Διπλωµατική Εργασία του φοιτητή του Τµήµατος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστηµίου Πατρών

Transcription

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ: ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ Διπλωµατική Εργασία του φοιτητή του Τµήµατος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστηµίου Πατρών Νικόλαος Ζαγκλής του Κωνσταντίνου Αριθµός Μητρώου: Θέµα «Σχεδίαση και υλοποίηση ενός διαδικτυακού σκληρού δίσκου» Επιβλέπων Θεώδορος Αντωνακόπουλος Αριθµός Διπλωµατικής Εργασίας: Πάτρα, (Νοέµβριος 2014)

2 ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ Πιστοποιείται ότι η Διπλωµατική Εργασία µε θέµα «Σχεδίαση και υλοποίηση ενός διαδικτυακού σκληρού δίσκου» Του φοιτητή του Τµήµατος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών Νικόλαος Ζαγκλής του Κωνσταντίνου Αριθµός Μητρώου: Παρουσιάστηκε δηµόσια και εξετάστηκε στο Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών στις.../../ Ο Επιβλέπων Ο Διευθυντής του Τοµέα

3 Αριθµός Διπλωµατικής Εργασίας: Θέµα: «Σχεδίαση και υλοποίηση ενός διαδικτυακού σκληρού δίσκου» Περίληψη: Σκοπός αυτής της διπλωµατικής εργασίας είναι η δηµιουργία ενός διαδικτυακού σκληρού δίσκου, ο οποίος θα βασίζεται στο ενσωµατωµένο επικοινωνιακό σύστήµα Zedboard και το λειτουργικό σύστηµα Linux. Χρησιµοποιώντας λοιπόν τον Microsoft iscsi client θα διαβάζονται και θα γράφονται δεδοµένα πάνω στο board, το οποίο θα παίζει ρόλο server. Για την υλοποίηση αυτή θα πρέπει να προγραµµατιστεί το board κατάλληλα σύµφωνα µε το διαδικτυακό πρωτόκολλο αποθήκευσης iscsi, έτσι ώστε να µπορεί να ανταλλάσει δεδοµένα µε τον client. Τελικός στόχος λοιπόν, θα είναι η διαδικτυακή εγγραφή και ανάγνωση δεδοµένων από την DRAM του Zedboard, η οποία θα πραγµατοποιείται έχοντας σαν βάση το TCP/IP και το διαδικτυακό πρωτόκολλο αποθήκευσης δεδοµένων.!

4 Sqed ash kai ulopo hsh enïc diadiktuako sklhro d skou NikÏlac Zagkl c 12 Ianouar ou2015 PerieqÏmena 1 Eisagwg Ti e nai Ëna upologistikï d ktuo MontËla Dias ndeshc To montëlo OSI Metafràzontac to montëlo OSI ston fusikï kïsmo Apoj keush dedomënwn se Ëna upologistikï s sthma Redundant Array of Independent Disks Disk Pools Eisagwg sta Storage Area Netowrks Stoiqe a pou apotele tai Ëna Storage Area Netowrk DiasundËseic enïc SAN Apoj keush se Ëna SAN Oi servers enïc SAN Ta a tia dhmiourg ac twn SANs Poio tan to arqikï prïblhma Oi apait seic tou probl matoc Axiopo hsh twn SANs Aplopo hsh twn upodom n Diaqe rhsh tou k klou zw c thc plhrofor ac Adiàkoph antallag plhrofor ac DunatÏthtec twn Storage Area Networks Apoj keush Dias ndesh se Storage Area Networks BasikËc Ënnoiec gia tic ulopoi seic pànw se enswmatwmëna epikoinwniakà sust mata Pollapl qr sh thc diac sqed ashc: Auxànontac thn afairetikïthta Diàgramma ro c sqed ashc enïc SOC

5 4 Ergale a sqed ashc gia thn platfïrma Zynq H leitourgikïthta twn sqediastik n ergale wn Egkatàstash tou sust matoc kai apait seic M a skiagràfhsh thc ro c sqed ashc Apait seic kai prodiagrafëc tou sust matoc SqediasmÏc tou sust matoc Anàptuxh tou Hardware kai Ëlegqoc swst c leitourg ac tou Anàptuxh tou Software kaiëlegqoc thc leitourg ac tou Olokl rwsh tou sust matoc kai Ëlegqoc orj c leitourg ac tou Omàdec sqed ashc gia SOC efarmogëc H ulopo hsh tou diadiktuako sklhro d skou me to enswmatomëno epikoinwniakï s sthma Zedboard Epilog tou katàllhlou prwtokïllou Anàlush tou iscsi H basik skëyh p sw apï to SCSI H dias ndesh me to iscsi M a genikïterh episkïphsh tou iscsi H axiopo hsh tou TCP/IP H sqësh anàmesa sta prwtïkolla tou iscsi M a s ntomh perigraf twn Sessions H dom tou Protocol Data Unit(PDU) Checksum kai CRC digest Onomatolog a kai DieujunsiodÏthsh Leitourg a kai ulopo hsh tou iscsi Eisagwg sth diadikas a tou Login SCSI Request and Response Analysis Text Request and Response Analysis Nop-In kai Nop-Out Analysis Data out kai Data In Analysis Ready To Transfer(R2T) PDU Read and Write process Report LUN Command Inquiry LUN Read Capacity Command Test Unit Ready Mode Sense

6 7 S noyh Sumperàsmata H diaqe rhsh tou dikt ou tou iscsi Backup kai proetoimas a se per ptwsh katastrof c ApÏdosh Protàseic gia peraitërw Ëreuna Bibliograf a 108 3

7 1 Eisagwg 1.1 Ti e nai Ëna upologistikï d ktuo 'Ena upologistikï d ktuo pou apokale tai suqnà, c d ktuo e nai Ëna s nolo apï upologistëc kai suskeuëc, ta opo a e nai diasundedemëna metax touc me kanàlia epikoinwn ac. Ta kanàlia autà epitrëpoun thn antallag uphresi n, pïrwn kai plhrofori n anàmesa stic parapànw ontïthtec. 1.2 MontËla Dias ndeshc 'Ena montëlo dias ndeshc e nai Ëna domhmëno montëlo, to opo o qrhsimopoie- tai gia na sundësei sources kai targets se Ëna d ktuo. MontËla tëtoiou e douc ta opo a e nai eurëwc gnwstà e nai to OSI(Open System Interconnection Model) to DOD (Department Of Defense) to TCP/IP prwtïkollo allà kai to Fibre Channel. To kàje montëlo apï ta parapànw Ëqei profan c kai pleonekt mata kai meionekt mata kai gi' autï g netai qr sh tou kajenïc Ëtsi ste na epitugqànetai to mëgisto Ïfeloc sthn apïdosh kai sthn axiopist a me Ïso to dunatïn qamhlïtero kïstoc To montëlo OSI To montëlo OSI(The open systems interconnection model) dhmiourg jhke apï thn omàda tou ISO(International Organization for Standardization) san Ëna trïpo upodia reshc twn epikoinwniak n susthmàtwn se aplo stera tm mata, ta opo a onomàzontai layers (ep peda). Sun jwc ta ep peda e nai austhrà diaqwrismëna metax touc, kaj c axiopoio n tic uphres ec tou kat terou epipëdou touc kai prosfëroun uphres ec sto an terï touc, allà to kajëna den paremba nei stic leitourg ec tou àllou kai pijanïn na mh gnwr zei kan gi' autëc. AutÏc o logikïc diaqwrismïc twn epipëdwn dieukol nei pol th melëth thc sumperiforàc twn prwtokïllwn kai epitrëpei th sqed ash pol plokwn kai axiïpistwn stoib n prwtokïllwn. OrismËnec forëc Ïmwc aut harq anexarths actwnepipëdwnparabiàzetai,gialïgoucbeltistopo hshc thc apïdoshc a xhshc thc leitourgikïthtac, me prwtïkolla diaforetik n epipëdwn na sugqwne ontai na paremba noun to Ëna sth leitourg a tou àllou. 'Etsi ta basikïtera layers e nai ta akïlouja: Ep pëdo 1 FusikÏ: To fusikï ep pedo qrhsimopoie tic basikëc kai pio kainotomëc teqnolog ec sto hardware gia na epiteuqje h metàdosh thc plhrofor ac sto d ktuo. E nai Ëna jemeli dec ep pedo, to opo o uposthr zei tic domëc dedomënwn kai tic leitourg ec twn an terwn e- pipëdwn se Ëna d ktuo, kaj c or zei Ïlec tic hlektrikëc kai fusikëc prodiagrafëc thc epikoinwn ac. Se autëc perilambànontai oi sqhmatismo twn ak dwn, oi epitreptëc tàseic, oi prodiagrafëc twn kalwd wn 4

8 ktl. SuskeuËc fusiko epipëdou e nai oi dianemhtëc, oi epanal ptec( repeaters), oi kàrtec dikt ou, oi prosarmostëc dia lou( bus adapters). Oi kuriïterec leitourg ec kai uphres ec tou fusiko epipëdou e nai: 'Enarxh kai termatismïc thc hlektrik c s ndeshc miac epikoinwniak c suskeu c. Summetoq se diadikas ec Ïpou oi epikoinwniakëc suskeuëc exuphreto n apotelesmatikà pollo c qr stec( poluplex a). DiamÏrfwsh kai apodiamïrfwsh twn yhfiak n dedomënwn katà th metàdosh apï suskeu se suskeu. Gia paràdeigma, ta yhfiakà hlektrikà s mata mpore na taxidëyoun wc analogikà se qàlkino kal dio, metà se optik na, metà na metadojo n apï radioze xh doruforikàkainafjàsounpàlianalogikàseqàlkinokal dio kai na g noun yhfiakà ston paral pth. Ep pedo 2 Ze xhc DedomËnwn: To ep pedo ze xhc dedomënwn parëqei ta leitourgikà kai diadikastikà mësa gia th metaforà dedomënwn apï mia suskeu enïc topiko dikt ou se àllh, allà kai touc mhqanismo c gia thn an qneush kai diïrjwsh sfalmàtwn pou sumba noun sto fusikï ep pedo. Oi mh ierarqhmënec dieuj nseic twn suskeu n ed e nai oi fusikëc(p.q. MAC dieuj nseic), dhlad e nai prokajorismënec kai apojhkeumënec stic kàrtec dikt ou twn epikoinwno ntwn kïmbwn apï to ergostàsio. To pio gnwstï prïtupo auto tou epipëdou e nai to Ethernet, giatopikàd ktua. 'Allaparade gmataprwtokïllwnze xhc dedomënwn apotelo n ta: HDLC kai ADCCP, gia point to point diasundëseic , gia as rmata topikà d ktua. Ep pedo 3 Dikt ou: To ep pedo dikt ou parëqei ta leitourgikà kai diadikastikà mësa gia th metaforà stoiqeioseir n dedomënwn metablhto m kouc apï mia proëleush se Ënan proorismï, mësa apï Ëna perissïtera endiàmesa d ktua, en diathre thn poiïthta exuphrëthshc pou apaite to ep pedo metaforàc. To ep pedo dikt ou ektele leitourg ec dromolïghshc, me pijanëc katatm seic / apotmhmatopoi seic, kai anafërei sfàlmata sqetikà me thn paràdosh twn pakëtwn. Oi dromologhtëc( routers) leitourgo nstoep pedoautïdiakin ntacdedomënase diasundedemëna d ktua. O trïpoc autïc thc epikoinwn ac( routing) se sunduasmï me touc diktuako c diakïptec( switches) e naimerikàapïta k ria stoiqe a tou shmerino diadikt ou. Ed upàrqei mia logik orgànwsh kai tic timëc twn dieuj nsewn tic kajor zei ierarqikà o teqnikïc twn epikoinwni n. To plëon anagnwr simo paràdeigma prwtokïllou dikt ou e nai to PrwtÏkollo Diadikt ou( Internet Protocol, IP). 5

9 Ep pedo 4 Metaforàc: To ep pedo metaforàc diekperai nei th metaforà twn dedomënwn apï qr sth se qr sth, apallàssontac Ëtsi ta an tera ep peda apï kàje front da na prosfëroun axiïpisth metaforà dedomënwn apï to Ëna àkro thc epikoinwn ac sto àllo. To ep pedo metaforàc elëgqei thn axiopist a enïc qrhsimopoio menou kanalio me Ëlegqo ro c( flow control), katàtmhsh kai apotmhmatopo hsh( segmentation / desegmentation), kaj c kai Ëlegqo sfalmàtwn( error control). OrismËna prwtïkolla katagràfoun katastàseic kai sundëseic, opïte krato n logariasmï twn pakëtwn kai epanekpëmpoun autà pou den parel fjhsan swstà. Ta prwtïkolla auto tou epipëdou morfopoio n diaforetikà ta ekpempïmena pakëta plhrofori n, qwr c wstïso na e- phreàzoun ta lambanïmena ta opo a ftànoun pr ta sta an tera ep peda kai stera kateba noun sto ep pedo metaforàc. To sunhjëstero paràdeigma prwtokïllou metaforàc e nai to TCP (Transmission Control Protocol, prwtïkollo elëgqou metàdoshc). 'Alla prwtïkolla metaforàc e nai ta UDP (User Datagram Protocol, prwtïkollo gia asundesmik apostol dedomënwn, SCTP (Stream Control Transmission Protocol, prwtïkollo elëgqou thc ro c metàdoshc)k.a Ep pedo 5 SunÏdou: To ep pedo sunïdou elëgqei tic sunïdouc (dhlad tic antallagëc dedomënwn) metax d o upologist n, tou A kai tou B. Xekinà, diaqeir zetai kai termat zei th s ndesh metax miac topik c kai miac apomakrusmënhc efarmog c. Antimetwp zei leitourg ec FDX (full duplex, oi A kai B milo n tautïqrona apï d o kanàlia) HDX (halfduplex, milàei o A kai metà apantàei o B apï to Ëna diajësimo kanàli), en uposthr zei diadikas ec apoj keushc katàstashc( checkpoint),anabol c( adjournment), termatismo ( termination) kaiepanekk nhshc (restart). AutÏ to ep pedo e nai upe juno gia to omalï kle simo thc sunïdou (pou e nai idiïthta tou TCP) kaiep shcgiathnapoj keush kai anàkthsh katàstashc, leitourg ec oi opo ec den qrhsimopoio ntai sthn sto ba prwtokïllwn tou diadikt ou. Ep pedo 6 Parous ashc: To ep pedo parous ashc metasqhmat zei ta dedomëna se tupik morf pou thn anamënei to ep pedo efarmog n. Sto ep pedo autï ta dedomëna uf stantai kruptogràfhsh, sump esh, kwdikopo hsh MIME kai Ïpoia àllh diamïrfwsh apaite h morf dedomënwn osqediast ctouprwtokïllou.parade gmataapotelo nhmetatrop arqe wn apï k dika EBCDIC se k dika ASCII kai h metatrop thc dom c twn dedomënwn se morf XML ant strofa(p.q.apïxml se Ëggrafo t pou DOC). Ep pedo 7 Efarmog n: To ep pedo efarmog n parëqei ston qr sth Ënan trïpo na prospelàsei mësw miac efarmog c tic plhrofor ec e- nïc dikt ou. AutÏ to ep pedo e nai h k ria dias ndesh tou qr sth me thn efarmog kai sunep c, me to d ktuo. Sto ep pedo autï g netai h 6

10 diaqe rish twn katanemhmënwn efarmog n, h apostol tou hlektroniko taqudrome ou k.a. Parade gmata prwtokïllwn epipëdou efarmog n apotelo n ta Telnet, FTP, SMTP kai http. Figure 1: Ta 7 ep peda tou OSI Metafràzontac to montëlo OSI ston fusikï kïsmo Gia na g nei h metatrop twn jewrhtik n montëlwn ston pragmatikï kïsmo g netai h eisagwg ennoi n, oi opo ec ja epitelo n sugkekrimëno rïlo se kàje ep pedo. H pr th e nai to Local Area Network(LAN), to opo o e nai Ëna mikrï megàlo d ktuo mësa se Ënan oriojethmëno fusikï q ro. AutÏ mpore na e nai, e te Ëna grafe o, e te Ëna etairikï kt rio Ïpwc fa netai sthn parakàtw topolog a dikt ou. 'Etsi loipïn kathgoriopoio ntai oi suske ec pou apotelo n to d ktuo me ton akïloujo trïpo: TermatikËc suskeuëc: Oi termatikëc suske ec alli c end devices e nai suskeuëc tou dikt ou, oi opo ec Ëqoun Ëna telikï stïqo sthn Ëxodo touc. TËtoiec e nai Ënac upolog sthc, Ënac printer, m a apojhkeutik monàda akïma kai Ënac server. DiepafËc diadikt ou: H diepaf dikt ou e nai m a diepaf anàmesa se Ëna mëso dias ndeshc kai Ëna termatikï stajmï, h opo a mpore na 7

11 Sq ma 2: Basik topolog a dikt ou allhlepidràsei me tic upïloipec diepafëc tou dikt ou. Me autïn ton trïpo entàssetai h termatik suske h mësa sto d ktuo kai upàrqei epikoin n a anàmesa stic suskeuëc. Connector: E nai m a suskeu sto tëloc tou fusiko mësou pou e- pitrëpei th s ndesh thc termatik c suskeu c me to d ktuo, mësw thc diepaf c diadikt ou. MËsa:E nai to fusikï mëso to opo o qrhsimopoie tai gia na diadoje kai na metadoje ta hlektrikï s ma. Mpore na e nai ens rmato, as rmato, qalkïc kal dio optik n in n. SuskeuËc dikt ou:qrhsimopoio ntai gia th dias ndesh poll n termatik n stajm n se Ëna enia o shme o dias ndeshc, dromolïghshc mësa apï diaforetikà d ktua gia thn paroq asfàleiac sto d ktuo. TËtoiec suskeuëc e nai ta switches, routers, firewalls kai oi directors. 1.3 Apoj keush dedomënwn se Ëna upologistikï s sthma Kaj c h diplwmatik ergas a pragmate etai thn apoj keush dedomënwn se Ëna diadiktuakï d sko, e nai shmantikï na epexhghjo n basikëc mëjodoi apoj keushc dedomënwn, kaj c kai shmantikëc Ënnoiec apoj keushc dedomënwn se apojhkeutikà mësa. Ta dedomëna apojhke ontai se sklhro c d sko c apï Ïpou mporo n na diabàstoun kai na grafo n. Anàloga me tic mejïdouc pou qrhsimopoiïuntai gia na g noun oi enërgeiec autëc kai anàloga me thn teqnolog a kataske hc 8

12 tou sklhro d skou, h anàgnwsh kai h graf mpore na g nei pio arg pio gr gorh. H exëlixh twn sklhr n d skwn ta teleuta a qrïnia e nai entupwsiak kai epitrëpei thn apoj keush ekatontàdwn GBs se m a apl monàda d skou, qwr c kanëna periorismï sthn posïthta apoj keushc dedomënwn.apï aut thn optik gwn a h aperiïristh dunatïthta apoj keushc fa netai na Ëqei mïno jetikà apotelësmata. Probl mata Ïmwc dhmiourgo ntai Ïtan gia kàpoio teqnikï lïgo den ja e nai efikt h prïsbash sto sklhrï d sko pou e nai apojhkeumëna ta dedomëna. Mia pr th gr gorh l sh mpore na e nai h parxh enïc de terou sklhro d skou ston opo o ja antigràfontai ta dedomëna pou gràfontai ston sklhrï d sko. Me autïn ton trïpo Ïmwc ta dedomëna den e nai asfal. Zht mata Ïpwc h suqnïthta pou ja prëpei na antigràfontai ta dedomëna ston de tero d sko, ste na mënoun kai oi 2 enhmerwmënoi katà pïson ja prëpei na g nei antigraf Ïlwn twn upàrqontwn arqe wn apla enhmërwsh twn nëwn allag n mënoun anoiqtà. Sq ma 3: Qeirok nhth antigraf dedomënwn Redundant Array of Independent Disks L sh sta d o parapànw probl mata d nei h teqnolog a RAID(Redundant Array of Independent Disks). AnalutikÏtera kàje forà pou g nontai allagëc ston Ëna d sko antigràfontai àmesa kai ston de tero qwr c na eisàgontai làjh. AutÏ epitugqànetai me Ëna elegkt RAID, oopo ocdiathre touc d skouc se sugqronismï kai diaqeir zetai Ïlec tic eggrafëc kai tic anagn seic qwr c na apaite tai h opoiad pote parëmbash anjr pou. HanaparàstashtouRAID s sthmatoc fa netai sto Sq ma 4, Ïpou ta A,B,C e nai ta dedomëna pou Ëqei eisàgei o qr sthc. To parapànw s sthma e nai gnwstï wc RAID 1. Oi stand-alone d skoi Ëqoun ta akïlouja pleonekt mata: ParËqoun asfàleia se per ptwsh sfàlmatoc tou d skou 9

13 Sq ma 4: TupikÏ RAID senàrio E nai pio gr goroi Ïtan diàbàzoun, kaj c mporo n na diabàsoun apï opoiond pote apï touc d o d skouc e nai diajësimoc. 'Eqoun wstïso kai ta akïlouja meionekt mata: E nai pio argo Ïtan gràfontai dedomëna se auto c, kaj c Ïla prëpei na gràfontai d o forëc. MÏno h mis apï th qwrhtikïthta e nai diajësimh gia ton qr sh. AutÏ dhmiourge erwt mata gia to katà pïso mporo n na axiopoihjo n ta pleonekt mata tou RAID 1 apalo fontac paràllhla ta meinokt mata tou. To montëlo RAID 5 e nai m a nëa l sh sthn opo a upodiairo ntai ta dedomëna tou qr sth se N-1 tm mata(ïpou N e nai o arijmïc twn d skwn pou qrhsimopoiëitai gia na kataskeuaste o RAID,) upolog zontacsthsunëqeia Ëna tm ma isotimiàc(parity part). To tm ma autï epitrëpei ston d skï na epanakt sei ta dedomëna tou qr sth se per ptwsh blàbhc tou. 'Omoia, eàn Ëna block mn mhc katastrafe, upàrqei arket plhrofor a(parity information) gia na epanakthjo n ta qamëna dedomëna. To montëlo RAID 5 qreiàzetai toulàqiston 3 d skouc gia na doulëyei, qwr c wstïso na upàrqei periorismïc sthn prosj kh d skwn. 'Etsi parëqei asfàleia dedomënwn me mëgisth apodotikïthta sthn ekmetàlleush tou diajësimou q rou. Pijan katastrof tou d skou den shma nei apara thta kai diakop sth leitourg a, kaj c ta dedomëna mporo n na diabàzontai apï ta parity blocks. Mpore loipïn na isquriste kane c Ïti me to montëlo autï parëqetai asfàleia kai adiàkoph prïsbash sta dedomëna mac. Ta montëla RAID 1 kai 5 e nai ta pio sunhjismëna. WstÏso upàrqoun kai àlloi t poi Ïpwc oi 0,3,4 kai 6 akïma kai ubridikà montëla Ïpwc to 10

14 Sq ma 5: QarakthristikÏ paràdeigma enïcraid 5 me peritt isotim a RAID 0+1 to RAID 5+1, ta opo a qrhsimopoio ntai se peribàllonta Ïpou haxiopist akaihapïdoshe naikleidiàgiathnepituq athcleitourg actouc. Pio sugkekrimëna ston parakàtw p naka fa nontai oi diajësimoi t poi RAID s mera, kaj c kai efarmogëc touc. Qarakthristikà RAID 0 RAID 1 RAID 5 Elàqistoc arijmïc d skwn Prostas a dedomënwn Kam a Prostas a EnÏc d skou EnÏc d skou ApÏdosh anàgnwshc Uyhl Uyhl Uyhl ApÏdosh eggraf n Uyhl MËtria Qamhl Axiopo hsh qwrhtikïthtac 100% 50% 67%-94% RAID 0: Qrhsimopoie tai sun jwc se kataq rhsh dedomënwn, sth qr sh pol parodik n dedomënwn kaj c kai se peript seic pou jëloume na blëpoume dedomëna se pragmatikï qrïno. RAID 1: Qrhsimopoie tai se leitourgikà sust mata kai bàseic dedïmenwn sunallag n. RAID 5: Qrhsimopoie tai gia apoj keush dedomënwn, uphres ec diadikt ou kai arqeiojëthsh. NËa probl mata dhmiourgo ntai wstïso se per ptwsh katastraf c tou RAID controller pou diaqeir zetai to s sthma apoj keushc. Mpore na qajo n dedomëna akïma kai h prïsbash sto sklhrï d sko. To prïblhma autï anafëretai wc Single Point Of Failure(SPOF) kai h l sh e nai ant stoiqh me aut thc katastrïfhc miac monàdac apoj keushc dedomënwn. Topojete tai kai Ënac de teroc elegkt c gia akïma megal terh asfàleia. 'Etsi se kàje per ptwsh ta dedomëna e nai prosbàsima apï ton qr sth opoiad ote qronik stigm. 11

15 1.3.2 Disk Pools Gia na mporësei na trofodothje Ënac server me m a monàda apoj keushc prëpei pr ta na Ëqoun dhmiourghje RAID d skoi. Gia na g nei autï Ïmwc, qreiàzetai Ëna s nolo apï sklhro c d skouc oi opo oi ja Ëqoun omadopoihje gia na ftiaqte h logik monàda. O arijmïc twn sklhr n d skwn pou ja qrhsimopoihjo n exartàtai apï ton t po RAID pou ja dhmiourghje kai ton apojhkeutikï q rï pou apaite tai na desmeute. To akïloujo paràdeigma e nai arketà katatopistikï. 'Estw oi 10 sklhro d skoi A,B,C,D,E,F,G,H,I kai K. 'Estw akïma oi2 RAID Controllers,o RC 1 kai o RC2. OkàjeRAID controller mpore na diaqeiriste kàje sklhrï d sko. Kàje sklhrïc d skoc mpore na leitourg sei san backup enïc àllou. 'Etsi mporo n na pragmatopoihjo n oi akïloujec enërgeiec. EpilËgontac touc sklhro c d skouc A,B kai F sqediàzetai Ëna RAID 5 s sthma tou opo ou h diaqe rish g netai apï ton RC 1. AutÏ onomàzetai G 1. 'Omoia dialëgontac touc sklhro c d skouc E,I kai J sqediàzetai Ëna RAID 5 s sthma tou opo ou h diaqe rish g netai apï ton RC 2. AutÏ onomàzetai G 2. Sq ma 6: Dhmiourg a enïcdisk pool Me tic parapànw enërgeiec epitugqànetai o sqhmatismïc enïc disk pool. Dhlad omàdwn sklhr n d skwn pou Ëqoun Ëna skopï. Sthn parapànw per ptwsh e nai h dhmiourg a enïc Redundant Arrays of Independent Disks 5. Sto sq ma 6 fa netai h dhmiourg a enïc disk pool, en stosq ma7fa netai h dhmiourg a Ënoc ubridiko montëlou RAID 5+0. TËtoioc sunduasmïc 12

16 l sewn qrhsimopoie tai Ïtan Ëqoume apoj keush shmantik n epiqeirhsiak n dedomënwn pou h adiàkoph kai asfal c prïsbash sta dedomëna e nai o k rioc stïqoc tou sqediasmo. Sto montëlo autï axiopoio ntai ta pleonekt mata tou RAID 5,en paràllhla g netai ekmetàlleush thc dunatïthtac s ndeshc pou prosfërei to RAID 0 montëlo, enswmat nontac akïma perissïterouc d skouc sth logik monàda pou ulopoie tai. Sq ma 7: Hybrid RAID 5+0 or RAID 50 Hbasik dom tousqediazïmenouapojhkeutiko sust matoce naisqedïn eto mh, Ïmwc gia na e nai apïluta organwmënh kai na leitourge swstà qreiàzetai d o akïmh basikà stoiqe a. To pr to e nai m a CPU,h opo a e- pexergàzetai tic apaito menec entolëc kai kateuj nei th ro twn dedomënwn. 'Omwc topojet ntac mïno m a dhmiourge tai to gnwstï prïblhma Single Point of Failure(SPOF) kai gi' autï ja topojethjo n d o. AkÏma ja prëpei to s sthma na mpore na epikoinwne me àlla sust mata mësw enïc dikt ou kai na mhn e nai anexàrthto. Gia ton lïgo autï ja g nei h eisagwg kai d o diepaf n diadikt ou(network Interfaces). 'Ena paràdeigma oloklhrwmënou sut matoc apoj keushc dedomënwn fa netai sto sq ma Eisagwg sta Storage Area Netowrks 'Ena Storage Area Netowrk(SAN), e nai Ëna d ktuo,tou opo ou o basikïc skopïc e nai na metafërei dedomëna anàmesa se upologistikà sust mata kai apojhkeutikà mësa. Pio sugkekrimëna e nai Ëna exeidikeumëno d ktuo uyhl n taqut twn, to opo o enopoie servers kai apojhkeutikëc suskeuëc. Gi' autïn to lïgo pollëc forëc anafëretai san to d ktuo pou kr betai p sw apï touc 13

17 Sq ma 8: Hybrid RAID 5+0 or RAID 50 servers. 'Ena SAN epitrëpei opoiad pote epikoinwn a anàmesa sto d ktuo qrhsimopoi ntac stoiqe a dias ndeshc Ïpwc switches kai directors. 'Etsi a- peleujer netai apï ton klasikï paliï trïpo epikoinwn ac metax server kai apojhkeutiko mësou, Ïpou o kàje server Ëlegqe apokleistikà to dikï tou apojhkeutikï mëso kai me autïn trïpo den upàrqei periorismïc sthn posïthta twn dedomënwn pou mporo n na apojhkeuto n se Ëna server. Ant jeta Ëna SAN d nei teràstiec dunatïthtec epektàsimïthtac kai eukinhs ac afo Ënac kaiperissïteroiservers mporo n na apojhke oun dedomëna shn dia apojhkeutik ontïthta. TËloc Ëna d ktuo mpore na periëqei pollëc apojhkeutikëc suskeuëc Ïpwc tain ec apoj keushc allà kai optikà mësa apoj keushc. A- x zei na anafëroume akïma Ïti lïgw tou dikt ou ta parapànw apojhkeutikà mësa mporoun na bri skontai makr a apï touc servers. Sto sq ma 9 fa netai mia anaparàstash enïc SAN. Ta SAN Ëqoun dhmiourg sei nëec mejïdouc prïsdeshc twn apojhkeutik n mëswn stouc servers. AutËc oi mëjodoi Ëqoun fërei shmantikëc belti- seic kai sth diajesimïthta thc mn mhc, allà kai sthn apïdosh. Ta shmerinà SAN qrhsimopoio ntai gia na sundëoun koinëc apojhkeutikëc monàdec me pollaplo c servers, allàqrhsimopoio ntaikaiseendeqïmenafailovers. Ta SAN qrhsimopoio ntai gia na xeperàsoun ta paradosiakà bottlenecks kai na dieukol noun th metaforà dedomënwn metax apojhkeutik n mëswn kai server me treic trïpouc. 14

18 Sq ma 9: A SAN Server se apojhkeutikï mëso:autï e nai to klasikï montëlo allhlep drashc metax apojhkeutik n monàdwn. To pleonëkthmà tou br sketai sto gegonïc Ïti h dia apojhkeutik monàda mpore na prospelaste seiriakà tautïqrona apï pollo c servers. Server se Server:'Ena SAN mpore na qrhsimopoihje gia apeuje ac sunallagëc megàlou Ïgkou dedomënwn kai se uyhlëc taq thtec anàmesa se 2 perissïterouc servers. Storage to Storage:Se aut thn per ptwsh e nai dunat h k nhsh dedomënwn qwr c thn parëmbash kàpoiou server eleujer nontac Ëtsi ton epexergast gia àllec enërgeiec Ïpwc gia back up twn dh apojhkeumënwn dedomënwn se tain ec apoj keushc. Parakàtw fa nontai epigrammatikà ta pleonekt mata apï th qr sh twn SAN. Hplhrofor ae naipleonanexàrththapïticefarmogëckaiautïthn kànei pio e kola diajësimh, pio axiïpisth kai pio leitourgik kànontac paràllhla tic efarmogëc eukolïtera diajësimec se sqësh me paliïtera. Oi efarmogëc Ëqoun kal terh apïdosh plëon kaj c h epexergas a gia thn apojhke sh thc plhrofor ac Ëqei peràsei apï touc servers se Ëna diaforetikï anexàrthto d ktuo. 'Eqoume pleon Ëna enopoihmëno s sthma apoj keushc, aplo stero sth qr sh, sth diaqe rhsh kai eukolïtera epektàsimo. 'Eqoume megàluterh asfàleia dedomënwn kaj c antigràfontai e kola kai metaferïntai se asfalësterec perioqëc kànontac Ëtsi duskolïtero to Ërgo twn kakïboulwn logismik n. 'Eqoume aplo sterh kentrik diaqe rish thc apojhkeutik c monàdac. 15

19 1.5 Stoiqe a pou apotele tai Ëna Storage Area Netowrk HepikratËsterharqitektonik sthnopo aëqounbasiste taperissotëra Storage Area Networks e nai h Fibre Channel. To prwtïkollo thc IBM FICON e nai to standard prwtïkollo pou qrhsimopoie tai gia ta z/os sust mata kai to fibre channel protocol e nai to standard prwtïkollo to opo o qrhsimopoie tai gia ta anoiqtà sust mata. Ta stoiqe a enïc SAN fa nontai sto akïloujo sq ma: Sq ma 10: Stoiqe a pou apotele tai Ëna SAN DiasundËseic enïc SAN To pr to tm ma enïc SAN,toopo oqreiàzetaidias ndeshe naiautïtou server me tic apojhkeutikëc monàdec, sthn opo a qrhsimopoie tai sun jwc Fibre Channel. Ta tm mata ta opo a fa nontai parapànw qrhsimopoio ntai sun jwc se WAN kai LAN d ktua. AkÏma SAN,Ïpwc LANs diasundëoun tic apojhkeutikëc monàdec metax touc se pollà d ktua kai se megal terec apostàseic Apoj keush se Ëna SAN To SAN ousiastikà apeleujer nei th suskeu apoj keushc, Ëtsi ste na mhn e nai prosarthmënh se Ëna sugkekrimëno server,allànampore na blëpei Ïlo to d ktuo. Me àlla lïgia h apojhkeutik suskeu e nai prosbàsimh apï Ïlouc sto d ktuo kai mporo n na thn prospelàsoun Ïloi mësa ston organismï. AutÏ Ëqei thn prooptik na pet qei eukolïterh kai fjhnïterh kentrik 16

20 diaqe rish twn apojhkeutik n mëswn to opo o mei nei to Total Cost of Ownership(TCO). Hapojhkeutik upodom e naitajemëliastaopo abas zetaihplhrofor a kai gi' autï prëpei na uposthr zei touc stïqouc thc etaire ac. Sto peribàllon miac epiqe rhshc loipïn, to na bàzeic perissïtera kai grhgorïtera apojhkeutikà mësa den e nai arketï. M a upodom enïc SAN epitugqànei bëltisth apïdosh tou dikt ou, megàluterh diajesimïthta Ïgkou dedomënwn kai kal terh diaqe rish tou sust matoc. Axioshme wto e nai Ïti Ëna kalï SAN xekinàei me Ënan kalï sqediasmï Oi servers enïc SAN Hupodom touserver e nai o upoke menoc lïgoc gia touc t pouc twn SAN. H upodom perilambànei Ëna sunduasmï apï platfïrmec Ïpwc Microsoft Windows, Unix, kai z/os. 2 Ta a tia dhmiourg ac twn SANs Sto shme o autï anal etai pwc kai giat odhghj ke h teqnolog a sta SAN,poia tantak nhtrakaipoiae naitashmantikïteraofëlhpoufërnounta SAN se data dependent epiqeir seic. 2.1 Poio tan to arqikï prïblhma DiamoirasmËnoi qr stec kai servers qrhsimopoio ntai suqnà gia sugkekrimënec efarmogëc. Qreiàzontai pollëc forëc Ïmwc, na qrhsimopoihjo n diaforetikà leitourgikà sust mata me diaforetikëc bàseic dedomënwn oi opo ec Ëqoun diaforetikà sust mata diaqe rhshc arqe wn, kaj c kai diaforetiko c t pouc arqe wn. Hdiaqe rishaut ntwndiaforetik nplatfïrmwne naiexairetikàd skolh kai akrib. Progràmmata pou qrhsimopoio ntai san ergale a apï promhjeutëc kai apï exeidikeumënouc anjr pouc mësa sthn epiqe rhsh prëpei na sunthrhjo n swstà, na mporo n dhlad na sunthro n ta dedomëna to c kai Ïla ta apojhkeutikà mësa se àristh katàstash. S mfwna me Ëreunec Ëqei apodeiqte Ïti to kïstoc pou aforà th sunt rhsh twn katanemhmënwn apojhkeutik n mëswn e nai pol megàlo kai màlista dëka forëc megal tero apï to kïstoc thc diaqe rhshc enopoihmënwn kentrikopoihmënwn susthmàtwn. Oi sklhro d skoi tic perissotërec forëc agoràzontai apï Ënan promhjeut san Ëna stoiqe o olokl rwshc enïc sust matoc kai prosàrtontai pànw se Ënan client server me apotëlesma na mhn mpore na qrhsimopoihjo n apï àlla sust mata, parà mïno apï autà pou Ëqoun prosarthje. AutÏ Ëqei san apotëlesma na mhn e nai apodotik h axiopo hsh twn d skwn me apotëlesma oi organismo na qreiàzetai na agoràsoun nëa apojhkeutikà mësa gia 17

21 m a sugkekrimënh leitourg a, en se àllec platfïrmec na upàrqei per sseia aqrhsimopo hthc mn mhc. EpiprÏsjeta e nai d skolo na megal sei h qwrhtikïthta kai h apïdosh se tëtoio bajmo, ste na mporësei na antapexëljei stic apait seic twn servers kai twn efarmog n, oi opo ec auxànontai me ragda ouc rujmo c. PrËpei akïma na mpore na elëgqetai h plhrofor a apï th dhmiourg a thc meqr to shme o pou ja katastrafe. Plhrofor a pou apojhke etai se Ëna s sthma den mpore na e nai prosbàsimh apï qr stec ektïc tou sust matoc. Mia exa resh e nai h dhmiourg a antigràfou to opo o kai ja metaferje ston ant stoiqo server pou e nai prosarthmëno to s sthma kaj c kai oi qr stec pou jëloun na to diabàsoun. MetaforËc megàlwn arqe wn mpore na odhg soun se upobàjmish tou sust matoc, kaj c kai se me wsh thc apïdoshc, to opo o mpore na odhg sei se sfàlmata shmantikà gia th leitourg a tou sust matoc. AkÏma prëpei na anafërje Ïti h epanalhyimïthta twn diwn arqe wn mësa se m a epiqeir sh dhmiourge dusleitourg ec se sust mata Ïpwc Enterprise Resource Planning, Data Warehouse kai Business Intelligence. TËloc, leitourg ec back up kai recovery dhmiourgo n dusleitourg ec a- kïma kai se taq tata d ktua. Anal tikïtera qreiàzontai per pou 12 rec gia na g nei oloklhrwtikï back up se m a mëtriac qwrhtikïthtac bàsh dedomënwn300 GB. E nai xekàjaro loipïn gia touc IT managers pwc ta tëtoiou e douc jëmata dhmiourgo n probl mata stic epiqeir seic kai prëpei na brejo- n nëec l seic gia na meiwjo n ta kïsth kai na auxhje h apodotikïthta kai na aplopoihje h dïmhsh twn apojhkeutik n bàsewn dedomënwn Oi apait seic tou probl matoc Me bàsh Ïla ta parapànw upàrqei Ënac megàloc arijmïc prùpojësewn pou prëpei na ikanopoio ntai gia na sqediàsoume mia oloklhromënh upodom gia Ëna apojhkeutikï s sthma. DunatÏthta epektasimïthtac tou d skou qwr c qroniko c periorismo c: Oi epiqeir seic qreiàzontai euelix a gia na mporo n na prosarmïzontai stic apait seic tic kajhmerinïthtac, oi opo ec allàzoun me taq tatouc rujmo c. Aplopo hsh tou sust matoc: Oi epiqeir seic qreiàzontai Ënan aplï trïpo ulopo hshc tou apojhkeutiko touc sust matoc, ste na mporo n na to diaqeiristo n kai na to diathr soun e kola se leitourg a. 'voso pio pol ploko Ëinai to epiqeirhsiakï peribàllon, tïso pio pol auxhmëna e nai ta kïsth diaqe rhshc. EuËlikth kai eterogen dias ndesh: Oi apojhkeutiko pïroi prëpei na e nai se jësh na exuphret soun opoiad pote platfïrma mësa se Ëna IT peribàllon. Sthn arq prosarmïzeic to pr to s sthma pànw se m a 18

22 platfïrma kai stadiakà to epekte neic ste na upàrqei àmesh dias ndesh se Ïlec tic diajësimec platfïrmec. Asfàleia: Ja prëpei dedomëna apï m a efarmog na mhn epikall ptontai na katastrëfontai apï àllec efarmogëc diaforetikëc platfïrmec. Kruptogràfhsh: 'Otan apojhke ontai eua sjhta dedïmëna ja prëpei na diabàzontai kai na gràfontai mïno apï auto c pou Ëqoun thn apara thth àdeia. AkÏma kai se per ptwsh pou klapo n ta dedomëna autà apï kàpoion tr to, na mhn e nai dunat h anàgnwsh touc. EpithrhtËc: Ja prëpei na upàrqei upost rixh twn server kai twn efarmog n gia Ïlec tic cloud efarmogëc. Taq thta: Ta d ktua apoj keushc dedomënwn ja prëpei na e nai se jësh na diaqeiristo n ton teràstio Ïgko dedomënwn pou dëqontai kajhmer na qwr c na dhmiourgo ntai probl mata kai kajuster seic. DiajesimÏthta: AkÏma ja prëpei na upàrqei h dunatïthta prostas ac se per ptwsh sfàlmatoc ste na mh qajo n dedomëna, kaj c kai dunatïthta metafïrac se kàpoia àllh apojhkeutik monàda qwr c na diakope h leitourg a twn efarmog n pou exuphreto ntai apï th sugkekrimënh monàda apoj keushc. Prosart ntac Ënan akïmh sklhrï d sko se m a upodom dikt ou epitrëpontai e kolec kai gr gorec metaforëc dedomënwn kai parëqontai beltiwmënec dunatïthtec back up, kaj c kai dunatïthtec epanaforàc tou sust matoc. Sto akïloujo kommàti exhge tai pwc bohjàei kai belti nei tic leitourge c miac epiqe rhshc Ëna Storage Area Network(SAN) 2.2 Axiopo hsh twn SANs Ta k ria ofëlh apï Ëna Storage Area Network mporo n epigrammatikà na perigrafo n apï tic treic akïloujec idëec: Aplopo hsh Ïso to dunatïn perissïtero twn upodom n, Diaqe rish tou k klou zw c twn plhrofori n kai adiàkoph antallag plhrofor ac mësa stic epiqeir seic. AnalutikÏtera perigràfontai sta akïlouja kefàlaia Aplopo hsh twn upodom n Upàrqoun tësseric diaforetikëc mëjodoi me tic opo ec mporo me na pet qoume thn aplopo hsh aut. Enopo hsh: Maze ontac Ïla ta sust mata kai tic upodomëc touc se m a topojes a me ligïterouc allà pio dunato c servers kai apojhkeutikëc monàdec epitugqànetai aplopo hsh twn pol plokwn upodom n kànontac 19

23 paràllhla to s sthma pio apodotikï. EpiprÏsjeta kentrikopoihmënh diaqe rhsh twn apojhkeutik n monàdwn mporo n na belti soun thn epektasimïthta, th diajesimïthta allà kai na mei soun thn pijanïthta sfàlmatoc twn apojhkeutik n mëswn mac. EikonikÏthta: H ep teuxh eikïnikïthtac bohjàei sthn aplo steush twn pol plokwn susthmàtwn, sth me wsh twn kost n diaqe rhshc, sth dieukïlunsh thc epektasimïthtac touc ste telikà na g nontai pio àmesa ston qr sth. Automatopo hsh: DialËgontac apojhkeutikëc monàdec me megàlh dunatïthta automatopo hshc mporo n na belti soun th diajesimïthta tou sust matoc, thn taq thta apïkrishc tou kai thn ikanïthta prostas ac dedomënwn Ïso megal nei o ÏgkÏc twn plhrofori n. OloklhrwmËna sust mata: OloklhrwmËna sust mata apoj keushc a- plopoio n ergas ec diaqe rhshc tou sust matoc pou ja qre azontan se àllh per ptwsh kai belti noun thn asfàleia touc. 'Otan Ïloi oi servers Ëqoun prïsbash se asfal dedïmëna mporo n na antapokrijo n stic apait seic twn qrhst n orjïtera kai grhgorïtera. Sq ma 11: Enopo hsh twn apojhkeutik n monàdwn 20

24 'Etsi epitugqànetai: Oi katanemhmënoi servers se Ïlh thn epiqe rhsh na g nontai pio isquro. Hxeqwr sthdiaqe rhshdedomënwnnag neim aoloklhrwmënh. OteràstiocdiaskorpismËnocÏgkocplhrofor acnaenopoihje kaina g nei epiqeirhsiak plhrofïrhsh Diaqe rhsh tou k klou zw c thc plhrofor ac Hplhrofor ae naiënaexairetikàqr simoergale ogiaticepiqeir seic,allà oïgkocthctateleuta aqrïniaauxànetaimepol megàlobajmïkaiëqei apokt sei Ëna dusbàstaqto kïstoc h apoj keush kai h diaqe rhsh thc. Me ton Ïro diaqe rhsh tou k klou zw c thc plhrofor ac ennoo me th diadikas a diaqe rhshc thc apï th stigm pou dhmiourge tai mëqri kai thn eko sia katastrof thc.to Storage Area Network epitugqànei apoj keush me tëtoio trïpo ste na diathre megàlh prosbasimïthta se qamhlï kïstoc Adiàkoph antallag plhrofor ac E nai anamfisb thto Ïti to kl ma stic epiqeir seic e nai pol antagwnistikï. Pelàtec, ergodïtec, promhjeutëc kai sunergàtec jëloun na Ëqoun prïsbash se bàseic plhrofïrhshc opoiad pote stigm thc mërac apï opoiod pote mëroc. Oi epiqeir seic ja prëpei na d soun idia terh prosoq sthn asfàleia twn plhrofori n aut n kai idia tera se dedomëna ta opo a d noun sthn e- piqe rhsh sugkritikï pleonëkthma se sqësh me tic àllec. EktÏc Ïmwc thc prostas ac dedomënwn apï tr touc ja prëpei na parëqetai kai h dunatïthta a- nàkthshc thc qamënhc plhrofor ac metà apï kàpoia katastrof enïc d skou. Ulopoi ntac loipïn Ëna oloklhrwmëno SAN epitrëpei anàkthsh dedomënwn se pragmatikï qrïno. 2.3 DunatÏthtec twn Storage Area Networks Oi bàseic enïc SAN bas zontai stic diasundëseic pou prosfërei metax apojhkeutik n mëswn kai twn server. 'Etsi loipïn, perigràfontai oi diaforetiko t poi suskeu n apoj keushc kai diasundësewn kai pwc auto qrhsimopoio- ntai se Ëna tupikï SAN Apoj keush Sto kommàti autï ja perigrafo n oi diaforetiko t poi apojhkeutik n mëswn pou upàrqoun sthn agorà. Sust mata d skwn: 'Eqontac enswmatwje mësa se Ëna kout Ïlo to u- pos sthma mpore na elegqto n me Ënan kentrikï elekt Ïlec tic eisïdoi kai 21

25 oi exïdoi kai na diaqeir zetai Ëtsi thn epikoinwn a metax twn servers,allà kai Ïlwn twn upïloipwn perifereiak n susthmàtwn. H epilog gia ton t po tou sust matoc pou ja qrhsimopoihje exartàtai apï thn apïdosh,thn qwrhtikïthta kai th diajesimïthta tou SAN. Sust mata pou qrhsimopoio n apojhkeutik tain a: 'Eqoun per pou parïmoia leitourg a me autà twn d skwn, wstïso h seiriak f sh twn taini n perior zei th dunatïthta paràllhlhc leitourg ac touc me apotëlesma na periïrizetai shmantikà lïgw auto h qr sh touc. 2.4 Dias ndesh se Storage Area Networks H diasundesimïthta sta SAN apotele tai kai apï Hardware, allà kai a- pï Software kommàtia, ta opo a sundràmoun sthn epikoinwn a suskeu n kai servers. KanÏnec kai MontËla gia th dias ndesh apojhkeutik n mëswn: Hdiadikt wshbas zetaisthnausthr t rhshkanïnwnkaimontëlwn. Kai h metaforà dedomënwn Ïmwc bas zetai sthn t rhsh kanïnwn kai prot pwn. To pio dhmofilëc prïtupo e nai to Small Computer System Interface(SCSI). To SCSI e nai Ëna American National Standards Institute(ANSI) prïtupo to opo o kuriarqe sth dias ndesh twn dia lwn sthn IT biomhqan a. Mia prospàjeia na ftiaqte Ëna pio aust ro prïtupo, to opo o na epitrëpei se suskeuëc apï diaforetiko c promhjeutëc na epikoinwno n metax touc e nai to SCSI. Sq ma 12: Oi diaforetiko t poi SCSI 22

26 EktÏc apï th fusik dias ndesh to SCSI Ëqei kai Ëna s nolo entol n stic opo ec upako n oi suskeuëc pou epokoinwno n maz tou. Oi kanïnec entol n auto onomàzontai Common Comand Set kai dhmiourg jhkan paràllhla me to SCSI-1. O d auloc tou SCSI den Ëqei mïno grammëc metaforàc, allà kai s mata elëgqou, ta opo a bohjo n sto na ekmetalle ontai to d aulo pollëc suskeuëc tautïqrona. ArgÏtera sto SCSI-3 e shqjhsan akïma pio gr goroi d auloi kai belti jhkan akïma perissïtero oi apodïseic. WstÏso, oi anàgkec kai oi apait seic thc agïrac megal noun kai odhgo n se nëec teqnolog ec. M a tëtoiou e douc allag epite qjhke me thn eisagwg sta SAN Ëna kanàli optik n in n to opo o epitagq nei thn epikoinwn a, perior zei ta probl mata lïgw apostàsewn kai epitrëpei th qr sh tou kanalio apï pollo c qr stec paràllhla. To kanàli optik n in n eis gage kai Ëna nëo protïkolo epikoinwn ac to opo o Ëqei sto an tero ep pedo tou to SCSI-3, en giana g nei h metàbash aut sto nëo montëlo oi promhjeutëc apojhkeutik n mëswn kataske asan eidiko c adapters gia tic diepafëc tou sust matoc. To akïloujo diàgramma apeikon zei thn exëlixh thc taq thtac sta Fibre Channels. Sq ma 13: H exëlixh tou Fibre Channel Sth sunëqeia parous azetai mia eikïna tou Fibre Channel montëlou kaj c kai ton trïpo pou Ëqei qwriste se 4 ep peda. Sto FC-4 briskïntai ta an tera protïkolla Ïpwc to IP, SCSI-3 kai to FICON. EpilogËc gia dias ndesh twn apojhkeutik n mëswn: Sto kommàti autï ja diaireje to d ktuo se tr a tm mata anàloga me to ep pedo pou an kei kàje ontïthta. AnalutkÏtera to qwr zoume se qamhlï ep pedo, mesa o kai uyhlï ep pedo. Sto parakàtw sq ma fa netai kal tera aut h diastrwmàtwsh. Qamhlà ep peda: 'Opwc fa netai parapànw mïno treic sto bec mporo n na allhlepidràsoun apeuje ac me to fusikï ep pedo, to Ethernet,to SCSI kai to Fibre Channel. LÏgw auto loipïn, ta montëla autà jewro ntai qamhlïterou epipëdou. 'Ola ta upïloipa montëla e nai sunduasmo twn upolo- pwn epipëdwn Ïpwc to internet SCSI(iSCSI), Fibre Channel over IP(FCIP) kai to Fibre Channel over Ethernet kai apotelo n ta ep peda mesa ou epipëdou. Sto Ethernet, to opo o e nai to eur tera gnwstï prwtïkollo gia 23

27 Figure 14: To montëlo Fibre Channel Sq ma 15: Anàlush thc diktuak c diastrwmàtwshc diasundëseic server me server termatiko metermatiko egkajistàtaim a topolog a koino dia lou sthn opo a prosart ntai suskeuëc kai mporo n na epikoinwn soun metax touc qrhsimopoi ntac Ëna koinï kanàli. H taq thta tou Ethernet auxànetai kaj c g netai pio dieisdutik h qr sh tou mësa sto data center. Mesa a ep peda: Internet Small Computer System Interface: E nai Ëna prwtïkollo e- pipëdou metaforàc, to opo o metafërei SCSI entolëc apï ton Initiator ston Target. AnalutikÏtera an kei sta prwtokïlla apoj keushc de- 24

28 domënwn, to opo o metafërei SCSI entolëc pànw apï to Transmission Control Protocol/Internet Protocol(TCP/IP).To iscsi epitrëpei th dhmiourg a SAN pou bas zetai sto IR kai epitrëpei Ëtsi stouc qr stec na qrhsimopoio n tic diec teqnolog ec dikt ou kai gia apoj keush,allà kai gia metaforà dedomënwn. AkÏma epeid qrhsimopoie sth bàsh tou TCP/IP mpore na leitourg sei sta perissïtera fusikà d ktua. Perior zei Ëtsi thn anàgkh gia Ëna de tero d ktuo aplà gia thn apoj keush dedomënwn,en eqei tic prooptikëc gia na mei sei ta kïsth enïc apojhkeutiko dikt ou. Fibre Channel Protocol: E nai Ëna prwtïkollo diepaf c tou SCSI me to Fibre Channel. MetafËrei dedomëna sth kl maka twn GB kai katà bàsh qrhsimopoie tai gia apoj keush dedomënwn se Ëna d ktuo. Xek nhse na qrhsimopoie tai kur wc sto ped o twn supercomputers, allàt ra e nai o k rioc t poc dias ndeshc twn Storage Area Networks stic epiqeir seic. ParÏlo pou to Ïnoma tou parapëmpei se optikëc nec, mpore na leitourg sei pol kalà kai me kal dia qalko. Fibre Channel over IP: To prwtïkollo autï e nai gnwstï gia th gef rwsh pou epitugqànei metax diaforetik n Fibre Channels diaforetik n apojhkeutik n monàdwn. E nai m a mëjodoc h opo a epitugqànei th metaforà plhrofori n Fibre Channel mësa apï to d ktuo tou IR. Epeid oi perissïterec epiqeir seic kai organismo Ëqoun Ëqoun dh IR d ktuo kai upodom gia na to exuphret soun h dunatïthta na e- n seic diaskorpismëna gewgrafikà SAN prosfërei megàla wfëlh me pol qamhlï kïstoc.to FCIP enjulak nei tm mata dedomënwn tou Fibre Channel kai ta metad dei mësw enïc TCP socket. To TCP/IP e nai upe juno gia thn egkaj drush sundësewn metax twn SAN. O- poiad pote diaqe rish, Ëlegqoc sfàlma dedomënwn pragmatopoihje elëgqetai apï to TCP/IP kai den ephreàzei th dom tou Fabric Channel. Hk riaidëatoufcip e nai Ïti den antikajistà to Fibre Channel me to IR, allà epitrëpei anàptuxh kai metaforà dedomënwn qrhsimopoi- ntac wc gëfura to IR. Fibre Channel Connection(FICON):E nai mia beltiwmënh arqitektonik para m a antikatàstash tou Enterprise System Interconnection(ESCON). 'Ena SAN e nai basismëno sto Fibre Channel. 'Etsi to FICON e nai proapaito meno gia na mporësoun eterogen SAN na epikoinwn soun metax touc. An tera ep peda:to kommàti autï apotele tai apï to ep pedo efarmog c kai to ep pedo parous ashc. Server-attached storage: Harqik prosëggish tannaantistoiqhje ston kàje Server m a apojhkeutik monàda. Me autïn ton trïpo Ïmwc elaqistopoie tai h apïdosh kaj c h suskeu apoj keushc e nai afierwmënh se 25

29 Ënan kai mïno Server me apotëlesma na mhn axiopoie tai swstà. AutÏ giat sthn arq oi d skoi den e qan enswmatomëno kàpoio eufuëc s sthma, apl c exuphreto san tic ait seic e sïsou kai exïdou dedomënwn tou Server. H exëlixh pou akolo jhse od ghse sth dhmiourg a monàdwn elëgqou. 'Etsi a- pëkthsan th dunatïthta oi Servers na ektelo n leitourg ec Ïpwc caching gia a xhsh thc apïdoshc kai tautïqronh antigraf dedomënwn gia asfàleia kai diajesimïthta. Network-attached storage(nas): E nai Ëna topikï LAN prosarthmëno se Ënan file server,o opo oc qrhsimopoie prwtïkolla dikt ou Ïpwc to Network File System(NFS).O ÏrocNAS qrhsimopoie tai gia apojhkeutikà stoiqe a ta opo a sundëontai me to d ktuo kai touc parëqetai prïsbash se upologistikà sust mata. M a NAS monàda apoj keushc apotele tai apï m a mhqan h opo a ulopoie uphres ec pànw sta arqe a kai touc d nei prïsbash se protïkolla Ïpwc ta NFS kai Common Internet File System(CIFS). 'Ena NAS mpore na prosarthje pànw se opoiod pote d ktuo.to NAS epitrëpei se perissotërec apï m a apojhkeutikëc monàdec na prostejo n sto d ktuo qwr c na upoqre sei touc servers pou elëgqoun to d ktuo na termat soun th leitourg a touc. Me m a NAS suskeu h apojhkeutik monàda den e nai kommàti tou Server. Ant jeta, se Ëna montëlo me kur arqo rïlo tic apojhkeutikëc monàdec,o Server exakolouje na diaqeir zetai kai na epexergàzetai ta dedomëna, allà oi suskeuëc parad doun ta exerqïmena dedomëna stouc qr stec apeuje ac.h NAS suskeu den qreiàzetai na Ëqei anagnwriste apï ton Server, allàmpore naupàrqeiopoud potemësastotopikïd ktuokai mpore na apotele tai kai apï pollëc àllec NAS suskeuëc. AutËc oi suskeuëc epikoinwno n me Ënan host qrhsismopoi ntac Ethernet kai prwtïkolla basismëna se arqe a. H mëjodoc aut e nai ant jeth me tic monàdec d skwn pou Ëqoun dh perigrafe, oi opo ec qrhsimopoio n Fibre-Channel Protocol kai protïkolla basismëna se Blocks. Ta NAS parëqoun ikanopoihtik apïdosh kai asfàleia kai e nai ligïtero akribï gia touc Servers na ta ulopoi soun. Gia na enwjo n autà ta d o diaforetikà montëla kai na Ëqoun nëec dunatïthtec oi pelàtec, kàpoioi promhjeutëc pwlo n tic monàdec NAS san Ëna trïpo epikoinwn ac basismëno stic IR dieuj nseic twn qrhst n kai tou SAN. Hepikoinwn aaut epitrëpeiths ndeshthcapojhkeutik cmonàdacmeto d ktuo kai me touc Servers uyhl c apïdoshc. Dhlad to NAS e nai m a idanik l sh gia na exuphrete arqe a, ta opo a e nai apojhkeumëna se Ëna SAN, se qr stec sthn per ptwsh ja tan d skolo kai akribï na qrhsimopoihjo n Fibre Channel adapters apï touc qr stec. Me to NAS d netai h dunatïthta stouc qr stec na apokt soun prïsbash se apojhkeutikï q ro mësa apï tic IR dieuj nseic pou dh Ëqoun. 26

30 3 BasikËc Ënnoiec gia tic ulopoi seic pànw se enswmatwmëna epikoinwniakà sust mata 'Olh h ulopo hsh tou diadiktuako sklhro d skou Ëgine pànw sthn platfïrma Zedboard(Zynq Evaluation and Development), hopo afa netaisthn parakàtw eikïna. Sq ma 16:To Zedboard To Zedboard e nai Ëna enswmatomëno epikoinwniakï s sthma, to opo o bas zetai ston neï epexergast thc Xillinx, ton Zynq. Pànta oi suskeuëc thc Zynq tan aplëc sthn kataskeu touc kai euëliktec kai mporo san na qrhsimopoihjo n gia Ëna pol megàlo e roc efarmog n. To kajoristikï qarakthristikï touc e nai Ïti sunduàzoun Ëna dip rhno epexergast maz me to klasikï FPGA(Field Programmable Gate Array) kai to board e nai ikanï na trëqei olïklhra leitourgikà sust mata,ïpwc Linux, en ta ta upïloipa programmatizïmena logikà tm mata bas zontai sthn Xillinx 7 - series arqitektonik. Aut bas zetai stic AXI interfaces, oiopo ecparëqounmegàlo e ro z nhc kai sundëseic me mikr kajustërhsh. Ta pleonekt mata autà bas zontai sto Ïti to Zynq e nai Ëna oloklhrwmëno System on Chip kai e nai aplo stero eisàgontac Ëtsi mei seic sto sunolikï kïstoc kai to mëgejoc. To SOC e nai m a ulopo hsh purit ou, h opo a epitrëpei thn ulopo hsh leitourgi n enïc olïklhrou sust matoc pànw se autï qwr c na qreiàzontai diaforetikà chips gia thn ulopo hsh tou. PaliÏtera me ton Ïro System On Chip(SOC) anaferïmastan se sugkekrimënec efarmogëc oloklhrwmënwn kuklwmàtwn,application Specific Integrated Circuit (ASIC),oi opo ec e qan san antike meno thn kataskeu Analogik n se Yhfiak n kai Yhfiak n se analogik n suskeu n. An epikentrwjo me sto yhfiakï kommàti twn SOC sunduàzoun epexergast, uyhl c apïdoshc logikà programmatizïmena tm mata kai mn mh ta opo a e nai upï àllec sunj kec tm mata xeqwrist n suskeu n, 27

31 ta opo a ed Ëqoun enwpoihje se Ëna. 'Etsi loipïn epitugqànontai uyhlïterec taq thtec se Ïlh th diàtaxh, qamhlïtero kïstoc, ligïterh katanàlwsh isq oc, mikrïtero mëgejoc kai megal terh axiopist a. Ta shmantikïtera meionekt mata twn System On Chip e nai o qrïnoc anàptuxhc logismiko kai to kïstoc auto, kaj c kai h Ëlleiyh eukinhs ac. Hmh parxhanàgkhcgiaepanalambanïmenoprogrammatismïtouasic SOC to kajisto n katàllhlo gia agorëc me megàlo Ïgko dedomënwn, stic opo ec den upàrqei anàgkh gia epanaprogrammatismï kai anabajm seic. TËtoia parade gmata e nai ta Smartphones, Tablets kai oi epexergastëc pou br skontai stouc upologistëc, oi opo oi e nai sqediasmënoi gia na allhlepidro n kai me th mn mh, thn kàrta grafik n kai àlla perifereiakëc suskeuëc. 28

32 Sq ma 17: S gkrish me System on Board kai System On Chip Oi periorismo tou ASIC SOC to kajisto n mh sumbatï me Ëna megàlo arijmï apï efarmogëc, pio sugkekrimëna Ïsec apaito n gr gorh anàptuxh, eukinhs a kai th dunatïthta gia anabàjmish. AkÏma to gegonïc Ïti apotele m a ftwq elleip l sh gia agorëc me qamhl mesa a posïthta Ïgkou 29

33 dedomënwn dhmio rghse akïma perissïtero thn anàgkh gia m a nëa l sh me perissïterec dunatïthtec, h opo a e nai h System on Programmable Chip, m a sugkekrimënh l sh tou SOC hopo aulopoie taisem aprogrammatizïmenh, epanarujmizïmenh suskeu. BasikÏ kommàti se autï pa zoun ta FPGAs, oi opo ec e nai suskeuëc pou mporo n na Ëqoun pollëc leitourg ec kai na ulopoi- soun pollà diaforetikà sust mata, akïma kai s sthmata enswmatwmënwn epexergast n an qreiaste. Axioshme wto e nai to gegonïc Ïti ta FPGAs e nai epanarujmizïmena kai epanaprogrammatizïmena, to opo o touc prosfërei teràstiec dunatïthtec kai megal terh euelix a apï ta ASIC SOC. Gi' autï kai den upàrqei kànena r sko na qrhsimopoihjo n Ïtan prëpei na anaptuqjo n efarmogëc pou qreiàzontai suneq c anabajm seic kai allagëc. H Xillinx loipïn ekmetalleuïmenh thn teqnolog a pou upàrqei dhmio rghse m a idanik euëlikth platfïrma ulopo hshc h opo a e nai basismënh ston zynq kai onomàzetai All-Programmable SOC. O Zynq Ïpwc fa netai kai sthn parapànw eikïna apotele tai apï d o tm mata: to pr to e nai to s sthma e- pexergas ac( Processing System), to opo o apotele tai apï ton dip rhno epexergast Cortex A9 kai to de tero to tm ma thc programmatizïmenhc logik c( Programmable Logic),toopo oe naiisïdunamomeautïtoufpga. Sta qarakthristikà tou AP SOC sumperilambànetai kai h oloklhrwmënh mn mh, m a plhj ra perifereiak n kai Ëna kanàli epikoinwn ac uyhl n taqut twn. Sq ma 18: 'Ena aplï montëlo thc arqitektonik c Zynq To tm ma thc programmatizïmenhc logik c e nai idanikï gia ulopoi seic uyhl n taqut twn, sust matwn arijmhtik c logik c kai ro c dedomënwn, en paràllhla to s sthma epexergas ac uposthr zei rout nec kai leitourgikà sust mata kànontac xekàjaro Ëtsi Ïti h leitourgikïthta opoioud pote sqe- 30