Files

Stanislav Hubacek ef3c2f75b1 18.6.2026

2026-06-18 16:25:33 +02:00

18 KiB

Raw Permalink Blame History

💾 Storage infrastruktura

Typy úložišť

Typ	Popis	Latence	Use case
DAS (Direct Attached)	Disky přímo v serveru	<0.1 ms	OS, cache, lokální data
SAN (Storage Area Network)	Bloková zařízení po síti	<1 ms	Databáze, VM datastory
NAS (Network Attached Storage)	Souborový přístup (NFS, SMB)	1-3 ms	Sdílené soubory, home dirs
Object storage	REST API, flat namespace	10-100 ms	Zálohy, media, big data

Protokoly

Protokol	Typ	Rychlost	Poznámka
Fibre Channel	SAN	8/16/32/64 Gbps	Nízká latence, dedikovaná síť
iSCSI	SAN (IP)	1/10/25 GbE	Levnější, po ethernetu
NVMe-oF	SAN (NVMe)	25/50/100 GbE	Nejnižší latence, emerging
NFS	NAS	1/10/25 GbE	Univerzální, jednoduchý
SMB/CIFS	NAS	1/10/25 GbE	Windows native
S3 API	Object	—	Standard pro object storage

RAID

RAID	Min. disků	Kapacita	Ochrana	Rychlost čtení	Rychlost zápisu	Use case
0	2	100 %	Žádná	N × (striping)	N ×	Temp data, cache (risky)
1	2	50 %	1 disk	N × (mirror)	1 ×	OS disk, kritická data
5	3	67-94 %	1 disk	N-1 ×	N-1 × (parity write penalty)	Univerzální file/VM storage
6	4	50-88 %	2 disky	N-2 ×	N-2 × (double parity)	Velké kapacity, důležitá data
10	4	50 %	1/mirror	N ×	N/2 ×	Databáze, VM, high-performance
50	6	67-94 %	1/stripe	N-1 ×	N-1 ×	Large capacity + performance
60	8	50-88 %	2/stripe	N-2 ×	N-2 ×	Enterprise

Stripe size

Malý stripe (16-64 KB) — lepší IOPS, horší throughput (databáze, OLTP)
Velký stripe (128-1024 KB) — lepší throughput, horší IOPS (video, media, backup)
Write hole u RAID 5/6: při výpadku během zápisu parity je metadata nekonzistentní (prevence: non-volatile cache, battery-backed RAID controller)

Software-Defined Storage (SDS)

Nástroj	Typ	Use case
Ceph	Object/Block/File (RADOS)	Univerzální SDS, OpenStack, Kubernetes
MinIO	Object (S3 API)	High-performance S3, AI/ML data lake
GlusterFS	Distributed File	Shared filesystem, POSIX
Longhorn	Block (Kubernetes)	K8s PVC, mikroservisy
Linstor	Block (DRBD + LVM)	Linux SDS, Kubernetes
VMware vSAN	Block (HCI)	VMware ecosystem
StarWind	Block (HCI)	Hyper-V / VMware

Ceph

Architektura:

RADOS (Reliable Autonomic Distributed Object Store)
    ├── Monitors (MON) — cluster map, quorum (3/5)
    ├── Managers (MGR) — dashboard, balancer, orchestrator
    ├── OSDs (Object Storage Daemons) — data + replikace
    └── MDS (Metadata Server) — pouze pro CephFS

CRUSH map (Controlled Replication Under Scalable Hashing):

Algoritmus pro výpočet umístění dat (žádný centrální index)
Vrstvy: Root → Datacenter → Rack → Host → OSD
Failure domain: replikace napříč racky / hosty
ceph osd crush rule create-replicated replicated_rule default host

Přístupová rozhraní:

Rozhraní	Typ	Use case
RBD (RADOS Block Device)	Block	VM images, Kubernetes PVC (csi-rbd)
RGW (RADOS Gateway)	Object (S3/Swift API)	S3-kompatibilní storage, backup
CephFS	File (POSIX)	Shared filesystem, home dirs
NFS-Ganesha	File (NFS)	NFS export přes CephFS

Erasure coding:

K+M (data + parity chunks), např. 8+3 (8 data, 3 parity)
Prostorově efektivnější než 3× replikace (1.375× vs 3×)
Vyšší CPU režie, nižší IOPS
Doporučeno pro cold data (RGW) místo replikace

Výrobci enterprise storage

Hitachi VSP (Virtual Storage Platform)

Model	Architektura	Max kapacita	IOPS / Latence	Protokoly	Use case
VSP 5200/5600	Active-active, scale-up/out, 2–12 controllerů	69.3 PB raw, 287 PBe	33M IOPS, 39 µs	FC-NVMe 32Gb, FC 16/32Gb, FICON 16Gb, iSCSI 10Gb	Mission-critical, mainframe, enterprise consolidation
VSP E590/E790/E1090	Symmetric active-active, až 65 nodů/130 controllerů	10.62 PB raw (E1090)	8.4M IOPS, <41 µs	FC 32Gb, iSCSI 25Gb, FC-NVMe 32Gb	Midrange enterprise, hybrid workloads

Klíčové vlastnosti: SVOS společný pro celé portfolio, AI-driven data reduction 4:1 garance, Global-Active Device metro clustering, 8 nines availability (HW), 100% data availability guarantee.

Huawei OceanStor Dorado

Model	Architektura	Max kapacita	IOPS / Latence	Protokoly	Use case
Dorado 8000/18000 V6	SmartMatrix full-mesh, až 32 controllerů	32 TB cache, 6400 SSD	40M IOPS, 0.05 ms	FC 32/64Gb, FC-NVMe, iSCSI, NFS, SMB, NVMe/RoCE, S3	Mission-critical, finance, govt, carrier
Dorado 8000/18000 V7 (2025)	SmartMatrix 4.0, až 64/128 controllerů	500 PB+	>100M IOPS, 0.03 ms	FC, RoCE, NVMe/TCP, NFS, SMB, S3	AI workloads, converged block/file/object

Klíčové vlastnosti: SmartMatrix přežije 7/8 controllerů, FlashEver (3-gen online HW upgrade za 10 let), RAID-TP (triple SSD failure), DPU-based SmartNIC, ML-based I/O prefetch, 100% ransomware detection (Tolly), #1 SPC-1 benchmark.

Dell PowerStore & PowerMax

Model	Architektura	Max kapacita	IOPS / Latence	Protokoly	Use case
PowerStore 1500/5500/9500 (Gen 3)	Active-active dual-node, PCIe Gen5, DDR5, RDMA 200GbE	1.2 PB raw, 5.8 PBe	3× IOPS oproti Gen2	FC 32/64Gb, iSCSI, NVMe/FC, NVMe/TCP, NFSv4, SMB3	Midrange-to-high-end, VMware, containerized
PowerMax 2500/8500	Scale-out NVMe, Dynamic Fabric, až 16 nodů	8.8 PBe (2500), 18 PBe (8500)	6 nines availability	FC 64Gb, FICON, NVMe/FC, NVMe/TCP, iSCSI, NFS, SMB	Mission-critical, mainframe, OLTP, cyber vault

Klíčové vlastnosti: PowerStore 6:1 DRR garance, unified block/file/vVols out of box, Cyber Detect AI anomaly; PowerMax 5:1 DRR, Secure Snapshots 65M, SRDF/Metro, Flexible RAID až 92% efficient, FIPS 140-3.

HPE Alletra

Model	Architektura	Max kapacita	IOPS / Latence	Protokoly	Use case
Alletra 5000	Active-active hybrid flash, dual controller	1.2 PB raw	99.9999% garance	FC, iSCSI	Mixed primary + secondary, cost-efficient hybrid
Alletra 6000	Active-active all-NVMe, dual controller	~368 TB usable	<100 µs	FC, iSCSI	Business-critical DB, VDI, VMware
Alletra 9000	Active-active all-NVMe, multi-node scale-out	2–4 PB+ usable	~2–3M IOPS, <150 µs	FC, iSCSI, NVMe/FC	Mission-critical ERP, AI, consolidation
Alletra Storage MP	Disaggregated modular, block + file + object	5.8 PB block, 11.8 PB object	100% availability garance	FC, iSCSI, NVMe/FC, NFS, SMB, S3	Multi-protocol consolidation, AI/analytics

Klíčové vlastnosti: Triple Parity RAID (5000), InfoSight AI Ops, HPE GreenLake as-a-service, non-disruptive controller upgrades (MP), 100% data availability guarantee.

Infinidat

Model	Architektura	Max kapacita	IOPS / Latence	Protokoly	Use case
InfiniBox SSA G4	Triple-active controller, AMD EPYC PCIe 5.0, DDR5	1.97 PB usable / 5.9 PBe	2.24M IOPS, 35 µs	FC 32Gb, 25/100GbE, NVMe-oF/TCP, iSCSI, NFS, SMB, S3	Mission-critical Oracle/SQL, multi-site DR
InfiniBox G4 Hybrid	Triple-active hybrid (HDD + flash cache)	10.9 PB raw / 32.8 PBe	2.24M IOPS, 64 GB/s	FC, Ethernet, NVMe-oF, iSCSI, NFS, SMB, S3	Backup, massive unstructured data

Klíčové vlastnosti: 3-way active jediný na trhu, Neural Cache (ML-driven), InfiniRAID, Immutable snapshots, 100% availability + 1-min snapshot recovery garance, vše v základní ceně (žádný extra licensing).

Pure Storage FlashArray

Model	Architektura	Max kapacita	IOPS / Latence	Protokoly	Use case
FlashArray//X (X20–X90 R5)	Active-active, NVMe DirectFlash	1.2 PB raw / 4.4 PBe	250 µs, 5:1 DRR	FC, NVMe/FC, NVMe/RoCE, NVMe/TCP, iSCSI, NFS, SMB	Mission-critical DB, VMware, enterprise
FlashArray//C (C50–C90 R5)	Active-active, QLC DirectFlash	4.2 PB raw / 16.3 PBe	5:1 DRR	FC, NVMe-oF, iSCSI, NFS, SMB	Capacity-optimized, backup, file
FlashArray//XL (XL190)	Active-active, 40 DirectFlash modulů	1.9 PB raw / 9.4 PBe	>4M IOPS, <100 µs, 45 GB/s	FC 64Gb, 100GbE RoCE, NVMe/FC, NVMe/TCP, NFS, SMB	Největší DB konsolidace, OLTP

Klíčové vlastnosti: DirectFlash (bez FTL vrstvy), 99.9999% availability, Evergreen (nikdy forklift upgrade), Purity OS jednotný napříč celým portfoliem, ActiveCluster/ActiveDR, Pure1 AIOps.

Lenovo ThinkSystem

Model	Architektura	Max kapacita	IOPS / Latence	Protokoly	Use case
DM Series (DM3200F/5200F/7200F)	Active-active, all-NVMe, NetApp ONTAP	1.8 PB raw / 6.8 PBe	Až 120 NVMe SSD	FC 64Gb, iSCSI, NVMe/FC, NFS, SMB, S3	Unified block/file, AI/ML, VMware
DG Series (DG5200/7200)	Active-active, all-QLC, ONTAP	7.4 PB raw / 27 PBe	QLC ekonomie	FC, NVMe/FC, NVMe/TCP, iSCSI, NFS, SMB, S3	Capacity-optimized, backup, archive
DE Series (DE4000F–DE6600F)	Active-active, SAS/NVMe hybrid	1.84 PB raw	2M IOPS, <100 µs, 44 GB/s	FC 32Gb, iSCSI 25Gb, NVMe/FC, SAS, NVMe/RoCE	HPC, analytics, video surveillance

Klíčové vlastnosti: DM/DG využívají ONTAP (SnapMirror, SnapVault, FabricPool, RAID-DP/RAID-TEC); cluster scale-out až 12 HA párů; DE série nejlepší poměr cena/výkon v portfoliu.

Synology

Model	Architektura	Max kapacita	Protokoly	Use case
UC3200/UC3400	Active-active dual-controller, SAS backend	576 TB raw	iSCSI, FC 16Gb, 10/25GbE	SMB/midmarket SAN, VMware, HA
DS/RS Series (RS3626xs+, RS6426xs+)	Single-controller / HA pair, Btrfs	864 TB raw, 1 PB volume	SMB, NFS, iSCSI, FC (HBA)	SME all-in-one NAS/SAN, backup, surveillance

Klíčové vlastnosti: DSM UC pro SAN, Synology HA, Snapshot Replication (16K snapshots), VMware VAAI/ODX/ALUA, Surveillance Station, nízké TCO.

Srovnání vendorů — přehled

Vendor	Flagship	Max IOPS	Max kapacita	Latence	Garance availability	Hlavní diferentiátor
Hitachi	VSP 5600	33M	287 PBe	39 µs	8 nines (HW)	Mainframe + open; 65-node cluster
Huawei	Dorado 18000 V7	>100M	500 PB+	0.03 ms	99.99999%	SmartMatrix; #1 SPC-1
Dell	PowerMax 8500	—	18 PBe	—	6 nines	SRDF/Metro; mainframe
HPE	Alletra 9000/MP	~3M	11.8 PBe	<150 µs	100% data guarantee	InfoSight AIOps; GreenLake
Infinidat	InfiniBox SSA G4	2.24M	32.8 PBe	35 µs	100% availability	3-way active; Neural Cache
Pure	FlashArray//XL	>4M	16.3 PBe	<100 µs	99.9999%	DirectFlash; Evergreen
Lenovo	DM7200F	—	27 PBe	—	—	ONTAP ecosystem; široké portfolio
Synology	UC3400	690K	576 TB	—	—	Nejnižší cena za active-active SAN

Výběr storage dle use case

Use case	Doporučení	Zdůvodnění
Mainframe + open hybrid	Hitachi VSP / Dell PowerMax	Jediní s FICON + FC současně
AI/ML trénování	Huawei Dorado V7 / Pure //XL	Nejvyšší IOPS, nejnižší latence
Enterprise DB (Oracle, SQL Server)	Infinidat / Pure //X	Nízká latence, konzistentní výkon
Virtualizace (VMware, Hyper-V)	Dell PowerStore / HPE Alletra 6000	VAAI, vVols, InfoSight
SMB / SME	Synology / Lenovo DE	Nízké TCO, jednoduchá správa
Object storage / backup	Pure //C / Lenovo DG / Infinidat Hybrid	QLC ekonomie, vysoká kapacita
Multi-protocol konsolidace	HPE Alletra MP / Huawei Dorado	Block + file + object v jedné platformě

Decision diagram — výběr storage platformy

flowchart TD
    Start(["Storage requirement"]) --> PROTO{"Access type"}
    PROTO -->|"Block (SAN)"| BLOCK
    PROTO -->|"File (NAS)"| FILE
    PROTO -->|"Object"| OBJECT

    BLOCK --> BPERF{"Performance tier"}
    BPERF -->|"Tier 0/1<br/>< 100 µs, > 1M IOPS"| BT1["Infinidat / Pure //XL<br/>Huawei Dorado V7<br/>FC-NVMe, NVMe-oF"]
    BPERF -->|"Tier 2<br/>100-500 µs"| BT2["Dell PowerStore / HPE Alletra 6000<br/>Hitachi VSP / Lenovo DM<br/>FC 32G, iSCSI 25GbE"]
    BPERF -->|"Tier 3<br/>SME / low-cost"| BT3["Synology UC3400<br/>Lenovo DE / Dell PowerVault<br/>iSCSI, SAS"]

    BLOCK --> BECOS{"Ecosystem"}
    BECOS -->|"Mainframe"| BMF["Hitachi VSP / Dell PowerMax<br/>FICON + FC současně"]
    BECOS -->|"VMware"| BVM["Dell PowerStore / HPE Alletra<br/>VAAI, vVols, InfoSight"]
    BECOS -->|"Oracle / SQL Server"| BDB["Infinidat / Pure //X<br/>Nejnižší latence"]

    FILE --> FSIZE{"Škálování"}
    FSIZE -->|"Enterprise"| FE["HPE Alletra MP (file)<br/>Lenovo DM / Dell PowerScale<br/>NFS, SMB, multi-protocol"]
    FSIZE -->|"SMB"| FS["Synology DS/RS<br/>Lenovo DE / TrueNAS<br/>Btrfs, NFS, SMB, nízké TCO"]

    OBJECT --> OUSE{"Use case"}
    OUSE -->|"Backup / archive"| OB["Pure //C / Infinidat Hybrid<br/>Lenovo DG<br/>QLC, erasure coding, nízká cena/TB"]
    OUSE -->|"AI/ML data lake"| OM["MinIO / Pure //C<br/>High throughput S3<br/>NVMe direct, erasure coding"]
    OUSE -->|"Kubernetes PVC"| OK["Ceph RBD / Longhorn / Linstor<br/>SDS na K8s<br/>CSI, replication, snapshots"]

OpenStack Storage

OpenStack nabízí tři hlavní storage služby:

Služba	Typ	Popis
Cinder	Block storage	Persistent volumes pro instance (iSCSI, NFS, Ceph RBD)
Swift	Object storage	RESTful object store (S3-kompatibilní via middleware)
Manila	File storage	Shared file systems (NFS, CIFS) jako managed service

Cinder (Block Storage)

Podpora multi-backend: LVM, Ceph RBD, NFS, iSCSI, Fibre Channel
Snapshoting, cloning, encryption at rest
Cinder scheduler pro distribuci volume napříč backendy
QoS specs pro omezení IOPS/bandwidth

Swift (Object Storage)

Alternativa k S3 pro on-prem object storage
Ring-based data distribution (consistent hashing)
Multi-region replikace (syncopy)
Stateless REST API (RESTful, no single point of failure)

Manila (Shared File Systems)

Managed NFS/CIFS pro sdílení mezi instancemi
Backendy: NetApp, Dell EMC, CephFS, GlusterFS
Access rules (IP-based, cert-based, user-based)
Use case: HPC cluster home directories, NAS pro legacy apps

Kontejnerový storage (OpenStack + Ceph)

Ceph je nejčastější storage backend pro OpenStack: Cinder (RBD), Swift (RGW), Manila (CephFS), Glance (RBD images).

Big Data storage

HDFS cluster

HDFS je primární storage pro Hadoop ekosystém (on-prem). Typická konfigurace:

Parametr	Hodnota	Poznámka
Disk per DataNode	8–24 × HDD (14–22 TB) + 2× NVMe (metadata, cache)	Balance capacity / performance
Replication factor	3×	Rack-aware
Network	2× 25/100 GbE (data) + 1× 1 GbE (management)	Data + replication traffic
RAM	64–256 GB (OS cache + metadata)	HDFS cache + OS buffer cache
CPU	16–32 cores	HDFS overhead je nízký
NameNode HA	Active + Standby + JN (JournalNode)	Quorum-based HA
Use case	Secvenční čtení/zápis, velké soubory, Spark YARN

Modelový cluster — 1 PB usable:

10× DataNode (12× 18 TB HDD, 2× 1.9 TB NVMe)
2× NameNode (HA, 256 GB RAM)
3× JournalNode (malé VM)
Replication 3× → raw ~ 2.2 PB
Network: 25 GbE pro data, 100 GbE pro shuffle-heavy Spark

Object storage jako Data Lake (S3/GCS/MinIO)

Pro nové projekty (Spark on K8s, Iceberg/Delta, lakehouse) se preferuje object storage před HDFS:

Platforma	Výhody	Limity
MinIO (on-prem)	S3 API, erasure coding, NVMe direct, high throughput	Single tenant (per cluster)
Pure //C (on-prem)	QLC NVMe, dedupe, S3 + NFS	Vyšší cena/TB
AWS S3 (cloud)	Neomezená kapacita, Iceberg/Delta support	Egress fees
Azure ADLS (cloud)	Hierarchical namespace, HNS, POSIX-like ACLs	Vendor lock
GCP GCS (cloud)	Uniform + fine-grained ACLs, object versioning	Region restrictions

Srovnání: HDFS vs Object Storage pro Big Data

Kritérium	HDFS	Object Storage (S3/MinIO)
Architektura	Master/worker (NameNode SPOF)	Distributed, no SPOF (erasure coding)
Konzistence	Strong (jediný writer per file)	Eventual (S3) / Strong (MinIO)
Propustnost	Vysoká (rack-aware, locality)	Vysoká (network-bound)
Škálování	Horizontální (DataNode)	Horizontální (stateless)
Cena	Nízká (HDD)	Střední (S3 API)
Metadata	NameNode (1 mil. bloků ~ 1 GB RAM)	Object-level (flat namespace)
Spark integration	Native (locality optimalizace)	S3A connector, Hadoop Compatible
2026 trend	Legacy, klesající	Standard pro nové projekty

Podrobnější informace o Big Data viz BIG-DATA.md.

Zdroje

Odkazy, knihy a standardy: sources/infrastructure/sources.md

Doporučená literatura

Kniha	Autoři	ISBN	Popis
Storage Systems	Ganger, Gibson	978-1680837540	Učebnice pokrývající návrh, implementaci a provoz úložných systémů — od charakteristik jednotlivých zařízení přes OS, databáze a networking až po distribuce v serverech a large-scale systémech. Nezbytný zdroj pro architekty storage infrastruktury.

Poslední revize: 2026-06-03

18 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape