Modul 4 Datová úložiště

1. Modul 4Datová úložiště Verze 1.022. září 2011

2. Úvod

3. Úvod • Informace jsou v jádru jakéhokoli podnikání a očekává se, že firemní potřeby datových úložišť porostou až o 60% ročně do roku 2020; • Protože se očekává, že datová úložiště budou během příštích let zodpovědná za velkou část energie spotřebované datovými centry, je zcela nezbytné zajistit, aby systémy datových úložišť byly energeticky účinnější; • Tento modul přijímá terminologii používanou průmyslovým sdružením SNIA (Storage Networking Industry Association), kde pojem „prvek datového úložiště“ rovněž zahrnuje agregační systémy jako subsystémy RAID a souborové servery, zatímco „zařízení pro ukládádní dat“ představuje samostatné (stand-alone) komponenty jako pevný disk (HDD, hard-disk drive) a SSD disk (solid-state drive).

4. Systematika datových úložišť

5. Systematika datových úložišť • Sdružení SNIA navrhlo taxonomii (systematiku) řešení datových úložišť, aby usnadnilo vyhodnocení energetické účinnosti různých zařízení pro ukládání dat. Tato systematika, kterou do jisté míry následuje program ENERGY STAR, má následující hlavní kategorie: • Online (Online); • Téměř online (Near-Online); • Knihovna vyjímatelných médií (Removable-Media Library); • Virtuální mediální knihovna (Virtual Media Library); • Přidružený produkt (Adjunct Product); • Propojovací prvek (Interconnect Element).

6. Systematika datových úložišť • Uvedené třídění či klasifikace se dále dělí do několika menších kategorií, které berou v úvahu několik faktorů jako konektivitu, neexistenci SPoF (Single Point of Failure, singulární kritický bod) a servisovatelnost. • Tato systematika také odráží různé vrstvy datových úložišť, které můžeme ve velkých instalacích, například v datových centrech, najít. Obecná klasifikace vrstev datových úložišť zahrnuje následující kategorie: • Online; • Téměř online; • Offline.

7. Systematika datových úložišť • V datových centrech a velkých společnostech se běžně vyskytují instalace s několika horizontálními vrstvami datových úložišť, které se obecně označují jako Online 1, Online 2, záloha z disku na disk, diskové archivy a vyjímatelná média. • Každá z těchto vrstev datových úložišť může používat svoje vlastní řešení vertikálního vrstvení. Páska Záloha z disku na disk Vrstva 1 Online 1 (disky) Vrstva 1/2 Online 2 (vynášení disků) Diskový archiv / Vyjímatelná média Příklad použití horizontálně vrstveného datového úložiště s užitím řešení od EMC.Každá vrstva může dále obsahovat produkty pro vertikální vrstvení [EMC 2008]

8. Systematika datových úložišť • Řešení datových úložišť jako například disková pole se skládají z pevných disků, které poskytují neupravený prostor pro uložení dat, a přídavných komponent (rozhraní), které umožňují přístup ke zmíněnému neupravenému prostoru a zlepšují spolehlivost ukládání dat. • Terminologie sdružení SNIA označuje samostatné komponenty umožňující ukládat data do neupraveného fyzického prostoru jako zařízení nebo přístroje pro ukládání dat (storage devices). • Páskové zakladače (Tape Loaders); • Pevné disky (Hard Disk Drives); • SSD disky (Solid State-Drives). • Kompozitní řešení datového úložiště jako například síťově připojený produkt je označován jako prvek pro ukládání dat (storage element).

9. Zařízení pro ukládání dat Páskové systémy a zařízení, pevné disky, SSD disky, hybridní pevné disky

10. Páskové systémy a zařízení • Pásky byly zmíněny jako jeden z cenově nejefektivnějších typů záznamových médií pro dlouhodobé ukládání a uchovávání dat. • Při daných dlouhodobých scénářích uchovávání dat, jakými jsou například zálohování ve středně velkých datových centrech, mohou být pevné disky (v pořizovací ceně) v průměru 23 krát dražší než páskové systémy a jejich napájení a chlazení může stát 290 krát více než pro řešení s páskami. • Konsolidace dat při použití páskových archivačních systémů může významně snížit provozní náklady center s velkými úložišti dat. • S archivační dobou 30 let a velkou úložnou kapacitou byly pásky vždy vyzývavým řešením pro datová centra s rozsáhlým dlouhodobým zálohováním a archivačními požadavky.

11. Pevné disky • Pevné disky byly po dlouhou dobu upřednostňovaným médiem pro stálé uchování dat, nabízejícím krátké doby zápisu a čtení. • Pevný disk obsahuje jednu nebo více rotujících pevných ploten na motorem poháněné ose, vše umístěno v kovovém pouzdru neboli plášti; • Data se zapisují a čtou pomocí hlav, které se vznášejí nad plotnami; • Akční rameno zodpovídá za pohyb hlav napříč plotnami a natáčením umožňuje každé hlavě přistoupit téměř k celému povrchu plotny. hnací hřídel čtecí/zápisová hlava plotna rameno akčního členu osa akčního členu konektor napájení Obrázek hlavních částí pevného disku (Zdroj: Wikipedia). propojovací blok akční člen konektor diskového rozhraní (IDE)

12. Pevné disky • Přítomnost pohyblivých dílů jako motorů a ramen akčního členu se často zmiňuje jako hlavní důvod spotřeby elektrické energie pevnými disky. • Pro zlepšení datové propustnosti výrobci zvyšují rychlost otáčení ploten, což obratem zvyšuje příkon a spotřebu energie pevných disků; • Pro současné pevné disky s vysokou propustností je běžné, že se plotny otáčejí rychlostí 15 000 otáček za minutu. • Pro zlepšení energetické účinnosti pevných disků bylo navrženo několik metod.

13. Pevné disky – Energeticky úsporný režim • V reakci na program Energy Star výrobci pevných disků vytvořili a zavedli pro pevné disky stavy běh naprázdno (idle) a pohotovostní stav (standby). • Během těchto stavů se používají speciální postupy jako snížení otáček disku (spin-down) a proměnná rychlost; • Obrázek ukazuje úsporné režimy osobních počítačů. • Šedé bloky odpovídají obecně dosahovaným stavům pevných disků. • Pokud osobní počítač dosáhne režimu spánku, pak se prakticky všechny operace pevného disku zastaví. • Použití stavů běhu naprázdno se obecně u různých řešení liší. Normální režim Běh naprázdno Režim spánku Pohotovostní režim

14. Pevné disky – Energeticky úsporný režim • Pevné disky od firmy Seagate s technologií PowerChoiceTMnapříklad používají tři různé stavy běhu naprázdno. • Konkrétní energeticky úsporné kroky, které se používají pro každý z PowerChoicestavů u pevného disku se 7200 ot./min.jsou následující: • Idle_A (Běh naprázdno A): Vypne většinu servo systémů, sníží spotřebu procesoru a datových kanálů a plotny zůstávají na 7200 otáčkách/min. • Idle_B (Běh naprázdno B): Vypne většinu servo systémů, sníží spotřebu procesoru a datových kanálů, hlavy jsou zaparkované a plotny zůstávají na rychlosti 7200 otáček za minutu. • Idle_C (Běh naprázdno C): Vypne většinu servo systémů, sníží spotřebu procesoru a datových kanálů, hlavy jsou zaparkované a plotny mají sníženou rychlost. • Standby_Z (Stav pohotovosti Z): Hlavy jsou zaparkované, hnací motor se dotočí do zastavení a disk odpovídá pouze na přístupové povely bez interakce se záznamovým médiem.

15. Pevné disky – Energeticky úsporný režim • Orientační úspory elektrické energie dosažené při různých stavech běhu naprázdno a pohotovosti u 2,5“ pevného disku SAS.

16. Pevné disky – Energeticky úsporný režim • Úspora energie při použití spin-down v pohotovostních režimech. .

17. Pevné disky – Techniky používané firmou Western Digital • Western Digital používá řadu přístupů pro snížení spotřeby energie svých pevných disků drives při optimalizaci časů hledání a snižování aerodynamické přítěže hlav na rotující plotny. • Hlavní technologie mají následující popisy: • IntelliSeekTM: pohyb akčního členu je řízen takovým způsobem, že hlava dosáhne sektor právě v okamžiku čtení/zápisu další části informace, aniž by přitom došlo k trhnutí a zbytečným pohybům; • IntelliParkTM: tato technika spočívá v zaparkování hlav pevného disku v bezpečné zóně po určité, továrně nastavené době běhu naprázdno, která má za cíl snížit aerodynamickou přítěž na rotující plotny; • IntelliPowerTM: zahrnuje sadu technologií zaměřených na provoz s vyrovnanými rychlostmi otáčení ploten, přenosovou rychlostí a velikostí vyrovnávací paměti, s cílem maximalizovat energetickou účinnost. • Kombinace těchto 3 technologií snížila spotřebu energie jejich pevných disků Caviar až o 40% v porovnání se standardními pevnými disky pro stolní počítače.

18. Pevné disky – Zmenšování rozměrů • Protože motory a akční členy zodpovídají za většinu spotřebované energie, je trendem vyrábět energeticky úsporné pevné disky s malými rozměry (tzn. Small Form Factor, SFF), které jsou o 70% menší než 3,5“ provedení. Přibližná spotřeba energie spotřebované dvěma modely vysoce výkonných pevných disků vyráběných firmou Seagate.

19. Pevné disky – Zmenšování rozměrů • Je zřejmé, že pevný disk s menšími rozměry spotřebuje podstatně méně energie. • V aktivním stavy spotřebuje přibližně o 46% méně energie než jeho 3,5“ protějšek, přičemž tento rozdíl může dosáhnout 53% při stavu běh naprázdno; • Zvážíme-li náklady na napájení 24 pevných disků za rok a vezmeme-li spotřebu činného výkonu jako příklad a cenu 0,11 € /kWh, pak napájení 24 disků s velikostí 3,5“ bude stát cca 298 €, zatímco energie pro napájení 24 disků s velikostí 2,5“ bude stát cca 160 € za rok; • Úspory jsou kolem 138 € za rok s pouhými 24 pevnými disky. • V datových centrech se systémy datových úložišť se stovkami nebo tisíci pevných disků mohou úspory snadno dosahovat hodnot v tisících Euro.

20. Pevné disky – Ostatní metody • Nativní řazení povelů (Native Command Queuing, NCQ) je technologie vytvořená pro zlepšení účinnosti pevných disků SATA při určitých podmínkách tím, že se disku povolí interní optimalizace pořadí provádění obdržených požadavků na čtení a zápis. • Tato technika může, společně s vyrovnávacími paměťmi, měnit pořadí přístupů na disk, prodlužovat intervaly různých běhů naprázdno a využívat výhodu rotace ploten při variabilních rychlostech. • Seagate uvádí, že 70% materiálu použitého k výrobě jeho pevného disku Barracuda®+ LP series může být recyklována; • Byla provedena zlepšení, abychom u vysoce výkonných pevných disků dosahovali vyšší výpočetní výkonnosti na Watt.

21. SSD disky • SSD disky (Solid State Drives), neboli polovodičové disky, jsou vybaveny mimo dalších komponent sadami flash pamětí a řadičem odpovědným za provádění různých úloh. • Na rozdíl od pevných disků (HDD) nemají SSD žádné mechanické části jako motory a pohybující se hlavy. Flash paměť Flash paměť SSD řadič De-multiplexor a multiplexor flash pamětí Vzájemné propojení Procesor Logika rozhraní pro host systém Flash paměť Flash paměť s host systémem Vyrovnávací paměť Hlavní části SSD disku

22. SSD disky • V současné době dostupné SSD disky se spoléhají na NAND flash paměti, které používají dva typy paměťových buněk podle počtu bitů, kolik jich může být v buňce uloženo: • Jednoúrovňová flash buňka (Single-Level Cell, SLC) může uložit 1 bit; • Paměti s víceúrovňovými buňkami (Multi-Level Cell, MLC) mohou často ukládat 2 nebo 4 bity v buňce. • Paměťové buňky založené na NAND mají omezený počet zápisů, obecně mezi 10000 a100000, což ihned zkraje vyvolává otázku spolehlivosti SSD disků. • Střední doba mezi poruchami (MTBF) disků SSD je obecně vylepšována přibalením přídavných paměťových buněk do SSD disků a transparentním nahrazením vadných buněk. • Paměť v discích SSD je organizována do stránek, jejichž velikost se pohybuje od 512 do4096 bajtů, a veškeré operace čtení/zápis se odehrávají při stránkové granularitě.

23. SSD disky • Kvůli koncepčním problémům a omezenému počtu povolených zápisů do paměťových buněk vyžaduje operace zápisu, aby se buňky před zápisem nového obsahu nejdříve smazaly, přičemž operace smazání se provádí pouze po celých blocích; • Stránka může být změněna (např. zapsána) pouze po smazání celého bloku, do kterého patří; z pohledu výpočetního výkonu a spotřeby energie toto činí operace zápisu výrazně dražšími než operace čtení; • Použití povelu TRIM může zlepšit výkon zápisu tím, že se operačnímu systému povolí informovat SSD disk o datových blocích, které byly uvolněny z důvodu smazání souboru. • To umožňuje SSD řadiči provádět optimalizace povelů pro smazání, což dále zlepšuje výkon operací zápisu.

24. SSD disky • SSD disky jsou energeticky účinnější a spolehlivější, díky nepřítomnosti mechanických částí jako jsou motory a akční členy vytvářejí méně tepla. Pevný disk (HDD) versus SSD disk

25. SSD disky • Porovnání profesionálního SSD disku Pulsar od firmy Seagate a jejího vysokovýkonného HDD disku SAS 15000 ot./min.

26. SSD disky • Porovnání výkonu SSD disku a HDD disku pro aplikace s náhodným přístupem. Vstupně-výstupní operace za vteřinu pro náhodné přenosy dat u SSD disků a HDD disků Vstup-výstup / sek. Vysokovýkonný SSD Běžný SSD 2,5“/ 15000 ot/m HDD SAS Server se soubory pro web (bloky 4kB) Systém pro podporu rozhodování (bloky 64kB) Zpracování procesů online (bloky 8kB) Souborové servery (bloky 8kB) Výměna e-mailů (bloky 4kB) Přenosová rychlost SSD a HDD pro náhodné přesuny dat (MB/sek.)

27. SSD disky • Pokud zvažujeme cenu za 1 MB, disky SSD často zaostávají za HDD disky. Tento scénář je však odlišný, pokud zvážíme cenu za vstupně-výstupní operaci za sekundu (IOPS). • SSD se stávají velmi doplňkovou (komplementární) technologií pro vyrovnání výpočetního výkonu, dostupnosti, kapacity a spotřeby energie napříč různými vrstvami aplikací. • S tím, jak klesá cena SSD disků, se stávají atraktivním médiem pro řešení vysokovýkonných datových úložišť.

28. Hybridní pevné disky (HHD) • HHD jsou pevné disky vybavené velkými vyrovnávacími paměťmi vyrobenými ze stálých pamětí flash, které zde usilují o minimalizaci zápisů a čtení prováděných na plotnách. • Použitím této velké vyrovnávací paměti zůstávají plotny pevného disku téměř stále v klidu, místo toho, aby neustále rotovaly jako v discích HDD. • Tato přídavná flash paměť může v řešení datového úložiště minimalizovat spotřebu energie snížením spotřeby energie motory a mechanickými rameny. Zápis / čtení Úspora energie až 90% při vypnutí Pohon osy Stálá vyrovnávací paměť (Non-volatile Cache) Hledání Čtení a zápis ihned jakmile se osa zastaví

29. Prvky pro ukládání dat Disková pole a masivní pole disků běžících naprázdno (MAID), Přímo připojené datové úložiště (DAS), Sítě datových úložišť (SAN) a síťově připojené datové úložiště (NAS)

30. Prvky pro ukládání dat • Prvky pro ukládání dat – to jsou disková pole, přímo připojené datové úložiště a síťově připojené datové úložiště, které se používají a kombinují pro zlepšení energetické účinnosti kompozitních řešení datových úložišť. • Při výběru síťově připojených řešení datových úložišť a navrhování sítí datových úložišť je nezbytné znát aplikaci, která bude používat tyto prostředky (zdroje). • Prvek pro ukládání dat nebo řešení datového úložiště nasazené v datovém centru obecně zahrnuje několik komponent: • disková pole, • řadiče, síťové switche, • pevné disky (HDD), disky SSD • napájecí zdroje, • ventilátory, • napájecí distribuční panely (PDU).

31. Prvky pro ukládání dat – Výkon aplikace a požadavky na disky a konektivitu • Při výběru síťově připojených řešení datových úložišť a navrhování sítí datových úložišť je nezbytné znát aplikaci, která bude používat tyto prostředky (zdroje).

32. Disková pole a masivní pole disků běžících naprázdno (MAID) • Diskové pole je systém datového úložiště obsahující více pevných disků. • Pouze svazek disků (Just a Bunch of Disks, JBOD); • Přepínaný svazek disků (Switched Bunch of Disks, SBOD) ; • Rozšířený svazek disků (ExtendedBunch of Disks, EBOD). • Společné komponenty diskového pole zahrnují: • Pole řadičů; • Vyrovnávací paměti; • Zapouzdřené pevné disky; • Napájecí zdroje. • Disková pole mohou být přímo připojena k serverům přes řadu rozhraní, která jsou často součástí dokonalejšího systému datového úložiště jakým je například síťově připojené úložiště dat nebo síť datových úložišť.

33. Disková pole a masivní pole disků běžících naprázdno (MAID) • Pro zlepšení své spolehlivosti a odolnosti vůči poruchám jsou disková pole běžně vybavována více napájecími zdroji. • Pevné disky jsou v diskovém poli částí, která spotřebuje nejvíce energie; • Je zcela zásadní vybrat si účinné pevné disky s vlastnostmi, které minimalizují spotřebu energie při očekávané provozní zátěži. • Úroveň RAID také ovlivňuje energetickou účinnost systému datového úložiště, jelikož disky použité pro zabezpečení se nepoužívají pro vyzvedávání dat, ale spotřebovávají energii stejně jako ostatní disky. Typy RAID a účinnost.

34. Disková pole a masivní pole disků běžících naprázdno (MAID) • Je důležité, aby napájecí zdroje pro pole datových úložišť byly energeticky účinné. • Disková pole, aby pomohla při minimalizaci spotřebované energie v subsystému datových úložišť a snížení nákladů, používají následující zařízení: • Disky s variabilními rychlostmi; • Disky se snižováním otáček (spin-down); • Smíšené datové úložiště. • Účinnost několika energeticky úsporných vlastností často závisí na provozní zátěži. • Masivní pole disků běžících naprázdno (Massive Array of Idle Disks, MAID) může vést k úsporám až 70%. • Úspory energie mohou obecně být značné, je-li MAID technologie použita na téměř-online datová úložiště, kde prostředky datových úložišť mohou zůstávat v běhu naprázdno po dlouhou dobu.

35. Disková pole a masivní pole disků běžících naprázdno (MAID) • MAID je technologie, která používá kombinaci vyrovnávací paměti a disků běžících naprázdno pro obsluhu požadavků, přičemž roztáčí disky podle potřeby. • Zastavení rotace os (hřídelů) u disků, na které se méně často přistupuje, může snížit spotřebu energie. • Kolik energie mohou vlastnosti MAID ušetřit závisí na aplikaci, která disky používá a jak často tato aplikace přistupuje na disky. Všechny disky se točí plnou rychlostí; vysoký výkon, ale žádné úspory energie 25% disků sníží otáčky; až 25% úspora energie, ale za cenu určité penalizace výkonu

36. Disková pole a masivní pole disků běžících naprázdno (MAID) • Techniky MAID dosáhly své druhé generace, ve které zavedly inteligentní správu napájení (Intelligent Power Management, IPM)s různými energeticky úspornými režimy a výkonem. • Typická nastavení při konfiguraci úrovně MAID jsou: • Úroveň 0 (Level 0): • Normální provoz, disky při 7200 ot./min., hlavy zavedené. • Úroveň 1 (Level 1): • Hlavy pevných disků nezavedené, zaparkované. • Doba zotavení do 1 vteřiny. • Úroveň 2 (Level 2): • Hlavy pevných disků nezavedené, zaparkované. • Plotny zpomalí na 4 otáčky za minutu. • Doba zotavení 15 vteřin. • Úroveň 3 (Level 3): • Pevný disk se přestane točit (Režim spánku; zapnutí) • Doba zotavení 30 až 45 vteřin.

37. Disková pole a masivní pole disků běžících naprázdno (MAID) • Nexsan uvádí, že posílením vhodných politik pro určení požadované úrovně přístupové rychlosti a úrovně MAID, lze dosáhnout snížení energetických požadavků až o 70%. • MAID může významně využívat pevné disky umožňující více stavů (režimů) běhu naprázdno. Příkon pro pevný disk Hitachi 1TB (ve Wattech) AutoMAID úroveň 3 (úspory energie 60 až 70%) AutoMAID úroveň 2 (úspory energie 35 až 45%) Disk aktivní Disk v běhu naprázdno (nečinný vstup/výstup) AutoMAID úroveň 1 (úspory energie 15 až 25%) Průměrná spotřeba energie při různých úrovních AutoMAID

38. Prvky pro ukládání dat – Přímo připojené datové úložiště (DAS) • Přímo připojené datové úložiště (Direct Attached Storage, DAS) se skládá ze systému datového úložiště připojeného na host počítač bez jakékoli mezilehlé sítě. • Hlavními protokoly pro vzájemné propojeníDAS s host počítačem jsou SATA, eSATA, SCSI a SAS. • Řešení DAS využívají mnohá vylepšení energetické účinnosti dosažená u zařízení jako jsou pevné disky, SSD disky a disková pole. • Výrobci DAS se zabývají několika řešeními, která mohou zlepšit energetickou účinnost DAS systémů, například: • Zlepšení jednotek napájecích zdrojů; • Použití velkokapacitních pevných disků pro určité aplikace; • Koexistence různých typů disků ve stejném rámu (skříni) pro umožnění vertikálního vrstvení datového úložiště.

39. Prvky pro ukládání dat – Přímo připojené datové úložiště (DAS) • Zavedením malých velikostí skříní (small-form-factor enclosures), které šetří podlahovou plochu v datových centrech a mohou snížit jejich energetickou stopu použitím energeticky účinnějších 2,5“ pevných disků; • Použití energeticky účinnějších úrovní a mechanismů RAID; • Teplotně řízené ventilátory s variabilní rychlostí navržené pro optimální dodávku výkonu a energetickou účinnost. Výkon (IOPS) Spotřeba energie (W) Výkon (vstupně/výstupní operace za sekundu (IOPS) Příkon (ve Wattech) Vyšší výkon Nižší spotřeba energie Dell PowerVault MD1000 s pevnými disky 3,5“ Dell PowerVault MD1120 s pevnými disky 2,5“ SPC-1C výkon a spotřeba proDAS pole Dell PowerVaultMD1000 a PowerVault MD1120

40. Prvky pro ukládání dat – Sítě datových úložišť (SAN)a síťově připojené datové úložiště (NAS) • Aby se zabránilo vytváření informačních ostrovů, SAN se pokouší konsolidovat datatím, že umožní zařízením pro ukládání dat, aby na ně servery přistupovaly přes síť obecně metodou po blocích a používaly protokoly jako iSCSI, Fibre Channel (FCP) a Fibre Channel přes Ethernet . • Hlavní komponenty nebo vrstvy SAN představují: SAN servery SAN konektivita Páskové úložiště dat Diskové úložiště dat SAN úložiště dat

41. Prvky pro ukládání dat – Sítě datových úložišť (SAN)a síťově připojené datové úložiště (NAS) • Ze SAN řešení může mít výhodu několik typů aplikací: • Vysoce výkonné aplikace mohou používat SAN pro ukládání dat a prokontrolní body (check-pointing); • Přes tenké poskytování si mohou některé aplikace vyhradit datové úložiště ze SAN-u na požádání (storageallocation on demand) ; • Databázové aplikace, které vyžadují rychlý přístup k datům, mohou profitovat z přístupu k datům na úrovni bloku majícím krátkou latenci, kterou nabízí SAN; • Zálohovací operace napříč velkou společností lze centralizovat; • Virtualizace serverů může zhusta používat SAN pro ukládání obrazy virtuálních strojů, snímky obrazovek a umožňovat migraci virtuálních strojů. • Jelikož SAN nemusí vyžadovat IP adresu, lze se často vyvarovat drahých operací jako převodu datových bloků do IP paketů. • Prostředí SAN s liší od řešení připojených do sítě v tom smyslu, že obecně nenabízí nástroje pro ukázání (vystavení) zařízení pro ukládání dat serverům jakožto služeb souborové úrovně.

42. Prvky pro ukládání dat – Sítě datových úložišť (SAN)a síťově připojené datové úložiště (NAS) • NAS je specializovaný server se svojí vlastní IP adresou, která je dána k dispozici mnoha klientům nebo serverům prostřednictvím sítě. • Pro komunikaci se systémy NAS se používají standardní protokoly jako iSCSI a Fibre Channel; • Na rozdíl od SAN-ů, které používají protokoly blokové úrovně, se na komunikační úrovni řešení NAS často používají protokoly souborové úrovně jako například Network File System (NFS) a Common Internet File System (CIFS). • SAN a NAS lze spojit způsoby, které konsolidují síťově připojené datové úložiště.

43. Prvky pro ukládání dat – Sítě datových úložišť (SAN)a síťově připojené datové úložiště (NAS) • Možnosti pro zlepšení energetické a nákladové účinnosti: • Kombinace virtualizace serverů a virtualizace datových úložišť; • Typická účinnost datového úložiště je u tradičního pole datových úložišť v rozsahu 30 až 40%. Podle určitých technických zpráv může virtualizace datového úložiště zvýšit účinnost na 70% nebo více; • Tenké poskytování (Thin Provisioning); • Technologie, která obecně doprovází virtualizaci datových úložišť, má za cíl maximalizovat využívání datového úložiště a vyloučit předem vyhrazenou (před-alokovanou), avšak nevyužitou kapacitu; Server Disk po rozšíření Virtuální jednotka (10TB) (Velikost disku rozpoznaná serverem) Fyzický diskový pool (2TB) (Aktuální dostupná kapacita disku) Taxátor úložiště Zápis dat Zápis Práh alarmu Alarm upozorňuje na dosažení prahu Rozšíření disku Zápis Diskový systém pro ukládání dat ETERNUS

44. Prvky pro ukládání dat – Sítě datových úložišť (SAN)a síťově připojené datové úložiště (NAS) • Horizontální vrstvení datového úložiště; • Pro efektivní využívání infrastruktury datového úložiště je důležité navrhnout a posílit politiky pro zdravou správu dat, které používají různé vrstvy datových úložišť podle toho, jak často se k datům přistupuje, zda jsou opakovaně používána a jak dlouho mají být udržována; Časová hodnota dat Pravděpodobnost opětovného použití (%) Množství dat MAID nebo virtuální pásková knihovna Páska NAS nebo SAN EBOD 0 dní 30 dní > 1 rok navždy 90 dní Časová hodnota dat a použití různých technologií

45. Prvky pro ukládání dat – Sítě datových úložišť (SAN)a síťově připojené datové úložiště (NAS) • Vertikální vrstvení datových úložišť; • Techniky pro poskytování vrstvení datových úložišť na úrovni polí a prvků pro ukládání dat mohou zlepšit výkon a snížit spotřebu energie; • Konsolidace na úrovni datového úložiště a uspořádání; • Konsolidace datového úložiště a síťových zařízení může vést ke značným úsporám požadované podlahové plochy a ke snížení spotřeby energie; • De-duplikace dat; • Infrastruktury datových úložišť často skladují více kopií stejných dat. Datová centra používají několik úrovní duplikace dat, některé jsou požadovány pro zlepšení spolehlivosti a datového toku, ale je tam také mnoho odpadu, který může být minimalizován, čímž se recykluje kapacita datového úložiště; • Komprese dat; • Účinnou kompresí a dekompresí dat je možné za běhu recyklovat kapacitu datového úložiště. Komprese dat se již dlouho používá v datové komunikaci pro snížení množství dat přenášených přes síťová spojení.

46. Doporučení pro nejlepší praxi Zlepšete spolehlivost datového úložiště, Účinný management dat, Odstranění duplicitních dat (de-duplikace) a konsolidace, Vrstvená datová úložiště a virtualizace, Tenké poskytování (Thinprovisioning), Používejte energeticky úsporné pevné disky, Přesuňte se do SSD

47. Doporučení pro nejlepší praxi • Zlepšení nebo řešení se nevztahují konkrétně na zařízení pro ukládání dat a zahrnují lepší klimatizační systémy, navyšují teplotu v datovém centru, používají virtualizaci serverů, účinnější distribuci napájení a UPS technologii. • Zlepšete spolehlivost úložiště dat; • Stávající architektury systémů pro ukládání dat byly navrženy při očekávání, že zařízení bude mít poruchu. Jsou-li zařízení více spolehlivá a očekává-li se méně poruch, může se snížit redundance úložiště a tím i spotřeba energie celou infrastrukturou; • Účinná správa dat; • Jednou z hlavních příčin současné exploze dat, se kterou se střetávají datová centra, je počet redundantních kopií dat, které si organizace udržují.

48. Doporučení pro nejlepší praxi • Odstranění duplikovaných dat (de-duplikace) a konsolidace; • De-duplikace dat je velmi důležitá pro eliminaci vícenásobně uložených dat a recyklaci kapacity datového úložiště; • Vrstvená datová úložiště a virtualizace; • Při návrhu infrastruktury datového úložiště v rámci datového centra je důležité, aby se vhodně poskytovaly různé vrstvy a aby existovaly vhodné politiky pro migraci dat, zálohování, archivování a obnovení dat. Při finančním vyčíslení spotřeby energie je v migračních politikách důležité, aby se dosáhl vyvážený stav výpočetního výkonu a energetických úspor. • Tenké poskytování (Thin Provisioning); • Řešení datových úložišť umožňující tenké poskytování se mohou vyvarovat plýtvání kapacitou datového úložiště tak, že si předem vyhradí jeho zdroje, které se právě nepoužívají aplikacemi;

49. Doporučení pro nejlepší praxi • Používejte energeticky účinné pevné disky; • Při používání řešení založených na diskových polích a technologií jako jsou masivní pole disků běžící naprázdno (MAIDs), je velmi důležité, aby se k tomu používaly energeticky účinné pevné disky; • Přesuňte se do disků SSD (Solid State Drives); • U disků SSD se očekává, že budou energeticky účinnější a spolehlivější díky nepřítomnosti pohyblivých částí a rotujících ploten. Navíc platí, že méně vyprodukovaného ztrátového tepla znamená nižší požadavky na chlazení.

50. Diskuze Otázky související s modulem