Введение
Техника хранения данных. Иерархическое управление хранилищем (HSM), также известное как многоуровневое хранение.
Hierarchical storage management (HSM), also known as Tiered storage,
История
Иерархический менеджер хранения (HSM, затем DFHSM и, наконец, DFSMShsm) был впервые реализован IBM 31 марта 1978 года для MVS с целью снижения стоимости хранения данных и упрощения извлечения данных с более медленных носителей. Пользователю не требовалось знать, где хранятся данные и как их восстановить; компьютер автоматически извлекал данные. Единственное, что замечал пользователь – это скорость возврата данных. Изначально HSM мог перемещать наборы данных только на дисковые и виртуальные тома на IBM 3850 Mass Storage Facility, но в последующих версиях была добавлена поддержка магнитных лент для уровня миграции 2 (ML2). Позже IBM портировала HSM на свою операционную систему AIX, а затем и на другие Unix-подобные операционные системы, такие как Solaris, HP UX и Linux. Отдел вычислительных исследований CSIRO Australia реализовал HSM в своей операционной системе DAD (Drums and Display) в 1960-х годах, используя Регион документов, где копии документов записывались на 7-трековую ленту и автоматически извлекались при обращении к ним. HSM также был реализован в системах DEC VAX/VMS и Alpha/VMS. Дату первой реализации можно легко найти в руководствах по внедрению системы VMS или в брошюрах с описанием продуктов VMS. В последнее время развитие дисков Serial ATA (SATA) создало значительный рынок для трехступенчатых HSM: файлы перемещаются с высокопроизводительных устройств Fibre Channel Storage Area Network на несколько более медленные, но значительно более дешевые массивы дисков SATA общей емкостью в несколько терабайт и более, а затем, в конечном итоге, с дисков SATA на ленту.
Случаи использования
HSM часто используется для долговременного глубокого архивного хранения данных с минимальными затратами. Автоматизированные ленточные роботы эффективно складируют большие объемы данных при низком энергопотреблении. Некоторые программные продукты HSM позволяют пользователям размещать части файлов данных на высокоскоростном дисковом кэше, а остальную часть – на ленте. Это применяется в приложениях для потоковой передачи видео через интернет: начальный фрагмент видео доставляется немедленно с диска, пока робот находит, монтирует и передает оставшуюся часть файла конечному пользователю. Такая система значительно снижает стоимость дисков для систем массового распространения контента. Сегодня программное обеспечение HSM также используется для организации многоуровневого хранения между жесткими дисками и флэш-памятью, при этом флэш-память более чем в 30 раз быстрее магнитных дисков, но диски значительно дешевле.
Алгоритмы
Ключевым фактором HSM является политика миграции данных, которая управляет передачей файлов в системе. Более точно, эта политика определяет, в каком слое хранения должен размещаться файл, чтобы вся система хранения была хорошо организована и обеспечивала минимальное время отклика на запросы. Существует несколько алгоритмов, реализующих этот процесс, таких как алгоритм наименее недавно использованных (LRU), алгоритм температурного размера (STP), эвристический пороговый алгоритм (STEP) и другие. В недавних исследованиях также появляются интеллектуальные политики, использующие технологии машинного обучения.