Технологии хранения и передачи данных

Размещено на http://www.allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

«РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА»

Институт экономики и менеджмента

Кафедра менеджмента и маркетинга

Реферат

на тему

«Технологии хранения и передачи данных»

Выполнила студентка Эк-31:

Дорофейчик Арина

Москва 2016

Введение

Сетевое хранение данных построено на трех фундаментальных компонентах: коммутации, хранении и файлах. Все продукты хранения можно представить в виде комбинации функций данных компонентов. Поначалу это может вызвать замешательство: поскольку продукты хранения разрабатывались по совершенно разным направлениям, функции часто перекрывают друг друга.

Немало специалистов провели много часов за работой, пытаясь определить, как написать лучшую прикладную программу для привлечения заказчиков в сетевые хранилища и как сделать более понятной технологию хранения на основе своего успешного приложения. Конечно, для этого существует много способов, но в данной статье мы исходим из того, что хранение само по себе является приложением. В сети работает множество приложений типа «клиент-сервер» и различных видов распределенных приложений, но в то же время хранение является уникальным и специализированным типом приложения, которое может функционировать в нескольких сетевых средах. сетевой коммутация файл хранилище

Поскольку процессы хранения тесно интегрированы с сетями, будет уместно напомнить, что сетевые хранилища представляют собой системные приложения. Сервисами, которые предоставляются сетевыми приложениями хранения, могут пользоваться сложные корпоративные программы и пользовательские приложения. Как и в случае со многими технологиями, некоторые типы систем лучше отвечают требованиям сложных приложений высокого уровня.

Коммутация

Термин «коммутация» применяется ко всему программному и аппаратному обеспечению и к службам, которые обеспечивают транспортировку хранения и управление ею в сетевом хранилище. Сюда входят такие различные элементы, как разводка кабелей, сетевые контроллеры ввода-вывода, коммутаторы, концентраторы, аппаратура выборки адресов, контроль связи данных, транспортные протоколы, безопасность и резервы ресурсов. В сетевых хранилищах все еще широко используются технологии шин данных SCSI и ATA, и, скорее всего, они будут использоваться еще долго. Фактически продукты SCSI и ATA сегодня применяются гораздо чаще в технологии NAS.

Существуют два важных различия между сетями хранения SAN и обычными локальными сетями LAN. Сети хранения SAN автоматически синхронизируют данные между отдельными системами и хранилищами. В сетевых хранилищах необходимы компоненты высокой степени точности для обеспечения надежной и предсказуемой среды. Несмотря на ограничения по расстоянию, параллельная SCSI -- чрезвычайно надежная и предсказуемая технология. Если новые технологии коммутации, такие как Fibre Channel, Ethernet и InfiniBand, сменят SCSI, они должны будут продемонстрировать аналогичный или лучший уровень надежности и предсказуемости. Имеется и такая точка зрения, которая рассматривает коммутацию как канал хранилища. Сам термин «канал», берущий свое начало в среде больших вычислительных машин, предполагает высокую надежность и работоспособность.

Хранение

Хранение в основном затрагивает блочные операции адресного пространства, включая создание виртуальной среды, когда адреса логического блока хранения отображаются из одного адресного пространства в другое. Вообще говоря, в сетевых хранилищах функция хранения почти не изменилась, если не считать двух заметных отличий.

Первое -- это возможность нахождения технологий виртуализации устройства, например управление устройством внутри оборудования сетевого хранения. Этот вид функции иногда называют контроллером домена хранения или виртуализацией LUN.

Второе главное отличие хранения заключается в масштабируемости. Продукты хранения, такие как подсистемы хранения, имеют значительно больше контроллеров/интерфейсов, чем предыдущие поколения шинной технологии, а также намного больший объем хранения.

Файлы

Функция организации файлов представляет абстрактный объект конечному пользователю и приложениям, а также организует разметку данных на реальных или виртуальных устройствах хранения. Основную часть функциональности файлов в сетевых хранилищах обеспечивают файловые системы и базы данных; их дополняют приложения управления хранением, например операции резервного копирования, также являющиеся файловыми приложениями.

Сетевое хранение к настоящему времени почти не изменило файловые функции, за исключением разработки файловых систем NAS, в частности файловой системы WAFL компании Network Appliance.

Кроме упомянутых технологий хранения данных NAS и SAN, ориентированных на крупные и глобальные сети, в небольших локальных сетях доминирующее положение занимает технология DAS (Direct Attached Storage -- рис. 1), в соответствии с которой хранилище находится внутри сервера, обеспечивающего объем хранилища и необходимую вычислительную мощность.

Простейшим примером DAS может служить накопитель на жестком диске внутри персонального компьютера или ленточный накопитель, подключенный к единственному серверу. Запросы ввода-вывода (называемые также командами или протоколами передачи данных) непосредственно обращаются к этим устройствам. Однако такие системы плохо масштабируются, и компании с целью расширения объема хранилища вынуждены приобретать дополнительные серверы. Эта архитектура очень дорогая и может использоваться только для создания небольших по объему хранилищ данных.

Технологии передачи данных

Организация передачи данных в компьютерной сети происходит в тесном взаимодействии этих двух интерфейсов: физический компонент (сетевая карта) и логический (ее драйвер).

Обязательным условием для успешной реализации любой из технологий передачи данных является присутствие в потоке данных дополнительного компонента - протокола передачи.

Протокол передачи на логическом уровне представляет собой набор правил, которые определяют обмен данными между различными приложениями или устройствами. Эти правила задают единый способ передачи сообщений и обработки ошибок передачи. На физическом уровне протокол это - набор служебных данных, прикрепляющихся к основным пакетам (кадрам) информации, без которых просто невозможно эффективное взаимодействие в сети.

Протокол должен абстрагироваться (игнорировать) конкретную среду передачи, его задача - обеспечивать надежную связь между узлами в коммутационном облаке.

Современные технологи и методы передачи данных, в большинстве случаев, основаны на клиент-серверном взаимодействии. Давайте с Вами более подробно рассмотрим эти понятия.

Клиент это - модуль (программа, служба, отдельный компьютер), служащий для формирования и передачи сообщений (запросов) к ресурсам удаленного устройства (серверу), с последующим приемом результатов от него и передачей их соответствующим приложениям на клиенте.

Сервер это - модуль (программа, служба...), который постоянно ожидает прихода из сети запросов от клиентов и обслуживающий (с участием локальной ОС) эти запросы.

Один сервер может обслуживать сразу множество клиентов. Например - веб-сервер «Apache» (Апач), который обеспечивает множественные подключения за день к нашему сайту «sebeadmin.ru» по протоколу «http». Вот - еще пример: база данных, с которой работают клиенты. На них установлены клиентские модули программ, которые подключаются к базе и поддерживают только графический интерфейс работы с ней. Все вычисления и обработка, при этом, происходят на сервере и с использованием его ресурсов.

Современные технологии передачи данных позволяют производить кодирование сигнала и другими (более эффективными) способами. Но прежде, - еще одна небольшая классификация. По способу реализации процедура делится на:

1. Физическое кодирование сигнала

2. Логическое (на более высоком уровне - поверх физического)

К способам кодирования на физическом уровне относятся такие алгоритмы, как NRZ (Non Return Zero), Манчестерский код (Manchester), MLT-3 (Multi Level Transmission) и ряд других.

Логическое кодирование (которому подвергается исходная последовательность данных) внедряет в длинные последовательности бит свои биты с противоположным значением, или - вообще заменяет их другими последовательностями. Кроме того, оно позволяет улучшить спектральные характеристики сигнала, в целом - упростить его расшифровку, а кроме того - передавать в общем потоке дополнительные служебные сигналы управления.

В основном, для логического преобразования применяются три технологии:

1. вставка бит (bit stuffing)

2. избыточное кодирование

3. скремблирование

Технологии передачи данных подразумевают передачу информации от одного компьютера к другому - в обеих направлениях. Даже в том случае, когда нам кажется, что мы только принимаем данные (например - скачиваем музыку), то на самом деле - обмен идет в двух направлениях. Просто есть основной поток данных (который интересует нас - музыка) и вспомогательный (служебный), идущий в обратном направлении, образуемый квитанциями об успешной (или не успешной) передаче.

В зависимости от того, могут ли они передавать данные в обоих направлениях или нет, физические каналы делятся на несколько видов:

Дуплексный канал - обеспечивает одновременную передачу информации в обоих направлениях Дуплекс может состоять из двух независимых физических сред (один проводник на прием, второй - на передачу). Возможен и вариант, при котором одна среда используется для обеспечения дуплексного режима работы. В этом случае на клиентах применяются дополнительные алгоритмы выделения каждого потока данных из общего массива информации.

Полудуплексный канал - также обеспечивает передачу в обоих направлениях, но не одновременно, а - по очереди. Т.е. в течение определенного времени данные передаются в одном направлении, а затем - в обратном.

Симплексный канал - позволяет передавать информацию только в одном направлении. Дуплексный может состоять из двух симплексных каналов.

Литература:

1. Руденков Н.А., Долинер Л.И. ОСНОВЫ СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

2. Костров Б. Технологии физического уровня передачи данных.

Размещено на Allbest.ru