Построение аппаратно-программного комплекса резервирования информации телекоммуникационной сети специального назначения

TELECOMMUNICATIONS

His

Построение аппаратно-программного комплекса резервирования информации телекоммуникационной сети специального назначения

Рассматриваются вопросы резервного копирования, архивирования данных и варианты построения системы резервирования. Приводятся сравнительные характеристики систем хранения данных.

Ключевые слова: Аппаратно-программный комплекс, резервирование информации, телекоммуникации, сети специального назначения, характеристики систем хранения данных.

Сиротенко Ф.Ф., Легков К.Е.,

ФГУП "НИИ "Рубин"

Современные телекоммуникационные системы построены со значительной долей программной реализации своих основных функций и качество их функционирования в большей мере определяется качеством программного обеспечения, поэтому задачи разработки подсистемы автоматизированного резервирования информации телекоммуникационной сети специального назначения является актуальной.

Однако на практике вопросы резервного копирования и архивирования данных, и проблемы, связанные с нештатными ситуациями решаются по мере их возникновения.

Решений для организации резервного копирования и архивирования данных можно условно разделить на две категории. Первая — бюджетные программы, которые предназначены для отдельных персональных компьютеров и серверов. Вторая категория включает средства сетевого резервирования, работающие в гетерогенных средах и, как правило, это кроссплат-форменные клиент-серверные продукты с довольно высокой стоимостью. Разумеется, критерием выбора наряду со стоимостью должна служить и функциональность соответствующих решений.

В настоящее время рынок ПО резервного копирования может предложить множество как свободно распространяемых, так и коммерческих программных продуктов, удовлетворяющих большинству требований. Среди них можно выделить: ARCserve от Computer Associates, Netbackup от Veritas Software, Networker от Legato Systems, Storage Management Solutions от Tivoli Systems, HP StorageWorks Modular Smart Array (все типы), HP OpenView OmniBack II, NetWorker, Backup Exec, Hitachi TagmaStore™

Workgroup Modular Storage (интерфейс SATA), Linbox Rescue Server, IBM Tivoli Storage Manager.

В зависимости от способа, как связаны серверы сети с хранилищем данных и как данные сохраняются на носители информации, различается структура системы резервного копирования. Возможен централизованный или децентрализованный вариант построения системы резервирования. При централизованном все средства резервного копирования и архивирования сосредоточены в одном месте и управляются из единого центра.

Централизованное размещение позволяет значительно снизить затраты на установку и эксплуатацию системы резервного копирования и архивирования, но годится только для случаев, когда все объекты1 резервного копирования соединены высокопроизводительной сетью.

Децентрализованное размещение — целесообразный вариант при наличии сегментов сети, соединенных медленными каналами связи.

Выбор структуры системы резервирования зависит от того, какие операционные системы, СУБД, распределенные приложения работают в сети, наконец, какую топологию имеет сеть. Задача администратора состоит в том, чтобы из всего разнообразия продуктов выбрать тот, который подходит для его сети и позволяет достигать поставленной цели. Однако существуют общие требования, предъявляемые к программным средствам резервного копирования и архивирования.

Плюсом централизованного размещения является то, что оно позволяет значительно снизить затраты на установку и эксплуатацию системы резервного копирования и архивирова-

Creation of a hardware-software complex of reservation

of information of a telecommunication network of the special assignments

Sirotenko F.F., Legkov K.E.,

The Federal State Unitary Enterprise "Scientific Research Institute "Rubin"

Abstract

Questions of reserve copying and архивирования the data are considered. Variants of construction of system of reservation are considered. Comparative characteristics of systems of a data storage are resulted.

Keywords: the Hardware-software complex, reservation of the information, telecommunication, a network of special purpose, the characteristic of systems of a data storage.

High technologies in Earth space research № 2-2010

ния. Однако централизованный вариант годится только для случаев, когда все объекты резервного копирования соединены высокопроизводительной сетью.

Система DAS (Direct Attached Software) подключена напрямую к одному из серверов сети, поэтому ее также называют SAS (Server Attached Software). Внешний RAID-массив (Redundant Array of Independent/inexpensive Disks) подключается к одному или нескольким серверам через SCSI или FC (Fibre Channel), причем каждый из таких портов доступен лишь одному серверу.

Другие серверы могут получить доступ только через сервер владельца. Основное преимущество SAS перед другими вариантами — низкая стоимость и высокое быстродействие (при расчете — одна система хранения данных для одного сервера). При относительно низкой стоимости оборудования SAS-системы хороши для хранения потоковых мультимедиа данных благодаря высокой скорость обмена с дисками, а также возможности построения емких систем.

Еще одним сетевым решением является вариант, когда хранилища данных включены непосредственно в каналы и тракты защищаемой сети — Network-Attached Storage (NAS). Системы NAS позволяют разбивать хранилище данных на сегменты. Клиенты сети, получают доступ только к определенному сегменту хранилища, доступ к другим им запрещен.

NAS-решения представляют собой выделенный файл-сервер, подключаемый к локальным сетям и осуществляющий доступ независимо от операционной системы и платформы. Для устройств NAS (подключаемое к сети хранилище данных) уже сформировались стандарты на файловые системы (Network File System — NFS, Common Internet File System — CIFS).

Основным преимуществом NAS является интеграции дополнительной системы хранения данных в существующие сети, их легко администрировать. Однако, они не решают проблему транзита данных между NAS-сервером и серверами приложений, так как доступ к данным осуществляется только через выделенный сервер NAS. В случае, когда другим узлам необходимо обратиться к серверу, данные должны передаваться по сети, что существенно увеличивает внутренний трафик. Недостатком NAS решений является и то, что они не могут совместно использовать жесткие диски разных устройств, подключенных к локальной сети. Поми-

мо этого, так как средой передачи для NAS-серверов являются сети Ethernet, общая производительность работы системы не очень высокая. В случае распределенной сети, имеющей сотни подлежащих резервированию серверов и рабочих станций, возрастает объем времени, необходимого для резервирования.

В этом случае рекомендуется использование сетей устройств хранения (Storage Area Network, SAN), тем более что современные программные и аппаратные средства резервного копирования поддерживают эту технологию. SAN представляет собой сеть, отделенную от локальной сети, с возможностью хранить неограниченный объем данных. Типичная установка SAN включает ряд дисковых массивов, подключенных к коммутатору, который, в свою очередь, соединен с рядом серверов.

Основой SAN является отдельная от LAN/WAN сеть, реализуемая в сетях Fibre Channel, которая служит для организации доступа к данным серверов и рабочих станций, занимающихся их прямой обработкой. SAN обеспечивает обмен данными между системами хранения данных без участия серверов и позволяет любому серверу получить доступ к любому накопителю, не загружая при этом ни другие серверы, ни корпоративную локальную сеть.

Сравнительные характеристики перечисленных методов приведены в табл. 1.

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

При разработке предложений по созданию системы резервного копирования на основе анализа известных технических решений была выбрана комбинированная структура подсистемы резервного копирования и архивирования, основанная на использовании технологий SAS (DAS) и NAS.

В рамках отдельного узла применен принцип централизации при резервировании входящих в него систем с использованием централизованного RAI D-массива 5 уровня и программного обеспечение выделенного сервера хранения данных (SAS (DAS).

В рамках сети, построенной по иерархическому территориально-зоновому принципу, предлагается использовать протоколы хранения данных, основанные на протоколе PXE и стеке TCP\IP (NAS):

1. Для резервирования используется выделенный резервирующий сервер с RAID-масси-вом 5 уровня, реализованного в архитектуре SAS для резервного копирования данных пользователей и архивирования информации. Этот же массив используется для хранения данных смежных узлов, то есть по отношению к ним он будет реализовывать технологию (NAS).

2. В составе серверных ЭВМ в качестве носителя данных используется дисковые накопители в виде RAID-массива 1 уровня для хранения оперативной информации.

1

Таблица

Сравнительные характеристики систем хранения данных

Характеристика NAS SAS (DAS) SAN

Протоколы передачи данных CIFS, HTTP, NFS, FTP

SCSI, SSA SCSI

не менее 100 МБ/с на один порт

Скорость передачи несколько сот МБ/с до 1 Гб/с на один порт

TCP/IP через Ethernet, FDDI, ATM, Gigabit Ethernet

SCSI-интерфейс сервера, сетевой протокол Fibre Channel, Gigabit Ethernet

Сетевые протоколы

неприемлем

Качественное, но снижает пропускную способность сети Ограничено количеством подключаемых устройств и производительностью единственного сервера

Масштабирование Самое эффективное

Обеспечивается построение систем хранения высокой готовности с возможностью дублирования в реальном времен

Используются способы резервирования/ восстановления

Снижает производительность сервера

Миграция данных

Наукоёмкие технологии в космических исследованиях Земли № 2-2010

TELECOMMUNICATIONS

HiS

RESEARCH

3. Для сохранения конфигурационных данных и ПО телекоммуникационного оборудования дополнительно используются DVD-приводы из состава серверных машин.

4. Используемое ПО: МСВС 3.0, СУБД Линтер, аппаратно-программный комплекс защиты от несанкционированного доступа (КСЗИ НСД), комплекс средств защиты информации от случайных воздействий и аварийных ситуаций (КСЗИ СВАС), комплекс средств обнаружения компьютерных атак (КС ОКА), антивирус DrWeb, программное средство "Сервер гипертекстовой обработки данных" (СрГОД) и клиент гипертекстовой обработки данных (КГОД), библиотека программных средств АСУС, система библиотек разработки

приложений (СБРП).

Полного предотвращения негативных воздействий и дефектов программного обеспечения, отражающихся на качестве функционирования сложных аппаратно-программных систем, достичь чрезвычайно сложно. Однако, разработанные предложения по построению аппаратно-программного комплекса резервирования информации, обеспечивают реализацию функций управления процессом контроля целостности, резервного копирования и архивирования программного обеспечения и данных в сети связи специального назначения, повышая тем самым надежность функционирования инфокоммуникационного оборудования.

Литература

1. Теория и практика построения автоматизированных систем информационной и вычислительной поддержки процессов планирования связи на основе новых информационных технологий. Монография. И.В. Котенко. СПб.: ВАС, 1998. - 404 с.

2. Горловой A.A. Эволюция и перспективы! резервного копирования данных. "Экспресс-Электроника", №06/2003.

3. Гален руман. Переосмысление инфраструктуры хранения данных. "Директор информационной службы" № 02, 2008.

4. Безопасность и оптимизация Linux. Редакция для Red Hat. Copyright 1999-2000 Gerhard Mourani, Open Network Architecture and OpenDocs Publishing.

High technologies in Earth space research № 2-2010