Nghiên cứu về giải pháp mã hóa ổ đĩa

NGHIÊN CỨU VỀ GIẢI PHÁP
MÃ HÓA Ổ ĐĨA


GVHD: Đinh Huy Hoàng

Sinh Viên Thực Hiện:
2

Họ Tên

MSSV

Võ Thiên Văn

2033180180

Kiều Đình Phú

2033180170


I. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
LƯU TRỮ SAN (STORAGE
AREA NETWORK)


“
1. Giới Thiệu Về SAN
SAN (Storage Area Network: mạng lưu trữ)
là một mạng chuyên dụng kết nối nhiều Server

và nhiều thiết bị lưu trữ, với mục đích chính là
truyền tải dữ liệu giữa hệ thống máy tính và
phần tử lưu trữ và giữa các phần tử lưu trữ với
nhau.

4


 SAN hoàn toàn tách biệt với các mạng LAN và WAN.
Mạng SAN có thể nối kết tất cả các tài nguyên liên quan
đến lưu trữ trong mạng lại với nhau.
 Là một một mạng có tốc độ cao dành riêng cho việc lưu
và quản trị dữ liệu, SAN giúp việc sử dụng tài nguyên lưu
trữ hiệu quả hơn, dễ dàng hơn trong công việc quản trị,
quản lý tập trung các thao tác tăng độ an tồn, sao lưu,
khơi phục khi có sự cố.
 SAN có thể dựa trên nhiều chuẩn kết nối tốc độ cao
khác nhau, thực tế mạng SAN ngày nay sử dụng phối hợp
nhiều chuẩn khác nhau, hiện có 2 loại chính dùng 2 kiểu
protocol khác nhau, là Fiber Channel và iSCSI.

5


2, Thành Phần Cấu Tạo

Thiết bị lưu trữ: 

Thiết bị chuyển mạch SAN:

Các máy chủ hoặc máy

là các tủ đĩa có dung lượng

đó là các SAN switch thực

trạm:

lớn,

hiện việc kết nối các máy chủ

cần lưu trữ, được kết nối đến

đến tủ đĩa.

SAN switch bằng cáp quang

khả

năng

truy

xuất

nhanh, có hỗ trợ các chức
năng RAID, local Replica, …
Đây là nơi chứa dữ liệu
chung cho tồn bộ hệ thống.

thơng qua HBA card.

6


3, Các Loại SAN
Tùy vào nghi thức truyền tải dữ liệu dịng dữ liệu SCSI, có thể chia SAN thành 2 loại: FC SAN và IP SAN

Fiber Channel (FC SAN)

iSCSI (IP SAN)





Hiện nay chuẩn kết nối FC (Fibre Channel) được
xem như là một chuẩn (khơng chính thức) cho hầu

Cũng thường được sử dụng như là chuẩn kết nối
thông dụng.

hết các SAN.




FC thiết kế dành riêng cho việc truyền tải dữ liệu

Lưu trữ tập tin máy ảo trên các thiết bị lưu trữ
iSCSI từ xa.

dạng khối.



 



Thay vì sử dụng mạng FC, nó đóng gói lưu lượng

FC là một kết nối theo chuẩn công nghiệp và là một

lưu trữ SCSI vào giao thức TCP/IP,để có thể di

giao thức I/O nối tiếp hiệu năng cao.

chuyển thơng qua mạng TCP/IP.



Máy chủ đóng vai trị initiator giao tiếp với target

7


4, Tính Năng Vượt Trội Của SAN
Hỗ trợ cơ sở hạ tầng đa giao thức gồm FC, iSCSI, và FCIP

Khả năng I/O với tốc độ cao

Bảo mật tốt

Khả năng ứng dụng cao

Dễ dàng chia sẻ lưu trữ và quản lý thông tin

Mở rộng lưu trữ dễ dàng

Cho phép nhiều máy chủ cùng chia sẻ một thiết bị lưu trữ

Phá vỡ giới hạn kết nối và băng thông

8


6,Phân Biệt Các Hệ Thống SAN, DAS, NAS
Storage Area Network (SAN)

Ưu điểm

Direct Attached Storage (DAS)

Network Attached Storage (NAS)

- Có khả năng sao lưu dữ liệu với dung

- Dễ triển khai cấu hình

- Dễ triển khai cấu hình

lượng lớn

- Chi phí thấp

- Chi phí hợp lý cho doanh nghiệp

- Dữ liêu luôn ở mức sẵn sàng cao (sử dụng

- Mở rộng hơn so với DAS

cơng nghệ kênh cáp quang)

- Có thể vận hành khi có hoặc khơng có

- Mở rộng tốt

nhân viên tại chổ

- Thay đổi hoặc ngâng cấp dễ dàng

9

- Độ an tồn cao,khơi phục được dữ liệu
(quản lí tập trung)

Nhược
điểm

- Cần kỹ năng chuyên môn cao

- Mở rộng hạn chế

- Tốc độ không cao khi sử lý dữ liệu lớn

- Chi phí cao hơn so với DAS,NAS

- Tính sẵn sàng của dữ liệu không cao

-Hiệu năng thấp (do các hệ quản trị thưởng

(chậm, khi mất điện thì khơng sử dụng

sử dụng dưới dạng block chứ không phải

được do thiết bị lưu trữ kết nối trực tiếp với

dạng file)

server)


HÌNH ẢNH PHÂN BIỆT HỆ THỐNG LƯU TRỮ SAN, DAS, NAS

10


II. Tổng Quan Về VSAN

(Virtual SAN)


1, Định Nghĩa:
VSAN – Virtual Storage Area
Network ra đời dựa trên ý tưởng
VLAN (Virtual Local Area Network)
của Cisco nhưng dành cho mảng lưu
trữ data. Đến 2004 thì cơng nghệ
VSAN chính thức được Hiệp hội tiêu
chuẩn CNTT quốc tế công nhận là
chuẩn ANSI.

12


2, Lợi Ích
Tối ưu hóa hiệu xuất (VSAN sử dụng SSD để tăng hiệu suất thông qua việc đọc/ghi
bộ nhớ đệm).

Khả năng mở rộng linh hoạt (chỉ cần thêm ổ cứng hoặc máy chủ ).

Quản lý theo chính sách lưu trữ (cung cấp nhiều cấp độ dịch vụ khác nhau).
Đơn giản hóa lưu trữ

Tích hợp bảo vệ lỗi (tận dụng RAID để đảm bảo dữ liệu không bị mất khi ổ đĩa hoặc
mạng bị lỗi).

Chi phí thấp.

13


3, Yêu cầu hệ thống
Phần cứng máy chủ

-

Card mạng 1Gb, đề nghị 10Gb.

-

SATA/SAS HBA hoặc RAID

-

Controller(với chế độ pass-throud hoặc HBA).

-

Ít nhất 1 SSD và HDD.

-

Kích thước Cluster tối thiểu 3 máy chủ.

- Đề nghị dung lượng SSD: 10% dung lượng HDD.

14

Yêu cầu phần mềm

-

vSphere 5.0 trở lên.

-

VMware vSphere with Operations Management.

- Vmware vCenter server 5.0 trở lên.

15


4, Cấu Trúc Cơ Bản

VSAN Cluster

Witness và replica

VSAN Datastore

Replica
16

VM Storage

Cấu trúc

Disk group

Policies

Đối tượng và

Công nghệ

thành phần khác

RAID


VSAN Cluster
- VSAN biến đổi tài nguyên lưu trữ vật lý cục bộ của các máy chủ ESXi thành một
VSAN datastore cho tất cả các máy chủ ESXi tham gia vào VSAN cluster.

- VSAN cluster không cần phải giống hệt nhau.

- Các máy chủ trong Nếu một máy chủ đóng góp lưu trữ cục bộ của mình cho VSAN
datastore, máy chủ phải cung cấp ít nhất một HDD cịn được gọi là data disk, và ít nhất
một SSD.

17


Disk Group
 Trên mỗi máy chủ ESXi đóng góp đĩa cục bộ của mình cho VSAN cluster, các ổ đĩa
được tổ chức thành các disk group. Mỗi disk group bao gồm một đĩa SSD và một hoặc
nhiều HDD.

18


Yêu cầu về VSAN cluster, Disk group cho 1
hệ thống VSAN

Tối Thiểu

Tối Đa

Host

3 VSAN cluster

32 VSAN cluster

Disk group

1

5

SSD

1

1

HDD

1

7

19


VSAN Datastore

 Kích thước của một VSAN Datastore được quy định bởi số lượng HDD của mỗi máy
chủ. Sau khi enable VSAN trên một cluster, chỉ có một VSAN datastore được tạo ra.

 Tất cả các máy chủ tham gia đều có thể truy cập tới VSAN datastore. Các máy tham
gia khơng cần phải có disk group. Trong 1 vCenter Server có thể tạo nhiều VSAN
cluster.

20


VSAN Datastore

21


Cơng Nghệ RAID (Redundant Array
of Independent Disks)

A) RAID 0
Dạng RAID này cịn được gọi là striped.

Sử dụng RAID 0 để làm tăng tốc độ đọc ghi
dữ liệu, 2 khối dữ liệu được ghi và được đọc
từ 2 đĩa khác nhau.
RAID 0 khơng có tính chịu lỗi (1 đĩa lỗi là
dữ liệu mất).

22


B) RAID 1
Dạng RAID này còn được gọi là
mirror. Sử dụng RAID 1 để tăng khả
năng chịu lỗi (1 đĩa lỗi dữ liệu sẽ không
bị mất). Đối với RAID 1, hiệu năng
khơng phải là yếu tố hàng đầu nên
chẳng có gì ngạc nhiên nếu nó khơng
phải là lựa chọn số một cho những
người thích nhanh.

23


C) RAID 0+1

Đúng như tên gọi, dạng RAID này
kết hợp giữa RAID 0 và RAID 1,vừa
tăng tốc độ truy xuất vừa tăng độ chịu
lỗi. Nhưng lại tốn nhiều đĩa.
24

Witness và replica Replica

 Witness là một phần của mọi đối tượng lưu trữ. Nó khơng chứa dữ liệu, mà chỉ chứa
siêu dữ liệu. Witness chỉ chiếm 2MB của không gian lưu trữ VSAN.

 Replica là bản sao của các đối tượng lưu trữ máy ảo được tạo ra khi sử dụng chính
sách Number of Failures to Tolerate11 . Số lượng replica phụ thuộc vào giá trị của chính
sách Number of Failures to Tolerate.

25