Системы хранения данных и RAID массивы.

Direct Access Storage (DAS) - как буквально следует из названия, это внешние cистемы хранения, подключаемые по одному из стандартных компьютерных интерфейсов непосредственно к рабочему компьютеру (вычислительной станции, серверу, иногда говорят про host (хост) компьютер). Физически они представляют собой массивы из нескольких SATA/SATAII или SAS дисков (как правило, от 4 до 24), установленных в отдельный корпус с собственным питанием и управлением, и объединенных в единое логическое устройство с внешним интерфейсом SCSI Ultra320/Ultra160, FibreChannel (FC) 4/2 Gb, SAS, PCI-Express (PCIe), eSATA, iSCSI (Ethernet), USB 2.0 или IEEE1394a/b (FireWire). Основное преимущество DAS – существенное повышение емкости, надежности хранения и производительности (скорости записи/чтения) данных.

Network Access Storage (NAS) - это выделенное устройство хранения общих данных в локальной Ethernet сети. Как правило, это RAID массив, построенный на базе процессора общего назначения (AMD или Intel) и специальной версии операционной системы. Он функционирует в сети как самостоятельное устройство, управляя собственной файловой системой и обеспечивая прием и передачу данных. Рекомендуется для автономного хранения и совместного использования в локальных рабочих группах информации общего назначения, в том числе архивных данных.

Повышение надежности хранения главным образом достигается за счет технологии RAID (Redundant Array Independent Disks), т.е. организации избыточности хранения. Именно поэтому подобные системы хранения нередко называют RAID массивами. Это означает, что часть дисков (общего дискового пространства) используется для резервной (дублирующей) информации, что обеспечивает восстановление данных при одновременном выходе из строя одного, двух или даже трех дисков. Различают несколько базовых уровней RAID: от 0 до 6, а также их комбинации: RAID 0 (striping), RAID 1 (mirroring), RAID 0+1 (stripe + mirror), RAID 3 (data striping + dedicated parity drive), RAID 5 (data + parity striping), RAID 6 (data + double parity striping), RAID 6+ (triple parity), RAID 30 (3+0), RAID 50 (5+0)
Наиболее часто применяемые RAID 0 (striping), RAID 1 (mirroring),  RAID 5 (data + parity striping) и комбинация трех предыдущих: RAID 0+1 (stripe + mirror) и RAID 50 (5+0)
Более подробно о RAID массивах можно почитать здесь.

Повышение быстродействия в RAID массивах обеспечивается за счет разделения потоков входных данных между дисками системы и обеспечения операций записи-чтения веерным способом одновременно на несколько дисков. При этом входной поток данных разбивается на блоки заданного размера, которые параллельно записываются на (считываются с) несколько независимых дисков (striping). В современных RAID системах используются столь мощные RISC процессоры, что производительность старших моделей  сравнима с возможностями интерфейсов. Для SCSI U320 это 320 Мбайт/сек, для FC 4Gb около 400 Мбайт/сек, а у PCIe 4x скорость записи/чтения составляет уже 1 Гбайт/сек.

Для решения задачи построения корпоративных систем хранения большой емкости (в сотни терабайт) и/или высокого быстродействия с возможностью одновременного доступа к общим данным многим пользователям отдельные устройства хранения объединяют в самостоятельные сети, т.е. SAN (Storage Area Network). SAN – это логическое и физическое объединение через специальный SAN коммутатор нескольких RAID массивов в единую систему с возможностью доступа с любого сервера (рабочего компьютера) к любому из подключенных RAID массивов.В основном используется технология Fiber Channel (гораздо чаще, чем EtherNet).

Вы получаете быстрый доступ к данным на вашем разделенном дисковом массиве: достаточно быстрый для работы с High и High Definition видео или для множества пользователей при работе со Standard Definition или с Compressed форматами.
Для видео пользователей стоимость SAN,  не такая большая цена за возможность совместной работы и возможность организации быстрого доступа к большим объемам данных.

Когда мы пытаемся подсоедениться к диску, подключенному непосрественно к компьютеру, то локальный компьютер следит за установлением привилегий доступа к файлам (На чтение и запись)
Когда вы подключаете некоторое количество компьютеров к напрямую к  одному и тому же дисковому массиву, необходимо специализированное программное обеспечение (SAN системы), для того,  чтобы несколько компьютеров не конфликтовали при обращении к одним и тем же данным.
Некоторые SAN системы работают на уровне дисковых разделов (это ограничивает гибкость работы), тогда SANs, такие как xSAN (Apple) или MetaSAN (Tiger Technology) работают на файловом уровне.

Не хочется скурпулезно сравнивать две этих системы, приведем лишь некоторые основные моменты.
Все эти системы строятся по одинаковому принципу (смотри картинку ниже)

Это что касается аппаратного обеспечения.

Что же касательно программного обеспечения, то на каждый компьютер участвующий в работе SAN требуется установка программного обеспечения (лицензии). Программное обеспечение (SAN клиент и сервер метаданных) решает вопрос организации и управления правами доступа к данным на дисковом массиве.
Стоимость одной клиентской лицензии предлагаемых разработчиками сравнимы по стоимости.
44000 рублей стоит xSAN от Apple, и около 39000рублей MetaSAN от Tiger Technology .

Как уже было упомянуто для каждого  из решений требуется Компьютер  - Контролер Метаданных. 
Apple, изначально разрабатывая  xSAN систему как надежное решение для большого количества рабочих мест, рекомендует использование выделенных контролеров метаданных (основной и вспомогательный). У Apple функции контролера назначаются вручную.

Для небольших сетей (4-5 компьютеров) возможно использования одной из рабочих станции в качестве контролера метаданных.
MetaSAN  так и  поступает, где первый включенный компьютер и становится контролером.
При его выключении функции контролера переходят к другому компьютеру.

Помимо MetaSAN Tiger Technology предлагает еще ряд сопутствующих продуктов для построения SAN сетей.

Как я уже сказал , что при небольшом количестве компьютеров, как на одной так и на другой системе возможно использование рабочих станций для работы контролера мета данных. При дальнейшем росте системы, вы просто переназначаете эти функции на отдельный сервер и продолжаете работать.

Есть несколько отличий двух систем:
1) MetaSAN использует стандартное форматирование NTFS/HFS+. Apple применяет отличное от стандартного форматирование массива.
2) MetaSAN выпускает лицензию для любых операционных систем Windows, Linux, and Mac OS X. Apple же делает лицензию только под свою платформу. Для подключения клинта  Windows, требуется приобретение клиентской лицензии от другого вендора (Что конечно менее удобно)

При составлении данного обзора были использованы материалы с сервера компании Tiger Technology (разработчика MetaSAN), Apple (разработчика xSAN),  компаний СПЛАЙН и СВГА.