - administraator saab alati enne muudatusi snapshoti teha ja taastada eelneva kettaseisu kui uuendus nässu läheb
  • Parandab andmebaasi kiiruseid - Kui andmebaas paigutada SSD ketastele siis kasutab virtualiseerimine paremini ära SSD poolt pakutavaid tehnoloogiaid.
  • Kõrgkäideldatavus - Virtualiseerimine eraldab rakenduse füüsilisest riisvarast, mis tähenedab, et ketta õhku lendamisel ei ole häiritud rakenduse töö.
  • Resursside jagamine heterogeensete süsteemide vahel - tänu virtualiseerimisele oskavad erinevad operatsioonisüsteemid kõik kasutada ära virtualiseerimisega loodud lahendusi. Ehk siis nii Windows, linux ja unix kõik oskavad sealt andmeid pärida ja sinna andmeid kirjutada.


Faili tasemel virtualiseerimine

NAS

NAS ehk võrgumälu (inglise keeles network-attached storage) on andmesalvestus protokoll mis on ühendatud arvutivõrku.[3] Üldjuhul on tegu spetsiaalse masina või teenusega mille ülesandeks on jagada kettapinda üle võrgu. NAS ei sõltu üldjuhul tarkvaratootjatest ja on tunnustatud üldkasutatav protokoll.


CIFS

CIFS ehk Common Internet File System on Microsofti poolt loodud andmesalvestus prokokoll, mis on peamiselt kasutusel kui on Windowsi masinatest vaja välja jagada kettaruumi. Microsofti edasiarendus sellest on Samba mis on parandatud ja täiustatud versioon. CIFS tuli Windows 2000-ga välja.[4] CIFS-i toetatud platformid:

  • Microsoft Windows 2000, Microsoft® Windows NT®, Microsoft® Windows® 98, Microsoft® Windows® 95
  • Microsoft® OS/2 LAN Manager
  • Microsoft® Windows® for Workgroups
  • UNIX
  • VMS
  • Macintosh
  • IBM LAN Server
  • DEC PATHWORKS
  • Microsoft® LAN Manager for UNIX
  • 3Com 3+Open
  • MS-Net


Bloki tasemel virtualiseerimine

Blokitasemel virtualiseerimiseks on loodud mitmeid protokolle. Tuntumad on iSCSI, FC(Fiber Channel), SAS ja SATA.

iSCSI

iSCSI ehk Internet Small Computer Systems Interface on interneti protokollil põhinev andmesalvestuse standard. See on populaarne tehnoloogia iga seadme juures kus tehakse I/O operatsioone.[5] Võrgutehnoloogia kiiruste areng on lubab iSCSI protokollil kanda kõiki vajadusi üle võrgu andmesalvestuseks.

Fiiber

Fiber Channel ehk Fiiber valguskiul on põhinev tehnoloogia mida üha rohkem kasutatakse tänapäeva andmesalvestustehnoloogiate serveerimisel. Kuna kiirused mida fiiber pakub on juba praegu 4-5x suuremad suuremam. Seadmed võivad olla väga kaugel üksteisest (isegi kümneid kilomeetreid eemal), nende kasutamine on paindlik. Fiiber töötab nii üle optilise kiu kui ka üle tavalise võrgukaabliga. Kui on tegu lühemate vahemaadega siis tavalised võrgukaablid sobivad.[6] Fiibri kasutamisel on ka miinused. Nimelt iga tootja teeb endale sobivaid seadmeid mis ei ühildu üksteisega. Väga tähtis on nii serveripoolne fiibri tarkvara/riistvara kui ka salvestusmasina poolne fiibri tehnoloogia.

SAS

SAS ehk Serial Attached SCSI on punktist punkti füüsiline järjestikühenduse kaablit kasutav protokoll. See on juba vananev tehnoloogia mida Fiiber ja iSCSI jõudsalt välja vahetavad.


Plussid

  • häirimatu andmemigratsioon. I/O ei ole mõjutatud.
  • Parandatud utilisatsioon - suur hulk ruumi hoitakse kokku
  • Vähem manageerimisliideseid

Miinused

  • Füüsiliste ketaste ümberehitamine (raid-i muutmine) on võimatu.
  • Omavaheline ühilduvus ja teenusepakkujate tugi
  • Keerulisus
  • Meta-data haldamine
  • Jõudlus ja skaleerumine

LUN

LUN ehk logical unit number on unikaalne tähis mida kasutatakse sihtkohaks virtuaalse või füüsilise andmesalvetus sihtmärgina.[7]. See on defineeritud iSCSI protokollis ning seda kasutab nii iSCSI kui ka FC. See tähendab seda, et antakse rakendusserverile 16dik süsteemis numbrijada kui salvestussihtkoht.

Kokkuvõte

Andmesalvestus tehnoloogiate virtualiseerimine on ennekõike hoidnud kokku aega, ruumi ning raha. Peamiselt failisüsteemil põhinevad salvestustehnoloogiad on igapäevaselt kasutusel üle maailma. Blokitasemel kasutatakse spetsiifilisematel eesmärkidel. Kuigi on ka arvutites juba IDE/SATA/ATA ajast kasutusel. Tänapäevatehnoloogiad hoiavad suurtes lahendustes kokku väga palju ruumi ja raha. Ennekõike mõeldakse uute tehnoloogiate kasutamisel kui tahetakse laieneda ilma, et peaks kordi rohkem füüsilist ruumi serveritele arvestama.


autor: Tarvi Tihhanov 2016