СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

5.4. Виртуальные рабочие компьютеры (VDI)

Одним из самых распространённых применений СХД (в основном – облачных) является инфраструктура виртуальных рабочих компьютеров VDI (Virtual Desktop Infrastructure), в которой у сотрудника на рабочем столе остаются только клавиатура и монитор, а также программно-аппаратное устройство, называемое «тонкий клиент» (thin client). Через него пользователь получает доступ к виртуальной машине, которая работает на сервере в датацентре и использует СХД в нём.

Инфраструктура VDI состоит из следующих компонентов (рисунок 29):

•системы хранения данных (SAN);

•физические серверы с гипервизором, на котором работают виртуальные машины;

•сопутствующее оборудование и ПО.

Рисунок 29 - Инфраструктура виртуальных рабочих мест с СХД SAN

Для упрощения этой инфраструктуры используют также гиперконвергентную инфраструктуру HCI (Hyper-Converged Infrastructure), в

которой ресурсы СХД интегрированы с сервером и сетевой картой в едином модуле (рисунок 30).

60

одновременно с первыми компьютерами в начале 1950-х годов. Таким накопителем, например, был оснащён один из первых компьютеров UNIVAC I в 1951 году.

Рисунок 31 - Ленточные накопители для компьютера IBM360 (1960-е годы)

Большинство архивных данных, как правило, не требует быстрого доступа к ним. Поэтому ленточные накопители как недорогая альтернатива HDD и SSD ещё долго будет являться оптимальным решением для архивного хранения. Современные системы ленточных накопителей могут хранить до сотен петабайт данных (один петабайт равен 1024 терабайтам).

Большинство экспертов в области систем хранения данных считают, что для долговременного хранения данных пока нет других альтернатив, кроме лент. Например, компания Microsoft использует оборудование ленточных накопителей для хранения данных популярной облачной платформы MSAzure. Google также использует ленты для архивных данных в Google Cloud.

62

Контрольные вопросы к разделу 5

1.Что такое система управления базами данных (СУБД)?

2.Какие бывают СУБД по способу доступа?

3.Что такое архитектура «клиент-сервер»?

4.Перечислите основные требования к СХД для систем видеонаблюдения.

5.Что надёжнее использовать в СХД для систем видеонаблюдения: NAS или

DAS?

6.Что такое облачная услуга СХД «Видеонаблюдение как сервис»?

7.Какой тип СХД используется в основном в медиаиндустрии?

8.Что такое инфраструктура виртуальных рабочих компьютеров VDI (Virtual

Desktop Infrastructure)?

9.Поясните различие между терминами «архивирование данных» (data archiving) и «резервирование данных» (data backup).

63

6.Технологии СХД

Винформационных системах предприятий используется множество различных систем хранения данных (СХД). Они отличаются главным образом типом носителей:

•жёсткие диски (HDD);

•твердотельные накопители (SSD);

•ленточные накопители (Tape);

•другие виды.

HDD и SSD корпоративного класса, используемые в центрах обработки данных (ЦОД, дата-центр), внешне мало отличаются друг от друга и имеют одинаковые «форм-факторы»:

•2.5 дюйма (2.5”, SFF – Small Form Factor);

•3.5 дюйма (3.5”, LFF — Large Form Factor).

Как HDD, так и SSD в корпоративных системах хранения и дата-центрах могут быть как LFF, так и SFF.

6.1. Жёсткие диски HDD (Hard Disk Drive)

Устройство HDD показано на рисунке 32.

64

Технологии «черепичной» магнитной записи SMR и перпендикулярной магнитной записи PMR

Технология «черепичной» магнитной записи SMR (Shingled Magnetic Recording) позволяет повысить плотность записи данных путём сокращения расстояния между дорожками, когда они размещаются друг над другом, подобно черепице на крыше (рисунок 33).

Рисунок 33 - Технология «черепичной» магнитной записи SMR

Однако, если нужно перезаписать часть информации, переписать придётся не только требуемый фрагмент, но и данные на последующих дорожках.

Технология перпендикулярной магнитной записи PMR (Perpendicular Magnetic Recording) предусматривает запись магнитных дорожек бок о бок без перекрытия (рисунок 34).

Рисунок 34 - Технология перпендикулярной магнитной записи PMR

66

Однако, трудности технологии PMR возникают при увеличении ёмкости жёстких дисков из-за физических ограничений в процессе записи. При росте плотности записи уменьшается размер битов на поверхности дисковой пластины.

Для поддержания приемлемого соотношения сигнал/шум (signal-to-noise ratio)

при чтении производители должны уменьшать размер магнитных элементов

(диполей) на поверхности носителя. Энергия, необходимая для изменения состояния бита, снижается, поэтому бит иногда может самопроизвольно изменить состояние, например, под действием тепла, что приведёт к искажению записанной на накопитель информации.

Для повышения уровня энергии, необходимой для изменения состояния бита, подбираются материалы с большим значением коэрцитивной силы, то есть способности удержания намагниченности. Таким образом, снижается риск изменения состояния каждого бита, и информация лучше сохраняется. Однако при увеличении плотности записи уменьшается и размер головки записи-

считывания. Чем головка меньше, тем с меньшей энергией она воздействует на каждый бит, поэтому при постоянном увеличении плотности записи в определенный момент энергии головки оказалось недостаточно для записи на диск.

Однако, при записи широкая головка перезаписывает данные на соседних с изменяемой дорожках, поэтому для надёжного хранения необходима перезапись данных до конца пластины. Чтобы избежать лишней перезаписи, дорожки SMR

дисков объединяются в небольшие группы, называемые лентами. Благодаря такому объединению при изменении данных необходимо переписать не весь диск, а только несколько сгруппированных в ленту дорожек (рисунок 35).

67