Mạng tổ chức dữ liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC MẠNG LƯU TRỮ DỮ LIỆU 1.1 Tổng quan về lưu trữ dữ liệu: 1.1.1 Các vấn đề lưu trữ trong mạng máy tính: Từ cuối thế kỷ 20 đến nay, đánh dấu sự phát triển vượt bậc c

1

LUẬN VĂN THẠC SỸ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

MẠNG TỔ CHỨC DỮ LIỆU

TRẦN TRÍ CƯƠNG

Hà nội, 2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được đề cập trong luận văn ―Mạng tổ chức dữ liệu‖ được viết dựa trên kết quả nghiên cứu theo đề Cương cá nhân tôi dưới

sự hướng dẫn của thầy TS Nguyễn Vũ Sơn

Các thông tin và số liệu tham khảo đều được trích dẫn đầy đủ nguồn và sử dụng luật bản quyền

Tôi xin cam đoan và hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

Hà Nội, ngày…….tháng…… năm 2016

Học viên

Trần Trí Cương

LỜI CẢM ƠN

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, các hoạt động của con người ngày càng phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng mạng thông tin Thông tin ko những quan trọng mà còn trở thành tài sản đối với mọi doanh nghiệp, tổ chức hay bất kì cá nhân nào Chính vì thế vấn đề lưu trữ dữ liệu trở nên vô cùng quan trọng và là vấn đề không thể thiếu trong việc xây dụng cơ sở hạ tầng mạng thông tin Các công nghệ mạng ngày càng phát triển kéo theo yêu cầu về lưu lượng thông tin cũng như tốc độ truy nhập không ngừng tăng lên Đặc biệt trong các ngành ngân hàng tài chính, các công ty bảo hiểm Mạng lưu trữ dữ liệu (SAN) được coi là một giải pháp hàng đầu cho việc lưu trữ dữ liệu hiện nay

Hiện nay mạng SAN hầu như đã được triển khai tại hầu hết các công ty trên một số nước phát triển Tuy nhiên tại Việt Nam SAN vẫn còn khá mới mẻ Các doanh nghiệp vẫn chủ yếu sử dụng DAS hay NAS Trong đồ án tốt nghiệp của mình

em trình bày một cách khái quát về mạng SAN: tổ chức phần cứng, tổ chức phần mềm và một số mạng lưu trữ khác, quy trình thiết kế một mạng SAN và mở rộng của mạng SAN

Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn TS.Nguyễn Vũ Sơn

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức và kinh nghiệm nghiên cứu còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự giúp đỡ của thầy cô và bạn bè để hoàn thiện cho kiến thức của mình

Em xin chân thành cảm ơn! Học viên: Trần Trí Cương

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin là sự tăng khối lượng dữ liệu cần lưu trữ Hiện nay các công ty đang tìm kiếm phương pháp để quản lí dữ liệu đồng thời đảm bảo được chi phí, mạng SAN ra đời đáp ứng được nhu cầu lưu trữ hiện thời, độ tin cậy và cung cấp các giải pháp thiết kế mạng lưu trữ cho các Công

ty cạnh tranh Luận văn này mang lại một cái nhìn tổng quát về mạng tổ chức dữ liệu SAN, được trình bày qua các chương

Chương 1 Tổng quan về các mạng lưu trữ dữ liệu Trình bày các vấn đề đang tồn

tại trong lưu trữ dữ liệu hiện nay Các giải pháp lưu trữ và giải pháp tối ưu hiện nay

là SAN

Chương 2 Hệ thống trung tâm dữ liệu Data Center Mô tả khái quát về các thiết bị

phần cứng của mạng Các công nghệ phần cứng: tiêu chuẩn, dãy ổ đĩa Các cơ chế

đa đường

Tổ chức phần mềm của mạng SAN Các giao thức sử dụng trong mạng SAN Một

số mô hình mạng SAN theo giao thức và theo quy mô Các giải pháp an ninh trong mạng SAN

Chương 3 Quy trình thiết kế mạng lưu trữ Các bước cơ bản trong việc thiết kế

mạng lưu trữ : tiếp cận thông tin, phân tích, hợp nhất các mạng và phát triển mở rộng mạng lưu trữ Ứng dụng trong quản lý dữ liệu công ty Bảo hiểm

Kết luận

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG 7

DANH MỤC BẢN VẼ 8

CÁC TỪ VIÊT TẮT 10

CHƯƠNG l : TỔNG QUAN VỀ MẠNG LƯU TRỮ 12

1.1 Tổng quan về lưu trữ dữ liệu 12

1.1.1 Các vấn đề lưu trữ trong mạng máy tính 12

1.1.2 Phân loại công nghệ lưu trữ 13

1.2 Các mô hình lưu trữ dữ liệu 14

1.2.1 Mô hình lưu trữ DAS (Direct Attached Network) 14

1.2.2 Mô hình lưu trữ NAS (Network Attached storage) 16

1.2.3 Mô hình lưu trữ SAN (Storage Area Network) 20

1.2.4 Xu thế phát triển của công nghệ lưu trữ 23

Kết luận chương 1 30

CHƯƠNG 2 : HỆ THỐNG TRUNG TÂM DỮ LIỆU – DATA CENTER 32

2.1 Khái niệm hệ thống Data Center 32 2.2 Cấu trúc Data Center 33

2.2.1 Cấu trúc điển hình 34

2.2.2 Cấu trúc thu gọn 36

2.2.3 Cấu trúc mở rộng 37

2.3 Các thành phần cơ bản trong hệ thống Data Center 38

2.3.1 Hệ thống server 38

2.3.2 Hệ thống LAN SWITCH 39

2.3.3 Hệ thống SAN 40

2.3.4 Hệ thống quản lý và điều hành hoạt động 41

2.4 Các công nghệ trong Data Center 43

2.4.1 Công nghệ áp dụng cho máy chủ 43

2.4.2 Công nghệ RAID 50

2.4.3 Công nghệ Mạng 58

Kết luận chương 2 64

CHƯƠNG 3 : QUY TRÌNH THIẾT KẾ MẠNG LƯU TRỮ SAN 66

3.1 Tổng quan về tiến trình thiết kế mạng lưu trữ 66

3.1.1 Khảo sát các yêu cầu và xác định mục đích thiết kế 66

3.1.2 Quy trình thiết kế 67

3.2 Phân tích 69

3.2.1 Tiếp cận thông tin 69

3.2.2 Các ứng dụng triển khai trên hệ thống mạng 70

3.2.3 Quy hoạch dung lượng cho hiện tại và tương lai 71

3.2.4 Lựa chọn các thiết bị cho mạng 72

3.2.5 Lựa chọn giao thức cho mạng 76

3.3 Giải pháp hợp nhất các mạng lưu trữ 81

3.3.1 Giải pháp hợp nhất SAN với DAS 81

3.3.2 Hợp nhất nhiều mạng SAN 82

3.3.3 Hợp nhất các mạng lưu trữ SAN qua WAN và MAN 83

3.4 Phát triển mở rộng mạng SAN 84

3.4.1 Mở rộng về mặt dung lượng 85

3.4.2 Mở rộng theo khoảng cách 86

3.5 Ứng dụng trong Quản lý dữ liệu trong công ty Bảo hiểm 87

Kết luận chương 3 91

KẾT LUẬN 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Đánh giá về các loại ứng dụng và phương pháp truy nhập 70

Bảng 3.2 So sánh sử dụng các cấu trúc mạng SAN 73

Bảng 3.3 So sánh các phương thức lưu trữ 74

Bảng 3.4 Lựa chọn giao thức theo dịch vụ 76

Bảng 3.5 Lựa chọn phương tiện kết nổi theo khoảng cách 77

Bảng 3.6 So sánh FC SAN và IP SAN 78

Hình 3.2 Kết nối hai mạng SAN dùng chuẩn FC và iSCSI 79

Bảng 3.7 Các phần mềm hỗ trợ FC và iSCSI 80

Bảng 3.8 Chi phỉ kết nối SAN cẩu hình nhỏ (dưới 16 nút) 80

Bảng 3.9 Chi phi kết nổi SAN cẩu hình lớn hơn (trên 16 nút) 81

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mô hình lưu trữ DAS sử dụng cáp SCSI và cáp quang 14

Hình 1.2 Kiến trúc phần mềm của DAS 15

Hình 1.3 Mô hình lưu trữ NAS 17

Hình 1.4 Kiến trúc phần mềm NAS 18

Hình 1.5 Kiến trúc vật lý mạng SAN 20

Hình 1.6 Kiến trúc phần mềm SAN 22

Hình 1.7 Kết nối vật lý cơ bản của mạng FC SAN 24

Hình 1.8 Phân chia lớp trong mạng SAN 25

Hình 1.9 So sánh các mức lưu trữ on-line, near line và off line 27

Hình 1.10 Tầm quan trọng của dữ liệu thay đổi theo thời gian 28

Hình 2.1 Mô hình Data Center 32

Hình 2.2 Topology Datar Center cơ bản 34

Hình 2.3 Topology thu gọn của Data Center 36

Hình 2.4 Topology Datar Center mở rộng 37

Hình 2.5 Mô hình Chustering máy chủ (Server) 45

Hình 2.6 Ảo hóa "Hosted" 49

Hình 2.7 Ảo hóa "Bare - metal" 49

Hình 2.8 Tiêu chuẩn RAID 0 51

Hình 2.9 Tiêu chuẩn RAID 1 52

Hình 2.10 Tiêu chuẩn RAID 3 54

Hình 2.11 Tiêu chuẩn RAID 4 55

Hình 2.12 Tiêu chuẩn RAID 5 56

Hình 2.13 Tiêu chuẩn RAID 6 57

Hình 2.14 Tiêu chuẩn RAID 10 58

Hình 2.15 Mô hình công nghệ VLAN 59

Hình 2.15 Mô hình Caching trên máy chủ server 62

Hình 2.15 Mô hình Caching trên máy chủ lưu trữ (Storage Device) 63

Hình 2.15 Mô hình Caching tập 64

Hình 3.1 Quy trình thiết kế mạng SAN 68

Hình 3.2 Kết nối hai mạng SAN dùng chuẩn FC và Iscsi 79

Hình 3.3 Chuyển đổi DAS sang SAN 82

Hình 3.4 Kết nối trực tiếp đến kho dữ liệu và dự phòng 83

Hình 3.5 Kết nối thông qua SAN switch 83

Hình 3.6 Mô hình kết hợp MAN và WAN 84

Hình 3.7 Kết nối các thiết bị chuyển mạch kiểu phân cấp 85

Hình 3.8 Khả năng mở rộng khoảng cách lớn 86

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASIC Application Specific Integrated Circuit Vi mạch tích hợp chuyên dụng

FC-AL Fibre Channel Arbitrated Loops Vòng tách kênh quang

ngang

MDA Main distribution area Khu vực phân phối chính

SCSI Small Computer System Interface Giao tiêp hệ thông máy tính nhỏ TIA Telecommunications Industry Association Hiệp hội công nghiệp viễn thông

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC MẠNG LƯU TRỮ

DỮ LIỆU 1.1 Tổng quan về lưu trữ dữ liệu:

1.1.1 Các vấn đề lưu trữ trong mạng máy tính:

Từ cuối thế kỷ 20 đến nay, đánh dấu sự phát triển vượt bậc của công nghệ thông tin trên mọi lĩnh vực của cuộc sống cùng với đó là sự tăng lên của các dữ liệu cần được lưu trữ bảo mật, nhất là khi các dịch vụ trực tuyến qua mạng ngày càng cao, nở rộ và phát triển Các ngành ngân hàng, tài chính, bảo hiểm, y học bệnh viện, khách sạn, giáo dục, khoa học, kỹ thuật… với số lượng khách hàng khổng lồ cần được lưu trữ thông tin và và bảo mật Cùng với đó là những đặc thù từng ngành nghề nhất định mà yêu cầu việc truy cập thông tin hay trao đổi dữ liệu cần nhanh chóng và chính xác

Khi xã hội phát triển kéo theo sự phát triển của các ngành nghề, số lượng thông tin tăng lên một cách đáng kể, trong khi yêu cầu về lưu trữ không đổi Do vậy, đòi hỏi có một mạng lưu trữ đáp ứng được các yêu cầu trên

Các bước phát triển của công nghệ lưu trữ Phân loại đối tượng:

Lưu trữ dữ liệu không còn đơn giản là cung cấp câc thiết bị lưu trữ dung lượng lớn mà còn bao gồm khả năng quản lý, chia sẻ cũng như sao lưu và phục hồi

dữ liệu trong mọi trường hợp

Xét về tổng quan, điểm khởi đầu của quá trình phát triển công nghệ lưu trữ là khi các máy tính và máy chủ nhỏ được trang bị các ổ đĩa trong của riêng chúng Với cách lưu trữ này, dung lượng lưu trữ không được lớn, khả năng chỉ đáp ứng nhu cầu của người sử dụng đầu cuối, khả năng bảo vệ tính toàn vẹn của dữ liệu còn rất hạn chế

Bước phát triển tiếp theo là khi máy tính/máy chủ kết nối riêng với thiết bị lưu trữ bên ngoài của mình (đĩa cứng, bang từ) qua giao thức SCSI (Small Computer System Interface) Mỗi máy tính, máy chủ chỉ có quyền kiểm soát quản

trị thiết bị lưu trữ ngoài của mình, hạn chế ở đây là khả năng xây dựng hệ thống có dung lượng cao và khả năng quản trị tập trung từ xa

Công nghệ tiếp theo được thiết kế để dữ liệu trên đó có thể truy cập qua mạng LAN thông thường Các thiết bị NAS (network Attacked Storge) chứa dữ liệu tập trung và cho phép chia sẻ dữ liệu ở mức file Vấn đề dung lượng và quản lý tập trung được giải quyết nhưng việc truyền tải dữ liệu giữa thiết bị có nhu cầu sử dụng

và thiết bị lưu trữ xảy ra trên hạ tầng mạng LAN thông thường, dùng giao thức TCP/IP, gây hạn chế tốc độ truyền tải, dẫn đến hiệu năng hoạt động của cả hệ thống không được cao

Nhược điểm về tốc độ về hiệu nặng được đẩy lùi trong bước phát triển tiếp theo với sự xuất hiện của công nghệ thiết lập mạng lưu trữ riêng biệt SAN (Storage Area Network)

1.1.2 Phân loại công nghệ lưu trữ

Để lưu trữ dữ liệu người ta có thể dùng nhiều thiết bị khác nhau, nhiều công nghệ khác nhau Các kho dữ liệu có thể dùng la đĩa cứng, dùng bang từ, dùng đĩa quang… Tùy theo yêu cầu cụ thể của bài toán đặt ra mà lựa chọn công nghệ và thiết

bị cho phù hợp Theo cơ chế lưu trữ, hiện nay có một số loại hình lưu trữ dữ liệu cơ bản như:

- DAS (Direct Attached Storage): lưu trữ dữ liệu qua các thiết bị gắn trực tiếp

- NAS (Network Attached Storage): lưu trữ dữ liệu vào thiết bị lưu trữ thông qua mạng IP

- SAN (Storage Area Network): lưu trữ dữ liệu qua mạng lưu trữ chuyên dụng riêng

Mỗi loại hình lưu trữ dữ liệu có những ưu nhược điểm riêng và được dùng cho những mục đích nhất định

1.2 Các mô hình lưu trữ dữ liệu cơ bản

1.2.1 Mô hình lưu trữ DAS:

a./ Kiến trúc vật lý:

Hình vẽ:

Hình 1.1 Mô hình lưu trữ DAS sử dụng cáp SCSI và cáp quang

DAS (Direct Attached Storage) là cơ chế lưu trữ với thiết bị gắn trực tiếp vào máy chủ Đây được coi là công nghệ lưu trữ truyền thống được nhiều doanh nghiệp

sử dụng Với cơ chế DAS, mỗi máy chủ sẽ có một hệ thống lưu trữ và phần mềm quản lý lưu trữ riêng biệt

Mô hình lưu trữ này áp dụng cho máy tính, máy trạm làm việc (workstation)

và máy chủ Cấu hình DAS bao gồm một máy tính kết nối trực tiếp với một hoặc nhiều đĩa cứng (HDD) hay còn gọi là mảng đĩa (Disk Array) Máy tính sử dụng giao thức chuẩn như SCSI, ATA, Serial – ATA hoặc quang (FC) để giao tiếp với đĩa cứng Một số đường Bus cho phép kết nối nhiều HDD thành một chuỗi trên mỗi bộ chuyển đổi Bus cho máy chủ, cho kênh máy chủ hoặc bộ điều khiển giao diện được tích hợp trên máy chủ

b./ Kiến trúc phần mềm:

Hình vẽ:

Hình 1.2 Kiến trúc phần mềm của DAS

Các lớp phần mềm của một hệ thống DAS được minh họa trong hình trên

Hệ thống lưu trữ gắn trực tiếp được hệ điều hành quản lý Các ứng dụng phần mềm truy cập dữ liệu thông qua hệ thống vào ra tập tin gọi là hệ điều hành Các lệnh gọi

hệ thống tập tin vào ra được file system xử lý, file system quản lý cấu trúc thư mục

Client computer System

Hệ thống máy tính khác hàng

Application/ Phần ứng dụng

Operating System/

Hệ điều hành

File System/ hệ thống dữ

liệu

Volume manager/Quản lý khối lượng

Disk System Device Driver/

hệ thống điều khiển lưu trữ đĩa

Disk controller Host bus adapter/

Điều khiển đĩa và bộ chuyển đổi Bus

Disk/ Đĩa

dữ liệu và ánh xạ từ các tệp tới các block trong không gian đĩa logic Volume manager quản lý các tài nguyên về block trong một hoặc nhiều đĩa vật lý trong hệ thống đĩa cứng và ánh xạ các truy cập không gian block đĩa logic tới địa chỉ vật lý ổ đĩa/cylinder/sector Phần mềm điều khiển thiết bị đĩa sẽ gắn kết hệ điều hành với phần điều khiển đĩa (Disk controller) hoặc phần vứng Host Bus Adapter và đáp ứng chuyển các lệnh và dữ liệu giữa máy trạm với hệ thống đĩa Ứng dụng của client khởi tạo I/O mức tệp được ánh xạ vào I/O mức block, các chuyển đổi đó xảy ra trên giao diện giữa máy tính client và hệ thống đĩa Một trong những đặc tính chủ yếu của DAS là kết hợp các tài nguyên lưu trữ vào server riêng lẻ Sự thiếu hụt tài nguyên trở nên rõ ràng khi các ứng dụng đòi hỏi yêu cầu về lưu trữ dữ liệu cao hơn DAS bị giới hạn sau đây: dung lượng lưu trữ của DAS bị giới hạn bởi số lượng đĩa cứng mà bus hỗ trợ (ví dụ 15 đĩa SCSI) Việc thêm/bớt đĩa có thể làm ngắt truy cập tới các đĩa trên dây chuyền SCSI vì thế làm cho tài nguyên lưu trữ không còn sẵn sang trong suốt thời gian bảo trì Dung lượng tối đa của hệ thống DAS là cao nhất khi SCSI bus đã lắp tối đa số đĩa cứng mà nó hỗ trợ

1.2.2 Mô hình lưu trữ NAS

a./ Kiến trúc vật lý

Hình vẽ:

Hình 1.3 Mô hình lưu trữ NAS Client: Khách hàng

LAN: Local Area Network: Mạng nội bộ

Ethernet Switch: Cổng mạng

NAS Storage Server: Hệ thống lưu trữ NAS

NAS (Network Attached Storage) là phương pháp lưu trữ dữ liệu sử dụng các thiết bị lưu trữ đặc biệt gắn trực tiếp vào mạng LAN như một thiết bị mạng bình thường (tương tự máy tính, switch hay router) Các thiết bị NAS cũng được gán các địa chỉ IP cố định và được người dùng truy cập thông qua sự điều khiển của máy chủ Trong một số trường hợp, NAS có thể được truy cập trực tiếp không cần có sự quản lý của máy chủ NAS được sử dụng để giải quyết những hạn chế của DAS nhằm chia sẻ tài nguyên lưu trữ qua mạng NAS thường được gọi là tủ lưu trữ được gắn trực tiếp vào một mạng máy tính (LAN) thông qua giao thức hệ thống tập tin

mạng nhƣ NFS và CIFS, NAS cho phép truy cập ở mức tệp chứ không phải ở dạng block

Network File Protocol (NFS, CIFS) TCP/IP Stack

NIC driver

Network Interface card

Network file protocol (NFS, CIFS)

File System

TCP/IP Stack Volume

Manager NIC Interface

Card

Disk controller Host Bus Adapter File I/O

Network Interface card

Disk controller Host Bus Adapter

Remote File I/O Access Across the Network

mạng NAS Các thiết bị NAS hiện các tài nguyên lưu trữ lên trên mạng LAN và được chia sẻ giữa các hệ thống máy tính client nối với mạng LAN đó Ứng dụng client truy cập tài nguyên lưu trữ ảo mà không cần biết tài nguyên đó nằm ở đâu

Trong hệ thống client, các yêu cầu truy cập I/O kiểu tệp cho ứng dụng được

hệ điều hành xử lý thành các dạng gọi hệ thống, giống như các cuộc gọi hệ thống sinh ra trong hệ thống DAS Sự khác nhau ở đây là các cuộc gọi hệ thống được hệ điều hành xử lý như thế nào? Các cuộc gọi hệ thống bị lớp I/O redirector chặn, lớp này xác định nếu dữ liệu được truy cập là một phần của file system ở xa hoặc file system cục bộ Nếu dữ liệu là một phần của hệ thống DAS thì các cuộc gọi hệ thống được xử lý bởi file system cục bộ Nếu dữ liệu là phần file system ở xa thì file director chuyển các lệnh lên khung giao thức Network file system, giao thức này ánh xạ các cuộc gọi hệ thống truy cập tệp thành các bản tin lệnh để truy cập vào server từ xa theo dạng các bản tin NFS hoặc CIFS Những bản tin truy cập file từ xa này sau đó chuyển lên ngăn xếp giao thức TCP/IP, ngăn xếp này đảm bảo chuyển các bản tin một cách tin cạy qua mạng Phần mềm điều khiển NIC kết hợp ngăn xếp TCP/IP với Card giao diện mạng Ethernet Ethernet NIC cung cấp giao diện vật lý

và chức năng điều khiển truy nhập phương tiện đối với mạng LAN

Trong thiết bị NAS, Network Interface Card nhận các khung Ethernet mang lệnh truy cập tệp từ xa Điều khiển NIC đưa ra các biểu đồ cho ngăn TCP/IP Ngăn TCP/IP sẽ phục hồi các bản tin NFS hoặc CIFS ban đầu do hệ thống của client gửi đến Phần điều khiển truy cập tệp NFS xử lý các lệnh tệp từ xa từ các bản tin NFS/CIFS và ánh xạ các lệnh thành các cuộc gọi hệ thống truy cập tệp tới file system của thiết bị NAS Hệ thống tệp NAS, quản lý dung lượng và phần điều khiển hệ thống đĩa cứng hoạt động tương tự file system của DAS và dịch các lệnh I/O thành các phần chuyển đổi I/O block giữa bộ điều khiển đĩa (Disk Controller), HBA và Disk System (tủ đĩa) mà đây hoặc là một phần của thiết bị NAS hoặc thiết

bị gắn tới thiết bị NAS bên ngoài Điều quan trọng là Disk System có thể gồm 1 đĩa hoặc một số đĩa chạy song hành với nhau trong một chuỗi hoặc một vòng lặp hệ thống lưu trữ bên ngoài hoặc thậm chí là các tài nguyên lưu trữ có trên mạng SAN

được nối với HBA của thiết bị NAS Trong mọi trường hợp, các tài nguyên lưu trữ gắn liền với thiết bị NAS có thể truy cập qua HBA hoặc Disk controller ở mức I/O block

1.2.3 Mô hình lưu trữ SAN

a./ Kiến trúc vật lý:

Hình vẽ:

Hình 1.5 Kiến trúc vật lý mạng SAN SAN (Storage Area Network):

Client: Khách hàng

LAN: Local Area Network

Servers:

iSCSI Target:

FC Switch: Fiber Channel Switch: Cổng cáp quang

SAN (Storage Area Network) là một mạng riêng tốc độ cao dùng cho việc truyền dữ liệu giữa các máy chủ tham gia vào hệ thống lưu trữ cũng như giữa các thiết bị lưu trữ với nhau SAN cho phép thực hiện quản lý tập trung và cung cấp khả năng chia sẽ dữ liệu và tài nguyên lưu trữ Hầu hết mạng SAN hiện nay dựa trên công nghệ kênh cáp quang, cung cấp cho người sử dụng khả năng mở rộng, hiệu năng và tính sẵn sàng cao Hệ thống SAN được chia làm hai mức: mức vật lý và logic

 Mức vật lý: mô tả sự liên kết các thành phần của mạng tạo ra một hệ thống lưu trữ đồng nhất và có thể sử dụng đồng thời cho nhiều ứng dụng và người dùng,

 Mức logic: bao gồm các ứng dụng, các công cụ quản lý và dịch vụ được xây dựng trên nền tảng của các thiết bị lớp vật lý, cung cấp khả năng quản lý hệ thống SAN

Mặc dù có thể chia sẻ hạ tầng mạng giữa LAN và SAN bằng môi trường iSCSI, nhưng có một số lý do nên để tách riêng ra Thứ nhất, mạng LAN và mạng SAN thường tồn tại trong các phần vật lý khác nhau của mạng doanh nghiệp Mạng SAN thường được kết nối với các server và các thiết bị lưu trữ gần nhau trong một môi trường tập trung LAN thường đề cập đến kết nối giữa các server và máy trạm hoặc máy cá nhân, các thiết bị này trải rộng nhiều hơn trong môi trường doanh nghiệp Thứ hai, tải lưu lượng trên LAN và SAN và chất lượng dịch vụ yêu cầu là khác nhau Lưu lượng SAN yêu cần băng thống cao hơn và tính sẵn sàng cao hơn với độ trễ thấp mà điều này mạng LAN khó đáp ứng được Hơn nữa, SAN có thể cho băng thông cao hơn đối với các ứng dụng như sao lưu và mirroring để duy trì

trong khoảng thời gian đã cho, mà điều này có thể dễ làm ngắt hiệu năng của lưu lượng LAN khi chúng chia sẻ chung các tài nguyên mạng Cuối cùng mạng SAN thường được xây dựng trên một giao thức mạng khác như cáp quang khác giao thức Ethernet của LAN Thậm chí khi iSCSI SAN chạy trên công nghệ Ethernet, SAN có thể tách khỏi LAN hoặc về vật lý hoặc về logic thông qua VLAN để đảm bảo tính bảo mật và QoS về lưu lượng SAN

Fiber Channel Stack

TCP – IP stack NIC driver

Fiber channel HBA

Ethernet NIC

SAN

DISK

Kiến trúc phần mềm SAN được yêu cầu trên các hệ thống máy tính như ở hình sau là kiến trúc phần mềm của một hệ thống DAS Điềm khác biệt chính ở đây là driver điều khiển đĩa được thay thế bởi lớp giao thức quang hoặc lớp iSCSI/TCP/IP cung cấp chức năng vận chuyển các lệnh I/O block qua mạng SAN tới hệ thống đĩa

ở xa Ví dụ sử dụng cáp quang, các lệnh I/O SCSI dạng block được ánh xạ vời các khung FC (kênh quang) ở lớp FC-4 (FCP) Lớp FC-2 và FC-1 cung cấp báo hiệu và vận chuyển vật lý các khung thông qua driver của FIB A và phần cứng HBA Tài nguyên lưu trữ được chia thành mức block, các ứng dụng truy cập dữ liệu ở mức block có thể làm việc trong một môi trường SAN giống như trong môi trường DAS Đặc tính này là ưu điểm chính của mô hình SAN so với NAS vì một số ứng dụng cần hiệu năng cao như hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu được thiết kế để truy cập dữ liệu ở mức block nhằm cải thiện hiệu năng của chúng Thậm chí một số hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu sử dụng file system phù hợp để tối ưu hóa cho các ứng dụng

cơ sở dữ liệu Đối với các môi trường như vậy thì khó sử dụng NAS làm giải pháp lưu trữ vì NAS chỉ cung cấp tài nguyên mạng ở mức file system cho các file system chuẩn mà hệ thống quản lý dữ liệu không thích hợp Tuy nhiên những ứng dụng như thế khó di trú tới môi trường SAN Trong mô hình lưu trữ SAN, hệ điều hành hiển thị các tài nguyên lưu trữ như thiết bị SCSI Vì vậy hạ tầng SAN có thể thay thế DAS mà không cần thay thế hệ điều hành

1.2.4 Xu thế phát triển của công nghệ lưu trữ:

1.2.4.1 Mạng SAN sử dụng công nghệ quang (FC SAN)

Mạng SAN thường được sử dụng ở những trung tâm dữ liệu lớn vì mang một

số đặc điểm nổi bật như: Giảm thiểu rủi ro cho dữ liệu, khả năng chia sẻ tài nguyên rất cao, khả năng phát triển dễ dàng, thông lượng lớn, hỗ trợ nhiều loại thiết bị, hỗ trợ và quản lý việc truyền dữ liệu lớn và tính an ninh dữ liệu cao

Hơn nữa, SAN tăng cường hiệu quả hoạt động của hệ thống bằng việc hỗ trợ đồng thời nhiều hệ điều hành, máy chủ và các ứng dụng, có khả năng đáp ứng nhanh chóng với những thay đổi về yêu cầu hoạt động của một tổ chức cũng như

yêu cầu kỹ thuật của hệ thống mạng

Mạng FC SAN có những ưu điểm của mạng SAN và tốc độ của công nghệ quang Thành phần của một mạng lưu trữ FC SAN bao gồm:

- Các thiết bị lưu trữ (tủ đĩa, thiết bị băng từ): có chức năng chứa dữ liệu chung cho toàn bộ hệ thống, thường là các tủ đĩa có dung lượng lớn, khả năng truy xuất nhanh, hỗ trợ các chứn năng RAID

- Các máy chủ hoặc máy trạm cần lưu trữ, được kết nối đến SAN Switch bằng cáp quang thông qua HBA card

- Các bộ chuyển mạch SAN switch: thực hiện việc kết nối các máy chủ đến thiết

bị lưu trữ

Kết nối vật lý cơ bản của mạng FC SAN được minh họa như sau:

Hình 1.7 Kết nối vật lý cơ bản của mạng FC SAN

Xét dưới quan điểm phân lớp mạng, có thể xem một mạng SAN theo cách phân chia logic thành 3 lóp: Host layer, Fabric layer và Storage layer Host layer chứa các máy chủ chạy các ứng dụng có sử dụng dữ liệu được lưu trữ trong mạng SAN Fabric layer chứa các bộ chuyển mạch SAN switch Storage layer chứa các thiết bị lưu trữ như tủ đĩa ngoài và thiết bị băng từ

Máy chủ

TB chuyển mạch SAN

TB tủ đĩa,

TB băng từ

Hình 1.8 Phân chia lớp trong mạng SAN

Sử dụng mạng lưu trữ FC SAN mang lại những lợi ích chính sau:

 Tăng hiệu năng hoạt động: Hiệu năng của hệ thống lưu trữ, và theo đó là của

cả hệ thống IT được tăng lên đáng kể Một mặt, tốc độ truyền tải trong mạng SAN với sự sử dụng công nghệ quang đạt đến tốc độ 4Gbps, giảm thời gian truy cập dữ liệu trong các quá trình sử dụng, sao lưu, phục hồi Mặt khác, với mạng lưu trữ riêng SAN, luồng dữ liệu trong mạng LAN thông thường dùng giao thức mạng TCP/IP không còn cần phải chia sẻ đường truyền có dung lượng giới hạn với luồng dữ liệu của hệ thống lưu trữ, sao lưu Sự tách rời

riêng biệt này tối ưu hoá hoạt động của cả 2 mạng LAN và SAN

 Tăng tính linh hoạt của hệ thống lưu trữ: Sử dụng mạng SAN đem lại tính linh hoạt cao cho hệ thống lưu trữ Các giao thức và công nghệ chuẩn dùng trong mạng SAN cho phép sử dụng nhiều chủng loại thiết bị lưu trữ của các nhà sản

xuất khác nhau, khi họ cùng tuân thủ các chuẩn công nghiệp Dung luợng lưu trữ trong mạng SAN có thể được sử dụng bởi nhiều máy chủ, nhiều ứng dụng khác nhau Dung luông lưu trữ của cả mạng SAN có thể được mở rộng, nâng cấp dễ dàng Hơn thế nữa, mạng SAN mở ra khả năng hợp nhất tài nguyên lưu trữ, nâng cao hiệu suất sử dụng của hệ thống lưu trữ, cho phép vận hành và quản lý hiệu quả hơn

 Giảm chi phí sở hữu (Totalcost of Ownership): đối với những ứng dụng có nhiều dữ liệu, mặc dù chi phí đầu tư ban đầu để xây dựng mạng SAN có thể lớn hơn chi phí xây dựng hệ thống lưu trữ thông thường, nhưng xét về tầm xa thì SAN là sự đầu tư hợp lý có chí phí sở hữu (bao gồm vận hành, quản lý, và bảo quản) không cao Thứ nhất, sử dụng mạng SAN sẽ mở ra khả năng quản

lý mềm dẻo, linh hoạt, và đơn giản, do đó giảm thiểu chi phí quản lý, quản trị Thứ hai, mạng SAN còn hỗ trợ nhiều tính năng thuận lợi khác trong quá trình

sử dụng (như hợp nhất lưu trữ, hỗ trợ phục hồi dữ liệu nhanh chóng sau sự cố, thảm hoạ ), làm tăng hiệu quả hoạt động của hệ thống, xứng đáng với chi phí đầu tư ban đầu

1.2.4.2 Lưu trữ dựa trên nguyên lý phân mức tầm quan trọng

a/ Lưu trữ theo môi trường phân mức

Ý tưởng để xây dưng hệ thống lưu trữ theo môi trường phân mức (tiered- storage) bắt nguồn từ sự nhận thức và nhu cầu tiết kiệm chi phí hoạt động Sẽ là lãng phí cho giá thành đầu tư và vận hành nếu mặc định rằng tất cả các dữ liệu đều quan trọng như nhàu và do đó cần được lưu trữ bằng các thiết bị và công nghệ có giá thành cao gióng nhau Để tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí hoạt động, cách tốt hơn là lưu trữ dữ liệu theo cách và bằng thiết bị phù hợp với giá trị của chính nó Tiêu chí để đánh giá giá trị của dữ liệu, hay nói cách khác tiêu chí để phân loại dữ liệu có thể là hiệu quả hoạt động do dữ liệu mang lại; tần suất được truy cập và sử dụng của dữ liệu; mức độ an toàn, bảo mật cần thiết cho dữ liệu; và một số các tiêu chí khác, tùy vào từng hệ thống cụ thể

Trước đây, trong các hệ thống lưu trữ truyền thống, việc phân chia thành 2 mức lưu trữ dữ liệu on-line và off-line là rất phổ biến Dữ liệu dành cho các ứng dụng yêu cầu tính sẵn sàng cao, tốc độ hoạt động nhanh, cần truy cập nhiều sẽ được lưu trữ trên các thiết bị lưu trữ được sản xuất theo tiêu chí tối ưu hoá cho tốc độ hoạt động Các thiết bị lưu trữ này có giá thành, chi phí quản lý, bảo quản và vận hành cao Đây là mức lưu trữ on-line

Mức lưu trữ off-line dành cho các dữ liệu ít được sử dụng Dữ liệu trong trường hợp này được chứa trên các băng từ, một phương pháp rẻ tiền hơn nhưng lại làm chậm tốc độ truy nhập đến dữ liệu

Thực tế là theo quá trình phát triển của công nghệ thông tin, nhiều loại dữ liệu

có tính chất nằm giữa 2 loại dữ liệu on-line và off-line ở trên Các dữ liệu này không thật sự có yêu cầu quá cao về tính sẵn sàng, cũng như không phải là dữ liệu then chốt cho ứng dụng Nhưng bên cạnh đó vẫn cần phải được truy cập và xử lý nhiều lần bởi người sử dụng Ví dụ điển hình cho loại dữ liệu này là các tập tin (file) có mức quan trọng không cao (như tranh ảnh giải trí) được nhiều người truy cập Vì thế loại dữ liệu này được xếp vào một mức lưu trữ mới, gọi là mức near-line

Hình 1.9 So sánh các mức lưu trữ on-line, near-line và off-line

b Quản lý vòng đời dữ liệu

Cùng với xu hướng phân mức lưu ứữ tiered-storage là xu hướng tiến tới phương thức quản lý dữ liệu theo vòng đời của chúng, hay còn gọi là ILM (Information LifeCycle Management) ILM quản lý việc lưu trữ dữ liệu hợp lý tùy theo mức độ quan trọng và tùy theo từng thời điểm trong vòng đời của dữ liệu Tầm quan trọng của dữ liệu trước hết phụ thuộc một cách chủ quan vào đối tượng sử dụng Ví dụ trong một doanh nghiệp, đối với bộ phận nhân sự, bản danh sách chứa bảng lương cụ thể và cập nhật của tất cả các nhân viên trong doanh nghiệp có tầm quan trọng cao hơn hẳn so với thông tin hồ sơ của các cá nhân Mặt khác, cùng một

dữ liệu nhưng tại mỗi thời điểm khác nhau, nhu cầu sử dụng và truy cập, và theo đó

là tầm quan trọng của dữ liệu sẽ khác nhau

Hình 1.10 Tầm quan trọng của dữ liệu thay đổi theo thời gian

Biểu đồ trên cho thấy mức độ quan trọng của dữ liệu, theo các thể loại email, kinh doanh, nghiên cứu, quảng bá, đều thay đổi theo dòng thời gian Đồng thời đề xuất các mức lưu trữ phù hợp gán cho dữ liệu trong từng thời điểm Có thể thấy,

tầm quan trọng của dữ liệu kinh doanh thể hiện sự biến thiên theo đường hình sin (đường màu đỏ) trong một giai đoạn nhất định Trong giai đoạn này, on-line hoặc near-line là phương thức lưu trữ hợp lý Sau một thời gian, mức quan trọng của dữ liệu kinh doanh giảm dần một cách rõ rệt và khi đó nên được lưu trữ dưới dạng off-line, trước khi bị hủy bỏ hoàn toàn Tầm quan trọng của dữ liệu thư điện tử (email) giảm nhanh chóng theo thời gian (đường màu vàng) Sự biến thiên cho các dữ liệu thể loại nghiên cứu, quảng cáo cũng có thể suy ra dễ dàng từ hình trên Tại mỗi thời điểm, dữ liệu sẽ được lưu trữ tại mức (on-line, near-line hay off-line) phù hợp với tầm quan trọng của chúng Như vậy có thể thấy tiered-storage là một biện pháp hỗ trợ thực hiện ILM

1.2.4.3 Ảo hoá hệ thống lưu trữ

Hệ thống lưu trữ, thường không đồng bộ do nhiều lý do khách quan khác nhau như lịch sử hoạt động, năng lực đầu tư tại thời điểm phát sinh nhu cầu, ảnh hưởng của hiện trạng công nghệ Vì vậy, bài toán đặt ra phải sử dụng hệ thống lưu trữ đó thế nào cho hiệu quả nhất

Sáng kiến mang tính nền tảng để giải quyết cho bài toán ở trên là phải họp nhất ở mức logic tất cả các dung lương lưu trữ trong hệ thống Sao cho đối với người sử dụng, tất cả hệ thống lưu trữ được coi như một nguồn lưu trữ duy nhất mà trên đó người sử dụng có thể thực hiện các tác nghiệp về lưu trữ dữ liệu một cách thuận tiện Việc giải quyết họp nhất ở mức logic các thiết bị lưu trữ khác nhau về phiên bản, xuất xứ, nguyên lý hoạt động thành một nguồn lưu trữ duy nhất, chính là quá trình ảo hoá lưu trữ Gọi là ảo hoá, vì người sử dụng sẽ chỉ nhìn thấy một nguồn lưu trữ duy nhất, trong khi thực tế về mặt vật lý thì không phải như vậy Các thiết bị lưu trữ đã được ảo hoá, hợp nhất thành một nguồn lưu trữ chung Người quản trị hệ thống sẽ có quyền điều khiển, quản lý nguồn lưu trữ được hợp nhất ở mức logic, tạo

và sửa đổi vai trò của các thiết bị lưu trữ vật lý trong nguồn lưu trữ logic đó

Ảo hoá lưu trữ thường được thực hiện bởi các phần mềm chuyên dụng Phần mềm chuyên dụng có thể được cài đặt và tích họp trực tiếp trên các máy chủ chạy

ứng dụng của hệ thống hoặc cũng có thể cài đặt tích hợp trên thiết bị lưu trữ Tuy nhiên, xu hướng hiện nay là ảo hoá được thực hiện trong mạng SAN, trong đó phần mềm chuyên dụng được cài đặt vào các bộ chuyển mạch hoặc các máy chủ chuyên dụng Áp dụng ảo hoá lưu trữ mang lại những lợi ích cơ bản sau:

 Đơn giản hóa việc quản lý hạ tầng lưu trữ: việc quản lý duy nhất 1 nguồn lưu trữ ảo sẽ đơn giản hơn cho người quản trị Thay vì phải thao tác các công việc quản lý tại chỗ cho từng thiết bị riêng biệt trong mạng SAN, nguời quản trị sẽ quản lý tập trung từ 1 địa điểm Với cách quản lý tập trung như vậy, việc di chuyển dữ liệu trong mạng SAN từ thiết bị này sang thiết

bị khác khi có nhu cầu sẽ được xử lý nhanh chóng và thuận tiện hơn rất nhiều Hơn nữa, ứng dụng chạy trên các máy chủ không cần phải ngừng hoạt động khi thực hiện việc di chuyển dữ liệu

 Góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng dữ liệu: ảo hoá dữ liệu góp phần làm tăng tính sẵn sàng của dữ liệu, hỗ trợ khả năng quản lý dữ liệu theo vòng đời Các khả năng như vậy góp phần làm tăng hiệu quả sử dụng của cả hệ thống lưu trữ

Kết luận chương 1

Nhu cầu sử dụng hệ thống lưu trữ dữ liệu một cách có hiệu quả luôn là nhu cầu thực tế của các đơn vị có hoạt động dựa trên nền tảng số hóa và công nghệ thông tin Nhu cầu này càng trở nên cấp thiết khi tốc độ tăng trưởng theo từng năm của dữ liệu rất nhanh, cả về dung lượng (đến 20-70%) và cả về độ phức tạp Những yếu tố đó là tiền đề dẫn đến các hướng phát triển công nghệ nhằm mục đích nâng cao giá trị và hiệu quả sử dụng của hệ thống lưu trữ

Chương 1 đưa ra các bước phát triển của các mô hình lưu trữ và các mô hình lưu trữ dữ liệu cơ bản hiện nay

 DAS (Direct Attached Storage): lưu trữ dữ liệu qua các thiết bị gắn trực tiếp

 NAS (Network Attached Storage): lưu trữ dữ liệu vào thiết bị lưu trữ thông qua mạng IP

 SAN (Storage Area Network): lưu trữ dữ liệu qua mạng lưu trữ chuyên dụng riêng

Đồng thời nghiên cửu về xu hướng phát triển công nghệ lun trữ hiện nay, ba

(tiered- Ảo hóa hệ thống lưu trữ dữ liệu (Storage Virtualization)

Khi lựa chọn được mô hình lưu trữ phù họp và áp dụng xu hướng phát triển

đó, đòi hỏi cần phải xây dựng một trung tâm dữ liệu nhằm đáp ứng được hạ tầng về mặt thông tin

CHƯƠNG 2 HỆ THỐNG TRUNG TÂM DỮ LIỆU –

DATA CENTER 2.1 Khái niệm hệ thống Data Center

Hệ thống Data Cen ter là một kiến trúc vật lý, thường là một tòa nhà riêng biệt chứa hệ thống máy tính, các thiết bị viễn thông và hệ thống lưu trữ Hệ thống cũng bao gồm các thiết bị cung cấp nguồn, các kết nối dữ liệu, thiết bị điều khiển điều kiện môi trường và các thiết bị bảo mật chuyên dụng Hệ thống Data Center giúp đơn giản hóa quá trình truy cập dữ liệu của các dịch vụ trong cộng đồng lớn người sử dụng

Hình 2.1 Mô hình data Center

Khái niệm Datar Center xuất phát từ các phòng máy tính lớn trong giai đoạn đầu của ngành công nghiệp máy tính Các hệ thống máy tính thời kì đầu thường gây

ra nhiều khó khăn trong việc điều hành quản lý, cũng như cần một môi trường đặc

biệt để duy trì hoạt động Trong thời kì bùng nổ của ngành công nghiệp máy vi tính, đặc biệt trong những năm 1980, máy tính bắt đầu được sử dụng rộng rãi Tuy nhiên,

vì các hoạt động công nghệ thông tin bắt đầu phát triển phức tạp, nhiều công ty đã nhận thức được rằng cần phải kiểm soát các tài nguyên Cùng với những tiện ích của mô hình ―Clien-Server‖ trong thập kỉ 90 của thế kỉ trước, các máy chủ (thường được gọi là Server) bắt đầu được gom vào một phòng đặc biệt bên trong công ty Việc sử dụng khái niệm ―Datar Center‖, khi áp dụng trong việc thiết kế các phòng máy tính như vậy, bắt đầu trở nên phổ biến trong giai đoạn này

Sự bùng nổ các trung tâm dữ liệu đi liền với kỷ nguyên Internet Các công ty cần kết nối Internet nhanh và hoạt động liên tục để triển khai các hệ thống và thiết lập sự hiện diện trên mạng Các công ty bắt đầu thực hiện việc xây dựng hệ thống thiết bị rất lớn gọi là ―Internet Datar Center‖ Hệ thống này sẽ cung cấp cho doanh nghiệp rất nhiều giải pháp cho việc triển khai và điều hành hệ thống Các công nghệ mới được áp dụng vào hệ thống nhằm kiểm soát tính co giãn về yêu cầu liên quan đến điều hành và triển khai hệ thống của doanh nghiệp

Như vậy, trung tâm dữ liệu là một môi trường tích hợp hệ thống chuyên dụng

về phần cứng gồm các hệ thống máy chủ (server), hệ thống mạng, hệ thống lưu nguồn điện dự phòng (UPS và máy phát điện dự phòng), các hệ thống backup khôi phục dữ liệu và chương trình phần mềm, nơi cung cấp dịch vụ lưu trữ dữ liệu và các ứng dụng đảm bảo tính an toàn trong việc trao đổi thông tin và hợp nhất dữ liệu của người sử dụng, nhằm giảm thiểu chi phí quản lý chung của công nghệ thông tin

2.2 Cấu trúc Data Center

2.2.1 Cấu trúc điển hình

Một Datar Center điển hình bao gồm một Entrrance Room duy nhất, có thể một hoặc nhiều Telecommunications Room, một Main Distribution Area và một vài Horizontal Distribution Area

Hình 2.2 Topology Datar Center cơ bản

Không gian Datar Center bao gồm Entrance Room, Main Distribution Area (MDA), Horizontal Distribution Area (HAD), Zone Distribution Area ZDA) và

Equiment Distribution Area (EDA)

* Entrance Room: Là không gian dùng hco giao tiếp giữa hệ thống đường

cable có cấu trúc Datar Center và đường cable giữa các tòa nhà, cả provider và Customer-owed Entrance Room có thể được đặt bên ngoài Computer Room (nếu Datar Center ở trong một tòa nhà bao gồm các văn phòng thông thường) hoặc các dạng không gian khác bên ngoài Datar Center Có thể đặt bên ngoài Computer Room nhằm tăng cường bảo mật, như là để tránh được nhu cầu các kỹ thuật viên Access-provider đi vào Computer Room Datar Center có thể có nhiều Entrance Room để đáp ứng bổ sung dự phòng hoặc để tránh vượt quá độ dài tối đa

Acccess-cable Entrance Room giao tiếp với Computer Room thông qua Main Distribution Area, nên có thể đặt gần kề hoặc kết hợp với Main Distribution Area

* Main Distribution Area: Bao gồm Main Cross-connect (MC), là điểm phân

phối tập trung của hệ thống đường cable có cấu trúc Datar Center và có thể bao gồm Horizontal Cross-connect (HC) khi các Equipment Area được đáp ứng trực tiếp từ Main Distribution Area Không gian này ở bên trong Computer Room; nó cũng được đặt ở một phòng chuyên biệt vì mục đích bảo mật Mỗi Datar Center có ít nhất một Main Distribution Area Các computerr Room core-router, core-LAN-switch, core-SAN-switch, và PBx thường đặt trong Main Distribution Area, bởi không gian này là trung tâm của cơ sở hạ tầng cable cho Datar Center Main Distribution Area

có đáp ứng một hoặc nhiều Horizontal Distribution Area hoặc Equiment Distribution Area bên trong Datar Center và đáp ứng nhiều Telecommunications Room được đặt bên ngoài không gian Computer Room để hỗ trợ các văn phòng, trung taamhoatj động và các phòng hỗ trợ bên ngoài

* Horizontal Distribution Area: * Horizontal Distribution Area: dùng để

đáp ứng Equiment Area khi Horizontal Cross-connect (HC) không được đặt trong Main Distribution Area Do đó, khi được sử dụng, Horizontal Distribution Area có thể bảo gồm HC, nó để điểm phân phối đường cable tới các Equipment Distribution Area

Horizontal Distribution Area ở bên trong Computer Room, nhưng có thể đặt trong một phòng chuyên biệt thuộc Computer Room để tăng cường bảo mật Horizontal Distribution Area điển hình bao gồm LAN-switch, SAN-switch, KVM switch (Keyboard/Video/Mouse) cho các thiết bị đầu cuối được đặt trong Equipment Distribution Area Một Datar Center có thể có các Datar Center được đặt

ở nhiều tầng với mỗi tầng được đáp ứng bởi HC của riêng nó Một Datar Center nhỏ

có thể không yêu cầu Horizontal Area, bởi toàn bộ Computer Room có thể được đáp ứng từ Main Distribution Area Tuy vậy, một Datar Center điển hình sẽ có một vài Horizontal Distribution Area

* Equiment Distribution Area: là không gian được chỉ định cho các thiết bị

đầu cuối, bao gồm hệ thống máy tính và thiết bị viễn thông Nó sẽ không đáp ứng cho các mục đích của Entrance Room, Maind Distribution Area hoặc Hoirizontal Distribution Area Một điểm kết nối tùy ý thuộc đường cable Horizontal được gọi là một Zone Distribution Area Nó được đặt giữa horizontal Distribution Area và Equiment Distribution Area để cho phép việc điều chỉnh thường xuyên và linh hoạt

2.2.2 Cấu trúc thu gọn

Hình 2.3 Topology thu gọn của Datar Center

Các thiết kế Datar Center có thể hợp nhất Main Cross-connect, và Horizontal Cross-connect vào một Main Distribution Area duy nhất, có thể cỡ bằng một cabinet/rack Các Telecommunications Room cho đường cable tới các vùng hỗ trợ

và Entrance Room cũng có thể được hợp nhất vào trong Main Distribution Area

2.2.3 Cấu trúc mở rộng

Hình 2.4 Topology Datar Center mở rộng

Nhiều Telecommunications Room được yêu cầu cho các Datar Center với vùng hỗ trợ và văn phòng lớn hoặc xa cách nhau Các hạn chế khoảng cách sẽ yêu cầu nhiều Entrance Room cho các Datar Center lớn CÁc Entrance Room thêm vào phải được kết nối tới Main Distribution Area và horizontal Distribution Area để chúng hỗ trợ việc sử dụng các cable xoắn đôi, cable quang và cable đồng trục (Primary Entrance Room sẽ không có kết nối trực tiếp vào Horizontal Distribution Area; các Secondray Entrance Room được phép có đường cable trực tiếp với horizontal Distribution Area nếu các Secondary Entrance Room được thêm để tránh các hạn chế vượt mức chiều dài tối đa) (Mặc dù đường cable từ Secondary Entrance Room trực tiếp tới Horizontal Distribution Area không được thực thi phổ biến hay

khuyến khích, nhưng nó được cho phép để đáp ứng nhất định các hạn chế về chiều dài và nhu cầu dự phòng

2.3 Các thành phần cơ bản trong hệ thống Datar Center

2.3.1 Hệ thống Server

Hệ thống Server (Server Farm hay Server Cluster) là một tập các máy tính có chức năng làm trung tâm kết nối các máy tính khác với nhau Server được điều hành bởi doanh nghiệp (nhà cung cấp dịch vụ) Thông thường, hệ thống Server sẽ có cả Server chính (Primary Server) và Server dự phòng (Backup Server) Vì vậy, trong trường hợp hỏng Server chính, Server dự phòng vẫn đảm nhiệm thực hiện chức năng Server

Hệ thống Server được kết nối với cả các Switch và Router mạng cho phép kết nối truyền thông giữa hệ thống server và người dùng dịch vụ Mặc dù khả năng đảm bảo độ tin cậy không thể bằng các máy tính cỡ lớn (Mainframe) nhưng hệ thống Server đang ngày được sử dụng rộng rãi Bởi vì có một số lượng lớn các máy tính trong hệ thống Server Farm nên việc mắc lỗi ở các thiết bị riêng rẽ sẽ không gây ảnh hưởng nhiều đến hoạt động của hệ thống Điều này làm tăng khả năng dự phòng cho hệ thống, giúp hệ thống vượt qua lỗi dễ dàng và nhanh chóng trở về chế

độ hoạt động bình thường

Hiệu năng hoạt động của hệ thống Server (đến hàng nghìn Processors hay nhiều hơn) thường bị giới hạn bởi hiệu năng của hệ thống làm mát trong hệ thống Datar Center và chi phí điện năng hơn là hiệu năng của các bộ vi xử lý Vì điều này, thông số thiết kế chuẩn cho một hệ thống như vậy sẽ là hiệu năng hoạt động trên 1

W điện năng hơn là hiệu năng cho từng bộ vi xử lí

Trong hệ thống Datar Center, hệ thống Server đóng một vai trò vô cùng quan trọng Vì hệ thống Datar Center ra đời nhằm hỗ trợ các nhà cung cấp dịch vụ trong việc cung cấp các dịch vụ mới đến người dùng Mặt khác, các hoạt động xử lý trong quá trình thực hiện cung cấp dịch vụ đến người dùng đều được thực hiện trên các Server Vì vậy, khi xem xét chi tiết các thành phần bên trong hệ thống Datar Center