Đại học FIT đề cương môn học/môđun: Công nghệ lưu trữ và kỹ thuật cứu dữ liệu

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BỘ MÔN KỸ THUẬT HỆ THỐNG ĐỀ CƯƠNG MÔN HỌC/MÔĐUN: CÔNG NGHỆ LƯU TRỮ VÀ KỸ THUẬT CỨU DỮ LIỆU Mục tiêu (ASK) Kiến thức (K) Nhận biết được các công nghệ lưu trữ dùng trong hệ thống Giải thích được cách thức hoạt động của các công nghệ lưu trữ Phân tích, đề xuất các giải pháp sao lưu dự phòng và khôi phục dữ liệu cho hệ thống Kỹ năng (S) Phân tích và thiết kế được hệ thống lưu trữ dữ liệu cho hệ thống Cài đặt và cấu hình được hệ thống lưu trữ dữ liệu dùng công nghệ NAS Cài đặt và cấu hình được hệ thống lưu trữ dữ liệu dùng công nghệ SAN Phân tích, thiết lập được các tác vụ sao lưu dữ liệu trong hệ thống Khắc phục được một số lỗi thông thường trong hệ thống RAID Thái độ (A) Cẩn trọng, thao tác nhanh, chuẩn xác. Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong học tập. Hỗ trợ dạy và học Tài liệu dạy và học Slides bài giảng Giáo trình NXB. Giáo trình thực hành, hướng dẫn đồ án. Tài liệu tham khảo Inside Windows Storage: Server Storage Technologies for Windows 2000, Windows Server 2003 – Dilip C.Naik, Addison Wesley, 2003. Managing Data Storage Using Microsoft Windows Server 2003 R2 – Microsoft Corp Storage Area Network – EC-Council University Thời lượng: 45h (LT: 20h; TH: 25h). Phân bổ thời gian STT TÊN BÀI HỌC THỜI GIAN (H) GHI CHÚ TỔNG LT TH 1 Tổng quan về công nghệ lưu trữ dữ liệu 3 3 0 Giới thiệu các giải pháp, công nghệ lưu trữ dữ liệu sử dụng trong các hệ thống máy tính hiện nay 2 Công nghệ lưu trữ dữ liệu 14 6 8 Phương thức hoạt động, cách thiết lập, vận hành của các công nghệ lưu trữ thông dụng: DAS, NAS, SAN 3 Tăng cường đảm bảo cho hệ thống lưu trữ 9 3 6 Thiết lập RAID nhằm nâng cao hiệu suất làm việc và đảm bảo an toàn cho các dữ liệu 4 Giải pháp sao lưu và phục hồi dữ liệu 6 3 3 Các chính sách, phương thức sao lưu dữ liệu hiệu quả và phương pháp khôi phục hệ thống 5 Kỹ thuật cứu dữ liệu 10 5 5 Phương pháp khôi phục dữ liệu trên các thiết bị lưu trữ và hệ thống RAID 8 ÔN TẬP 2 0 2 Ôn tập các kiến thức và kỹ năng 9 ĐỒ ÁN 1 0 1 CD đồ án, Slides trình bày Phiếu đánh giá kết quả đồ án 10 THI 0 0 0 Thi lý thuyết/Thi thực hành kết thúc MH/MĐ TỔNG CỘNG 45 20 25 Nội dung giảng dạy chi tiết STT BÀI HỌC NỘI DUNG CCDC/THIẾT BỊ/PHẦN MỀM LÝ THUYẾT BÀI TẬP THẢO LUẬN THỰC HÀNH LAB 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LƯU TRỮ DỮ LIỆU Mục tiêu : sau khi hoàn tất bài học, học viên sẽ biết được Tầm quan trọng của hệ thống lưu trữ dữ liệu Các hệ thống lưu trữ dữ liệu đang được sử dụng Các nguyên tắc để lựa chọn công nghệ lưu trữ thích hợp cho hệ thống Mục đích lưu trữ dữ liệu Các thiết bị lưu trữ cơ bản Bìa đục lỗ (Punched card/tape) Từ tính (Magnetic/ferit) Chất bán dẫn (Semiconductor) Quang học (Optical) Các loại khác Đặc điểm của hệ thống lưu trữ Dung lượng lưu trữ (Capacity) Hiệu suất (Performance) Băng thông (tốc độ truy xuất) Khả năng chịu lỗi Giá thành (Cost) Chi phí triển khai cơ sở hạ tầng Chí phí vận hành, bảo dưỡng Nguyên lý phân cấp dữ liệu Phân cấp hệ thống lưu trữ (Tiered-storage) On-line (Primary Storage) Near-line (Secondary Storage) Off-line Storage (Tertiary Storage) Quản lý theo vòng đời dữ liệu (Information Lifecycle Management) Ảo hóa hệ thống lưu trữ (Storage Virtualization) Các công nghệ lưu trữ dữ liệu DAS (Direct-Attached Storage) NAS (Network-Attached Storage) SAN (Storage Area Network) Các thiết bị lưu trữ hiện nay Đặc điểm Ứng dụng Phân cấp lưu trữ Mục đích Ưu điểm Nhược điểm Máy chiếu 2 CÔNG NGHỆ LƯU TRỮ DỮ LIỆU Mục tiêu : sau khi hoàn tất bài học, học viên sẽ thực hiện được Thiết lập được hệ thống lưu trữ tập trung trên mạng với các dịch vụ chia sẽ dữ liệu bằng công nghệ NAS Nắm được phương pháp thiết lập hệ thống lưu trữ SAN Direct-Attached Storage Tổng quan Các chuẩn giao tiếp của thiết bị lưu trữ: ATA (Advanced Technology Attachment): PATA, SATA SCSI (Small Computer System Interface): SCSI,SAS (Serial Attached SCSI) FC (Fibre Channel): FC-ATA, FC-SATA Network-Attached Storage Tổng quan về NAS Cấu trúc Hoạt động (Protocol) Common Internet File System (CIFS) File Transfer Protocol (FTP) Secure Shell (SSH) SFTP (Secure FTP over SSH) Network File System (NFS) Server Message Blocks (SMB) Web-based Distributed Authoring and Versioning (WebDAV) Thiết lập (Configuration) Soft (NAS OS): Openfiler Hard (NAS devices) Storage Area Network Tổng quan về SAN Cấu trúc (topology) Node to node Arbitrated Loop SAN Fabric: Director-Based, Cascaded Switch, Mesh Fabric, SAN Building-Block, SAN Island, Metropolitan và Wide Area SAN Hoạt động Kiến trúc Fibre Channel Fibre Channel Port Type Fibre Channel Protocol Fibre Channel Management So sánh DAS, NAS và SAN IP Storage và Storage over InfiniBand IP Storage (StoIP): Tổng quan về IP Storage AoE – ATA over Ethernet FCoE - Fibre Channel over Ethernet FCIP – Fiber Channel over IP iSCSI – Internet SCSI iFCP – Internet Fibre Channel Protocol iSNS – Internet Storage Name Service Thiết lập Openfiler Windows Server 2003 R2 InfiniBand: Giới thiệu InfiniBand Ưu điểm của InfiniBand Kiến trúc của InfiniBand InfiniBand Link và Network Layers Quản lý lưu trữ NAS/SAN trên Openfiler Cài đặt Openfiler Thiết lập lưu trữ NAS Thiết lập iSCSI Target Tạo một LUN Quản lý lưu trữ SAN trên Windows Server 2003 R2 Cài đặt Storage Manager Sử dụng Storage Manager Quản lý kết nối tới Storage Quản lý iSCSI Target Tạo một LUN Công nghệ DAS Ưu và khuyết điểm Phạm vi áp dụng Công nghệ NAS Ưu và khuyết điểm Phạm vi áp dụng Công nghệ SAN Ưu và khuyết điểm Phạm vi áp dụng Thiết lập hệ thống lưu trữ tập trung dùng công nghệ NAS sử dụng các giao thức: CIFS FTP SFTP NFS Quản lý hệ thống lưu trữ SAN Windows Server 2k3 R2 StartWind Server ( Openfiler Appliance ( iStorage Server ( Máy bộ có 2 HDD và 1 Optical Drive Máy bộ bình thường nối mạng Máy chiếu 3 TĂNG CƯỜNG ĐẢM BẢO CHO HỆ THỐNG LƯU TRỮ Mục tiêu : sau khi hoàn tất bài học, học viên sẽ thực hiện được Thiết lập hệ thống lưu trữ RAID (0,1,5,05) bằng phần cứng Thiết lập hệ thống lưu trữ RAID (0,1,5,10,50) bằng phần mềm Tổng quan về RAID Giới thiệu RAID Phân loại RAID RAID cứng RAID mềm Các dạng RAID Single-level RAID: RAID 0/1/2/3/4/5/6 Dual-level RAID: RAID 10/30/50 Sử dụng RAID mềm trên Openfiler chọn dịch vụ chia sẽ dữ liệu Tạo mảng RAID Chia sẽ mảng đĩa lưu trữ Sử dụng RAID mềm trên Windows Server Cấu hình Dynamic Disk Các bước tạo RAID 0/1/5 Volume Sử dụng RAID cứng Các bước cơ bản tạo RAID Disk So sánh hiệu suất làm việc của hệ thống RAID RAID cứng RAID mềm So sánh ưu và khuyết điểm của các loại RAID RAID 0 RAID 1 RAID 5 RAID 10 RAID 50 Thiết lập hệ thống RAID trên FreeNAS RAID 0,1,5 RAID 10,50 Thiết lập hệ thống RAID trên WinServer RAID 0 RAID 1 RAID 5 Máy bộ có 4 HDD và 1 Optical Drive Máy bộ cấu hình: CPU Intel Core 2 Duo, >2GB RAM, HDD 08GB Máy bộ bình thường Switch Cáp Máy chiếu 4 GIẢI PHÁP SAO LƯU VÀ KHÔI PHỤC DỮ LIỆU Mục tiêu : sau khi hoàn tất bài học, học viên sẽ thực hiện được Thiết lập chính sách và đề ra phương pháp sao lưu dữ liệu cho hệ thống một cách hợp lý Thực hiện khôi phục dữ liệu khi hệ thống gặp sự cố Sao lưu dự phòng Mục đích Lập lịch sao lưu Giải pháp Sao lưu cục bộ Sao lưu tập trung Khôi phục dữ liệu, hệ thống Máy cục bộ Hệ thống mạng Sao lưu dự phòng Phương pháp sao lưu lập lịch sao lưu Sao lưu trên hệ thống mạng Sao lưu dữ liệu Lập lịch sao lưu dữ liệu cho hệ thống Sao lưu trên hệ thống (Ghost Cast Server) Khôi phục dữ liệu Khôi phục dữ liệu trên máy cục bộ khôi phục trên hệ thống (Ghost Cast Server) Phòng máy nối mạng 5 KỸ THUẬT CỨU DỮ LIỆU Mục tiêu : sau khi hoàn tất bài học, học viên sẽ thực hiện được Khôi phục một số dữ liệu bị mất trên các thết bị lưu trữ thông dụng. Khôi phục dữ liệu bị lỗi trong hệ thống RAID 1 và RAID 5 Nguyên nhân mất dữ liệu Hư hỏng vật lý: Badsector, hư mạch điều khiển, hư chip, hư đầu đọc, hư hệ cơ Lỗi người dùng: Format nhầm, ghost nhầm, chia lại partition mà không backup dữ liệu, xóa nhầm,… Lỗi hệ thống: Virus làm thay đổi nội dung file dẫn đến lỗi file, Virus mã hóa dữ liệu và đòi tiền chuộc, mất định dạng files, hệ điều hành bị hư,… Quy trình phục hồi dữ liệu (iCARE): Nhận thiết bị lưu trữ từ khách hàng Lấy thông tin từ khách hàng: thông tin về thiết bị lưu trữ, dữ liệu cần cứu Xác định việc mất dữ liệu do phần cứng hay phần mềm Phần mềm: chia lại đĩa, format nhầm, ghost nhầm,… Phần cứng: Xác định hư bo mạnh, hư đầu đọc, hư cánh tay, nhão cơ, Bad,… Cứu dữ liệu: Lỗi do phần mềm: dùng các phần mềm như TestDisk, Prosoft Media Tools, Record myfile, Get Data Back,… Bàn giao dữ liệu và thiết bị cho khách hàng và hoàn tất thủ tục thanh toán Bàn giao thiết bị: Bàn giao dữ liệu và thiết bị cho khách hàng Giải thích về việc không khôi phục được dữ liệu Phương pháp khôi phục Phần cứng: Thay các thiết bị liên quan như HDD, bo mạch, chip, đầu đọc (phải có thiết bị chuyên dụng),… Phần mềm: dùng các phần mềm thông dụng như Getdata Back, Data Recorvery, R-Studio, sử dụng chương trình sửa lỗi dữ liệu Advanced File Repair,… Khôi phục dữ liệu cho RAID RAID1: thay ổ đĩa và RAID Controler tự thực hiện đồng bộ. RAID 5: thay đĩa và thực hiện việc đồng bộ dữ liệu RAID cứng: làm bằng Utilities đi kèm RAID mềm: làm bằng Tools của HĐH Hư logic (Format nhầm Partition, xóa nhầm,…) : Khôi phục bằng các phần mềm Chủ đề/Mất dữ liệu trên các thiết bị lưu trữ thông thường Mất dữ liệu trên HDD Mất dữ liệu trên CD ROM Mất dữ liệu trên USB Mất dữ liệu trên các thiết bị lưu trữ khác: FDD, Memory Stick,… Chủ đề/Mất dữ liệu trên hệ thống lưu trữ RAID RAID cứng: hư 1 HDD, hư 2 HDD,… RAID mềm: hư HDD, lỗi OS, lỗi Register Rebuild RAID Chủ đề/Cứu dữ liệu Trên các thiết bị lưu trữ di động: xoá, format, hư phần cứng,… Trên đĩa CD: CD ReWrite, CD Write bị trầy xước, bị ánh sáng có cường độ mạnh chiếu vào Trên HDD: do xoá, format, resize, chi lại partition, chuyển đổi hệ thống FAT, Bad, hư cơ, hư đầu đọc, cách tay đòn bị mỏi,… RAID: Xoá, format, chia lại Partition,… Hư HDD, các lưu ý khi thay đĩa vào hệ thống RAID,… Chủ đề bài tập 1 Phục hồi dữ liệu trên HDD bị Bad Khôi phục/thay thế đĩa lỗi trong hệ thống RAID1, RAID5 Máy bộ có 4 HDD và 1 Optical Drive Máy bộ cấu hình: CPU Intel Core 2 Duo, >2GB RAM, HDD 08GB Máy bộ bình thường Switch Cáp Máy chiếu Thành phố Hồ Chí Minh, Ngày ... tháng ... năm 2010 TM. Ban Giám Hiệu Trưởng Khoa Trưởng Bộ môn Nguyễn Trọng Nguyễn Văn Tẩn Trần Văn Trà