Что такое сжатие данных?

Что такое сжатие данных?

Сжатие данных — это метод, при котором данные уменьшаются до максимально простой формы для высвобождения ёмкости на устройстве хранения. Существует много способов уменьшить объем данных, но идея заключается в том, чтобы записать как можно больше данных на физический массив в сжатом виде, чтобы добиться максимальной ёмкости. 

В этой статье мы подробно рассмотрим основы сжатия данных, чтобы вы смогли лучше оценить производителей СХД.

Преимущества сжатия данных

Главное преимущество сжатия довольно простое: чем больше данных можно поместить в терабайт дискового пространства, тем меньше ёмкости понадобится покупать. Сжатие данных помогает добиться следующих целей:

• Сократить энергопотребление
• Уменьшить затраты на физическую СХД
• Сократить площадь вашего ЦОДа

Сжатие объема данных значительно повышает эффективность системы хранения данных и напрямую влияет на ваши общие затраты на физическую ёмкость СХД.

All-flash массивы Использование преимуществ флэш-памяти в центре обработки данных

Как вы могли догадаться, простой замены HDD на SSD достаточно для повышения скорости и производительности решений NAS и SAN. Преимущества all-flash массива такие же, как и самой флэш-памяти:

• Скорость: более быстрое выполнение на чтение-запись, а также уменьшение времени доступа позволяют повысить скорость и производительность. В лучших all-flash массивах используется NVMe over Fabrics (NVMe-oF) для максимального увеличения скорости передачи данных и сокращения задержек во всей сети SAN.
• Портативность: SSD гораздо меньше, чем HDD. С чисто физической точки зрения флэш-память расходует меньше пространства на единицу ёмкости. С точки зрения стоимости за единицу ёмкости флэш-памяти, то всё стремительно дешевеет, приближаясь по этому параметру к решениям HDD.
• Надежность: отсутствие физических движущихся частей делает SSD менее уязвимыми к падениям и ударам, чем накопители со шпиндельными дисками.

Сравнение компрессии данных и дедупликации данных

Методы сжатия данных можно в общих чертах разделить на два основных типа:

• Компрессия данных: Этот метод снижения скорости передачи данных предполагает кодирование информации с использованием меньшего количества битов данных. Алгоритмы сжатия могут быть с потерями (часть информации теряется, из-за чего снижается разрешение данных) и без потерь (информация полностью сохраняется, при этом удаляется статистическая избыточность).
• Дедупликация данных: Этот процесс подразумевает устранение дублирующих копий данных в томе или во всей системе хранения данных (перекрестная дедупликация). В нем используется распознавание шаблонов для идентификации избыточных данных и замены их ссылками на единственную сохраненную копию. 

На практике можно сочетать методы обеих категорий для сокращения объема данных в системе.

Как Pure Storage обеспечивает оптимизацию ёмкости

В Pure Storage® Purity Reduce используются пять различных технологий сжатия данных для экономии места в all-flash массивах:

• Purity Reduce идентифицирует и удаляет повторяющиеся двоичные шаблоны для уменьшения объема данных, обрабатываемых сканером дедупликации и обработчиком для сжатия.
• 512B aligned variable dedupe:Высокопроизводительный встроенный процесс дедупликации с переменным диапазоном размеров блоков от 4 до 32 КБ обеспечивает сохранение на флэше только уникальных блоков данных.
• Встроенное сжатие: Purity Reduce использует макет записи только для добавления и адресацию переменных, чтобы удалить ненужное пространство, которое добавляют архитектуры фиксированных блоков.
• После встроенной компрессии выполняются алгоритмы более интенсивного сжатия для дополнительной экономии места.
• В копиях, сделанных на FlashArray™, используются только метаданные — Purity создает мгновенные копии с предварительной дедупликацией для команд xCopy, снэпшотов, репликаций и клонов.

Purity Reduce обеспечивает наибольшую детализацию и максимальный коэффициент оптимизации ёмкости в отрасли флэш-СХД:

• 4–6 к 1 для  сред виртуальных серверов , например VMware или Hyper-V
• 2–4 к 1 для  сред базы данных , включая OLTP или OLAP
• 5–10 к 1 для  сред виртуальных рабочих столов (VDI) , как постоянных, так и непостоянных

Сжатие данных работает на широком спектре приложений и типах данных. Попробуйте, чтобы убедиться в этом.