Shramba podatkov za storitve v oblaku

PEROVŠEK, MARKO (author), Tomažič, Sašo (mentor)

Računalništvo v oblaku je model, ki omogoča hiter in preprost omrežni dostop do razpoložljivih računalniških virov. Poznamo javne, zasebne, skupnostne in hibridne oblake. Med seboj se razlikujejo predvsem po tem, kdo ima do njih dostop in kdo jih upravlja. Vsem je skupna osnovna infrastruktura, ki jo sestavljajo strežniki, stikala in sistemi za shranjevanje podatkov ali podatkovne shrambe. Da je celotna infrastruktura kar se da izkoriščena, se praktično vedno uporablja virtualizacija. S tem lahko na fizični infrastrukturi postavimo večje število navideznih naprav. Strežniki in shrambe, ki se povezujejo preko svojega lastnega omrežja in uporabljajo prenos podatkov na nivoju blokov, se imenujejo SAN. Podatkovna shramba skrbi, da so strežniku ali uporabniku podatki dosegljivi ves čas, zato mora biti shramba pravilno nastavljena. Lahko je nastavljena kot aktivno/aktivna ali pa kot aktivno/pasivna. Omenjena tipa se razlikujeta po načinu delovanja krmilnikov v shrambi. Pri aktivno/aktivnem načinu oba krmilnika razpolagata s prostorom za shranjevanje, ki ga tudi dajeta na razpolago strežniku. V primeru, da eden od krmilnikov odpove, drugi prevzame njegovo vlogo. Pri aktivno/pasivnem načinu se uporablja samo en krmilnik za deljenje prostora, drugi pa je v pripravljenosti, če prvi odpove. Za povezovanje podatkovnih shramb s strežnikom skrbijo Ethernet ali optične povezave, ki jih je možno nastaviti tako, da več povezav deluje kot ena sama. Tako povezovanje navideznih vmesnikov imenujemo VIF. Zagotavlja nam višjo prepustnost podatkov in večjo zanesljivost. Ko sta strežnik in shramba fizično povezana, je potrebno zagotoviti še podatkovno povezavo. To storimo tako, da na sami shrambi omogočimo želene protokole, v našem primeru je to protokol iSCSI, ki omogoča prenos bloka podatkov preko protokolov TCP/IP. Rezultat diplomske naloge je praktična izvedba podatkovne shrambe na opremi podjetja NetApp. Ta podatkovna shramba se upravlja preko operacijskega sistema DataONTAP, do katerega lahko dostopamo preko ukazne vrstice ali preko grafičnega vmesnika v brskalniku. Opisan je postopek nastavitve vseh najpomembnejših komponent shrambe, potrebnih za delovanje oblaka. Preizkušeno in prikazano je tudi delovanje v primeru napake (npr. nedelovanje krmilnika). Ko na enem izmed krmilnikov pride do napake, drugi krmilnik oponaša nastavitve nedelujočega krmilnika in prevzame njegovo vlogo dostopanja do podatkov. Podatki so dostopni ves čas, saj se to preklapljanje med krmilniki izvede hipno in nemoteče.

• Language: Slovenian
• Keywords: računalništvo v oblaku, SAN, podatkovne shrambe, iSCSI, zanesljivost podatkovnih shramb
• Work type: Undergraduate thesis
• Organization: FE - Faculty of Electrical Engineering
• Year: 2015
• PID: 20.500.12556/RUL-30732
• Publication date in RUL: 24.04.2015

Secondary language

• Language: English
• Title: Data Storage for Cloud Services

Abstract

Cloud computing is a model that ensures fast and reliable network connection to computer resources. There are public, private, community, and hybrid clouds. The main difference is in management and access rights. The basic structure is common to all models and it consists of servers, switches, and storage systems. To ensure high utilization of resources, virtualization is used practically in all implementations. With virtualization, we can create many virtual machines on one physical device. Servers and storage systems are connected through their own local network called SAN. Data access in SAN is on block level. Storage system has to be configured so that servers and users constantly have access to data. It can be configured as active/active or as active/passive. In active/active configuration, each controller serves its own data. If one controller fails, the partner controller takes over and serves both, its own data and the data of the partner. In active/passive configuration, only one controller serves data and the other one is idle. If active controller fails then the partner controller, which is in passive state, changes into active state and serves data. Servers and storage systems use Ethernet or fiber connections. Multiple connections can be configured as one and presented as VIF (Virtual Network Interface). VIF ensures higher throughput and reliability. After physical connection is ensured, it is necessary to make data connection with iSCSI protocol. This protocol enables transfer of data over the TCP/IP protocols. The result of the diploma thesis is a practical implementation on NetApp storage system. It is managed over DataONTAP operating system, which is accessed over CLI (Command Line Interface) or over GUI (Graphical User Interface) in a browser. The thesis describes configuration of all storage components that are necessary for cloud computing. It is tested and we have shown how the storage system reacts when there is a failure on one of two controllers. If one of the active controllers fails, the other one takes control. Data are accessible at all times because the takeover happens immediately and without disturbance.

• Keywords: cloud computing, SAN, storage system, iSCSI, storage reliability