Современные технологии хранения и резервного копирования данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Сущность систем резервного копирования

2. Архивирование. Отличие от резервного копирования

3. Современные технологии в системах хранения и резервного копирования

4. Анализ рынка систем хранения и резервного копирования данных

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Информации, хранящейся в компьютерных системах, угрожает множество опасностей. Данные могут быть утеряны по причинам ошибок программного обеспечения, неумелой работы пользователей, сбоев физических носителей и средств связи, злонамеренной порчи данных. Абсолютной защиты от всех этих угроз не существует, риск утраты данных существует всегда.

Сбои приводят к приостановлению бизнес-процессов и потере данных, тем самым ставят под вопрос существование бизнеса в целом. Единственный способ надежно сохранить нужную информацию - периодически создавать резервные копии

Внедряя системы хранения данных и резервного копирования, компания сталкивается со сложными задачами оценки ее текущих потребностей, планировании будущих объемов данных, выбора технологий и архитектур, которые должны максимально соответствовать требованиям безопасности, возможности последующего масштабирования, удовлетворять техническим требованиям скорости записи, чтения, восстановления данных и многим другим условиям. Выявить оптимальное решение очень непросто, особенно учитывая широкое многообразие существующих путей реализации систем хранения и резервного копирования, а также довольно высокую динамику изменения цен и появления новых технологий на IT рынке.

Существует общая для всех проблема - стремительный рост объемов хранимых данных, составляющий 50-100% в год. Так по результатам исследования компании IDC - совокупный объем информации, хранящейся в электронном виде, в 2009 году составил 161 эксабайт (1 эксабайт равен 1018 байт). Аналитики предполагают, что за период с 2009 по 2011 годы общий объем информации увеличится, по крайней мере, в шесть раз. Соответственно, все серьезнее становится проблема надежного хранения данных и скорости доступа к ним.

При таких темпах роста традиционные системы становятся неэффективными, необходима оптимизация процессов хранения, создания резервных копий, внедрение решений класса ILM (Information Lifecycle Management - управление жизненным циклом информации)

Действительно, построение высокоэффективной системы хранения данных, отвечающих реальным требованиям организации, а также выбор наиболее подходящей системы резервного копирования - процесс весьма сложный и трудоемкий.

В контрольной работе представлена информация о широком спектре современных технологий хранения и резервного копирования данных, о тенденциях их развития и областях применимости, представлена ситуация на соответствующем сегменте рынка.

1. Сущность систем резервного копирования

Резервная копия - данные, хранимые на энергонезависимых носителях, обычно удаленно, предназначенные для восстановления, в случае если оригинал копии данных утерян или недоступен.

Резервное копирование - процесс создания резервных копий.

Все системы резервного копирования данных можно разделить на три типа согласно используемому методу копирования: это может быть пофайловое копирование, блочное или копирование данных на уровне приложений.

Система блочного резервного копирования работает напрямую с носителем, игнорируя файловую структуру, и сохраняя все содержимое полностью - операционную систему, рабочие данные, настройки и прочее. Преимуществом выполнения данного вида резервного копирования является высокая скорость. Однако обычно при выполнении операций копирования требуется приостановить работу приложений, чтобы копия была целостной. Некоторые системы обнаруживают неиспользуемые блоки и исключают их копирование. При использовании блочного резервного копирования, довольно затруднительным является восстановление частных файлов.

При выполнении операций резервного копирования на файловом уровне используется файловая система. В этом случае относительно простой задачей является восстановление некоторых конкретных файлов. В целом же операции резервного копирования длятся дольше, возникает дополнительная загрузка операционной системы, а также появляется проблема доступа к открытым файлам.

Резервное копирование может производиться на уровне приложений. Операции копирования и восстановления производятся посредством использования специально предусмотренного в резервируемом приложении программного интерфейса API. Резервная копия представляет собой набор файлов и возможно других объектов, определяемых самим приложением, которые вместе являются отображением состояния приложения на некоторый момент времени. При данном способе резервного копирования может иметь место проблема совместимости между разными версиями приложений и систем резервного копирования, реализующих соответствующий интерфейс.

Современные системы резервного копирования реализуются как программно, так и аппаратно, а также в сочетании программных и аппаратных компонентов.

Использование чисто программных средств относительно более дешево и универсально. Они выполняют свои задачи вне зависимости от того, где и как расположено помещение для серверов, или от того, как осуществляется доступ к корпоративным приложениям с рабочих станций сотрудников. Программные решения слабо зависят от принятой архитектуры хранения и защиты данных.

Выделенные аппаратные мощности для резервного копирования позволяют не загружать основные сервера компании. Чисто аппаратные методы резервного копирования, а также другие аппаратные способы предотвращения сбоев, такие, как кластеризация серверов или использование RAID-массивов с горячей заменой дисков, довольно дороги, и предъявляют особые требования к используемому аппаратному и программному обеспечению. Подобные системы также весьма требовательны к квалификации обслуживающего персонала. Аппаратные системы резервного копирования обычно составляют часть масштабных систем хранения данных, развертываемые крупными компаниями.

Программно-аппаратная система резервного копирования состоит из аппаратных и программных компонентов. Вся логика резервного копирования, как правило, сосредоточена в программных компонентах и реализуется ими. Они управляют устройствами, процессом резервного копирования и восстановления данных, поддерживают расписание работ и реализуют дополнительные сервисные функции. Аппаратные компоненты предназначены для выполнения операций записи, хранения резервных копий и восстановления данных.

2. Архивирование. Отличие от резервного копирования

Архив - данные, хранимые в течение длительного количества времени, в целях ведение контроля, анализа, справочных целей.

Архивирование - процесс создания архивов; копирование или перемещение данных в целях хранения.

Архивирование отличается от резервного копирования, прежде всего тем, что направлено на длительное хранение информации и не предусматривает требований к скорому доступу при необходимости.

Если к данным архива доступ может быть получен относительно быстро, то архив называют «активным», а в случае, когда доступ требует значительного количества времени - «не активным» или «холодным».

Зачастую «активные» архивы используются совместно с «не активными», образуя иерархические структуры. К примеру, на «переднем крае», для частого использования могут находиться массивы дисковых накопителей, при этом менее востребованные данные хранятся на магнитных лентах.

Для «не активных» архивов практически всегда используются накопители на магнитных лентах, прежде всего из-за очень длительного срока службы.

В дисковых архивах обычно используются жесткие SATA диски, как правило, их объединяют вместе так, чтобы большая часть находилась в отключенном состоянии, и активизировалась при необходимости. Такие массивы жестких дисков называют MAID.

Факторы, учитываемые при выборе носителей, включают не только цену на объем хранимых данных, но и, конечно же, ожидаемы срок годности носителей. Ставя задачу хранения данных в течение ста лет, и предполагая срок полезной службы используемых носителей равный 8-10 годам, нужно ожидать, что будет необходимо произвести замену оборудования как минимум 10 раз.

3. Современные технологии в системах хранения и резервного копирования

резервный копирование архивирование носитель

Резервное копирование, являясь составной частью единой системы хранения данных компании, всецело зависит от совокупности используемых технологий, поэтому будем рассматривать технологии резервного копирования совместно с технологиями хранения.

Выбор носителей данных непосредственно влияет на главные характеристики процессов создания копий, хранения и восстановления.

С течением времени, появляется масса новых технологий, изменяются технические характеристики носителей, цены за единицу объема, стоимость обслуживания, устаревают форматы хранения данных и интерфейсы устройств. Это обуславливает одну из проблем при хранении данных, ведь зачастую носители заменяются не потому, что закончился их срок службы, а потому, что появляются новые технологии с гораздо лучшими характеристиками или с меньшими эксплуатационными расходами.

В системах хранения и резервного копирования чаще других используются три вида носителей данных.

Магнитные ленты. Первоначально магнитные ленты начали использоваться в 50-х годах, и практически с этого момента этот тип носителей данных является наиболее используемым для архивного хранения данных и резервного копирования.

Современные ленточные накопители могут вмещать до терабайта неупакованных данных (к примеру, DLT-S4, LTO-4, SAIT-2 хранят 800 Гб). Обычно библиотеки магнитных лент используются 10-15 лет до последующей замены наиболее новы.

Жесткие диски. Еще несколько лет назад жесткие диски очень редко применялись в масштабных системах резервного копирования, и практически не использовались при архивировании данных. Соотношение емкости и цены с каждым годом становится все более выигрышным. В настоящее время использование массивов жестких дисков в качестве основных накопителей при хранении данных уже не редкость. По прогнозам ожидается, что в ближайшее время будет наблюдаться постепенный переход от использования магнитных лент в качестве основного носителя к использованию жестких дисков.

По прогнозу IDC общемировой рынок дисковых систем хранения будет продолжать бурный рост, общий объем продаваемых накопителей данных будет увеличиваться на 50% ежегодно.

На сегодняшний день капитальные вложения для внедрения систем резервного копирования с использованием жестких дисков выше, чем с применением магнитных лент. В то же время, эксплуатационные расходы сравнимы, а во многих случаях ниже, при использовании решений на базе жестких дисков. Считается, что срок службы массивов активных жестких дисков равен 5-7 годам.

Оптические диски первого и второго поколения, такие как CD и DVD используются повсеместно. Такие оптические накопители имеют срок службы до 10 лет при соблюдении специальных условий хранения. Широкое распространение постепенно получает новое поколение оптических дисков - Blu-ray Disc и HD DVD, имеющих многократно большие емкости. Все же можно с уверенностью сказать, что на сегодня оптические диски довольно плохо подходят для создания массивных хранилищ ни их основе. Все может измениться с появлением новых технологий. Уже существуют прототипы дисков с применением технологии голографической памяти.

К примеру, оптические диски HVD, созданные HSD Forum могут теоретически хранить до 3.9 Тб. Tapestry Media - оптические диски, уже производимые американской компанией InPhase Technologies, имеют емкость 300 Гб при теоретически максимальной емкости в 1,6 Тб.

Разрабатывается технология, при которой, теоретически, может быть сохранено до 50 Тб данных на один оптический диск PCD. Идея заключается в покрытии диска специальным, светочувствительным белком.

4. Анализ рынка систем хранения и резервного копирования данных

На рынке систем хранения наблюдается стабильный рост, который будет продолжаться в ближайшие несколько лет. IDC оценивает доход общемирового рынка оказания услуг в области систем хранения в 31,7 млрд. долларов, при этом предсказывается рост до 39,9 млрд. долларов к 2012 году. Gartner оценивает общемировой рынок ПО управления хранением данных на 2008 год в 11,1 млрд. долларов, при этом ожидается, что при среднегодовом росте (CAGR) в 8% к 2012 году объемы продаж составят приблизительно 14,8 млрд. долларов. По данным IDC среднегодовой рост сетевых систем хранения составляет 15.8%. Ленточные накопители в ближайшее время останутся самым используемым средством хранения. Предсказывается рост использования и оптических дисков, в виду, прежде всего новых разработок, таких как применение голографии.

В то же время год от года будет расти спрос на системы на базе жестких дисков. По данным недавних исследований ESG среди опрошенных организаций 64% уже внедрили специализированные дисковые системы D2D резервного копирования или собираются внедрить в ближайшее время.

В настоящее время начался бурный рост объема персональных данных за счет хранения фотографий, видео и т.д. Важно то, что большинство пользователей очень редко удаляют какие-либо данные со своих компьютеров. 17% пользователей ПК сказали, что стараются хранить всю информацию, когда-либо ими записанную, при этом 57% хотели бы всегда хранить полные серии любимых телепередач, а 66% хотели бы всегда хранить у себя всю нравящуюся им музыку. Ожидается, что в следующем десятилетии будет накоплено и создаваться личных данных много больше коммерческих.

Малый бизнес и домашние пользователи нуждаются в защите своих данных настолько же насколько и крупные компании. 64% в виде подходящего им инструмента резервного копирования видят быстрые онлайн сервисы резервного копирования. При этом 56% пользователей ПК хотели бы иметь возможность восстанавливать свои данные к состояниям на различные моменты времени. Для 57% важным является сохранение конфиденциальности резервируемых данных и 59% хотели бы хранить создаваемые резервные копии длительное время.

Ряд программных решений резервного копирования для ОС Windows, распространяемых как условно-бесплатное ПО, лучших по версии электронного издания toptenreviews.com. Все данные программные продукты нацелены, прежде всего, на рынок домашних пользователей и малого бизнеса. В таблице 1 краткая характеристика программных решений с обзором технических параметров и цен.

Таблица 1

* - оценка от 1 до 5 баллов

Российский рынок информационных технологий имеет ряд характерных отличий, несмотря на следование в русле мировых тенденций.

Долгое время единственным заказчиком систем хранения в России являлись государственные учреждения, телекоммуникационная и нефтегазовая отрасли, финансовые организации. Однако с некоторых пор заметный интерес к системам хранения и резервирования данных стал проявлять и обычный бизнес, малые и средние компании.

Важное отличие от западного рынка заключается в том, что масштабы внедряемых в России проектов, от применяемого оборудования до используемых архитектур, гораздо меньшие.

Российский рынок информационных технологий еще сравнительно молод. Большинство компаний, начавших решать свои ИТ-задачи с «чистого листа» в середине 1990-х, выбрали самые передовые решения без необходимости поддерживать унаследованные системы.

Методика внедрения IT-проектов, принятая за рубежом, включающая привлечение консалтинговых компаний, проведение тендера между системными интеграторами в России пока не прижилась. В развитых странах объем ИT-сервисов занимает порой до 60% общего ИТ-бюджета.

Российские предприятия в большинстве случаев стремятся сэкономить на сервисе, самостоятельно разрабатывают и выполняют проект, обращаясь к помощи компаний, продающих системы хранения, только на этапе закупки оборудования. Одной из главных причин отказа от сервисных контрактов является «свежесть» парка систем хранения, на которую и полагается руководство. Стоит отметить также и общую слабость сервисного бизнеса в России, а в результате возникли недоверие к ИТ-сервису и привычка полагаться на собственные силы.

Еще одна заметная особенность - недостаточный интерес к совокупной стоимости владения TCO и учету хранимой информации - системам SRM. А практика использования SRM показывает, что до 70% емкости в системах хранения могут быть заняты под данные, находящиеся в них неправомерно или не оптимально.

Российские компании зачастую игнорируют TCO и не достаточно внимания обращают на ROI. Это объясняется тем, что общепринятая в мире методика расчета практически слабо применима к российским реалиям, а сам процесс расчета трудоемок.

Стремительный рост, характерный в последние годы для многих российских компаний, требует выбирать системы хранения с запасом, и довольно существенные ИT-бюджеты, позволяют это делать. Это обуславливает одну из причин недооценки SRM, ведь важно освоить бюджет, а как освоить - уже не так важно.

Российский рынок, обычно повторяющий мировые тенденции с задержкой в год-полтора, еще не столкнулся с проблемами экономической эффективности хранения данных. Но, по всей видимости, задуматься над этими вопросами придется в самом ближайшем будущем.

Заключение

Спрос на системы хранения данных растет, происходит модернизация информационных систем в коммерческом и государственном секторах, сетевые системы хранения данных внедряются под различного рода системы управления предприятием, СУБД, почтовые и офисные приложения. Есть большой спрос и в научно-образовательном секторе, где данные в основном уже стали цифровыми и требуют большого объема и производительности систем хранения.

В России ежегодный объем продаж систем хранения данных составляет около полумиллиарда долларов, причем свыше 54% приходится на системы SAN, продажи систем DAS составляют около 44%, а NAS - 3%.

Рынок ПО управления хранением данных растет более чем на 25% в год - быстрее российского рынка программного обеспечения в целом, где данный показатель равен 20%, причем большая доля приходится на средства резервного копирования и архивирования. Рынок программного обеспечения для управления ресурсами систем хранения пока только формируется.

В будущем следует ожидать продолжения роста российского рынка систем хранения данных, а также появления новых технологии. Однако стоит отметить, что к большинству нововведений, и к виртуализации систем хранения в частности, российский рынок пока еще не готов. В данный момент рынок развернут в сторону более простых в эксплуатации систем с более развитыми средствами управления и совершенными структурами сервисной поддержки. Цены на системы хранения данных в будущем останутся довольно высокими. Рынок перешел в стадию стагнации цен и стоимость систем стабилизировалась.

Основная тенденция заключается в том, что цены остаются неизменными при неизменном снижении стоимости хранения терабайта информации и постоянном росте производительности и функциональности.

Список используемой литературы

1. Казаков В.Г., Федосин С.А. «Разработка программной файлово-ориентированной системы резервного копирования данных». Технологии Microsoft в теории и практике программирования. Материалы конференции / Под ред. проф. Р.Г. Стронгина. Нижний Новгород: Изд-во Нижегородского госуниверситета, 2007. - С. 108-110.

2. Казаков В.Г., Федосин С.А. Анализ алгоритмов резервного копирования для получения оценок объема репозитория. Кибернетика и высокие технологии XXI века. IX международная научно-техническая конференция. -Воронеж.: НПФ «Саквоее» ООО, 2008. - С. 697-709 с.

3. Егоров А. Резервное копирование данных пока обойдется без инноваций. CNews. http://www.cnews.ru/reviews/free/infrastructure2007/articles/ reserve_copying.shtml, 2007.

4. Системы хранения данных и резервного копирования. http://network.xsp.ru/6_2.php, 2005.

5. Шпик В. Система резервного копирования - «последний бастион» защиты корпоративной информации. Connect! Мир Связи, октябрь, 2006. http://www.connect.ru/article.asp?id=7197, 2006.

Размещено на Allbest.ru