Kiến trúc lưu dữ liệu
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Kiến trúc lưu trữ dữ liệu
Xét trên khía cạnh công nghệ thông tin (CNTT), điều cốt
lõi trong hoạt động của doanh nghiệp là các quá trình lưu
trữ, xử lý và trao đổi dữ liệu. Liên quan đến các quá trình
này là hệ thống lưu trữ – một trong những thành phần quan
trọng nhất của cơ sở hạ tầng CNTT.
Vì thế, các giám đốc CNTT (CIO) luôn tìm mọi cách để
đơn giản hóa hệ thống lưu trữ của công ty nhằm tiết giảm
tối đa chi phí điều hành và xử lý dữ liệu có hiệu quả hơn.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Khi Marty Garrison đảm nhận chức vụ giám đốc công nghệ
của ChoicePoint Inc. – một công ty chuyên về tích hợp dữ
liệu có trụ sở ở Alpharetta, bang Georgia (Mỹ) – cách nay
ba năm, việc lưu trữ dữ liệu ở đây khá hỗn độn. Công ty
phải quản lý hơn hai triệu gigabyte dữ liệu của 16 tỷ bản
ghi.
Garrison nhớ lại: “Việc lưu trữ lúc bấy giờ gia tăng theo
từng dự án, và nó không được quản lý về mặt chi phí.
Chúng tôi có 8-10 mạng lưu trữ (Storage Area Network –
SAN) hoạt động độc lập với nhau. Vì thế, chúng tôi không
thể chia sẻ không gian lưu trữ giữa các mạng này cũng như
phân cấp dữ liệu.”
Để quản lý một cách thống nhất và giảm số lượng nhân
viên điều hành, Garrison đã thiết lập một kiến trúc lưu trữ
tập trung, kết hợp các SAN hiện hữu thành một SAN duy
nhất. Việc phân cấp dữ liệu cho phép ông sử dụng những ổ
đĩa rẻ tiền hơn cho những dữ liệu không đòi hỏi tốc độ truy
cập cao. Ông cũng chỉ ký hợp đồng với hai nhà cung cấp
thiết bị. Nhờ vậy ông đã giảm được 40 % chi phí lưu trữ ở
cả khâu mua sắm thiết bị lẫn công tác quản lý.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Các chuyên gia trong ngành cho biết doanh nhgiệp phải
hướng đến một kiến trúc lưu trữ đơn giản để giảm tổng chi
phí sở hữu (Total Cost of Ownership – TCO). Theo
Steward Buchanan, chuyên viên phân tích của hãng nghiên
cứu thị trường Gartner, cho dù chi phí lưu trữ thông tin mới
giảm đến 34 % mỗi năm, chi phí để đáp ứng các yêu cầu về
mức độ dịch vụ và mở rộng khả năng lưu trữ có thể vượt
quá 60 %. Ông nói: “Các doanh nghiệp cần có nhiều quy
định hơn về việc quản lý thiết bị lưu trữ.”
Kiến trúc phân cấp dữ liệu
So với cách nay vài năm thì các CIO hiện có nhiều chọn
lựa hơn về mặt công nghệ lưu trữ. Một trong những công
nghệ phổ biến là dùng đĩa thay cho băng từ để lưu dự
phòng những dữ liệu quan trọng.
Tuy nhiên, theo Buchanan, kiến trúc phân cấp (tiered
architecture) mang lại nhiều lợi ích. Nó không chỉ cho phép
bạn gia tăng mức độ sử dụng các loại thiết bị lưu trữ rẻ tiền
dành cho những dữ liệu ít quan trọng hay ít được truy xuất
mà còn buộc bạn phải hiểu cấp độ dịch vụ của tất cả các dữ
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
liệu, quản lý lưu trữ theo vòng đời dữ liệu (Information
Lifecycle Management – ILM). Nhờ vậy, bạn có thể giảm
chi phí bằng cách xóa hoặc không lưu dự phòng những dữ
liệu không cần thiết. Bạn cũng có thể chuyển những dữ liệu
ít sử dụng sang khu vực lưu trữ ngoại tuyến (offline
storage) để kiểm soát luồng lưu thông của dữ liệu trên
mạng. Ông nói: “Tiering cho phép bạn nhìn thấy được tổng
chi phí sở hữu của mạng lưu
trữ.” Hệ thống lưu trữ là gì?
Hệ thống lưu trữ là tập hợp
tất cả tài nguyên trong một tổ
chức, sử dụng cho mục đích
lưu trữ dữ liệu của hệ thống.
Nó bao gồm:
• Các thiết bị lưu trữ, như
băng từ, đĩa CD, các ổ đĩa
cứng trong các máy chủ và
các tủ đĩa ngoài.
• Các phần mềm quản lý,
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Tiered architecture là sự điều khiển hay cung cấp
phân bổ các loại dữ liệu vào những tính năng phụ trợ như
những thiết bị lưu trữ khác sao chép (copy), sao lưu dự
nhau. Việc phân loại dữ liệu phòng (backup)… cho các
có thể dựa trên mức độ bảo thiết bị lưu trữ.
vệ dữ liệu, các yêu cầu về • Các giao thức và thiết bị hỗ
hiệu suất truy cập, tần suất trợ việc kết nối và trao đổi
sử dụng hoặc các yêu cầu dữ liệu giữa các thiết bị lưu
khác. Số tầng càng cao thì trữ.
thiết bị sử dụng càng đỡ tốn
kém. Vì công việc phân loại có thể phức tạp và đòi hỏi phải
thực hiện liên tục, nhiều nhà cung cấp đã đưa ra những
phần mềm tự động phân loại dựa trên những tiêu chí do
doanh nghiệp đưa ra.
Một trong những kiến trúc thường được sử dụng là kiến
trúc ba tầng (three-tier architecture); trong đó tầng 1 dùng
để lưu trữ những dữ liệu quan trọng, thường được truy cập.
Tầng này sử dụng những thiết bị đắt tiền, có chất lượng và
độ bảo mật cao như hệ thống đĩa dự phòng RAID cấp 6
(Double Parity Redundant Array of Independent Drives).
Tầng 2 dành cho những dữ liệu liên quan đến tài chính, các
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
tập tin đã được phân loại hoặc ít truy cập. Thiết bị cho tầng
này là những loại ổ đĩa rẻ tiền hơn dùng trong mạng SAN.
Tầng 3 dành cho những tập tin chưa được phân loại hay ít
truy cập, lưu trong đĩa CD hoặc băng từ.
Sự ra đời của các công nghệ ổ đĩa mới như ổ đĩa quang (có
tốc độ đọc, viết nhanh), ổ đĩa SCSI, SATA (Serial ATA),
FATA (Fibre Channel ATA)… đã giúp cho việc triển khai
kiểu kiến trúc lưu trữ ba tầng trở nên khả thi hơn.
Theo Nik Simpson, chuyên viên phân tích của Burton
Group, một công ty nghiên cứu và tư vấn về lĩnh vực bảo
mật và mạng ở Midvale, bang Utah (Mỹ), một doanh
nghiệp có thể lưu trữ khoảng 30 % dữ liệu của mình ở tầng
1, phần còn lại ở các tầng 2, 3...
Chuyên viên Buchanan của hãng Gartner nói: “Việc xác
định các yêu cầu về dữ liệu không thuộc về nhiệm vụ của
các nhân viên lưu trữ. Nó thuộc về cấp điều hành doanh
nghiệp.” Các CIO phải thiết lập một nền tảng quản lý tài
sản có hiệu quả, phù hợp với quy mô của công ty.
iSCSI
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Trong những công nghệ mới giúp giảm chi phí lưu trữ,
đáng chú ý nhất là iSCSI (Internet Small Computer System
Interface). Đây là một chuẩn lưu trữ dựa trên địa chỉ IP do
Ủy ban chuyên trách về Internet (Internet Engineering Task
Force – IETF) đưa ra. Nó cho phép kết nối các ổ đĩa với
nhau và với các máy chủ (server) thông qua giao thức
SCSI.
Vì các mạng IP có mặt ở khắp mọi nơi, iSCSI có thể được
dùng để truyền tải dữ liệu trên mạng cục bộ (intranet),
LAN, WAN hay Internet và quản lý việc lưu trữ từ xa. Các
doanh nghiệp có quy mô từ nhỏ đến lớn đều có thể xây
dựng mạng SAN dựa trên công nghệ này. Trước iSCSI,
SAN thường được triển khai với mạng cáp quang (fibre
channel), nhưng mạng cáp quang không thích hợp khi triển
khai ở bên ngoài các doanh nghiệp lớn vì nó phức tạp và có
chi phí quản lý cao.
Theo công ty nghiên cứu thị trường IDC, sự đơn giản và
phù hợp của iSCSI đối với các doanh nghiệp có quy mô lớn
khiến công nghệ này phát triển nhanh. IDC dự báo đến năm
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
2011 sẽ có 25 % hệ thống lưu trữ bên ngoài doanh nghiệp
sử dụng iSCSI.
Ngân hàng cổ phần Associated Bank của Mỹ cách nay hai
năm cũng đã chuyển sang sử dụng iSCSI trong mạng SAN
của họ để có thể lưu trữ tốt hơn các thông tin của khách
hàng, kể cả hình ảnh. Đến nay, dung lượng của mạng này
đã tăng từ 20 ngàn gigabyte lên 300 ngàn gigabyte. Ngân
hàng cũng tiết kiệm được khoảng 30 % chi phí so với mạng
SAN cũ.
Chuẩn bị cho làn sóng mới
Các chuyên gia trong ngành đang đưa ra hai công nghệ
mới: ảo hóa hệ thống lưu trữ (Network Storage
Virtualization) và lưu trữ đơn lẻ (Single-Instance Storage).
Trong Network Storage Virtualization, tất cả các hệ thống
lưu trữ khác nhau về phiên bản, xuất xứ, nguyên lý hoạt
động được hợp nhất ở mức lôgic thành một nguồn lưu trữ
duy nhất. Việc hợp nhất này được gọi là quá trình ảo hóa
lưu trữ, được thực hiện bởi những phần mềm chuyên dụng.
Các phần mềm này có thể được cài đặt hoặc tích hợp trên
các máy chủ hoặc thiết bị lưu trữ. Xu hướng hiện nay là cài
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
đặt chúng vào các bộ chuyển mạch hoặc các máy chủ
chuyên dụng.
Công nghệ này có ưu điểm là đơn giản hóa việc quản lý cơ
sở hạ tầng và góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng dữ liệu.
Tuy nhiên, nó cũng còn khá phức tạp cho việc quản lý. Ví
dụ, mỗi hệ điều hành cần phải có một phần mềm điều khiển
riêng biệt và việc lưu trữ chỉ được tối ưu hóa trên từng thiết
bị.
Single-Instance Storage (SIS) là một phương pháp giúp hệ
thống chỉ lưu trữ một bản sao duy nhất của nội dung của
một tập tin mà nhiều người hay nhiều máy tính cùng sử
dụng; nhờ đó tiết kiệm được không gian lưu trữ. Ví dụ,
trong một hệ thống thư điện tử (e-mail) có thể chứa 100 thư
có cùng một tập tin đính kèm có dung lượng 1 MB. Nếu
lưu trữ bình thường thì hệ thống cần phải có 100 MB để lưu
tất cả 100 e-mail đó. Với SIS, chỉ có một tập tin đính kèm
được lưu trữ, và tất cả những e-mail có tập tin đính kèm đó
đều có phần tham chiếu đến tập tin đã lưu. Tuy nhiên, nguy
cơ mất dữ liệu vì chỉ sao lưu có một lần là vấn đề khiến
nhiều người quan tâm.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com
Tốc độ tăng trưởng của các loại dữ liệu ở các doanh nghiệp
là rất nhanh, cả về dung lượng (30 %-70 % mỗi năm) lẫn
về mức độ phức tạp. Vì vậy, việc ứng dụng những công
nghệ lưu trữ mới, phù hợp với quy mô hoạt động sẽ mang
lại hiệu quả cao hơn cho hoạt động của các doanh nghiệp.
