Cấu hình lưu trữ

Quản trị mạng – Trong bài này chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn một số cấu hình lưu trữ điển hình được sử dụng cho việc lưu trữ dữ liệu trong mạng hiện nay.

Trong thế giới ngày nay, mọi thứ hầu như đều nằm trên máy tính. Đặc biệt hơn, mọi thứ được lưu trên các thiết bị lưu trữ gắn kèm với máy tính trong một số cấu hình. Và có nhiều cách người dùng có thể truy cập các thiết bị đó. Các cách truy cập đó có các ưu điểm và nhược điểm khác nhau chính vì vậy bạn phải chọn cách nào để phù hợp với mình. Trong bài này chúng tôi sẽ cung cấp cho các bạn một số cách truy cập đó và mô tả một số giải pháp mà ở đó bạn có thể thực hiện chúng.

Đầu tiên là kiến trúc mang tên Directly Attached Storage (DAS). Đây là những gì mà hầu hết mọi người thường đề cập đến khi nghĩ về các thiết bị lưu trữ. Kiểu kiến trúc này gồm có những thành phần như các ổ cứng bên trong, ổ cứng ngoài, USB. Về cơ bản DAS ám chỉ bất cứ thứ gì được gắn trực tiếp với một máy tính (hoặc máy chủ) chứ không phải một thành phần mạng nào đó (giống như switch) giữa chúng.

Hình 1: Ba cấu hình cho các giải pháp Direct Attached Storage

Một thiết bị DAS thậm chí có thể cho phép nhiều người dùng truy cập dữ liệu một cách đồng thời. Tất cả những gì được yêu cầu là thiết bị có các cổng kết nối và có khả năng hỗ trợ đa người dùng đồng thời. Các cấu hình DAS cũng có thể được sử dụng trong các mạng lớn khi chúng được gắn với máy chủ cho phép nhiều người dùng truy cập các thiết bị DAS. Chỉ có một thứ mà DAS không cho là sự hiện diện của một thiết bị mang giữa thiết bị lưu trữ và máy tính.

Nhiều người dùng gia đình hoặc các doanh nghiệp nhỏ lại cần đến cấu hình Network Attached Storage (NAS). Các thiết bị NAS cung cấp một cách thuận tiện cho việc đặt một cách tập trung các thiết bị lưu trữ, mặc dù không cần định vị với các máy tính của bạn. Tính năng này thuận tiện cho nhiều người dùng gia đình muốn đặt các thiết bị lưu trữ của họ ở một vị trí nào đó và sử dụng chung cho tất cả các máy tính hay laptop trong nhà. Tính năng này cũng lôi cuốn các doanh nghiệp nhỏ, nơi không thích hợp cho việc đầu tư các thiết bị lưu trữ lớn. Cấu hình DAS cũng có thể cung cấp tính năng này, tuy nhiên không dễ dàng thực thi trong các tình huống nhỏ.

Hình 2: Sơ đồ một hệ thống NAS

Thiết bị NAS về cơ bản là một máy tính đã được lược bớt. Mặc dù không có màn hình, bàn phím, nhưng chúng lại có hệ điều hành mà bạn có thể cấu hình, việc kết nối đến thiết bị là thông qua trình duyệt web từ một máy tính trong mạng. Các hệ điều hành NAS là các phiên bản hệ điều hành UNIX đơn giản, chẳng hạn như FreeNAS. FreeNAS hỗ trợ nhiều định dạng file, chẳng hạn như CIFS, FTP, NFS, TFTP, AFP, RSYNC và iSCSI.

Do các thiết bị NAS tự quản lý các chức năng hệ thống file nên chúng không cần đến máy chủ để thực hiện chức năng này. Các mạng sử dụng các thiết bị DAS được gắn với máy chủ sẽ yêu cầu máy chủ quản lý các chức năng hệ thống file. Đây là một điểm mạnh của NAS so với DAS. NAS sẽ giải phóng máy chủ để bạn có thể thực hiện một số nhiệm vụ xử lý quan trọng khác vì thiết bị NAS được kết nối trực tiếp với mạng và quản lý tất cả các hoạt động của file. Điều này cũng có nghĩa rằng thiết bị NAS sẽ đơn giản hơn trong việc cấu hình và bảo trì cho các môi trường thực thi nhỏ vì chúng không yêu cầu máy chủ chuyên dụng.

Các hệ thống NAS thường sử dụng các cấu hình RAID để cung cấp cho người dùng một giải pháp lưu trữ mạnh mẽ. Trong phối cảnh này, các thiết bị NAS có thể được sử dụng giống như các thiết bị DAS (để backup dữ liệu). Sự khác biệt lớn nhất và quan trọng nhất giữa các hệ thống NAS và DAS là các hệ thống NAS phải gồm có tối thiểu một thiết bị mạng giữa người dùng và thiết bị NAS.

Các giải pháp NAS cũng giống như cấu hình lưu trữ khác mang tên Storage Area Networks (SAN). Sự khác biệt lớn nhất giữa hệ thống NAS và hệ thống SAN là thiết bị NAS quản lý các chức năng hệ thống file của hệ điều hành còn hệ thống SAN chỉ cung cấp các dịch vụ lưu trữ theo khối và để các chức năng hệ thống file được thực hiện bởi máy tính khách.

Điều đó không có nghĩa rằng NAS không thể kết hợp với SAN. Trong thực tế, các mạng lớn thường sử dụng SAN với NAS để đáp ứng các nhu cầu cần thiết cho người dùng của họ.

Một ưu điểm mà các hệ thống SAN tỏ ra ưu việt hơn NAS là các hệ thống NAS không thể mở rộng một cách dễ dàng. Còn các hệ thống SAN có thể dễ dàng bổ sung thêm các máy chủ trong một cluster để quản lý thêm người dùng. Các hệ thống NAS được sử dụng trong các mạng phát triển nhanh thường không đủ khả năng quản lý lưu lượng tăng, thậm chí nếu chúng có thể quản lý dung lượng lưu trữ.

Điều này không có nghĩa rằng hệ thống NAS là không thể mở rộng. Trong thực tế bạn hoàn toàn có thể nhóm các thiết bị NAS theo cách tương tự như cách nhóm các máy chủ trong hệ thống SAN. Thực hiện cách này sẽ cho phép bạn có thể truy cập từ bất cứ nút nào trong nhóm SAN. Tuy nhiên thứ có thể không có nghĩa là thứ nên thực hiện; các bạn nên chọn giải pháp thực thi SAN là tốt nhất trong tình huống này.

Hình 3: Sơ đồ một Storage Area Network

Mặc dù vậy, các hệ thống NAS lại tỏ ra ít tốn kém hơn các hệ thống SAN và trong nhiều năm gần đây các nhà sản xuất NAS đã tập trung để mở rộng sự hiện diện của họ trên các mạng gia đình, nơi nhiều người dùng có nhu cầu lưu trữ cao về các file đa phương tiện. Với hầu hết người dùng gia đình, một hệ thống ít tốn kém và không yêu cầu máy chủ và không gian vật ký để đặt các thiết bị lưu trữ chắc chắn sẽ là giải pháp hấp dẫn hơn khi so với cấu hình SAN.

Các hệ thống SAN cũng có nhiều ưu điểm hơn so với các hệ thống NAS. Cho ví dụ, nó cho phép dễ dàng thay thế một máy chủ bị lỗi trong hệ thống SAN, trong khi đó việc thay thế một thiết bị NAS dù có hay không được nhóm với các thiết bị NAS khác là rất khó khăn. Thêm vào đó, cũng dễ dàng hơn nhiều trong việc phân phối theo địa lý các mảng bên trong một hệ thống SAN. Kiểu phân phối theo địa lý này thường rất có giá trong việc chống cũng như khắc phục thảm họa.

Ưu điểm lớn nhất của các hệ thống SAN là chúng cung cấp cách thức quản lý đơn giản, khả năng mở rộng cao, linh hoạt, backup và truy cập dữ liệu được cải thiện. Với lý do này, các cấu hình SAN đang trở thành phổ biến hơn cả cho các doanh nghiệp lớn thực sự quan tâm đến vấn đề lưu trữ dữ liệu.

Ngoài các mạng lớn ra các cấu hình SAN không được sử dụng phổ biến. Một ngoại lệ cho điều này là trong lĩnh vực biên tập video yêu cầu môi trường lưu trữ với dung lượng cao cùng với một băng thông lớn để truy cập dữ liệu. Một cấu hình SAN sử dụng Fibre Channel thực sự là một giải pháp tốt nhất cho các mạng biên tập video và các mạng trong các lĩnh vực tương tự.

Mỗi một trong ba cấu hình được nêu trong bài (DAS, NAS và SAN) đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Đầu tư suy nghĩ để tìm ra thiết kế mạng phù hợp sẽ tiết kiệm được rất nhiều cố gắng khi phát triển mạng hoặc khi cần nâng cấp các khía cạnh khác nhau của mạng. Chính vì vậy việc chọn cấu hình là quan trọng, nhiệm vụ của bạn là cần chọn ra cấu hình nào phù hợp với nhu cầu hiện hành và các nhu cầu có thể dự đoán trong tương lai gần đến tương lai trung tầm.