Построение масштабируемой инфраструктуры данных с помощью корпоративных серверных систем хранения данных

Корпоративные данные расширяются ошеломляющими темпами. Он удваивается почти каждые два года, поскольку искусственный интеллект, анализ больших данных и облачные вычисления стимулируют генерирование огромного количества информации. Устаревшее оборудование создает серьезные проблемы с производительностью. Низкая скорость доступа напрямую вредит ежедневным бизнес-операциям. По мере масштабирования организаций традиционные среды хранения данных быстро становятся помехой. Они приводят к уязвимостям безопасности и непомерным затратам на обслуживание. Чтобы преодолеть эти ограничения, ИТ-руководителям необходимо современное и надежное решение.

Предприятие Система хранения данных служит идеальной основой для перспективной и масштабируемой инфраструктуры данных. Благодаря отделению вычислений от хранилища эти специализированные платформы легко справляются с непредсказуемыми рабочими нагрузками. В этом подробном руководстве мы рассмотрим передовые архитектуры хранения, эксплуатационные преимущества и стратегические структуры реализации. Мы также рассмотрим, как выбор правильного оборудования может существенно способствовать росту прибыли бизнеса.

Глядя на нынешнюю ситуацию в ИТ-инфраструктуре, можно сказать, что переход к аналитике на основе искусственного интеллекта и периферийным вычислениям фундаментально изменил то, как мы обрабатываем данные. Промышленность быстро отходит от монолитных хранилищ. Вместо этого текущие тенденции в значительной степени отдают предпочтение программно-определяемым архитектурам в сочетании со сверхплотным оборудованием NVMe. Этот переход позволяет центрам обработки данных обрабатывать огромные массивы неструктурированных данных в режиме реального времени. Речь идет уже не только о хранении файлов; речь идет о насыщении голодных моделей машинного обучения потоками данных с высокой пропускной способностью и малой задержкой.

Ключевые выводы

• Масштабируемость не подлежит обсуждению: надежная архитектура хранения данных позволяет предприятиям беспрепятственно масштабировать емкость и производительность. Вы можете расширяться, не прерывая повседневную работу и не вызывая простоев.

• Производительность и безопасность. Решения корпоративного уровня сочетают в себе высокоскоростной доступ к данным через NVMe и твердотельные накопители с улучшенной избыточностью. Они также имеют неизменяемые механизмы защиты данных.

• Стратегическая архитектура. Создание масштабируемой инфраструктуры данных требует тщательной оценки текущих рабочих нагрузок. Вы должны выбрать правильные уровни хранения и спланировать будущие огромные потоки данных.

• Разумные инвестиции: выбор правильного оборудования снижает совокупную стоимость владения. Это снижает административные издержки, оптимизирует использование ресурсов и предотвращает дорогостоящие циклы копирования и замены.

Что такое корпоративная серверная система хранения данных?

В корпоративном контексте серверная система хранения данных представляет собой специализированную высокопроизводительную вычислительную единицу. Он предназначен исключительно для хранения, управления и защиты огромных объемов данных. Стандартные серверы отдают приоритет вычислительной мощности для хостинговых приложений. Напротив, эти надежные системы разрабатываются с нуля, ставя в качестве основных целей плотность хранения, целостность данных и высокую пропускную способность ввода-вывода.

Вычислительные серверы общего назначения предназначены для решения широкого спектра задач. Они выделяют значительные ресурсы на высокочастотные процессоры и обширную оперативную память. Однако специально созданные серверы хранения тщательно оптимизированы для хранения и быстрого извлечения данных. Это архитектурное расхождение определяет, как используются ресурсы в часы пик.

В современных ИТ-средах эти системы выступают в качестве центрального хранилища критически важных операций. Они предоставляют необходимую внутреннюю инфраструктуру для платформ виртуализации, транзакционных баз данных и централизованных репозиториев резервных копий. Кластеры высокопроизводительных вычислений также в значительной степени зависят от них. Централизуя эти активы, организации более эффективно распределяют ресурсы и поддерживают более строгие протоколы управления данными.

Почему масштабируемая система серверов хранения имеет решающее значение для роста бизнеса

Экспоненциальный рост корпоративных данных означает, что статические среды хранения больше нежизнеспособны. Когда система достигает своей емкости или предела количества операций ввода-вывода в секунду, производительность приложений мгновенно снижается. Это напрямую влияет на продуктивность бизнеса и удовлетворенность клиентов.

Недавний отраслевой анализ подчеркивает массовый переход к гибридным облакам и рабочим нагрузкам на основе искусственного интеллекта. Это заставляет ИТ-руководителей переосмыслить устаревшие установки. Аналитики прогнозируют, что в течение следующих пяти лет на неструктурированные данные будет приходиться более 80 процентов роста корпоративных хранилищ. Следовательно, развертывание архитектур, которые плавно интегрируют локализованную высокопроизводительную обработку с высокоэластичной мощностью, является императивом выживания.

Чтобы справиться с этим непредсказуемым взрывом данных, организации должны понимать два основных метода эффективного масштабирования инфраструктуры хранения данных. Вертикальное масштабирование предполагает добавление дополнительных ресурсов в существующую систему. Администраторы могут расширить емкость, заполнив пустые отсеки для дисков дисками большей емкости или обновив модули кэширования. Он служит высокорентабельным краткосрочным решением для локализованного роста данных.

Горизонтальное масштабирование или горизонтальное масштабирование предполагает добавление дополнительных узлов серверов хранения в существующий кластер. Система разумно распределяет данные и рабочую нагрузку по всем активным узлам. Масштабируемая архитектура одновременно увеличивает как емкость хранилища, так и вычислительную мощность. Это делает его идеальным для крупномасштабных сред.

Внедрение высокомасштабируемой архитектуры активно предотвращает разрушительный цикл обновления с возможностью копирования и замены. ИТ-отделы могут использовать универсальное оборудование, поддерживающее как вертикальное расширение, так и горизонтальную кластеризацию. Это идеально согласовывает капитальные затраты на инфраструктуру с фактическим ростом бизнеса, значительно оптимизируя долгосрочную отдачу от инвестиций.

Базовая архитектура современной серверной системы хранения данных

Надежность корпоративного хранилища зависит от тщательно спроектированного аппаратного обеспечения. Понимание этих физических компонентов необходимо для оценки возможностей системы. Это гарантирует, что они соответствуют строгим эксплуатационным стандартам.

В современной инфраструктуре используется интеллектуальное многоуровневое хранилище, позволяющее сбалансировать высочайшую производительность с экономической эффективностью. В частности, энергонезависимая память Express развертывается для «горячих» данных, требующих сверхнизкой задержки. Сюда входят активные финансовые базы данных и кэши виртуализации. Стандартные твердотельные накопители используются для хранения «теплых» данных, требующих быстрого доступа, но не требующих повышенных цен. Кроме того, механические жесткие диски большой емкости остаются бесспорным стандартом для хранения холодных данных, включая долговременные архивы и большие медиа-хранилища.

В корпоративной среде потеря данных просто невозможна. Аппаратный или программный резервный массив независимых дисков защищает от катастрофических сбоев дисков. Зеркально отображая данные или вычисляя блоки четности на нескольких дисках, система гарантирует целостность данных. Если один или несколько дисков выходят из строя, данные остаются нетронутыми и доступными, а неисправное оборудование заменяется в горячем режиме.

Скорость хранения данных зависит от скорости сети, соединяющей его с вычислительными серверами. Чтобы предотвратить серьезные узкие места, корпоративные системы используют сетевые интерфейсы с высокой пропускной способностью. Для стандартных развертываний теперь требуется 10GbE или 25GbE. Высокопроизводительные среды, использующие флэш-массивы, часто требуют подключения 100GbE или Fibre Channel для полной реализации базовой скорости хранения.

Ключевые преимущества перехода на корпоративную систему хранения данных

Для ИТ-руководителей и лиц, принимающих решения, модернизация инфраструктуры должна принести измеримые эксплуатационные преимущества. Переход к модернизированной архитектуре фундаментально меняет повседневную работу бизнеса.

Простой системы напрямую приводит к потере дохода и повреждению репутации. Высокопроизводительные платформы спроектированы с учетом высокой доступности. Такие функции, как двойные контроллеры «активный-активный», резервные источники питания и охлаждающие вентиляторы с возможностью «горячей» замены, гарантируют отсутствие единой точки отказа. В случае сбоя основного компонента его резервный аналог немедленно принимает на себя рабочую нагрузку. Это гарантирует нулевое время простоя приложения.

Управление фрагментированными хранилищами данных по своей сути неэффективно и подвержено человеческим ошибкам. Единая система позволяет администраторам управлять всеми данными предприятия с единой панели. Такой централизованный подход значительно снижает административные расходы на ИТ. Это упрощает выделение томов и оптимизирует мониторинг производительности во всей глобальной организации.

Строгое соблюдение нормативных требований требует строгих мер по защите данных. Современные системы предлагают встроенные надежные функции безопасности. К ним относятся встроенное аппаратное шифрование с помощью самошифрующихся дисков и неизменяемые снимки, которые не позволяют программам-вымогателям изменить данные резервной копии. Детальный контроль доступа на основе ролей обеспечивает абсолютный суверенитет данных.

Как построить масштабируемую инфраструктуру данных с использованием системы серверов хранения

Переход к высокомасштабируемой среде требует тщательного стратегического планирования. ИТ-руководители могут следовать этой структурированной схеме, чтобы обеспечить успешное внедрение и немедленную операционную интеграцию.

Прежде чем закупать новое оборудование, организации должны провести тщательный аудит своей текущей инфраструктуры. Это включает в себя измерение пиковых требований к количеству операций ввода-вывода в секунду, анализ текущего использования емкости и определение ограничений пропускной способности сети. ИТ-команды должны прогнозировать рост объемов данных на горизонте от трех до пяти лет, основываясь на исторических тенденциях и предстоящих бизнес-инициативах.

Выбор топологии, которая идеально соответствует требованиям вашей рабочей нагрузки, является критически важным архитектурным решением. Сеть хранения данных обеспечивает хранилище на уровне блоков, доступ к которому осуществляется через высокоскоростную сеть. Это делает его идеальным для баз данных, требующих сверхмалой задержки. Сетевое хранилище обеспечивает хранилище на уровне файлов, доступ к которому осуществляется через стандартный Ethernet, что лучше всего подходит для совместных рабочих процессов. Альтернативно, хранилище с прямым подключением подключается напрямую к конкретному серверу, что полезно для локализованных задач высокоскоростной обработки.

Администраторы должны настроить политики автоматического многоуровневого управления в программном обеспечении управления. Сложный Серверная система хранения серии ST будет динамически отслеживать закономерности использования данных. Он автоматически переводит часто используемые файлы на высокоскоростные уровни NVMe. Между тем, в непиковые часы он прозрачно переносит неактивные файлы на экономичные жесткие диски высокой емкости.

Первичное хранилище должно быть безупречно интегрировано в комплексный план аварийного восстановления. Организациям следует настроить асинхронную или синхронную репликацию между основной системой и вторичными серверами резервного копирования. Они должны быть расположены в удаленном центре обработки данных или в безопасном облачном хранилище, что обеспечит быстрое восстановление в случае сбоя на уровне всего объекта.

Основные функции для оценки в системе сервера хранения данных

При оценке поставщиков оборудования конкретные технические характеристики определяют долгосрочную жизнеспособность инвестиций. Команды по закупкам должны выходить за рамки исходных показателей мощности. Сосредоточьтесь на вычислительной мощности, физических ограничениях и возможностях интеграции программного обеспечения.

Физическое пространство в стойке в центре обработки данных — это товар премиум-класса. ИТ-команды должны оценить, какое шасси для монтажа в стойку 2U, 3U или 4U лучше всего соответствует их пространственным ограничениям. Оценка плотности отсека для дисков имеет решающее значение. Например, внедрение такого решения, как серия ST, дает огромное преимущество. Эти устройства обычно имеют до 36 отсеков для дисков в корпусе высотой 4U с высокой плотностью размещения и поддерживают усовершенствованные объединительные платы NVMe. Это означает, что вы получаете чистую пропускную способность, необходимую для виртуализации, не жертвуя при этом физическим пространством стойки.

Современная система хранения данных — это, по сути, узкоспециализированный компьютер. Мощные многоядерные процессоры и большие объемы оперативной памяти с кодом исправления ошибок необходимы для запуска современных операционных систем хранения данных. Эти ресурсы имеют решающее значение для выполнения встроенной дедупликации в реальном времени, сжатия данных и быстрого криптографического шифрования без задержки обработки.

Аппаратное обеспечение настолько эффективно, насколько эффективно управляющее им программное обеспечение. Лица, принимающие решения, должны оценить предоставленное программное обеспечение для управления. Интуитивно понятный графический интерфейс пользователя, надежные механизмы оповещения и плавная интеграция API с ведущими в отрасли гипервизорами являются обязательными для автоматического распределения ресурсов.

Данные должны быстро передаваться между массивом хранения и вычислительными узлами. Организации должны искать Корпоративная серверная система хранения данных , поддерживающая несколько сетевых портов 10GbE, 25GbE или 100GbE. Широкая поддержка передовых сетевых протоколов гарантирует беспрепятственную интеграцию системы в различные ИТ-среды. Вам не потребуется капитальный ремонт сети.

Лучшие практики по обслуживанию системы сервера хранения данных

Чтобы максимизировать срок службы и окупаемость инвестиций в инфраструктуру, обслуживание после покупки так же важно, как и первоначальное развертывание. Специальная процедура обслуживания обеспечивает оптимальную производительность и снижает возникающие риски безопасности.

Последовательный мониторинг служит первой линией защиты от деградации оборудования. Администраторам следует использовать инструменты корпоративного уровня для отслеживания состояния дисков, производительности контроллера и задержек в сети. Установление строгого графика применения обновлений встроенного ПО производителя обеспечивает защиту системы от вновь обнаруженных уязвимостей.

Деградация хранилища происходит быстро, как только емкость системы превышает 80 процентов. Внедрение автоматических оповещений о пороговых значениях является лучшей практикой. Регулярно просматривая отчеты о емкости, администраторы могут точно прогнозировать, когда система достигнет критических пределов. Это позволяет приобрести и установить дополнительные диски задолго до падения производительности.

Оборудование для хранения данных высокой плотности выделяет значительное количество тепла во время непрерывной работы. Центры обработки данных должны придерживаться строгих отраслевых стандартов в отношении температуры и влажности окружающей среды. Резервные блоки распределения питания должны быть сбалансированы по нагрузке. Их следует подключать к отдельным источникам бесперебойного питания, чтобы предотвратить деградацию оборудования, вызванную термическим напряжением или скачками напряжения.

Скрытое повреждение данных представляет собой скрытую угрозу долговременным архивам. Надежные системы используют процессы фоновой очистки данных для автоматического обнаружения и восстановления поврежденных секторов. Администраторам также следует проводить ежеквартальные проверки контроля доступа пользователей и разрешений на основе ролей для защиты конфиденциальных томов.

Заключение

Данные, несомненно, являются источником жизненной силы каждого современного предприятия. Поскольку генерирование информации продолжает ускоряться, использование устаревшей инфраструктуры представляет собой серьезный операционный риск. Надежная, легко адаптируемая архитектура является обязательным условием устойчивого успеха.

Инвестиции в Масштабируемая серверная система хранения данных — это нечто большее, чем просто обычное обновление ИТ. Это стратегическое бизнес-преимущество, которое обеспечивает постоянную доступность, повышает безопасность и повышает операционную эффективность. Оценив текущие узкие места системы хранения данных сегодня и изучив высокопроизводительные решения серии Vincanwo ST, вы сможете успешно подготовить свои центры обработки данных к будущему и обеспечить устойчивый корпоративный рост.

Часто задаваемые вопросы

В чем разница между NAS и системой сервера хранения данных?

Хотя сетевое устройство хранения данных представляет собой особый тип хранилища, корпоративный сервер хранения представляет собой гораздо более широкую и мощную архитектурную категорию. Стандартный NAS обычно предназначен для простого хранения файлов и базового обмена документами в сети локального офиса. Напротив, корпоративный сервер хранения поддерживает хранилище на уровне блоков, огромную вычислительную мощность для дедупликации в реальном времени и очень сложную масштабируемую архитектуру. Эти надежные системы разработаны для обработки сложных рабочих нагрузок, таких как крупномасштабная виртуализация, которая быстро вытеснит стандартное устройство NAS.

Как долго обычно работает корпоративная серверная система хранения данных?

Стандартный жизненный цикл корпоративного оборудования хранения данных обычно составляет от трех до пяти лет. Однако хорошо масштабируемая архитектура может эффективно продлить этот функциональный срок службы. Используя модульную конструкцию, предприятия могут выполнять физические обновления без прерывания работы. Вы можете заменить старые жесткие диски на диски NVMe большой емкости или добавить новые вычислительные узлы в масштабируемый кластер. При профилактическом обслуживании хорошо спроектированная система может оставаться жизнеспособной до семи лет.

Может ли система сервера хранения одновременно работать с твердотельными и жесткими дисками?

Да, эта конфигурация широко известна как гибридный массив хранения данных. Сложная система легко интегрирует твердотельные и жесткие диски в одном физическом шасси. В системе используется программное обеспечение для автоматического распределения данных по уровням для динамического управления размещением данных в зависимости от моделей использования. Он хранит часто используемые «горячие» данные на сверхбыстром твердотельном уровне, а «холодные» данные переносит на экономичный уровень жесткого диска.

Почему масштабируемость так важна при выборе системы сервера хранения данных?

Корпоративные данные растут непредсказуемо из-за таких факторов, как интеграция искусственного интеллекта и продление сроков хранения в соответствии с требованиями. Масштабируемая архитектура не позволяет предприятиям неожиданно столкнуться с проблемой нехватки ресурсов. Масштабируемость позволяет ИТ-отделам постепенно добавлять узлы мощности или производительности. Это напрямую согласовывает капитальные затраты с фактическим ростом бизнеса и обеспечивает бесперебойную повседневную деятельность.

Что делает систему сервера хранения данных корпоративного уровня?

Термин «корпоративный уровень» означает строгую философию проектирования, ориентированную на отсутствие единых точек отказа и постоянную доступность данных. Настоящая корпоративная система включает в себя два контроллера хранения данных «активный-активный», диски с возможностью горячей замены и резервные источники питания. Он также предлагает расширенные службы обработки данных, такие как RAID с аппаратным ускорением, синхронную репликацию и неизменяемые снимки для защиты от программ-вымогателей.

Как рассчитать емкость хранилища, необходимую для рабочей нагрузки ИИ?

Для расчета мощности рабочих нагрузок ИИ необходимо проанализировать размер наборов обучающих данных, частоту приема данных и политики хранения созданных моделей. В отличие от традиционных баз данных, рабочие нагрузки ИИ работают с огромными объемами неструктурированных данных, таких как изображения, видео и файлы журналов. Инженеры обычно устанавливают базовый уровень, умножая текущий размер набора данных на ожидаемые темпы роста в течение трех лет, при этом учитывая дополнительный буфер в размере 20–30 процентов для рабочего пространства и временных файлов обработки во время обучения модели.

В чем разница между аппаратным RAID и программно-определяемым хранилищем?

Аппаратный RAID использует выделенную физическую карту контроллера, установленную внутри сервера, для управления четностью данных и резервирования дисков. Он разгружает обработку с основного процессора, обеспечивая высокую надежность работы локализованных массивов. С другой стороны, программно-определяемое хранилище абстрагирует управление хранилищем от базового оборудования. Он использует основной процессор и оперативную память сервера для управления данными на нескольких узлах, обеспечивая масштабную горизонтальную масштабируемость и расширенные функции, такие как стирающее кодирование, которые необходимы для современных облачных и масштабируемых инфраструктур.