Схд что это такое

Система хранения данных: что это, виды СХД и как выбрать?

Система хранения данных (СХД) – это устройство для хранения и управления данными. Используется для решения проблем, связанных с большими объёмами информации.

Ранее все данные могли храниться на одном жёстком диске, однако сейчас любая функциональная система требует отдельного. Благодаря СХД можно рассредоточить информацию по разным хранилищам, тем самым децентрализовав её.

Система хранения данных отличается от пользовательского жесткого диска сложной архитектурой, возможностью объединять хранилища в сеть передачи данных, наличием отдельного программного обеспечения для управления системой хранения, продвинутыми технологиями резервного копирования, сжатия и виртуализации.

1. Файловые хранилища

Данные хранятся в виде файлов. Такой вид СХД используется для хранения информации, не требующая операционных вычислений. На файловых хранилищах строятся NAS. Однако есть и недостатки, например, при накоплении больших объемов данных усложняется иерархия папок, что влияет на скорость работы СХД.

2. Блочные хранилища

Данные хранятся независимо друг от друга. Каждому такому блоку присваивается идентификатор, который позволяет системе размещать каждый блок, где ей удобно. Из недостатков можно выделить сложность настройки и обслуживания и высокую стоимость.

3. Объектные хранилища

Данные хранятся в плоской файловой структуре в виде объектов с метаданными, поэтому объектное хранилище похоже по структуре на БД. По скорости уступает блочному хранилищу в задачах, связанных с транзакционными нагрузками.

Обычно выделяют два основных типа СХД, которые различаются уровнем хранения, чтения и записи данных. Первый тип работает с данными файлового уровня. То есть он функционирует как сервер с собственной файловой системой. Второй тип представляет доступ к данным на уровне блоков. Он ускоряет обмен данными между хранилищем и сервером.

SAN (Storage Area Network)

Это сеть хранения данных, которая использует выделенную сеть для работы, тем самым позволяя подключать диски к серверам. Так решается вопрос с утилизацией дискового пространства серверами, а также устраняются точки отказа, неизбежно присутствующие в системах хранения данных на основе DAS. Накопители используются в блочном режиме.

Высокая скорость работы, низкая задержка; хранение данных блоками; высокая надёжность обмена и хранения данных; гибкость и масштабируемость; разгрузка подсети от служебного трафика – это всё преимущества SAN. Однако у SAN есть и недостатки такие как сложность проектирования, большие финансовые затраты, отсутствие возможности некоторых систем и приложений работать с протоколом iSCSI.

NAS (Network-Attached Storage)

Это сетевое хранилище, которое представляет дисковые ресурсы в виде файлов с использованием сетевых протоколов. NAS используется для работы с данными файлового типа, к которым нужен коллективный одновременный доступ. Network-Attached Storage работает через общие маршрутизаторы.

Из преимуществ NAS можно выделить доступность и низкую стоимость, простоту подключения и управления и возможность быстро увеличить объём для хранения данных. Но стоит отметить, что хранение данных осуществляется только в виде файлов, а также предоставление доступа к информации по сетевым протоколам происходит медленно.

DAS (Direct Attach Storage)

Это прямое подключение к рабочему хранилищу. Внутри системы находится блок питания, охлаждение и RAID-контроллер, который обеспечивает надёжность и отказоустойчивость хранилища. Управляется при помощи встроенной операционной системы. Из простоты архитектуры DAS можно выделить её основные преимущества: доступная цена и относительная простота внедрения. Также такой конфигурацией легче управлять, так как число элементов системы мало. Однако DAS требует выделенного сервера (и не больше двух).

Стоит разобраться в задачах, которые будет СХД решать, и определиться с базовыми параметрами. Мы рекомендуем обратить внимание на типы данных (разные типы данных требуют разной скорости доступа, технологий обработки), объём данных, отказоустойчивость (необходимо представлять, какова стоимость потери данных за определённое время), вендор и производительность.

Что такое система хранения данных: разбираемся вместе

Если вы владелец бизнеса или крупного проекта, надежное хранение данных — это один из самых главных приоритетов. Но как организовать хранилище, если количество данных стремительно растет каждый день? В этом поможет СХД, о котором мы расскажем в этой статье.

Что такое СХД

СХД (Система Хранения Данных или Сервер для Хранения Данных) — это физический сервер (или часть пространства сервера), который предназначен для хранения и обработки информации. Чаще всего СХД используется для работы с большими данными. Например:

резервное копирование,
видеонаблюдение,
документооборот внутри одной компании,
системы управления базами данных и др.

На скорость и специфику работы конкретной СХД влияют два фактора:

архитектура сервера,
тип сетевого доступа.

Эти параметры мы опишем ниже. В первую очередь расскажем об архитектуре.

Хранение данных: 3 популярных типа СХД

Система хранения данных может быть организована и запрограммирована разными способами. Носители данных могут быть:

блочными,
файловыми,
объектными.

Ниже мы описали особенности работы инфраструктуры, а также плюсы и минусы каждого типа СХД.

Блочная СХД

Название говорит само за себя — данные на этом типе хранилища разделены на блоки одинакового объема. При этом в блоках хранятся не готовые файлы, а части данных. Каждая такая часть называется чанком.

Чанк (chunk) — это наибольшая единица дискового пространства сервера, которая выделяется для хранения информации. Размер чанка зависит от строения физического диска (например, SSD или HDD) и от настроек операционной системы сервера. Каждый чанк хранится в отдельном блоке.

Как работает блочная СХД? Система присваивает числовые идентификаторы каждому блоку данных и использует их, когда нужно предоставить информацию. Алгоритм запроса данных выглядит так:

Клиент (чаще всего клиентом называют браузер) отправляет запрос серверу.
Сервер принимает запрос и ищет блок информации, которую нужно передать в ответе.
Сервер обращается к блоку по идентификатору и «достает» из него информацию, которую нужно передать в ответе.
Сервер отдает ответ браузеру.

Блочная организация СХД имеет преимущества:

высокая производительность. Быстродействие блочной СХД позволяет работать с данными, которые требуют аппаратных вычислений;
гибкая настройка. По мере роста объема данных можно добавлять новые тома с блоками, не теряя производительности;
легко редактировать файлы. При редактировании файла перезаписываются только те чанки, которые затронули изменения, — это помогает не терять быстродействие;
просто управлять доступом к информации. Блочные СХД позволяют настроить любые виды доступа к данным.

Однако блочное устройство имеет несколько недостатков:

строгая привязка к одному серверу. Блочная СХД не разрешает доступ с другого сервера. Это ограничение можно обойти с помощью ПО, но тогда увеличится нагрузка на хранилище;
ограниченные метаданные (информация о типе файла). Это влияет на работу приложений, которые требовательны к метаданным;
высокая стоимость в сравнении с другими типами СХД.

Файловая СХД

Файловые устройства под хранение информации максимально похожи на то, как операционная система отображается на компьютере: файлы вложены в подпапки, а подпапки — в другие папки и т. д.

Как и в блочной СХД, в файловой системе каждому файлу присваивается идентификатор. Он включает в себя:

имя сервера, на котором расположен файл,
путь к файлу от корневой директории сервера,
имя файла.

Файловая СХД имеет принципиальное отличие от других вариантов — это разные уровни директорий, от которых зависит тип доступа к файлам. Остановимся на них подробнее:

Одноуровневые директории — папки, которые находятся на одном уровне вложенности друг с другом. В одноуровневых директориях файлы доступны всем пользователям, однако в разных учетных записях нельзя хранить файлы с одинаковыми названиями.

Двухуровневые директории — подпапки, которые вложены в корневую директорию. При такой организации файловой системы можно организовать индивидуальный доступ к файлами, а также хранить файлы с одинаковыми названиями в разных учетных записях.

Древообразная модель — папки, которые имеют несколько уровней вложенности. Эта структура может сочетать в себе функционал одноуровневых и двухуровневых директорий.

Какие достоинства имеет файловая СХД:

максимально простой функционал, который максимально приближен к интерфейсу графической операционной системы;
функция поиска, с помощью которой можно найти файл при любом уровне его вложенности;
низкая цена относительно других типов СХД.

Единственный недостаток этого типа хранилища — ограниченное масштабирование. Чем больше файлов создается в системе, тем медленнее отклик сервера.

Объектная СХД

Объектная СХД — это хранилище для неструктурированных данных. Данные в нем делятся на объекты с уникальными идентификаторами и подробными метаданными: всё это нужно для удобного поиска объектов.

Главное преимущество объектной СХД — это практически неограниченная масштабируемость: ее можно использовать для аналитики, тяжеловесных медиафайлов, работы с big data, резервных копий, создания сред разработки и др.

Единственный недостаток объектной СХД — низкий отклик от сервера в сравнении с другими типами хранилищ.

Виды сетевого доступа к хранилищу

Для корректной работы СХД важно выбрать не только тип архитектуры дискового пространства, — то есть места для хранения данных — но и вид сетевого доступа. Как правило, используется три технологии:

NAS,
SAN,
DAS.

Ниже мы подробнее расскажем о каждом из типов сетевого доступа к хранилищу.

Network Attached Storage (NAS) переводится с английского как «сетевое хранилище». Этот перевод отлично отражает суть: NAS-хранилище представляет собой сетевой сервер. Как это работает? Объясним на примере.

Предположим, что у вас есть компьютер, смартфон и WiFi-роутер. Для выхода в интернет с каждого из устройств вы используете один и тот же роутер. В этот момент компьютер, смартфон и WiFi-роутер становятся частями одной виртуальной сети.

Сервер NAS состоит из большого количества дисков, которые объединены в RAID-массив — единый модуль. В свою очередь этот массив — часть сети, которая работает по заданным правилам и протоколам, например:

SMB/CIFS,
NFS,
FTP,
SFTP,
HTTP,
WebDAV,
DC и др.

На практике эта сеть может быть реализована по-разному. К серверу могут быть подключены другие серверы (физические или виртуальные), а также дисковые станции — устройства, которые помогают увеличить объем за счет съемных жестких дисков.

Хранилища NAS имеют ряд достоинств:

низкая стоимость,
можно увеличить объем диска по необходимости,
простая настройка и управление,
доступ к файлам можно получить с любой операционной системы.

Однако есть и недостатки:

данные можно хранить только в виде файлов,
некоторые приложения не совместимы с сетевыми дисками,
любые виды доступа к информации по сетевым протоколам работают медленнее в сравнении с другими вариантами.

Storage Area Network (SAN) — это сети хранения данных. Чаще всего они представлены в виде внешних накопителей для нескольких блочных сетевых устройств и работают по протоколам FC и iSCSI.

Каковы преимущества SAN:

высокая скорость работы,
возможность гибко настроить хранилище — например, интегрировать в единую сеть,
высокий уровень безопасности при обмене данными.

Также SAN имеет недостатки:

сложная настройка,
не всё программное обеспечение совместимо с протоколом iSCSI,
высокая стоимость.

Direct Attach Storage (DAS) — это прямое подключение к хранилищу или рабочей станции. Например, подключение съемного жесткого диска к компьютеру с помощью кабеля USB похоже на схему работы DAS.

DAS-хранилище имеет в своем составе блок питания, систему охлаждения и RAID-контроллер — это помогает системе работать лучше.

Какие преимущества имеет DAS:

хранилище легко настраивать и администрировать,
высокая производительность,
сравнительно низкая стоимость.

Также DAS имеет два недостатка:

реализуема только на выделенном сервере,
количество подключений ограничено: не более двух серверов.

Как выбрать подходящую СХД

При выборе системы хранения данных стоит опираться на пять параметров:

Формат данных. Для каждого типа данных подходят разные типы СХД. Например, архитектура СХД для работы с крупными медиафайлами будет отличаться от сервера с неструктурированными данными.
Объем диска. При выборе размера дискового пространства также стоит опираться на тип и объем данных: в некоторых случаях может потребоваться несколько терабайт пространства, а иногда хватит и недорогого SSD.
Производительность. Для выбора сервера с подходящей производительностью стоит определить, какую нагрузку должен выдерживать ваш проект.
Отказоустойчивость. Необходимо рассчитать, в какую сумму обойдется потеря данных за определенный отрезок времени. Это поможет избежать лишних затрат на резервное копирование.
Оборудование. После того как вы определили системные требования вашего проекта, выберите оборудование. Возможно, вам потребуется мощный физический сервер, а может, и сравнительно недорогой вариант.

Подведем итоги: все популярные типы архитектуры и сетевого доступа СХД полезны, однако при выборе подходящего решения стоит сфокусироваться на типе данных и системных требованиях проекта. Если вы находитесь в поиске подходящего оборудования, можете выбрать готовую конфигурацию на странице Аренда выделенного сервера или заказать индивидуальное решение через форму «Подбор сервера специалистом».

Что такое система хранения данных и какие проблемы она решает

Носителями информации в СХД являются жесткие диски — обычные HDD и/или твердотельные SSD-накопители. В статье мы объясним принцип работы систем хранения данных и расскажем, на что обращать внимание при их выборе.

Устройство СХД

Классическая система хранения данных включает в себя следующие компоненты: дисковый массив из HDD/SSD-накопителей, встроенный контроллер (куда входят процессор, кэш-память, интерфейсы для коммутации с дисками и внешними портами), несколько блоков питания и защитный корпус. Чаще всего СХД монтируют в стандартный 19-дюймовый шкаф.

Основным отличием такой системы от просто жестких дисков считается ее высокая производительность. Она имеет более сложную архитектуру, но благодаря специальному ПО работает намного быстрее.

Что такое система хранения данных.

Какие бывают системы хранения данных

СХД могут быть трех типов: файловыми, блочными и объектными. Такая классификация основана на уровнях хранения информации. Каждая из разновидностей также определяет, в каком виде хранятся данные и как к ним осуществляется доступ. В результате это помогает оценить, насколько просто управлять системой и насколько быстро она откликается на запрос.

Файловые

В хранилищах этого типа данные имеют вид файлов, которые собраны в каталоги/папки. Все они организуются с помощью подробных метаданных, указывающих, где расположен определенный файл. Извлекается информация благодаря им же. Как правило, файловая СХД используется для хранения «холодных» данных, т. е. информации, не требующей операционных вычислений. Файлы зависят друг от друга, поскольку составляют иерархическую структуру. По этой причине при росте объема хранимой информации скорость работы системы заметно снижается: иерархия усложняется, путь к определенному файлу занимает все больше времени и ресурсов, отклик становится медленнее.

Блочные

В такой системе информация делится на отдельные самостоятельные блоки, каждый из которых обладает собственным идентификатором. Он позволяет СХД размещать данные в любой части дискового пространства и быстро находить их при необходимости. Блочное хранилище применяется как жесткий диск: его можно форматировать, устанавливать на него операционную систему, создавать виртуальные диски.

Использовать блочную систему сложнее в плане настройки и обслуживания, но она отлично подходит для выполнения высокопроизводительных вычислений, хранения больших баз данных, развертывания сред разработки/тестирования.

Объектные

Хранилища объектного типа по структуре схожи с БД: файлы разделяются на «объекты», которые хранятся в едином пространстве в сгруппированном виде и классифицируются по уникальным идентификаторам и метаданным. Подобные СХД предназначены для работы с огромными массивами неструктурированных данных. Они применяются в машинном обучении, big data, аналитике, облачных технологиях, позволяют хранить объемные мультимедийные файлы, создавать бэкапы и организовывать хостинг. Функционирует такая система немного медленнее блочной.

Принцип работы СХД

Существующие на рынке решения для систем хранения данных отражают цепочку связей между приложениями, которые используют информацию, и устройствами-носителями этой информации. В современных СХД эта цепь состоит из трех звеньев: создания RAID-массивов, обработки метаданных (позволяет интерпретировать биты в файлы и записи) и предоставления данных приложению. Места и способы реализации этих звеньев в СХД меняются в зависимости от используемых аппаратных средств, ПО и протоколов. Всего выделяют три варианта топологий систем хранения. О каждом расскажем подробнее.

Network Attached Storage (NAS) — это, условно, хранилище, подключенное к сети. Оно представляет собой отдельно стоящую дисковую систему, которая интегрирована в локальную сеть. Как правило, это высокопроизводительный сервер с собственной ОС, поэтому все вышеперечисленные процессы-звенья происходят внутри него. Он обрабатывает данные на уровне файлов и работает с протоколами NFS/CIFS. NAS дает одновременный доступ к хранимой информации всем пользователям, а кроме того, его можно безболезненно расширять и изменять, подключая виртуальные машины, дисковые станции и другие серверы. Подходит для работы с файлами, к которым требуется коллективный доступ.

Direct Attached Storage (DAS) переводится как хранилище с прямым подключением. Такая СХД подключается к серверу по тому же принципу, что условная флэш-карта к персональному компьютеру. В этом случае она выполняет только одно из звеньев, а именно предоставляет данные. Остальные процессы происходят на стороне сервера. Пользователи подключаются к хранилищу через него. В итоге клиенты имеют файловый доступ, а сам сервер — блочный.

Особенности архитектуры DAS-системы обеспечивают простоту ее развертывания и управления, но требуют выделенного хоста и ограничивают возможности расширения, поскольку количество возможных подключений зависит от количество имеющихся портов.

Storage Area Networks (SAN) — это сети хранения данных. Такое хранилище можно назвать промежуточным вариантом между двумя предыдущими. Здесь СХД отвечает за обеспечение RAID и предоставление данных, но метаданными по-прежнему занимается сервер. SAN предназначена для использования хранилищ разных типов (от обычных дисков до ленточных библиотек), которые ОС воспринимает как один сетевой логический диск. Это целая инфраструктура, объединенная оптическими каналами связи. В системе применяются FC и iSCSI протоколы, для нее характерен блочный тип хранения.

Как выбрать систему хранения данных

Прежде чем выбирать определенный тип хранилища, стоит определить, для чего предназначена система хранения данных конкретно в вашем случае. Какие задачи она будет решать, какая информация будет на ней храниться и насколько она важна? Эти и другие критерии необходимо учесть заранее. Мы рекомендуем в первую очередь обратить внимание на следующие параметры.

Тип данных

Во-первых, нужно ориентироваться на тип данных. Большие медиафайлы, рабочая документация, неструктурированный массив для обработки нейросетью или любые другие данные будут требовать от СХД соответствующих технологий обработки, компрессии, скорости доступа и т. п. Система для хранения корпоративной информации в компании будет отличаться от системы, работающей в области машинного обучения.

Объем данных

Во-вторых, важную роль играет объем информации, которую вы собираетесь хранить и обрабатывать. Он влияет на выбор дисковых накопителей (будет ли вам достаточно потребительских SSD на 300 ГБ или понадобятся устройства с бОльшей емкостью?), а также — на выбор архитектурного решения, поскольку возможности масштабирования в них отличаются.

Отказоустойчивость

Также необходимо оценить важность самих данных, установить цену их потери за определенный промежуток времени. Чем выше эта стоимость, тем более надежную СХД нужно выбирать. Кроме того, этот шаг позволит рассчитать показатели точки и времени восстановления (RPO и RTO) данных, т. е. узнать допустимые для бизнеса пределы по объему и продолжительности сбоев

Производительность

Если у вас есть готовый проект, под который нужно подобрать СХД, определить необходимый уровень производительности несложно. Если же система закупается под новый проект, оценить его нагрузку будет труднее. В этом случае рекомендуется провести предварительный тест СХД или хотя бы поговорить с коллегами/поставщиками, которые уже решали схожие задачи.

Вендор

Подобрать качественного поставщика — не менее важная задача. Главное — найти вариант, который будет удовлетворять ваши потребности по функционалу, надежности, удобству и цене. Иногда даже для сложных и высоконагруженных проектов подходят бюджетные решения. Но у лидирующих производителей, разумеется, и качество и будет выше.

Выводы

Системой хранения данных называют программно-аппаратный комплекс, назначение которого заключается в хранении и оперативной обработке цифровых данных. Они различаются по архитектуре и функциональным возможностям. Теперь вы знаете, для чего они предназначены и как выбрать подходящую. Надеемся, наша статья была для вас полезной.

Разбираемся вместе: что такое система хранения данных

Надёжное хранение данных — задача, которую приходится решать каждому бизнесу. Но когда повышаются объёмы информации, растут и требования к надёжности хранения данных. Чтобы организовать наилучшую работу с информацией, стоит обратиться к СХД — системе хранения данных.

В материале расскажем о том, что такое и как устроены СХД, какие проблемы они решают, как классифицируются и на какие характеристики следует смотреть в первую очередь, если вы не так давно в этой отрасли.

Что такое СХД и какие проблемы она решает

СХД (Система хранения данных или Сервер хранения данных) — это устройство для хранения и управления данными, их резервного копирования. Она призвана решить типичные проблемы, связанные с растущими объёмами информации в любой организации.

Если раньше все данные могли храниться буквально на одном жёстком диске, то сейчас любая функциональная система требует отдельного хранилища – к примеру, серверов электронной почты, СУБД, домена и так далее. Поэтому с помощью СХД можно организовать децентрализацию информации (рассредоточение её по разным хранилищам).

Лавинообразный рост размера информации, который вызван, с одной стороны, ужесточением регулирования и требованием сохранять всё больше информации, связанной с ведением бизнеса. С другой стороны, ужесточение конкуренции требует всё более глубокого анализа информации о рынке, клиентах, их предпочтениях, заказах и действиях конкурентов. Но количества жёстких дисков, которые вы можете установить в конкретный сервер, не может покрыть необходимую системе ёмкость. В этом тоже может помочь СХД.

Хранение данных — не единственная функция современных СХД. Они также предлагают экономить место в хранилище с помощью дедупликации и компрессии. Компрессия позволяет системе сжимать файлы, исключая избыточную информацию, а дедупликация помогает экономить место для хранения, исключая избыточные файлы и оставляя лишь ссылки на них.

Некоторым компаниям тяжело контролировать и ограничивать доступ из-за политики безопасности предприятия. Например, касается как доступа к данным по существующим для этого каналам (локальная сеть), так и физического доступа к носителям.

Также отметим высокие затраты используемых ресурсов для поддержания работоспособности всей информационной системы предприятия, начиная от необходимости содержать большой штат квалифицированного персонала и заканчивая многочисленными недешёвыми аппаратными решениями.