Отказоустойчивость файловых и дисковых систем

     Файловые  системы для общих дисков (также  известные как Файловые системы для сетевых (общих) хранилищ (файловая система SAN) или кластерные файловые системы) в основном используются в сетевых хранилищах, где все узлы сети имеют прямой доступ к блоковому устройству хранения, где расположена эта файловая система. Такие файловые системы функционируют, даже при поломке одного из узлов. Данные файловые системы, обычно, используются в кластерах высокой доступности вместе с аппаратным RAID. Файловые системы для сетевых хранилищ, обычно не расширяются больше 64 или 128 узлов. Например, CXFS (XFS для кластера) — файловая система расширяющая XFS для использования в сети имеющей SGI-сервера. Сфера применения типична для решений Silicon Graphics — видеомонтаж, обработка массивов видеоматериалов.

     Распределенные  файловые системы известны и как сетевые файловые системы. Одна и таких систем - Network File System (NFS) разработанная Sun Microsystems, теперь является стандартом в UNIX-подобных сетях. NFS может использовать протокол Kerberos для авторизации и кэш клиента.

     Распределенные  файловые систем, являющиеся параллельными  и с защитой от сбоев, разделяют  и реплицируют данные на многие сервера  для высокой производительности и обеспечения целостности данных. Даже когда сервер дает сбой, данные не теряются. Данные файловые системы используются в высокоскоростных вычислениях и кластерах высокой доступности. Например, GPFS — General Parallel File System, виртуальная файловая система для параллельной обработки данных разработанная IBM. Поддерживает репликацию между подсоединенными блочными устройствами хранения. Доступна в AIX, Linux и Windows, Google File System — кластерная система оптимизированная для работы с большими блоками данных по 64 Мб, а также обладающая повышенной защитой от сбоев. Вся информация копируется и хранится в трех местах одновременно, при этом система способна очень быстро находить реплицированные копии, если какая-то машина вышла из строя. Задачи автоматического восстановления после сбоя решаются с помощью программ, созданных по модели MapReduce. Является коммерческой тайной компании Google. Доступна только через Google App Engine.

     Файловые  системы с встроенной избыточностью. Примером могут служить - RAIF (Redundant Array of Independent Filesystems) — Избыточный Массив Независимых Файловых систем — файловая система похожая на структуру RAID, ZFS содержит свое внедрение RAID-5 и RAID-6 — RAID-Z и RAID-Z2 соответственно.

     Использование программных или смешанных решений  для повышения отказоустойчивости системы позволяет значительно  экономить средства как на начальной стадии – покупке, так и на последующей – управлении и обслуживании. Следует учесть, что при этом будут задействованы вычислительные ресурсы серверов, т.е. требуются дополнительные изменения в серверном комплексе – повышение производительности, например, путем добавления процессорной мощности, или, если возможно, выделение отдельных серверов под эти задачи.

     Заключение

     При повышении отказоустойчивости важна  проработка решения на каждой стадии и каждом уровне перемещения, размещения и хранения данных. Не всегда самый дорогой вариант обеспечивает решение насущных проблем, иногда он еще и добавляет новые. Любой руководитель службы ИТ ставит перед собой главную цель - построить высокопроизводительную вычислительную систему с высокой степенью отказоустойчивости и при этом снизить как закупочную, так и эксплуатационную стоимость, т.е. стоимость владения. В ходе проектирования и построения правильно сбалансированного комплекса, привлечения компаний с опытом интеграционных решений можно избежать излишних трат и денег и времени. Компромисс между простотой решения, производительностью и отказоустойчивостью необходимо отыскивать на стадии проектирования и разработки, постоянно корректировать действия исходя из стоимости владения и показателей производительности.

     Стоит отметить, что повышение отказоустойчивости в большинстве случаев приводит не только к удорожанию системы, но и к усложнению процесса мониторинга  и, как следствие, к более сложному распределению ресурсов и управлению ими. Эти факторы, в свою очередь, ведут к необходимости повышения квалификации обслуживающего персонала, внедрения специализированного ПО, что неизбежно ведет к увеличению эксплуатационных затрат и стоимости владения.

     Список  использованных источников

1. Олифер, В  Олифер Наталья Сетевые операционные системы: Учебник для вузов. 2-е издание / Олифер В., Олифер Н. - СПб.: Питер, 2008 - 672 с. - ISBN 5-91180-528-6 978-5-91180-528-9
2. Радаев, Александр Подробное знакомство с RAID-массивами / Электронный ресурс. Режим доступа: ttp://www.compdoc.ru/peripherals/ drives/detailed_acquaintance_with_raid_array/
3. Савяк, Владимир RAID Levels / Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.ixbt.com/storage/raids.html
4. Свободная энциклопедия "Википедия" / Электронный ресурс. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org
5. Узварик, Андрей Отказоустойчивые системы хранения. Журнал сетевых решений/LAN №7/2004