NETSGUIDES

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

Поиск:

 

Оборудование файлового сервера

Статьи / Локальные сети / Глава 8. Серверы и дополнительное оборудование / Хранение данных / Оборудование файлового сервера

Что же требуется для создания хорошего файлового сервера? Емкие и надежные жесткие диски для хранения информации, достаточный объем оперативной памяти, позволяющий эффективно обслуживать запросы на открытие и сохранение файлов, а также надежная система архивации. Все это и рассмотрено в последующих разделах.

ролик накатной

Требования к жесткому диску

Диски должны быть быстрыми, с набором соответствующих аппаратных; функций.
Возвратившись к описанию жестких дисков (см. гл. 7), вспомним, что наилучшим типом жестких дисков для файлового сервера почти наверняка являются диски с интерфейсом SCSI. Они дороже дисков EIDE, но быстрее обслуживают множественные запросы и удобнее в использовании, поскольку их легко добавлять в SCSI-цепочку.

Примечание:
Хорошая сетевая операционная система должна содержать набор средств для расширения томов, т.е. должно быть предусмотрено добавление нового дискового пространства к ранее созданному разделу без изменения структуры логических дисков так, чтобы два и более физических дисков могли рассматриваться в виде одного тома.

Сколько нужно памяти

Требуется достаточный объем оперативной памяти для поддержки всех запросов чтения и записи файлов, поступающих на сервер. Сколько для этого нужно памяти? Ответить на этот вопрос нелегко. При работе сервера приложений (который будет рассмотрен в конце этой главы) можно воспользоваться эмпирическим правилом, в соответствии с которым следует предоставлять каждому пользователю 4—8 Мбайт оперативной памяти. Но файловый сервер работает не так напряженно, как сервер приложений, поскольку работа файлового сервера состоит всего лишь в обработке запросов чтение/запись. После открытия файла память файлового сервера уже не расходуется, в то время как сервер приложений размещает файлы приложения в своей собственной памяти.

Защита файлов

Вам потребуется система архивирования. Основная причина использования файлового сервера в качестве главного хранилища информации — это возможность эффективной защиты данных компании (или ваших личных данных, если сервер — часть домашней сети). Если данные не являются важными, они, вероятно, и не должны находиться в главном хранилище. Методы архивации не обязательно должны быть самыми передовыми, однако вы должны их знать и уметь восстанавливать с их помощью архивированные данные при повреждении жесткого диска.
Архивирование — весьма важная операция для большинства типов серверов, но для файлового сервера она, безусловно, является жизненно важной. Поэтому давайте немного углубимся в описание некоторых носителей архивной информации.

Примечание:
Какие носители архивной информации следует использовать, зависит от вашей операционной системы и выбранной утилиты архивирования. Перед ее покупкой выясните, какие потребуются аппаратные средства, поддерживаемые этой утилитой. Например, для записи архивов на компакт-диск вам потребуется программа архивирования, способная работать не только с магнитными лентами.

Накопители на магнитной ленте

Когда говорят "носители архивной информации", то первое, что подразумевают под этими словами — накопители на магнитной ленте. Имеется множество доводов в их пользу: магнитные ленты сохраняют большой объем данных, они дешевы и, что самое главное, их применение предусмотрено в большинстве утилит архивирования. Однако не во всех программах архивирования предусмотрена поддержка всех типов накопителей на магнитной ленте (далее в этой главе будут описаны некоторые типы). Следует также учесть, что невозможно удовлетворительно решить задачи архивирования, если накопитель медленно записывает и считывает данные. К тому же ленты очень чувствительны к воздействию окружающей среды, например, к высокой температуре. Но их достоинства в большинстве случаев перевешивают недостатки, и сегодня применение магнитных лент является самым популярным способом решения проблемы архивирования.
Если у вас уже есть определенный опыт использования программных средств архивирования, то вы, вероятно, знаете, что архивирование представляет собой двухэтапный процесс: сначала данные объединяются в один каталог, а затем каталог копируется на ленту. Почему же нельзя сделать все это за один этап? Недостатком некоторых технологий архивирования на магнитной ленте, называемых DAT (Digital Audio Tape — цифровая магнитная аудиолента), является невысокая эффективность работы с небольшими файлами, поскольку каждая хранимая на ленте единица данных должна иметь заголовок. Поэтому очень важно скопировать на ленту информацию в виде одного крупного набора данных, вместо целой "охапки" файлов. В противном случае большая часть пространства на ленте будет потеряна. По этой же причине утилиты архивирования создают каталоги данных и далее записывают именно эти каталоги вместо записи данных непосредственно на ленту.
Магнитные ленты могут иметь различные, взаимно несовместимые форматы, для работы с которыми требуются специально спроектированные накопители. Вообще, накопитель на магнитной ленте предназначен для копирования данных с жесткого диска на ленту. Большинство утилит для архивирования на магнитную ленту могут использовать различные алгоритмы сжатия, увеличивающие объем информации, записываемой на ленту, и ускоряющие запись. Единственным недостатком сжатия могут оказаться сложности с поиском содержимого на ленте.

Почему ленточный накопитель работает медленнее, чем жёсткий диск

Одна из самых важных причин, почему вы никогда не увидите ленточный накопитель на месте жёсткого диска, - скорость работы. Данные, для чтения которых с жёсткого диска требуются считанные микросекунды, с магнитной ленты будут считываться значительно дольше. Это различие напрямую связано со способом записи данных на ленту или диск.

Диски являются устройствами с произвольным доступом. Это значит, что к данным, расположенным в различных местах, обратиться одинаково легко, и для обращения к ним не требуется придерживаться определённого порядка. Головка диска может перемещаться к позициям A, D, Z, L на диске и не должна обращаться к ним в каком-либо порядке или проходить через B и C на пути к позиции D. Чем ближе позиции друг к другу, тем быстрее диск сможет к ним обратиться, но порядок, в котором эти позиции расположены, не влияет на время доступа.
Накопители же на магнитной ленте, наоборот, являются устройствами с последовательным доступом. Они считывают данные в том порядке, в котором те записаны на ленту. Более того, для достижения какой-либо позиции на диске на своём пути они должны пройти через всю последовательность промежуточных позиций.

Предупреждение:
Многие производители оборудования указывают емкость магнитной ленты в соответствии с коэффициентом сжатия 2:1, так что лента емкостью в 1 Гбайт для несжатых данных будет рекламироваться как лента емкостью 2 Гбайт. Как вы, вероятно, знаете, степень сжатия, как правило, зависит от типа данных, с которыми вы работаете, поэтому можно получить большую степень сжатия для данных одного типа и нулевую - для других. Ленту следует выбирать, ориентируясь на объем несжатых данных. Следуя этому правилу, вы будете приятно удивлены внезапно увеличившейся емкостью ленты, вместо того чтобы раздражаться из-за невозможности записать на нее так много, как хотелось.

Поскольку емкость жестких дисков возрастает, емкость носителей архивной информации должна возрастать вслед за ними. Дискеты можно использовать для архивирования информации с жесткого диска емкостью 20 Мбайт, но невозможно — с диска емкостью 500 Мбайт. В этом случае лучше воспользоваться магнитной лентой емкостью 40 Мбайт. Емкость ленты можно увеличить тремя способами.

● Увеличить длину ленты.
● Увеличить ширину ленты.
● Увеличить плотность записи.

Рассмотрим некоторые наиболее широко используемые типы лент, чтобы узнать, насколько они соответствуют потребностям пользователей с точки зрения увеличения плотности записи и как это, с другой стороны, влияет на производительность накопителя.

Кассеты QIC (Quarter-Inch Cartridge — 1/4-дюймовая кассета). Применение термина QIC здесь несколько некорректно, поскольку в современных кассетах могут использоваться ленты как шириной 0,25, так и 0,315 дюйма. Основные отличия между различными модификациями кассет QIC заключаются в способе размещения данных на ленте и в траектории движения ленты внутри корпуса кассеты.

В настоящее время имеется три основных типа кассет QIC.

● Travan.
● QIC-Wide.
● QIC-EX.

В кассете Travan (базовый формат QIC), разработанной фирмой Imation Enterprises, используют улучшенную ленту шириной 0,315 дюйма, что позволяет варьировать емкость кассеты от 400 Мбайт до 10 Гбайт. В кассетах QIC-Wide используют ленты того же типа, что и в QIC, но большей ширины, что позволяет организовать на ней больше дорожек для записи и тем самым увеличить емкость. В кассетах QIC-Ex также используют ленты QIC, но большей длины. Соответственно, и кассета стала больше. Лента в кассете QIC-Ex может быть шириной как 0,25, так и 0,315 дюйма.
Кассеты QIC, вероятно, являются самыми распространенными. Они имеют различную емкостью (от 40 Мбайт до 20 Гбайт), хотя те кассеты, которые продаются сегодня, в основном имеют емкость не более 4 Гбайт (без учета сжатия). QIC популярны по нескольким причинам. Во-первых, накопители на магнитной ленте работают с ними сравнительно быстро, Во-вторых, в накопителях приняты меры для обеспечения обратной совместимости. Накопитель, созданный в соответствии с последними требованиями, часто может читать и иногда даже записывать на старые кассеты. Накопители Travan, например, могут работать с лентами шириной 0,315 дюйма в кассетах любого типа. В-третьих, накопители QIC и их кассеты являются наиболее дешевыми из всех имеющихся в продаже устройств (для вновь создаваемых локальных сетей это является основным преимуществом).

Кассеты DLT (Digital Linear Tape — магнитная лента с цифровой линейной записью). Кассеты DLT, изображенные на рис. 8.3, первоначально были разработаны фирмой Digital Corporation для компьютеров VAX, но с тех пор стали широко использоваться в компьютерах PC для архивирования. Их емкость весьма велика (до 35 Гбайт) и поскольку в них используется лента шириной до 0,5 дюйма, эта технология обеспечивает высокую скорость переноса данных. DLT-кассеты не так популярны, как например, QIC или DAT, но они подходят для компьютеров крупных локальных сетей.

Кассеты DAT (Digital Audio Tape — цифровая магнитная аудиолента). Кассеты DAT не слишком пригодны для архивирования. Они представляют собой кассеты с лентой шириной 4 мм. Запись данных выполняется и соответствии со стандартом DDS (Digital Data Storage — хранение цифровых данных). Емкость кассет зависит от используемого стандарта DDS: стандарт DDS предусматривает запись несжатых данных объемом до 2;
DDS-2 — до 4; DDS-3 -до 12 Гбайт. Кассета DAT с лентой шириной 4 мм изображена на рис. 8.4.

Технология записи DAT до некоторой степени аналогична записи видеоинформации с точки зрения максимального использования пространства для хранения данных на каждой ленте. Вместо использования неподвижных головок, как это делается в QIC-совместимых накопителях, в накопителях DAT используется так называемый механизм наклонной развертки (helical scan mechanism), который извлекает ленту из кассеты и перемещает ее относительно записывающей головки под некоторым углом.
Зачем все это делается? В любом случае, при архивировании данные записываются на ленту в виде последовательности полосок (strips) или дорожек. В кассетах QIC и DLT эти полоски образуют параллельные линии вдоль всей длины ленты. Но вспомните, что одно из ограничений, налагаемых на скорость передачи данных кабеля, — ограничение "плотности" передаваемой информации — связано с тем, что между двумя не экранированными близко расположенными параллельными проводниками возникают взаимные помехи, приводящие к повреждению данных. То же самое справедливо для расположенных поблизости цепочек записей данных - они "портят" друг друга, если плотность записи слишком велика.
Для устранения повреждений данных можно либо настолько уменьшить ширину дорожек, чтобы они не воздействовали друг на друга слишком сильно либо с этой же целью их можно соответствующим образом упорядочить. В технологии DAT применяют второй способ. Проблема решается с помощью приема, используемого в кабелях типа "витая пара". Дорожки записей на ленте DAT не параллельны друг другу, и все они расположены под углом к продольной оси ленты. Угол наклона каждой полоски немного отличается от остальных, что снижает вероятность их взаимодействия друг с другом. Для дополнительной защиты данных при записи применяют два набора головок. Один набор записывает данные, а другой, головки которого расположены под углом 90 градусов к записывающим головкам, — читает их сразу же после записи, контролируя корректность операции. Если прочитанные данные не соответствуют записанным, то они могут быть немедленно перезаписаны. Далее процедура записи и проверки повторяется до тех пор, пока не будут правильно считаны записанные данные. Практически это означает, что при записи на ленту DAT данные могут быть упакованы очень плотно, без всякого повреждения. Такой метод отличается высокой емкостью хранения информации.
Однако описанный выше метод записи данных имеет и некоторые недостатки. Во-первых, запись выполняется медленнее, поскольку для ее верификации требуется дополнительное время. Во-вторых, головки накопителей DAT изнашиваются быстрее, чем накопителей других типов, поскольку они вращаются. В-третьих, технология DAT предполагает использование дорогостоящих двигателей (которые не требуются в накопителях с неподвижными головками), а это увеличивает общую стоимость устройства.

Технология Exabyte (8 мм). В технологии Exabyte используется принцип, аналогичный применяемому в DAT для создания носителей с высокой плотностью записи. Запись данных также производится на наклонно расположенные дорожки (треки) на ленте. Главное отличие между этими двумя технологиями заключается в размере ленты (как вы уже догадались, в ней используется лента шириной 8 мм вместо 4 мм, что означает большую ёмкость лент), а также в величине, угла, под которым расположены контролирующие головки - 221 градус вместо 90. Поэтому кассеты Exabyte (рис. 8.5) имеют более высокую емкость по сравнению с кассетами DAT.

Выбор типа ленты. Поскольку кассеты QIC имеют ограниченную ёмкость, но, в то же время, стоят недорого, они прекрасно подходят для использования в локальных сетях небольших и средних размеров или даже для архивирования данных в отдельных компьютерах. Хотя накопители, рассчитанные на использование кассет DAT медленнее накопителей QIC, они обеспечивают удобный и надежный способ архивирования информации в сетях среднего размера. В крупных сетях рекомендуется использовать технологии DLT или Exabyte. Заметим: фактическая емкость ленты (кассеты) может не соответствовать рекламируемой, что следует учитывать при выборе средств архивирования на магнитной ленте.
Что можно сказать о различных типах накопителей? Накопители на магнитных лентах поставляются с интерфейсами трех типов.

● Параллельный интерфейс (Centronix).
● IDE.
● SCSI.

Для архивирования информации с жестких дисков сервера рекомендуем использовать интерфейс SCSI. Параллельные порты работают медленно, что не позволяет использовать их для архивирования сколько-нибудь "серьезного" объема данных. Интерфейс SCSI предпочтительнее EIDE-интерфейса с точки зрения использования в сервере, поскольку в SCSI-системах используется более эффективный метод управления операциями чтения и записи данных.

Оптические диски

Тем, кто располагает значительными средствами, и (или) тем, кому необходимо распространять архивируемую информацию, использование перезаписываемых компакт-дисков может предоставить еще одну удобную возможность решить проблему архивирования. Записывающее устройство выглядит примерно так же, как и обычное устройство считывания CD-ROM, отличаясь от последних только способностью производить запись на специальный компакт-диск.
Подобно всем другим устройствам CD-ROM, компьютер рассматривает устройство для записи на компакт-диск точно так же, как жесткий или гибкий диски. Вам не нужно специально организовывать (каталогизировать) данные перед их записью на компакт-диск, а достаточно скопировать на него требуемые файлы или каталоги.

Примечание:
Описываемые здесь оптические диски не обязательно являются привычными нам компакт-дисками. Обычные компакт-диски не используются вовсе, поскольку они имеют маленькую емкость и слишком медленно работают, чтобы их можно было эффективно использовать в качестве удобных носителей архивируемой информации.

Записываемые компакт-диски имеют два недостатка. Первый: устройства для записи весьма дороги, хотя компакт-диски для них сравнительно дешевы. Второй: наибольшая емкость этих дисков, встречавшаяся автору книги, составляет 5 Гбайт. Это не так мало, но уже сравнимо с емкостью современных жестких дисков, что в ряде случаев может оказаться недостаточным.

Съемные диски

Съемные диски — еще один носитель архивируемой информации, который можно использовать для сохранения и распространения файлов. Они не обладают такими возможностями, как оптические. В наши дни почти каждый современный компьютер имеет устройство для считывания дисков CD-ROM, но далеко не каждый — устройства для работы с дисками Zip, Jaz или что-нибудь подобное. Однако такие устройства дешевы и удобны.

На рынке доминируют два основных типа устройств со съемными дисками: Zip фирмы Iomega и Jaz. Во-первых, используются диски объёмом до 250 Мбайт, что совершенно недостаточно для архивирования информации с жестких дисков сервера. Во-вторых, применяются диски емкостью от 1 до 2 Гбайт (в зависимости от используемой кассеты). Они несколько лучше подходят для работы, особенно при ежедневном архивировании. Их, впрочем, не следует использовать в больших локальных сетях, в которых лучше воспользоваться ленточными накопителями Exabyte или DLT, или оптическими накопителями, но они вполне пригодны для небольших локальных сетей или для архивирования информации клиентных компьютеров.