Анализ компьютерной сети организации

Коэффициент сжатия зависит  и от самих резервных копий. Если в резервной копии много одинаковых или похожих файлов (так бывает, когда файл копируется несколько  раз, после чего в него вносятся небольшие  изменения), то эффект от Global Compression будет максимальным. Имеются некоторые типы неповторяющихся данных, для которых эффект от применения этого алгоритма сжатия не будет столь значителен, - это, например, данные, полученные с помощью сейсмической разведки, и данные спутниковой телеметрии со статичным двоичным образом. Если в данных отсутствует избыточность, то подход RPM все равно обеспечивает больший коэффициент сжатия по сравнению с другими универсальными алгоритмами сжатия или устранения дублирования файлов.

Файловая система. По информации Data Domain, файловая система RPM намного проще большинства корпоративных файловых систем, что сводит к минимуму вероятность ошибки. Большинство файловых систем оптимизированы в расчете на выборочное обновление блоков и небольшое запаздывание. Структуры данных с такими характеристиками слишком сложны и не защищают от нарушения целостности данных. Этими структурами (например, указателями адресов блоков, растровыми изображениями и счетчиками связей) трудно управлять, особенно при возникновении ошибок в системе. Из-за сложности ПО ошибки крайне трудно обнаружить.

RPM построена по совершенно другому принципу. Файлы для восстановления, как правило, очень большие и передаются целиком. Обычно ПО резервного копирования их не модифицирует; они записываются, считываются и удаляются. RPM разработана специально с учетом требований ПО резервного копирования и поэтому способна реализовать уровень хранения значительно проще и надежнее обычных первичных систем хранения.

RPM записывает данные, занося сведения о них в последовательный журнал регистрации. После записи блока его нельзя обновить или перезаписать до завершения формальной команды clean (используемые блоки безопасно перемещаются в конец журнала регистрации, освобождаются только те блоки, которые не используются файлами после того, как их удалило ПО резервного копирования). Это означает, что RPM не может по ошибке удалить правильные данные - они в безопасности с того момента, как записаны на диске.

Основные методы защиты данных. DD200 применяет все традиционные технологии защиты данных, включая RAID 1+0 (зеркалированные тома), энергонезависимую кэш-память, механизмы целостности данных и быстрое восстановление зеркала после сбоя системы.

Как известно, RAID 1+0 признан механизмом RAID, обеспечивающим максимальную производительность и скорость повторного построения диска после сбоев. Данный алгоритм реализован не аппаратно, а на уровне RPM, и поддерживает фоновую проверку четности для устранения программных ошибок, накапливающихся с течением времени. Если появится дефектный блок, то система будет знать, какое из зеркал правильное, и с его помощью исправит ошибку в неверной копии. Полная процедура повторного построения диска DD200 длится чуть больше часа.

По имеющейся информации, в будущем как опция будет  предлагаться RAID с оптимизированной четностью, что увеличивает полезную емкость и даст DD200 еще большие преимущества по показателю цена/производительность.

Подтверждения NFS V3 возвращаются после сохранения данных RPM в энергонезависимой кэш-памяти, снабженной отдельным аккумулятором. Поэтому если произойдет сбой питания, а запросы записи на тот момент не дошли до диска, то для восстановления нужно только заново выполнить те же запросы. При этом происходит повторная проверка и тем самым преодолевается незащищенность кэш-памяти АТА-массива от сбоев питания. Никакие обновления метаданных не записываются на диск до тех пор, пока не будут записаны все данные, поэтому в случае сбоя энергонезависимой памяти целостности данных ничто не угрожает. При ее сбое теряются только самые последние запросы записи, а целостность всей остальной системы не нарушается. Для уменьшения до минимума объема энергонезависимой памяти в нее записываются только данные после сжатия.

Если во время записи на диск произошел сбой системы или отключилось питание, то операции записи на одну сторону зеркала будут успешно завершены, а на другую закончатся неудачно. Когда работоспособность системы будет восстановлена, то стороны зеркала окажутся неидентичными. Для восстановления система должна идентифицировать неидентичные блоки и сделать их идентичными. Проблема заключается в том, что если неизвестно, какие блоки записывались в момент сбоя, то придется восстанавливать все диски, а если емкость системы составляет несколько терабайт, то этот процесс длится очень долго.

RPM сохраняет список незаконченных операций записи в энергонезависимой памяти. После сбоя зеркало может восстановить диск и по нему восстановить только те блоки, которые могут быть неидентичны, поэтому потребуется восстанавливать не терабайты, а несколько сотен килобайт.

В ПО резервного копирования  эффективно решена проблема сбоев ленточных  приводов, оно способно оповещать  о них оператора и инициировать перезапуск. Администраторы резервного копирования также хорошо знают, какие действия нужно предпринимать в таких ситуациях.

DD200 работает заметно надежнее ленточных устройств. В большинстве случаев устройство способно обнаружить проблему, исправить ее и продолжить резервное копирование. В маловероятных случаях возникновения критичной проблемы ее последствия будут не более серьезными, чем при сбое ленточного привода. Для всех данных, полученных к моменту такого критичного отказа, обеспечивается целостность, но может потребоваться запустить заново процесс резервного копирования. В отличие от первичных систем хранения, используемых для резервного копирования, в этом устройстве невозможно не заметить потери данных - благодаря полной проверке целостности оператор получает полные отчеты о состоянии данных.

Предполагается, что в  большинстве случаев, когда нужно  обеспечить максимальную защиту данных, ПО резервного копирования делает копии  на ленте для хранения на удаленной  площадке в соответствии с требованиями уровня сервиса. DD200 поддерживает эту функцию во всех основных пакетах резервного копирования.

Поскольку DD200 полностью поддерживает основные программные пакеты резервного копирования, не требуется выстраивать конфигурации специально для DD200, а можно использовать принятые в организации в качестве стандартов продукты резервного копирования.

За счет устранения сложной  структуры данных RPM также способна обеспечить. более надежную онлайновую файловую систему и проверку целостности данных, что уменьшает общий риск ошибки. Если в обычной файловой системе указатель получает команду извлечь данные из блока #82, то именно туда направляется запрос. При этом не имеет значения, что указатель сделал ошибку и на самом деле нужен блок #84, - обычная файловая система не способна проводить проверку в онлайновом режиме. RPM организует более простой доступ к данным, и они повторно проверяются при чтении, поэтому невозможна описанная выше ситуация.

Кроме того, RPM предлагает оперативный подход к обеспечению целостности. В течение нескольких часов после резервного копирования выполняется проверка целостности как данных, так и файловой системы. Если будет обнаружена ошибка на уровне диска, то RPM может исправить программную ошибку, используя данные из зеркала блока и заново отображая неправильный блок. После начальной проверки данных резервной копии RPM также в фоновом режиме проводит проверку данных с помощью короткой контрольной суммы. Например, для каждого поддерживающего контроль ЕСС жесткого диска DD200 однобитовая ошибка может возникнуть при записи на него 1 Пбайт данных; проверка контрольной суммы RPM работает в триллион раз надежнее.

Благодаря такой защите вероятность  возникновения ошибки в данных намного  меньше, когда они записаны в DD200, чем до этой операции. Однако все же рекомендуется периодически проводить проверки резервных копий с точки зрения ПО резервного копирования и приложений. Поскольку DD200 использует диски, то такие проверки выполняются намного проще, чем проверки резервных копий, хранящихся в ленточных библиотеках.

5. Тестирование и хранение.

Тестирование производится как для проверки создаваемых  резервных копий, так и для  эффективности работы жестких дисков.

Проверка возможности  восстановления и высоконадежное хранение. Не следует забывать, что цель резервного копирования - обеспечить восстановление данных в случае их потери на основной системе хранения. Даже после успешного завершения резервного копирования необходимо убедиться, что с помощью полученных копий можно восстановить исходные данные.

При использовании ленты  в качестве накопителя, существует такая проблема, как отсутствие механизма  проверки качества резервных копий. Процесс резервного копирования  может закончиться успешно, но при  этом трудно убедиться в том, что  данные со всех лент можно восстановить. Пусть даже найдется всего одна лента, с которой данные не читаются, но это может привести к тому, что, когда потребуется восстановить данные по резервной копии, вдруг  окажется, что сделать это невозможно из-за ошибки записи. Для проверки качества резервных копий на ленте, нужно регулярно восстанавливать скопированную информацию на другом компьютере.

Тестирование  работоспособности жестких дисков.

Испытания жестких дисков имеют свою специфику. Дело в том, что многие профессиональные пакеты проводят тесты записи, разрушающие  информацию на накопителе, а разбиение  теста на небольшие фрагменты  ведет к уменьшению объективности  получаемых данных. Существует оптимальный  компромиссный вариант для тестирования, при котором погрешность результатов  несущественна, а хранящиеся на диске  данные остаются целыми и невредимыми.

Для тестирования можно использовать такие программные пакеты, как  SiSoftware Sandra 2004 Pro, PCMark04 Business Edition. Они позволяют обойтись без потери данных.

SiSoftware Sandra 2004. Выполнение и анали тестов занимает 10 мин. Методика испытаний предусматривает разные варианты типичных нагрузок на накопитель, итогом работы Sandra 2004 является индекс, отражающий эффективность использования жесткого диска в типичных задачах, причем большее значение этого параметра означает большую производительность.

6. Источники бесперебойного питания.

Источник бесперебойного питания - (Uninterruptible power suply) - устройство, обеспечивающее питание оборудования при отключении основного электроснабжения. Устанавливается между источником энергии, например электрической розеткой, и компьютером или другим электронным оборудованием. Дополнительная функция - защита оборудования от повышенного или пониженного напряжения в сети, колебаний напряжения, электромагнитных шумов. Большинство высококлассных моделей имеет порт для взаимодействия с операционной системой защищаемого компьютера (например, Windows NT), что позволяет автоматически завершить работу системы.

Потенциальное повреждение, которое может быть вызвано ошибками и отказами в электропитании, часто  недооценивается. Системы UPS обеспечивают эффективную защиту против этих рисков и защитить сеть компании против отказов, повреждения аппаратных средств ЭВМ, потери данных и, следовательно, финансовых потерь.

При отключении электропитания, UPS выдает оповещение, как правили в виде звукового сигнала, при этом, поддерживается питание компьютера, что позволяет сохранить необходимые данные и корректно завершить работу.

Источники бесперебойного питания, в зависимости от их технических  характеристик, обладают различной  мощностью и периодом работы при  определенных нагрузках.

Backup-батареи.

Компания NEC занимается разработкой высокомощных аккумуляторов, предназначенных для защиты компьютера от потери данных во время внезапного отключения электроэнергии.

Устройство основано на ORB-технологии, представленной специалистами NEC еще в 2001 году. Механизм работы батарейки довольно прост: как только происходит падение напряжения, аккумулятор посылает сигнал компьютеру, обеспечивая тем самым запуск процесса сохранения данных. Мощности устройства, по словам компании, хватит для работы 140-ваттного компьютера в течение одной минуты (этого времени будет вполне достаточно для сохранения важных файлов и настроек).

Кроме этого, новая батарейка, размеры которой составляют 55 х 43 х 4 мм, (рис. 4) не содержит тяжелых металлов, входящих в состав традиционных аккумуляторов, и относится к классу невзрывчатых веществ.

Рис. 4. Backup-батарея NEC.

7. Избыточные массивы недорогих дисков.

Избыточный массив независимых  дисков - Redundant array of independent disks - пятиуровневая спецификация, стандартизирующая работу отказоустойчивых накопителей, пяти уровней, различающихся по производительности, надежности и цене. Ранее данная спецификация называлась «избыточный массив недорогих дисков».

Избыточный массив независимых  дисков - это технология обеспечения  отказоустойчивости (fault tolerance) системы на случай выхода из строя одного или более дисков, состоящая в использовании нескольких дисков (как правило - с интерфейсом IDE), объединенных в единый массив. Применяется в сетях и при запуске бизнес-приложений (mission-critical application).

RAID является схемой хранения информации на дисках, в которой данные дублируются на нескольких дисках, создавая тем самым запоминающее устройство, устойчивое к отказам. Системы RAID могут обеспечить целостность данных в случае отказа одного диска.

Одним из способов объединения  двух дисков является так называемое "зеркалирование" или RAID1. При реализованном RAID1 запись одной и той же информации производится на оба жестких диска. А считываются данные с обоих HDD одновременно таким образом, что удваивается скорость чтения. RAID1 обладает 100 процентной избыточностью данных и выход из строя одного из дисков не приводит к потери информации - контроллер просто переключает операции чтения/записи на оставшийся диск.