22. Дисковые массивы .

Дисковый массив — внешнее устройство хранения, состоящее из нескольких жестких дисков.

Описание

В отличие от отсека для установки жёсткого диска в корпусе компьютера или специального конструктива для крепления одиночного диска, включающего в себя средства реализации физического и механического (соответствующие разъёмы) интерфейса, и, при необходимости, крепежа внутри такого конструктива дискового накопителя иного формата, (например 3½" в конструктиве 5¼") — т. н. «кармана», представляет собой куда более сложную систему, состоящую из следующих компонентов:

контроллеры, обладающие способностью виртуализации, и способные создавать RAID.

Кэш-память. В зависимости от конструкции может быть на борту контроллера, так и отдельным конструктивом дискового массива.

Блоки питания. Промышленные дисковые массивы имеют избыточное резервирование блоков питания.

Отдельное резервное питание для контроллера и кеш-памяти.

Средства охлаждения дисков и контроллеров, вентиляторы и т. д.

Контроллеры доступа потребителей к дисковому пространству: FC,SCSI, Ethernet.

Корзины для дисков. Блоками на несколько дисков или отдельные диски.

Собственно сами диски.

Некоторые из этих блоков могут быть выполнены в виде единой платы, например: RAID-контроллер, вместе с кеш-памятью, резервным питанием кеша, и контроллером доступа. Также в некоторых, менее дорогих устройствах, могут отсутствовать какие-то компоненты или их резервирование.

Обычно дисковый массив обеспечивает высокую доступность благодаря:

резервированию избыточными компонентами: диски, блоки питания

резервированию путей доступа к дисковому массиву: Multipath

возможности горячей замены.

Также дисковые массивы могут обеспечивать повышенную скорость доступа к данным или увеличенную пропускную способность благодаря:

Кэш-память

использованию RAID

балансировка нагрузки на контроллер средствами технологии Multipath

Предикативное чтение.

Подключается к серверу по интерфейсам: SCSI, Fibre Channel, ESCON, FiCON, Ethernet, USB и др.

Классы дисковых массивов

Дисковые массивы условно подразделяются на 3 класса:

Entry-level - начального уровня. Для домашнего пользования и малого бизнеса.

Mid-Range - среднего уровня. Для небольших организаций и подразделений предприятий.

Hi-End или Enterprise - уровня предприятия.

Entry-level

Устройства Entry-level как правило состоят из небольшого (несколько единиц) количества дисков и либо имеют один контроллер либо не имеют его вообще. Обычно реализованы в настольном исполнении, либо в виде одной дисковой полки. Батареи резервного питания как правило не имеет. Примеры: QNAP TS-459, Synology Disk Station DS207.

Mid-Range

Устройства Mid-Range обычно имеют модульную конструкцию и состоят из одной или нескольких (до нескольких десятков) дисковых полок, монтируемых в стойку. Характеризуются наличием двух аналогичных контроллеров, каждый из которых имеет свою кэш-память и обслуживает часть дисков и серверных подключений. Имеет дублированные компоненты электропитания и вентиляции, а также резервную батарею. Не имеет единой точки отказа. В случае выхода одного из контроллеров сохраняется доступ ко всей хранимой информации, но утрачивается половина производительности. Примеры: EMC Clariion СХ-серий, Hitachi AMS-2500, IBM DS-4700

Hi-End

Массивы высшего класса для использования крупными предприятиями. Имеют высшую по сравнению с предыдущими классами производительность и надёжность. Как правило обладают следующими характеристиками: Монолитная или монолитно-модульная конструкция в виде отдельно стоящего шкафа (шкафов). Возможность установки от сотни до тысяч дисков. Симметричная мультипроцессорная архитектура. Имеет до нескольких десятков специализированных контроллеров, каждый из которых предназначен либо для дисковых (BackEnd) либо для хостовых (FrontEnd) операций. Контроллеры разделяют общую память. Устройство полностью резервировано. При выходе из строя любого из компонентов (в т.ч. диска, контроллера) падение производительности незначительно (менее половины). Особенностью Hi-End систем является поддержка оборудования Mainframe, в том числе интерфейсов ESCON, FiCON. Примеры: EMC Symmetrix, Hitachi USP-V, Hewlett-Packard XP12000

Дополнительные функции дисковых массивов

Дополнительные функции дисковых массивов. Ранее эти функции были достоянием массивов Hi-End классов, однако со временем стали стандартными функциями класса Mid-Range и даже стали появляться в массивах начального уровня.

Локальная репликация

Создание копий данных средствами дискового массива внутри дискового массива. Применяется для резервного копирования, разработки и др. Имеет две разновидности: Клон - полная копия данных. Занимает такое же пространство что и оригинальные данные. Независим от оригинала. Snapshot - разностная копия данных. Пишутся только данные, отличающиеся от оригинала. Занимает меньше пространства, но зависит от оригинального тома. При утрате исходных данных теряется. Примеры: TimeFinder (EMC), Copy-on-Write (Hitachi), Shadow Image (Hitachi)

Удалённая репликация

Создание и копий данных средствами дискового массива на другой дисковый массив. Применяется для резервного копирования, катастрофоустойчивых решений. Подразделяется на Синхронную, Асинхронную, а также их комбинации. Примеры: SRDF (EMC), MirrorView (EMC), True Copy (Hitachi)

Dynamic Provisioning, Thin provisioning

Динамические тома. Хосту предоставляется виртуальные тома, размеры которых не равны фактически занимаемому дисковому пространству. Таким образом предоставленный серверу том может быть "снаружи больше чем внутри", например отдаваемый серверу том размером 100 ГБ, фактически расположенный на дисковом массиве размером 10 ГБ. По мере заполнения тома в него незаметно для сервера, добавляются новые физические диски.

Виртуализация

Виртуализация СХД - технология при которой дисковый массив может подключаться к другому дисковому массиву таким образом, что для подключенного к нему серверу они видятся как одно единое устройство, но при этом обладающее совокупной дисковой ёмкостью и функционалом. Применяется в дисковых массивах USP-V, VSP фирмы "Hitachi Data Systems" и др. Пример комплекса: Дисковый массив USP-V подключен к серверу. К нему подключен дисковый массив более низкого класса AMS-2500, таким образом, что USP-V представляет серверу диски подключенного ("виртуализированного") устройства AMS-2500 как свои собственные. Это позволяет значительно упростить топологию СХД с точки зрения сервера, а также использовать весь функционал и производительность устройства более высокого класса USP-V за счет более дешевых носителей устройства AMS-2500.

Tiering

Перемещение (либо автоматическое перемещение в фоновом режиме) пользовательских данных между дисками и/или дисковыми массивами различных классов стоимости и производительности. Так например, наиболее востребованные пользовательские данные хранятся на быстрых (Flash SSD, FC) дисках, либо на дисковых массивах Hi-End класса, тогда как данные, к которым давно не было обращения переносятся на более дешевые носители (SAS, SATA), СХД более низкого класса, либо даже на архивные хранилища. Примеры реализации: EMC FAST, Hitachi Tiered Storage Manager (HTSM), HP 3Par Dynamic Optimization.

Дедупликация

Устранение дублирующихся частей информации средствами дискового массива с целью сокращения занимаемого дискового пространства и/или времени репликации. Примеры применения: CAS - Контентно-ориентированное хранилище, EMC Data Domain

Применение дисковых массивов

По использованию подразделяются на

DAS - Direct Attached Storage - Прямого/непосредственного подключения. Блоковое.

NAS - Network Attached Storagе - Подключенное к LAN. Файловое.

SAN - Storage Area Network - Объединенное в Сеть Хранения. Блоковое.

CAS - Content Addressed Storage - Контентно-адресуемое хранилище данных.

23. OS/360/370. краткий обзор

OS/360 (официально IBM System/360 Operating System) — группа операционных систем, разработанных IBM для мейнфреймов System/360, начиная с 1964 года.

IBM выпустила три варианта OS/360:

PCP (Первичная Укправляющая Программа), однозадачная операционная система, 1966 год, могла запускаться на ЭВМ с128 Кб оперативной памяти.

MFT (Мультипрограммирование с Фиксированным числом Задач) для среднего ценового диапазона машин

MVT (Мультипрограммирование Переменное количество Задач) для последних моделей компьютеров.

МFT и МVT использовались, по крайней мере, до 1981 года.

Другой часто применявшейся системой для этого оборудования была DOS/360.

System/370 (S/370) — серия мейнфреймов, выпущенная компанией IBM.

Впервые анонсирована 30 июля 1970 года. Эти машины обладали теми же преимуществами, что и их предшественники System/360: высокой управляемостью, универсальностью, масштабируемостью и надёжностью при обработке приложений с большим объёмом данных в многопользовательской среде и были совместимы с системами System/360. Основными новациями System/370 можно считать возможность использования нескольких процессоров в рамках одной системы, полноценную поддержку виртуальной памяти и новый 128-разрядный блок вещественной арифметики.

OS/360/370/375 по настоящему удивительная система. В ней можно уничтожить работы стоимостью несколько человеко-дней с помощью одного неправильно помещенного пробела, так что штат программистов всегда должен быть на чеку. Наилучший способ общения с системой - через перфоратор. Некоторые утверждают, что в OS/370/370/375 существует система разделения времени, но после внимательного изучения пришли к выводу, что они ошибаются.

^ Основные преимущества:

• сетевые драйверы могут быть динамически подключены в состав системы в любой момент времени, легко заменить тот или иной драйвер на другой, или изменить параметры сети, не приостанавливая систему;

• различные типы сетевых протоколов, такие как QNET и TCP/IP могут сосуществовать в системе одновременно;

В QNX Neutrino сетевая подсистема делится на три основные составляющие:

• менеджер сети (io-net), исполняемый модуль.

• интерфейс сетевого протокола (npm-qnet.so, npm-tcpip.so и т.д.) — разделяемые библиотеки.

• интерфейс драйвера сетевого оборудования (devn-ne2000.so) — разделяемые библиотеки.