Хранилища данных

     На  физическом уровне протокола InfiniBand определены электрические и механические характеристики, в том числе оптоволоконные и медные кабели, разъемы, параметры, задающие свойства горячей замены. На уровне связей определены параметры передаваемых пакетов, операции, связывающие точку с точкой, особенности коммутации в локальной подсети. На сетевом уровне определяются правила маршрутизации пакетов между подсетями, внутри подсети этот уровень не требуется. Транспортный уровень обеспечивает сборку пакетов в сообщение, мультиплексирование каналов и транспортные службы.

     Архитектура InfiniBand состоит из следующих трех основных компонентов (рисунок № 2). HCA (Host Channel Adapter) устанавливается внутри сервера или рабочей станции, выполняющей функции главной (хоста). Он выступает как интерфейс между контроллером памяти и внешним миром и служит для подключения хост-машин к сетевой инфраструктуре на основе технологии InfiniBand. Адаптер HCA реализует протокол обмена сообщениями и основной механизм прямого доступа к памяти. Он подключается к одному или более коммутаторам InfiniBand и может обмениваться сообщениями с одним или несколькими TCA. Адаптер TCA (Target Channel Adapter) предназначен для подключения к сети InfiniBand таких устройств, как накопители, дисковые массивы или сетевые контроллеры. Он, в свою очередь, служит интерфейсом между коммутатором InfiniBand и контроллерами ввода-вывода периферийных устройств. Эти контроллеры не обязательно должны быть одного типа или принадлежать к одному классу, что позволяет объединять в одну систему разные устройства. Таким образом, TCA действует в качестве промежуточного физического слоя между трафиком данных структуры InfiniBand и более традиционными контроллерами ввода-вывода для иных подсистем, таких, как Ethernet, SCSI и Fibre Channel. Следует отметить, что TCA может взаимодействовать с HCA и напрямую. Коммутаторы и маршрутизаторы InfiniBand обеспечивают центральные точки стыковки, при этом к управляющему HCA может быть подключено несколько адаптеров TCA. Коммутаторы InfiniBand образуют ядро сетевой инфраструктуры. С помощью множества каналов они соединяются между собой и с TCA; при этом могут быть реализованы такие механизмы, как группировка каналов и балансировка нагрузки. Если коммутаторы функционируют в пределах одной подсети, образованной непосредственно подсоединенными устройствами, то маршрутизаторы InfiniBand объединяют эти подсети, устанавливая связь между несколькими коммутаторами.  

Рисунок № 2 - Основные компоненты SAN-сети на основе InfiniBand.  

     Большая часть развитых логических возможностей системы InfiniBand встроена в адаптеры, которые подключают узлы к системе ввода-вывода. Каждый тип адаптера разгружает хост от выполнения задач транспортировки, используя канальный адаптер InfiniBand, отвечающий за организацию сообщений ввода-вывода в пакеты для доставки данных по сети. В результате ОС на хосте и процессор сервера освобождаются от этой задачи. Стоит обратить внимание, что такая организация в корне отличается от того, что происходит при коммуникациях на основе протокола TCP/IP.

     В InfiniBand определен весьма гибкий набор  линий связи и механизмов транспортного уровня, обеспечивающий точную настройку характеристик сети SAN на базе InfiniBand в зависимости от прикладных требований, в число которых входят:

     - пакеты переменного размера;

     - максимальный размер единицы передачи: 256, 512 байт, 1, 2, 4 Кбайт;

     - заголовки локальной трассы уровня 2 (LRH, Local Route Header) для направления пакетов в нужный порт канального адаптера;

     - дополнительный заголовок уровня 3 для глобальной маршрутизации (GRH, Global Route Header);

     - поддержка групповой передачи;

     - вариантные и инвариантные контрольные суммы (VCRC и ICRC) для обеспечения целостности данных.

     Максимальный  размер единицы передачи определяет такие характеристики системы, как  неустойчивость синхронизации пакетов, величина накладных расходов на инкапсуляцию и длительность задержки, используемые при разработке систем с несколькими протоколами. Возможность опускать сведения о глобальном маршруте при пересылке в пункт назначения локальной подсети снижает издержки локального обмена данными. Код VCRC рассчитывается заново каждый раз при прохождении очередного звена канала связи, а код ICRC - при получении пакета пунктом назначения, что гарантирует целостность передачи по звену и по всему каналу связи.

     В InfiniBand определено управление потоком на основе разрешений - для предотвращения блокировок головного пакета (head of line blocking) и потерь пакетов, - а также управление потоком на канальном уровне и сквозное управление потоком. По своим возможностям управление на канальном уровне на основе разрешений превосходит широко распространенный протокол XON/XOFF, устраняя ограничения на максимальную дальность связи и обеспечивая лучшее использование линии связи. Приемный конец линии связи посылает передающему устройству разрешения с указанием объема данных, который можно получать надежно. Данные не передаются до тех пор, пока приемник не пошлет разрешение, свидетельствующее о наличии свободного пространства в приемном буфере. Механизм передачи разрешений между устройствами встроен в протоколы соединений и линий связи для гарантии надежности управления потоком. Управление потоком на канальном уровне организовано для каждого виртуального канала отдельно, что предотвращает распространение конфликтов передачи, свойственное другим технологиям.

     С помощью InfiniBand связь с удаленными модулями хранения, сетевые функции и соединения между серверами будут осуществляться за счет подключения всех устройств через центральную, унифицированную структуру коммутаторов и каналов. Архитектура InfiniBand позволяет размещать устройства ввода-вывода на расстоянии до 17 м от сервера с помощью медного провода, а также до 300 м с помощью многомодового волоконно-оптического кабеля и до 10 км - с помощью одномодового волокна.

     Сегодня InfiniBand постепенно снова набирает популярность в качестве технологии магистрали для кластеров серверов и систем хранения, а в центрах обработки данных - в качестве основы для соединений между серверами и системами хранения. Большую работу проводит в этом направлении организация, именуемая альянсом OpenIB (Open InfiniBand Alliance, http://www.openib.org). В частности, этот альянс ставит своей целью разработку стандартного программного стека поддержки InfiniBand с открытым кодом для Linux и Windows. Год назад поддержка технологии InfiniBand была официально включена в состав ядра Linux. Кроме того, в конце 2005 г. представители OpenIB продемонстрировали возможность использования технологии InfiniBand на больших дистанциях. Лучшим достижением в ходе демонстрации стала передача данных на скорости 10 Гбит/c на расстояние в 80,5 км. В эксперименте участвовали центры обработки данных ряда компаний и научных организаций. На каждом из конечных пунктов протокол InfiniBand инкапсулировался в интерфейсы SONET OC-192c, ATM или 10 Gigabit Ethernet без снижения пропускной способности.

     ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Появление новых структур и видов (мультимедийные и пр.) данных требует совершенствования  технологии баз данных.

     Единое  информационное пространство, созданное  на основе технологий информационных хранилищ, служит базой для реализации разнообразных аналитических и управленческих приложений. Концепция хранилища данных означает построение такой информационной среды, которая позволит осуществлять сбор, трансформацию и управление данными из различных источников с целью выработки решений по управлению банком, создаст новые возможности по привлечению прибыли. По мере того, как преимущества хранилищ данных становились все очевидней, увеличилось число их версий и объем содержащихся в них данных. Самым главным требованием клиента к хранилищу является возможность для конечных пользователей вести работу в диалоге по полному набору бизнес-данных и получать ответы в приемлемые, временные, промежутки. Объем данных должен быть таким, который необходим для поддержки бизнеса. По мере роста объема информации хранилище должно отвечать требованиям устойчивой производительности. Для обеспечения производительности и управляемости хранилища могут использоваться различные программные продукты и инструменты, автоматизирующие обработку информации и предоставляющие возможность рассматривать бизнес в разных аспектах, что оправдывает любые издержки, связанные с разработкой системы.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  использованной литературы:

1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы, В.Г.Олифер, Н.А.Олифер.- СПб: Питер, 2001.-672с.

2. Обзор возможностей применения ведущих СУБД для построения хранилищ данных (DataWarehouse). Сергей Кузнецов, Центр Информационных Технологий,  Валерий Артемьев, ГЦИ ЦБ РФ

3. Брага В.В. Автоматизированные информационные технологии в экономике.

4. Титоренко В.Д. Автоматизированные информационные технологии в банковской деятельности. www.softlab.ru

5. Унификация доступа к функциям управления и доступа к информации — основная тенденция развития информационных систем на ближайшие годы. Андрей Николаев (andrei.nikolaev@docu-mentum.ru) — менеджер по маркетингу продуктов и технологий компании «Документум Сервисиз» (Санкт-Петербург).