С повседневным усложнением сетевых компьютерных систем и глобальных корпоративных решений мир начал требовать технологий, которые бы дали толчок к возрождению корпоративных систем хранения информации (сторедж-систем). И вот, одна единая технология приносит в мировую сокровищницу достижений в области сторедж невиданное ранее быстродействие, колоссальные возможности масштабирования и исключительные преимущества общей стоимости владения. Обстоятельства, которые сформировались с появлением стандарта FC-AL (Fibre Channel - Arbitrated Loop) и SAN (Storage Area Network), которая развивается на его основе, обещают революцию в дата-ориентированных технологиях компьютинга.
«The most significant development in storage we"ve seen in 15 years»
Data Communications International, March 21, 1998
Формальное определение SAN в трактовке Storage Network Industry Association (SNIA):
«Сеть, главной задачей которой является передача данных между компьютерными системами и устройствами хранения данных, а также между самими сторедж-системами. SAN состоит из коммуникационной инфраструктуры, которая обеспечивает физическую связь, а также отвечает за уровень управления (management layer), который объединяет связи, сторедж и компьютерные системы, осуществляя передачу данных безопасно и надежно».
SNIA Technical Dictionary, copyright Storage Network Industry Association, 2000
Варианты организации доступа к сторедж-системам
Различают три основных варианта организации доступа к системам хранения:
- SAS (Server Attached Storage), сторедж, присоединенный к серверу;
- NAS (Network Attached Storage), сторедж, подсоединенный к сети;
- SAN (Storage Area Network), сеть хранения данных.
Рассмотрим топологии соответствующих сторедж-систем и их особенности.
SAS
Сторедж-система, присоединенная к серверу. Знакомый всем, традиционный способ подключения системы хранения данных к высокоскоростному интерфейсу в сервере, как правило, к параллельному SCSI интерфейсу.
Рисунок 1. Server Attached Storage
Использование отдельного корпуса для сторедж-системы в рамках топологии SAS не является обязательным.
Основное преимущество сторедж, подсоединенного к серверу, в сравнении с другими вариантами - низкая цена и высокое быстродействие из расчета один сторедж для одного сервера. Такая топология является самой оптимальной в случае использования одного сервера, через который организуется доступ к массиву данных. Но у нее остается ряд проблем, которые побудили проектировщиков искать другие варианты организации доступа к системам хранения данных.
К особенностям SAS можно отнести:
- Доступ к данных зависит от ОС и файловой системы (в общем случае);
- Сложность организации систем с высокой готовностью;
- Низкая стоимость;
- Высокое быстродействие в рамках одной ноды;
- Уменьшение скорости отклика при загрузке сервера, который обслуживает сторедж.
NAS
Сторедж-система, подсоединенная к сети. Этот вариант организации доступа появился сравнительно недавно. Основным его преимуществом является удобство интеграции дополнительной системы хранения данных в существующие сети, но сам по себе он не привносит сколь-нибудь радикальных улучшений в архитектуру сторедж. Фактически NAS есть чистый файл-сервер, и сегодня можно встретить немало новых реализаций сторедж типа NAS на основе технологии тонкого сервера (Thin Server).
Рисунок 2. Network Attached Storage.
Особенности NAS:
- Выделенный файл-сервер;
- Доступ к данным не зависит от ОС и платформы;
- Удобство администрирования;
- Максимальная простота установки;
- Низкая масштабируемость;
- Конфликт с трафиком LAN/WAN.
Сторедж, построенный по технологии NAS, является идеальным вариантом для дешевых серверов с минимальным набором функций.
SAN
Сети хранения данных начали интенсивно развиваться и внедряться лишь с 1999 года. Основой SAN является отдельная от LAN/WAN сеть, которая служит для организации доступа к данным серверов и рабочих станций, занимающихся их прямой обработкой. Такая сеть создается на основе стандарта Fibre Channel, что дает сторедж-системам преимущества технологий LAN/WAN и возможности по организации стандартных платформ для систем с высокой готовностью и высокой интенсивностью запросов. Почти единственным недостатком SAN на сегодня остается относительно высокая цена компонент, но при этом общая стоимость владения для корпоративных систем, построенных с использованием технологии сетей хранения данных, является довольно низкой.
Рисунок 3. Storage Area Network.
К основным преимуществам SAN можно отнести практически все ее особенности:
- Независимость топологии SAN от сторедж-систем и серверов;
- Удобное централизованное управление;
- Отсутствие конфликта с трафиком LAN/WAN;
- Удобное резервирование данных без загрузки локальной сети и серверов;
- Высокое быстродействие;
- Высокая масштабируемость;
- Высокая гибкость;
- Высокая готовность и отказоустойчивость.
Следует также заметить, что технология эта еще довольно молодая и в ближайшее время она должна пережить немало усовершенствований в области стандартизации управления и способов взаимодействия SAN подсетей. Но можно надеяться, что это угрожает пионерам лишь дополнительными перспективами первенства.
FC как основа построения SAN
Подобно LAN, SAN может создаваться с использованием различных топологий и носителей. При построении SAN может использоваться как параллельный SCSI интерфейс, так и Fibre Channel или, скажем, SCI (Scalable Coherent Interface), но своей все возрастающей популярностью SAN обязана именно Fibre Channel. В проектировании этого интерфейса принимали участие специалисты со значительным опытом в разработке как канальных, так и сетевых интерфейсов, и им удалось объединить все важные положительные черты обеих технологий для того, чтобы получить что-то в самом деле революционно новое. Что именно?
Основные ключевые особенности канальных:
- Низкие задержки
- Высокие скорости
- Высокая надежность
- Топология точка-точка
- Небольшие расстояния между нодами
- Зависимость от платформы
- Многоточечные топологии
- Большие расстояния
- Высокая масштабируемость
- Низкие скорости
- Большие задержки
- Высокие скорости
- Независимость от протокола (0-3 уровни)
- Большие расстояния
- Низкие задержки
- Высокая надежность
- Высокая масштабируемость
- Многоточечные топологии
Традиционно сторедж интерфейсы (то, что находится между хостом и устройствами хранения информации) были преградой на пути к росту быстродействия и увеличению объема систем хранения данных. В то же время прикладные задачи требуют значительного прироста аппаратных мощностей, которые, в свою очередь, тянут за собой потребность в увеличении пропускной способности интерфейсов для связи со сторедж-системами. Именно проблемы построения гибкого высокоскоростного доступа к данным помогает решить Fibre Channel.
Стандарт Fibre Channel был окончательно определен за последние несколько лет (с 1997-го по 1999-й), на протяжении которых была проведена колоссальная работа по согласованию взаимодействия производителей различных компонент, и было сделано все необходимое, чтобы Fibre Channel превратился из чисто концептуальной технологии в реальную, которая получила поддержку в виде инсталляций в лабораториях и вычислительных центрах. В году 1997 были спроектированы первые коммерческие образцы краеугольных компонент для построения SAN на базе FC, таких как адаптеры, хабы, свичи и мосты. Таким образом, уже начиная с 1998-го года FC используется в коммерческих целях в деловой сфере, на производстве и в масштабных проектах реализации систем, критичных к отказам.
Fibre Channel - это открытый промышленный стандарт высокоскоростного последовательного интерфейса. Он обеспечивает подключение серверов и сторедж-систем на расстоянии до 10 км (при использовании стандартного оснащения) на скорости 100 MB/s (на выставке Cebit"2000 были представлены образцы продукции, которые используют новый стандарт Fibre Channel со скоростями 200 MB/s на одно кольцо, а в лабораторных условиях уже эксплуатируются реализации нового стандарта со скоростями 400 MB/s, что составляет 800 MB/s при использовании двойного кольца). (На момент публикации статьи ряд производителей уже начал отгружать сетевые карточки и свичи на FC 200 MB/s.) Fibre Channel одновременно поддерживает целый ряд стандартных протоколов (среди которых TCP/IP и SCSI-3) при использовании одного физического носителя, который потенциально упрощает построение сетевой инфраструктуры, к тому же это предоставляет возможности для уменьшения стоимости монтажа и обслуживания. Тем не менее использование отдельных подсетей для LAN/WAN и SAN имеет ряд преимуществ и является рекомендованным по умолчанию.
Одним из важнейших преимуществ Fibre Channel наряду со скоростными параметрами (которые, кстати, не всегда являются главными для пользователей SAN и могут быть реализованы с помощью других технологий) является возможность работы на больших расстояниях и гибкость топологии, которая пришла в новый стандарт из сетевых технологий. Таким образом, концепция построения топологии сети хранения данных базируется на тех же принципах, что и традиционные сети, как правило, на основе концентраторов и коммутаторов, которые помогают предотвратить падение скорости при возрастании количества нод и создают возможности удобной организации систем без единой точки отказов.
Для лучшего понимания преимуществ и особенностей этого интерфейса приведем сравнительную характеристику FC и Parallel SCSI в виде таблицы.
Таблица 1. Сравнение технологий Fibre Channel и параллельного SCSI
В стандарте Fibre Channel предполагается использование разнообразных топологий, таких как точка-точка (Point-to-Point), кольцо или FC-AL концентратор (Loop или Hub FC-AL), магистральный коммутатор (Fabric/Switch).
Топология point-to-point используется для подсоединения одиночной сторедж-системы к серверу.
Loop или Hub FC-AL - для подсоединения множественных сторедж устройств к нескольким хостам. При организации двойного кольца увеличивается быстродействие и отказоустойчивость системы.
Коммутаторы используются для обеспечения максимального быстродействия и отказоустойчивости для сложных, больших и разветвленных систем.
Благодаря сетевой гибкости в SAN заложена чрезвычайно важная особенность - удобная возможность построения отказоустойчивых систем.
Предлагая альтернативные решения для систем хранения данных и возможности по объединению нескольких сторедж для резервирования аппаратных средств, SAN помогает обеспечивать защиту аппаратно-программных комплексов от аппаратных сбоев. Для демонстрации приведем пример создания двухнодовой системы без точек отказов.
Рисунок 4. No Single Point of Failure.
Построение трех- и более нодовых систем осуществляется простым добавлением в FC сеть дополнительных серверов и подключением их к обоим концентраторам/ коммутаторам).
При использовании FC построение устойчивых к сбоям (disaster tolerant) систем становится прозрачным. Сетевые каналы и для сторедж, и для локальной сети можно проложить на основе оптоволокна (до 10 км и больше с использованием усилителей сигнала) как физического носителя для FC, при этом используется стандартная аппаратура, которая дает возможность значительно уменьшить стоимость подобных систем.
Благодаря возможности доступа ко всем компонентам SAN из любой ее точки мы получаем чрезвычайно гибко управляемую сеть данных. При этом следует заметить, что в SAN обеспечивается прозрачность (возможность видеть) всех компонентов вплоть до дисков в сторедж-системах. Эта особенность подтолкнула производителей компонентов к использованию своего значительного опыта в построении систем управления для LAN/WAN с тем, чтобы заложить широкие возможности по мониторингу и управлению во все компоненты SAN. Эти возможности включают в себя мониторинг и управление отдельных нод, сторедж компонентов, корпусов, сетевых устройств и сетевых подструктур.
В системе управления и мониторинга SAN используются такие открытые стандарты, как:
- SCSI command set
- SCSI Enclosure Services (SES)
- SCSI Self Monitoring Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.)
- SAF-TE (SCSI Accessed Fault-Tolerant Enclosures)
- Simple Network Management Protocol (SNMP)
- Web-Based Enterprise Management (WBEM)
Системы, построенные с использованием технологий SAN, не только обеспечивают администратору возможность следить за развитием и состоянием сторедж ресурсов, но и открывают возможности по мониторингу и контролю трафика. Благодаря таким ресурсам программные средства управления SAN реализуют наиболее эффективные схемы планирования объема сторедж и балансирование нагрузки на компоненты системы.
Сети хранения данных прекрасно интегрируются в существующие информационные инфраструктуры. Их внедрение не требует каких-либо изменений в уже существующих сетях LAN и WAN, а лишь расширяет возможности существующих систем, избавляя их от задач, ориентированных на передачу больших объемов данных. Причем при интеграции и администрировании SAN очень важным является то, что ключевые элементы сети поддерживают горячую замену и установку, с возможностями динамического конфигурирования. Так что добавить тот или другой компонент или осуществить его замену администратор может, не выключая систему. И весь этот процесс интеграции может быть визуально отображен в графической системе управления SAN.
Рассмотрев вышеперечисленные преимущества, можно выделить ряд ключевых моментов, которые непосредственно влияют на одно из основных преимуществ Storage Area Network - общую стоимость владения (Total Cost Ownership).
Невероятные возможности масштабирования позволяют предприятию, которое использует SAN, вкладывать деньги в серверы и сторедж по мере необходимости. А также сохранить свои вложения в уже инсталлированную технику при смене технологических поколений. Каждый новый сервер будет иметь возможность высокоскоростного доступа к сторедж и каждый дополнительный гигабайт сторедж будет доступен всем серверам подсети по команде администратора.
Прекрасные возможности по построению отказоустойчивых систем могут приносить прямую коммерческую выгоду от минимизации простоев и спасать систему в случае возникновения стихийного бедствия или каких-нибудь других катаклизмов.
Управляемость компонентов и прозрачность системы предоставляют возможность осуществлять централизованное администрирование всех сторедж ресурсов, а это, в свою очередь, значительно уменьшает затраты на их поддержку, стоимость которой, как правило, составляет более 50% от стоимости оснащения.
Влияние SAN на прикладные задачи
Для того чтобы нашим читателям стало понятней, насколько практически полезны технологии, которые рассматриваются в этой статье, приведем несколько примеров прикладных задач, которые без использования сетей хранения данных решались бы неэффективно, требовали бы колоссальных финансовых вложений или же вообще не решались бы стандартными методами.
Резервирование и восстановление данных (Data Backup and Recovery)
Используя традиционный SCSI интерфейс, пользователь при построении систем резервирования и восстановления данных сталкивается с рядом сложных проблем, которые можно очень просто решить, используя технологии SAN и FC.
Таким образом, использование сетей хранения данных выводит решение задачи резервирования и восстановления на новый уровень и предоставляет возможность осуществлять бэкап в несколько раз быстрее, чем раньше, без загрузки локальной сети и серверов работой по резервированию данных.
Кластеризация серверов (Server Clustering)
Одной из типичных задач, для которых эффективно используется SAN, является кластеризация серверов. Поскольку один из ключевых моментов в организации высокоскоростных кластерных систем, которые работают с данными - это доступ к сторедж, то с появлением SAN построение многонодовых кластеров на аппаратном уровне решается простым добавлением сервера с подключением к SAN (это можно сделать, даже не выключая системы, поскольку свичи FC поддерживают hot-plug). При использовании параллельного SCSI интерфейса, возможности по подсоединению и масштабируемость которого значительно хуже, чем у FC, кластеры, ориентированные на обработку данных, было бы тяжело сделать с количеством нод больше двух. Коммутаторы параллельного SCSI - весьма сложные и дорогие устройства, а для FC это стандартный компонент. Для создания кластера, который не будет иметь ни единой точки отказов, достаточно интегрировать в систему зеркальную SAN (технология DUAL Path).
В рамках кластеризации одна из технологий RAIS (Redundant Array of Inexpensive Servers) кажется особенно привлекательной для построения мощных масштабируемых систем интернет-коммерции и других видов задач с повышенными требованиями к мощности. По словам Alistair A. Croll, сооснователя Networkshop Inc, использование RAIS оказывается достаточно эффективным:«Например, за $12000-15000 вы можете купить около шести недорогих одно-двухпроцессорных (Pentium III) Linux/Apache серверов. Мощность, масштабируемость и отказоустойчивость такой системы будет значительно выше, чем, например, у одного четырехпроцессорного сервера на базе процессоров Xeon, а стоимость одинаковая».
Одновременный доступ к видео и распределение данных (Concurrent video streaming, data sharing)
Вообразите себе задачу, когда вам нужно на нескольких (скажем, >5) станциях редактировать видео или просто работать над данными огромного объема. Передача файла размером 100GB по локальной сети займет у вас несколько минут, а общая работа над ним будет очень сложной задачей. При использовании SAN каждая рабочая станция и сервер сети получают доступ к файлу на скорости, эквивалентной локальному высокоскоростному диску. Если вам нужны еще одна станция/сервер для обработки данных, вы сможете ее прибавить к SAN, не выключая сети, простым подсоединением станции к SAN коммутатору и предоставлением ей прав доступа к сторедж. Если же вас перестанет удовлетворять быстродействие подсистемы данных, вы сможете просто прибавить еще один сторедж и с использованием технологии распределения данных (например, RAID 0) получить вдвое большее быстродействие.
Основные компоненты SAN
Среда
Для соединения компонентов в рамках стандарта Fibre Channel используют медные и оптические кабели. Оба типа кабелей могут использоваться одновременно при построении SAN. Конверсия интерфейсов осуществляется с помощью GBIC (Gigabit Interface Converter) и MIA (Media Interface Adapter). Оба типа кабеля сегодня обеспечивают одинаковую скорость передачи данных. Медный кабель используется для коротких расстояний (до 30 метров), оптический - как для коротких, так и для расстояний до 10 км и больше. Используют многомодовый и одномодовый оптические кабели. Многомодовый (Multimode) кабель используется для коротких расстояний (до 2 км). Внутренний диаметр оптоволокна мультимодового кабеля составляет 62,5 или 50 микрон. Для обеспечения скорости передачи 100 МБ/с (200 МБ/с в дуплексе) при использовании многомодового оптоволокна длина кабеля не должна превышать 200 метров. Одномодовый кабель используется для больших расстояний. Длина такого кабеля ограничена мощностью лазера, который используется в передатчике сигнала. Внутренний диаметр оптоволокна одномодового кабеля составляет 7 или 9 микрон, он обеспечивает прохождение одиночного луча.
Коннекторы, адаптеры
Для подсоединения медных кабелей используются коннекторы типа DB-9 или HSSD. HSSD считается более надежным, но DB-9 используется так же часто, потому что он более простой и дешевый. Стандартным (наиболее распространенным) коннектором для оптических кабелей является SC коннектор, он обеспечивает качественное, четкое соединение. Для обычного подключения используются многомодовые SC коннекторы, а для отдаленного - одномодовые. В многопортовых адаптерах используются микроконнекторы.
Наиболее распространены адаптеры для FC под шину PCI 64 bit. Также много FC адаптеров вырабатывается под шину S-BUS, для специализированного использования выпускаются адаптеры под MCA, EISA, GIO, HIO, PMC, Compact PCI. Самые популярные - однопортовые, встречаются двух- и четырехпортовые карточки. На PCI адаптерах, как правило, используют DB-9, HSSD, SC коннекторы. Также часто встречаются GBIC-based адаптеры, которые поставляются как с модулями GBIC, так и без них. Fibre Channel адаптеры отличаются классами, которые они поддерживают, и разнообразными особенностями. Для понимания отличий приведем сравнительную таблицу адаптеров производства фирмы QLogic.
| Fibre Channel Host Bus Adapter Family Chart | ||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SANblade | 64 Bit | FCAL Publ. Pvt Loop | FL Port | Class 3 | F Port | Class 2 | Point to Point | IP/ SCSI | Full Duplex | FC Tape | PCI 1.0 Hot Plug Spec | Solaris Dynamic Reconfig | VIВ | 2Gb |
| 2100 Series | 33 & 66MHz PCI | X | X | X | ||||||||||
| 2200 Series | 33 & 66MHz PCI | X | X | X | X | X | X | X | X | X | ||||
| 33MHz PCI | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | ||||
| 25 MHZ Sbus | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | ||||
| 2300 Series | 66 MHZ PCI/ 133MHZ PCI-X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | X | ||
Концентраторы
Fibre Channel HUBs (концентраторы) используются для подключения нод к FC кольцу (FC Loop) и имеют структуру, похожую на Token Ring концентраторы. Поскольку разрыв кольца может привести к прекращению функционирования сети, в современных FC концентраторах используются порты обхода кольца (PBC-port bypass circuit), которые разрешают автоматически открывать/закрывать кольцо (подключать/отключать системы, присоединенные к концентратору). Обычно FC HUBs поддерживают до 10 подключений и могут стекироваться до 127 портов на кольцо. Все устройства, подключенные к HUB, получают общую полосу пропускания, которую они могут разделять между собой.
Коммутаторы
Fibre Channel Switches (коммутаторы) имеют те же функции, что и привычные читателю LAN коммутаторы. Они обеспечивают полноскоростное неблокированное подключение между нодами. Любая нода, подключенная к FC коммутатору, получает полную (с возможностями масштабирования) полосу пропускания. При увеличении количества портов коммутированной сети ее пропускная способность увеличивается. Коммутаторы могут использоваться вместе с концентраторами (которые используют для участков, не требующих выделенной полосы пропуска для каждой ноды) для достижения оптимального соотношения цена/производительность. Благодаря каскадированию свичи потенциально могут использоваться для создания FC сетей с количеством адресов 2 24 (свыше 16 миллионов).
Мосты
FC Bridges (мосты или мультиплексоры) используются для подключения устройств с параллельным SCSI к сети на базе FC. Они обеспечивают трансляцию SCSI пакетов между Fibre Channel и Parallel SCSI устройствами, примерами которых могут служить Solid State Disk (SSD) или библиотеки на магнитных лентах. Следует заметить, что в последнее время практически все устройства, которые могут быть утилизированы в рамках SAN, производители начинают выпускать с вмонтированным FC интерфейсом для прямого их подключения к сетям хранения данных.
Серверы и Сторедж
Несмотря на то что серверы и сторедж - далеко не последние по важности компоненты SAN, мы на их описании останавливаться не будем, поскольку уверены, что с ними хорошо знакомы все наши читатели.
В конце хочется добавить, что эта статья - лишь первый шаг к сетям хранения данных. Для полного понимания темы читателю следует уделить немало внимания особенностям реализации компонент производителями SAN и программным средствам управления, поскольку без них Storage Area Network - это всего лишь набор элементов для коммутации сторедж-систем, которые не принесут вам полноты преимуществ от реализации сети хранения данных.
Заключение
Сегодня Storage Area Network является довольно новой технологией, которая в скором времени может стать массовой в кругу корпоративных заказчиков. В Европе и США предприятия, которые имеют достаточно большой парк инсталлированных сторедж-систем, уже начинают переходить на сети хранения данных для организации сторедж с наилучшим показателем общей стоимости владения.
По прогнозам аналитиков, в 2005 году значительное количество серверов среднего и верхнего уровня будут поставляться с предварительно установленным интерфейсом Fibre Channel (такую тенденцию можно заметить уже сегодня), и лишь для внутреннего подключения дисков в серверах будет использоваться параллельный SCSI интерфейс. Уже сегодня при построении сторедж-систем и приобретении серверов среднего и верхнего уровня следует обратить внимание на эту перспективную технологию, тем более, что уже сегодня она дает возможность реализовать ряд задач куда дешевле, чем с помощью специализированных решений. Кроме того, вкладывая в технологию SAN сегодня, вы не потеряете свои вложения завтра, поскольку особенности Fibre Channel создают прекрасные возможности для использования в будущем вложенных сегодня инвестиций.
P.S.
Предыдущая версия статьи была написана в июне 2000 года, но в связи с отсутствием массового интереса к технологии сетей хранения данных публикация была отложена на будущее. Это будущее настало сегодня, и я надеюсь, что данная статья побудит читателя осознать необходимость перехода на технологию сетей хранения данных, как передовую технологию построения сторедж-систем и организации доступа к данным.
В простейшем случае SAN состоит из СХД , коммутаторов и серверов, объединённых оптическими каналами связи. Помимо непосредственно дисковых СХД в SAN можно подключить дисковые библиотеки, ленточные библиотеки (стримеры), устройства для хранения данных на оптических дисках (CD/DVD и прочие) и др.
Пример высоконадёжной инфраструктуры, в которой серверы включены одновременно в локальную сеть (слева) и в сеть хранения данных (справа). Такая схема обеспечивает доступ к данным, находящимся на СХД, при выходе из строя любого процессорного модуля, коммутатора или пути доступа.
Использование SAN позволяет обеспечить:
- централизованное управление ресурсами серверов и систем хранения данных ;
- подключение новых дисковых массивов и серверов без остановки работы всей системы хранения;
- использование ранее приобретенного оборудования совместно с новыми устройствами хранения данных;
- оперативный и надежный доступ к накопителям данных, находящимся на большом расстоянии от серверов, *без значительных потерь производительности;
- ускорение процесса резервного копирования и восстановления данных - BURA .
История
Развитие сетевых технологий привело к появлению двух сетевых решений для СХД – сетей хранения Storage Area Network (SAN) для обмена данными на уровне блоков, поддерживаемых клиентскими файловыми системами, и серверов для хранения данных на файловом уровне Network Attached Storage (NAS). Чтобы отличать традиционные СХД от сетевых был предложен еще один ретроним – Direct Attached Storage (DAS).
Появлявшиеся на рынке последовательно DAS, SAN и NAS отражают эволюционирующие цепочки связей между приложениями, использующими данные, и байтами на носителе, содержащим эти данные. Когда-то сами программы-приложения читали и писали блоки, затем появились драйверы как часть операционной системы. В современных DAS, SAN и NAS цепочка состоит из трех звеньев: первое звено – создание RAID-массивов, второе – обработка метаданных, позволяющих интерпретировать двоичные данные в виде файлов и записей, и третье – сервисы по предоставлению данных приложению. Они различаются по тому, где и как реализованы эти звенья. В случае с DAS СХД является «голой», она только лишь предоставляет возможность хранения и доступа к данным, а все остальное делается на стороне сервера, начиная с интерфейсов и драйвера. С появлением SAN обеспечение RAID переносится на сторону СХД, все остальное остается так же, как в случае с DAS. А NAS отличается тем, что в СХД переносятся к тому же и метаданные для обеспечения файлового доступа, здесь клиенту остается только лишь поддерживать сервисы данных.
Появление SAN стало возможным после того, как в 1988 году был разработан протокол Fibre Channel (FC) и в 1994 утвержден ANSI как стандарт. Термин Storage Area Network датируется 1999 годом. Со временем FC уступил место Ethernet, и получили распространение сети IP-SAN с подключением по iSCSI.
Идея сетевого сервера хранения NAS принадлежит Брайану Рэнделлу из Университета Ньюкэстла и реализована в машинах на UNIX-сервере в 1983 году. Эта идея оказалась настолько удачной, что была подхвачена множеством компаний, в том числе Novell, IBM , и Sun, но в конечном итоге сменили лидеров NetApp и EMC.
В 1995 Гарт Гибсон развил принципы NAS и создал объектные СХД (Object Storage, OBS). Он начал с того, что разделил все дисковые операции на две группы, в одну вошли выполняемые более часто, такие как чтение и запись, в другую более редкие, такие как операции с именами. Затем он предложил в дополнение к блокам и файлам еще один контейнер, он назвал его объектом.
OBS отличается новым типом интерфейса, его называют объектным. Клиентские сервисы данных взаимодействуют с метаданными по объектному API (Object API). В OBS хранятся не только данные, но еще и поддерживается RAID, хранятся метаданные, относящиеся к объектам и поддерживается объектный интерфейс. DAS, и SAN, и NAS, и OBS сосуществуют во времени, но каждый из типов доступа в большей мере соответствует определенному типу данных и приложений.
Архитектура SAN
Топология сети
SAN является высокоскоростной сетью передачи данных, предназначенной для подключения серверов к устройствам хранения данных. Разнообразные топологии SAN (точка-точка, петля с арбитражной логикой (Arbitrated Loop) и коммутация) замещают традиционные шинные соединения «сервер - устройства хранения» и предоставляют по сравнению с ними большую гибкость, производительность и надежность. В основе концепции SAN лежит возможность соединения любого из серверов с любым устройством хранения данных, работающим по протоколу Fibre Channel . Принцип взаимодействия узлов в SAN c топологиями точка-точка или коммутацией показан на рисунках. В SAN с топологией Arbitrated Loop передача данных осуществляется последовательно от узла к узлу. Для того, чтобы начать передачу данных передающее устройство инициализирует арбитраж за право использования среды передачи данных (отсюда и название топологии – Arbitrated Loop).
Транспортную основу SAN составляет протокол Fibre Channel, использующий как медные, так и волоконно-оптические соединения устройств.
Компоненты SAN
Компоненты SAN подразделяются на следующие:
- Ресурсы хранения данных;
- Устройства, реализующие инфраструктуру SAN;
Host Bus Adaptors
Ресурсы хранения данных
К ресурсам хранения данных относятся дисковые массивы , ленточные накопители и библиотеки с интерфейсом Fibre Channel . Многие свои возможности ресурсы хранения реализуют только будучи включенными в SAN. Так дисковые массивы высшего класса могут осуществлять репликацию данных между масcивами по сетям Fibre Channel, а ленточные библиотеки могут реализовывать перенос данных на ленту прямо с дисковых массивов с интерфейсом Fibre Channel, минуя сеть и серверы (Serverless backup). Наибольшую популярность на рынке приобрели дисковые массивы компаний EMC , Hitachi , IBM , Compaq (семейство Storage Works , доставшееся Compaq от Digital), а из производителей ленточных библиотек следует упомянуть StorageTek , Quantum/ATL , IBM .
Устройства, реализующие инфраструктуру SAN
Устройствами, реализующими инфраструктуру SAN, являются коммутаторы Fibre Channel (Fibre Channel switches , FC switches),концентраторы (Fibre Channel Hub) и маршрутизаторы (Fibre Channel-SCSI routers).Концентраторы используются для объединения устройств, работающих в режиме Fibre Channel Arbitrated Loop (FC_AL). Применение концентраторов позволяет подключать и отключать устройства в петле без остановки системы, поскольку концентратор автоматически замыкает петлю в случае отключения устройства и автоматически размыкает петлю, если к нему было подключено новое устройство. Каждое изменение петли сопровождается сложным процессом её инициализации . Процесс инициализации многоступенчатый, и до его окончания обмен данными в петле невозможен.
Все современные SAN построены на коммутаторах, позволяющих реализовать полноценное сетевое соединение. Коммутаторы могут не только соединять устройства Fibre Channel , но и разграничивать доступ между устройствами, для чего на коммутаторах создаются так называемые зоны. Устройства, помещенные в разные зоны, не могут обмениваться информацией друг с другом. Количество портов в SAN можно увеличивать, соединяя коммутаторы друг с другом. Группа связанных коммутаторов носит название Fibre Channel Fabric или просто Fabric. Связи между коммутаторами называют Interswitch Links или сокращенно ISL.
Программное обеспечение
Программное обеспечение позволяет реализовать резервирование путей доступа серверов к дисковым массивам и динамическое распределение нагрузки между путями. Для большинства дисковых массивов существует простой способ определить, что порты, доступные через разные контроллеры , относятся к одному диску. Специализированное программное обеспечение поддерживает таблицу путей доступа к устройствам и обеспечивает отключение путей в случае аварии, динамическое подключение новых путей и распределение нагрузки между ними. Как правило, изготовители дисковых массивов предлагают специализированное программное обеспечение такого типа для своих массивов. Компания VERITAS Software производит программное обеспечение VERITAS Volume Manager , предназначенное для организации логических дисковых томов из физических дисков и обеспечивающее резервирование путей доступа к дискам, а также распределение нагрузки между ними для большинства известных дисковых массивов.
Используемые протоколы
В сетях хранения данных используются низкоуровневые протоколы:
- Fibre Channel Protocol (FCP), транспорт SCSI через Fibre Channel. Наиболее часто используемый на данный момент протокол . Существует в вариантах 1 Gbit/s, 2 Gbit/s, 4 Gbit/s, 8 Gbit/s и 10 Gbit/s.
- iSCSI , транспорт SCSI через TCP/IP .
- FCoE , транспортировка FCP/SCSI поверх "чистого" Ethernet.
- FCIP и iFCP , инкапсуляция и передача FCP/SCSI в пакетах IP.
- HyperSCSI , транспорт SCSI через Ethernet .
- FICON транспорт через Fibre Channel (используется только мейнфреймами).
- ATA over Ethernet , транспорт ATA через Ethernet.
- SCSI и/или TCP/IP транспорт через InfiniBand (IB).
Преимущества
- Высокая надёжность доступа к данным, находящимся на внешних системах хранения. Независимость топологии SAN от используемых СХД и серверов.
- Централизованное хранение данных (надёжность, безопасность).
- Удобное централизованное управление коммутацией и данными.
- Перенос интенсивного трафика ввода-вывода в отдельную сеть – разгрузка LAN.
- Высокое быстродействие и низкая латентность.
- Масштабируемость и гибкость логической структуры SAN
- Географические размеры SAN, в отличие от классических DAS, практически не ограничены.
- Возможность оперативно распределять ресурсы между серверами.
- Возможность строить отказоустойчивые кластерные решения без дополнительных затрат на базе имеющейся SAN.
- Простая схема резервного копирования – все данные находятся в одном месте.
- Наличие дополнительных возможностей и сервисов (снапшоты, удаленная репликация).
- Высокая степень безопасности SAN.
Совместное использование систем хранения как правило упрощает администрирование и добавляет изрядную гибкость, поскольку кабели и дисковые массивы не нужно физически транспортировать и перекоммутировать от одного сервера к другому.
Другим приемуществом является возможность загружать сервера прямо из сети хранения. При такой конфигурации можно быстро и легко заменить сбойный
– это аппаратно-программное решение для надежного хранения данных и предоставление быстрого и надежного доступа к ним.
Реализация аппаратного обеспечения в системах хранения данных (СХД) схоже с реализацией архитектуры персонального компьютера. Зачем же тогда вообще применять СХД в архитектуре локальной сети организации, почему нельзя обеспечить, внедрить СХД на базе обычного ПК?
СХД как дополнительный узел локальной сети на базе персоналки или даже мощного сервера существуют уже давно.
Простейшее предоставление доступа к данным по протоколам FTP (протокол передачи фалов) и SMB (протокол удаленного доступа к сетевым ресурсам) поддержка которых есть во всех современных операционных системах.
Почему же тогда вообще появились СХД ?
Все просто , появление СХД связано с отставанием в развитии и скорости работы постоянно запоминающих устройств (жестких магнитных дисков) от центрального процессора и оперативной памяти. Самым узким местом в архитектуре ПК до сих пор считается жесткий диск, даже не смотря на мощное развитие SATA (последовательного интерфейса) до скорости обмена в 600 Мбайт/с (SATA3 ), физическое устройство накопителя представляет собой пластину, доступ к данным на которой нужно получить с помощью считывающих головок, что очень медленно. Последние недостатки на текущий момент решены накопителями SSD (не механическое запоминающее устройство), построенных на основе микросхем памяти. Кроме высокой цены на SSD у них есть, на мой взгляд, на текущий момент времени, недостаток в надежности. Инженеры СХД предложили вытеснить устройства хранения в отдельный элемент, а оперативную память таких устройств использовать для хранения часто меняющихся данных по специальным алгоритмам, для чего понадобилась программная составляющая продукта. В итоге системы хранения данных работают быстрее, чем накопители на жестких дисках в серверах, а вынос устройства хранения (дисковой подсистемы в отдельный элемент) повлияло на надежность и централизацию системы в целом.
Надежность обеспечил факт реализации в отдельном устройстве дисковой системы, которая работая с программной составляющей, выполняет одну функцию – это операции ввода/вывода и хранения данных.
Кроме простого принципа – одно устройство, одна функция обеспечивающее надежность. Все основные узлы: блоки питания, контроллеры системы хранения данных дублируют, что конечно еще больше увеличивает надежность системы, но сказывается на цене конечного продукта.
Вынос дисковой системы в отдельный узел позволяет централизовать устройства хранения . Как правило, без отдельного сетевого хранилища, домашние папки пользователей, почта, базы данных хранятся на отдельных узлах, как правило, серверах в сети, что очень неудобно, не надежно. Приходится делать резервные копии, дублировать данные на резервный сервер в сети, что кроме расходов на поддержку и аппаратуру, программное обеспечение, занимает часть пропускной способности сети.
Вот как это выглядит:
С отдельным СХД:
В зависимости от способа, технологии подключения СХД в информационную сеть. СХД подразделяют на: DAS, NAS, SAN
DAS (Direct Attached Storage) – способ подключения, который ничем не отличается от стандартного подключения жесткого диска, массивов дисков (RAID) к серверу или ПК. Как правило, для подключения используется SAS .
SAS – фактически, протокол рассчитанный на замену SCSI, использует последовательный интерфейс в отличии от SCSI, но команды используются те же самые, что и в SCSI. SAS имеет большую пропускную способность благодаря канальным соединениям в одном интерфейсе.
NAS (Network Attached Storage) – дисковая система подключается к общей LAN сети, используется транспортный протокол TCP, поверх модели работают протоколы SMB, NFS (удаленный доступ к файлам и принтерам).
SAN (Storage Area Network) – это выделенная сеть объединяющая устройства хранения с серверами. Работает с использованием протокола Fibre Channel либо iSCSI .
С Fibre Channel все понятно – оптика. А вот iSCSI – инкапсуляция пакетов в протокол IP, позволяет создавать сети хранения данных на основе Ethernet инфраструктуры, скорость передачи 1Gb и 10GB. Скорости работы iSCSI по мнению разработчиков должно хватать почти для всех бизнес приложений. Для подключения сервера к СХД по iSCSI требуются адаптеры с поддержкой iSCSI . До каждого устройства при использовании iSCSI прокладывают как минимум два маршрута, применяя VLAN , каждому устройству и LUN (определяет виртуальный раздел в массиве, используется при адресации) присваивается адрес (World Wide Name ).
Отличие NAS от SAN в том, что в сети SAN при операциях ввода/вывода данные считываются и записываются блоками. СХД не имеет никакого представления об устройстве файловых систем.
Из наиболее брендовых вендоров на рынке устройств хранения можно выделить: NetApp, IBM, HP, DELL, HITACHI, EMC.
Для нашего проекта требуется система хранения данных со следующими характеристиками:
- Объем 1Тб для файлов, 1Тб для операционных систем серверов и баз данных, 300 – 500 Гб, для резервных серверов + запас. Итого минимум 3Тб дискового пространства
- Поддержка протоколов SMB и NFS, для раздачи общих файлов для пользователей без участия серверов
- Если хотим загрузку гипервизора с СХД , нужен как минимум протокол iSCSI
- По идее еще нужно учитывать такой важный параметр как скорость ввода вывода (IO) который сможет обеспечить СХД. Прикинуть это параметр можно измерением IO на действующем железе, например программой IOMeter.
Нужно учитывать, что кластеризация от Microsoft работает только через Fibre Channel.
Вот список фирм и железок для выбора:
Asustor
Asustor AS 606T , AS 608T , 609 RD (кроме возможности установки до 8-ми дисков емкостью 4Tb заявлена поддержка VMware, Citrix и Hyper-V.
Аппаратная составляющая
CPU Intel Atom 2.13
RAM 1GB (3GB) DDR3
Hard 2.5, 3.5, SATA 3 or SSD
Lan Gigabit Ethernet – 2
ЖК-Экран, HDMI
Сеть
Сетевые протоколы
Файловая система
Для встроенных жестких дисков: EXT4, Для внешних жестких дисков: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+
Хранение
Поддержка нескольких томов с резервными дисками
Тип тома: Single disk, JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10
Поддержка онлайн-миграции уровней RAID-массива
Максимальное число целей: 256
Максимальное число LUN: 256
Маскирование целей
Отображение LUN
Монтирование ISO-образов
Поддержка MPIO и MCS
Постоянное резервирование (SCSI-3)
Управление дисками
Поиск поврежденных блоков по графику
Сканирование S.M.A.R.T по графику
Поддерживаемые ОС
Windows XP, Vista, 7, 8, Server 2003, Server 2008, Server 2012
Mac OS X 10.6 Onwards
UNIX, Linux, and BSD
Резервное копирование
Поддержка режима Rsync (удаленной синхронизации)
Резервное копирование в «облако»
Резервное копирование по FTP
Резирвирование на внешние носители
Резервное копирование одним касанием
Системное администрирование
Тип журнала регистрации: системный журнал, журнал подключений, журнал доступа к файлам
Регистратор действий пользователя в реальном времени
Системный монитор реального времени
Сетевая корзина
Дисковая квота пользователей
Виртуальный диск (монтирование образов ISO, макс. 16)
Поддержка ИБП
Управление доступом
Максимальное число пользователей: 4096
Максимальное число групп: 512
Максимальное число папок общего доступа: 512
Максимальное число одновременных подключений: 512
Поддержка Windows Active Directory
Безопасность
Брандмауэр: предотвращение несанкционированного доступа
Сетевой фильтр: предотвращение сетевых атак
Уведомления об угрозах: E-mail, SMS
Защищенные подключения: HTTPS, FTP через SSL/TLS, SSH, SFTP, Rsync через SSH
Операционная система ADM с возможностью подключения дополнительных модулей через app central
Модели AS 604RD , AS 609RD в отличие от AS 606T , AS 608T , не имеют в своем составе ЖК-дисплея, предназначены для установки в стойку и имеют резервный блок питания, заявлена поддержка платформ виртуализации
Netgear
Ready Nas 2100 , Ready Nas 3100 , Ready Nas Pro 6
Аппаратная составляющая
CPU Intel SOC 1ГГц
Hard 2.5, 3.5, SATA 2 or SSD
Lan Gigabit Ethernet – 2
Сеть
Сетевые протоколы
CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS
Файловая система
Для встроенных жестких дисков: BTRFS, Для внешних жестких дисков: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+
Хранение
Поддержка онлайн-расширения емкости RAID-массива
Максимальное число целей: 256
Максимальное число LUN: 256
Маскирование целей
Отображение LUN
Управление дисками
Ёмкость диска, производительность, мониторинг загрузки
Сканирование для поиска плохих блоков на дисках
Поддержка HDD S.M.A.R.T.
Он-лайн коррекция данных на дисках
Поддержка режима Disk Scrubbing
Поддержка дефрагментации
Сообщения (от сервиса SMTP через e-mail, SNMP, syslog, локальный журнал)
Автоматическое выключение (HDD, вентиляторов, ИБП)
Восстановление работоспособности при возобновлении питания
Поддерживаемые ОС
Microsoft Windows Vista (32/64-bit), 7 (32/64-bit), 8 (32/64-bit), Microsoft Windows Server 2008 R2/2012, Apple OS X, Linux/Unix, Solaris, Apple iOS, Google Android)
Резервное копирование
Неограниченное число snapshot для непрерывной защиты.
Восстановление снимков в любой момент времени. Через графический интерфейс пользователя (консоль администратора), ReadyCLOUD, или проводник Windows
Возможность создания snapshot вручную или через планировщик
Синхронизация файлов через R-sync
Облачное управление Remote Replication(ReadyNAS to ReadyNAS). Не требует лицензий для устройств работающих под oперационной системой Radiator OS v6.
Резервирование в “горячем” режиме
Поддержка eSATA
Поддержка резервного копирования на внешние диски to e (USB/eSATA)
Поддержка технологии Remote Apple Time Machine backup and restore (через ReadyNAS Remote)
Поддержка сервиса ReadyNAS Vault Cloud (опционально)
Поддержка синхронизации через ReadyDROP (синхронизация файлов Mac/Windows на ReadyNAS)
Поддержка сервиса DropBox для файловой синхронизации (требуется учётная запись на сервисе DropBox)
Системное администрирование
ReadyCLOUD для обнаружения и управления устройствами
RAIDar –агент для обнаружения устройств в сетиt (Windows/Mac)
Сохранение и восстановление файла конфигураций
Журнал событий
Поддержка сообщений для сервера syslog
Поддержка сообщений для SMB
Графический интерфейс пользователя на русском и английском языках
Genie+ marketplace. Встроенный магазин приложений для повышения функциональности устройства
Поддержка Unicode- символов
Дисковый менеджер
Поддержка Thin provision Shares and LUNs
Мгновенное выделение ресурсов
Управление доступом
Максимальное число пользователей: 8192
Максимальное число групп: 8192
Максимальное количество папок предоставляемых для сетевого доступа: 1024
Максимальное количество подключение: 1024
Доступ к папкам и файлам на основе ACL
Расширенные разрешения для папок и подпапок на основе ACL для CIFS / SMB, AFP, FTP, Microsoft Active Directory (AD) Domain Controller Authentication
Собственные списки доступа
Списки доступа ReadyCLOUD на основе ACL
Операционная система
ReadyNAS OS 6 базируется на Linux 3.x
Ready Nas 3100 отличает Ready Nas 2100 объемом памяти 2Гб ECC
Ready Nas Pro 6 – хранилище с шестью слотами, процессор Intel Atom D510, память DDR2 1Гбайт
Qnap
TS-869U-RP , TS-869 PRO
Аппаратная составляющая
CPU Intel Atom 2.13ГГц
Hard 2.5, 3.5, SATA 3 or SSD
Lan Gigabit Ethernet – 2
Сеть
IPv4, IPv6, Supports 802.3ad and Six Other Modes for Load Balancing and/or Network Failover, Vlan
Сетевые протоколы
CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS
Файловая система
Для встроенных жестких дисков: EXT3, EXT4, Для внешних жестких дисков: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+
Хранение
Тип тома: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10
Поддержка онлайн-расширения емкости RAID-массива
Максимальное число целей: 256
Максимальное число LUN: 256
Маскирование целей
Отображение LUN
Инициатор iSCSI (Виртуальный диск)
Stack Chaining Master
До 8 виртуальных дисков
Управление дисками
Увеличение емкости дискового пространства RAID-массива без потери данных
Сканирование на сбойные блоки
Функция восстановления RAID-массива
Поддержка Bitmap
Поддерживаемые ОС
Резервное копирование
Репликация в реальном времени (RTRR)
Работает как в качестве RTRR сервера, так и клиента
Поддерживает резервное копирование в реальном времени и по расписанию
Возможны фильтрация файлов, сжатие и шифрование
Кнопка копирования данных с/на внешнее устройство
Поддержка Apple Time Machine с управлением резервирования
Репликация ресурсов на уровне блоков (Rsync)
Работает как в качестве сервера, так и клиента
Защищенная репликация между серверами QNAP
Резервное копирование на внешние носители
Резервное копирование на облачные системы хранения данных
Приложение NetBak Replicator для Windows
Поддержка Apple Time Machine
Системное администрирование
Веб-интерфейс на технологии AJAX
Подключение по HTTP/ HTTPS
Мгновенные уведомления по E-mail и SMS
Управление системой охлаждения
DynDNS и специализированный сервис MyCloudNAS
Поддержка ИБП с SNMP-управлением (USB)
Поддержка сетевых ИБП
Монитор ресурсов
Сетевая корзина для CIFS/ SMB и AFP
Подробные журналы событий и подключений
Список активных пользователей
Клиент Syslog
Обновление микропрограммы
Сохранение и восстановление системных настроек
Восстановление заводских настроек
Управление доступом
До 4096 учетных записей пользователей
До 512 групп пользователей
До 512 сетевых ресурсов
Пакетное добавление пользователей
Импорт/экспорт пользователей
Задание параметров квотирования
Управление правами доступа на вложенные папки
Операционная система
TS – 869 Pro – модель без резервного блока питания, объем памяти 1Гб
Synology
RS 2212 , DS1813
Аппаратная составляющая
CPU Intel Core 2.13ГГц
Hard 2.5, 3.5, SATA 2 or SSD
Lan Gigabit Ethernet – 2
Сеть
IPv4, IPv6, Supports 802.3ad and Six Other Modes for Load Balancing and/or Network Failover
Сетевые протоколы
CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, SSH
Файловая система
Для встроенных жестких дисков: EXT3, EXT4, Для внешних жестких дисков: NTFS, EXT3, EXT4
Хранение
Тип тома: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10
Максимальное число целей: 512
Максимальное число LUN: 256
Управление дисками
Изменение уровня RAID без остановки работы системы
Поддерживаемые ОС
Windows 2000 и последующие версии, Mac OS X 10.3 и последующие версии, Ubuntu 9.04 и последующие версии
Резервное копирование
Сетевое резервирование
Локальное резервирование
Синхронизация папок общего доступа
Резервирование рабочего стола
Системное администрирование
Уведомление о событиях системы по SMS, E-mail
Пользовательская квота
Мониторинг ресурсов
Управление доступом
До 2048 учетных записей пользователей
До 256 групп пользователей
До 256 сетевых ресурсов
Операционная система
DS1813 – 2 Гб оперативной памяти, 4 Gigabit, поддержка HASP 1C, поддержка дисков 4Тб
Thecus
N8800PRO v2 , N7700PRO v2 , N8900
Аппаратная составляющая
CPU Intel Core 2 1.66ГГц
Lan Gigabit Ethernet – 2
Возможность LAN 10Гб
Сеть
IPv4, IPv6, Supports 802.3ad and Six Other Modes for Load Balancing and/or Network Failover
Сетевые протоколы
CIFS/SMB, NFS, FTP
Файловая система
Для встроенных жестких дисков: EXT3, EXT4, Для внешних жестких дисков: EXT3, EXT4, XFS
Хранение
Тип тома: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10, RAID 50, RAID 60
Поддержка онлайн-расширения емкости RAID-массива
Маскирование целей
Отображение LUN
Управление дисками
Контроль состояния дисков (S.M.A.R.T)
Сканирование на сбойные блоки
Возможность монтирования ISO-образов
Поддерживаемые ОС
Microsoft Windows 2000, XP, Vista (32/ 64 bit), Windows 7 (32/ 64 bit), Server 2003/ 2008
Резервное копирование
Acronis True Image
Утилита резервного копирования от Thecus
Чтение с оптического диска на Nas
Системное администрирование
Серверный веб-интерфейс администрирования
Управление доступом
Поддержка ADS
Операционная система
N7700PRO v2 – модель без резервного блока питания
N8900 – новая модель с поддержкой SATA 3 и SAS
Исходя из данных выше, в необходимости не менее 3-x Tb на текущий момент, а при обновлении ОС и программ эту цифру можно умножить на два, то нужно дисковое хранилище с емкостью не менее 6Tb , и с возможностью роста. Поэтому с закладкой на будущее и организации массива RAID 5 итоговой цифрой является необходимость в 12 Tb . При поддержке дисковой системы жестких дисков емкостью 4Tb, нужна система с не менее шестью отсеками для дисков.
Выбор был существенно уменьшен следующими моделями: AS 609RD , Ready NAS 3200 , TS-869U-RP , RS-1212RP+ , N8900 . Все модели имеют в своем составе дополнительный блок питания . И заявленную производителем поддержку известных платформ виртуализации . Наиболее интересной показалась модель от NetGear - Ready NAS 3200 , так как только эта модель кроме SMART поддерживала хоть какие та дополнительные технологии для работы с дисками кроме SMART и память с ECC, но цена вылетала за 100 000 руб, к тому же были сомнения по поводу возможности работы в ней дисков 4Tb и SATA3. Цена за RS-1212RP+ , тоже вылетала выше 100 тысяч. AS 609RD – игрок на рынке систем хранения очень новый, поэтому не известно как поведет себя эта СХД .
Из чего оставалось только две системы на выбор : TS-869 U- RP , N8900 .
TS-869U-RP – на текущий момент стоит порядка 88 000 руб.
N8900 – цена 95 400 руб, имеет массу преимуществ в сравнении с TS-869U-RP – это поддержка как дисков SATA так и SAS , возможность дополнительной установки адаптера 10 Gb , более мощный двуядерный процессор, поддержка дисков SATA3 4Tb. Кроме того существует резервирование прошивки на резервную микросхему, что дает более выгодную надежность по сравнению с другими системами.
- Назад
Shkera
Если Серверы - это универсальные устройства, выполняющие в большинстве случаев
- либо функцию сервера приложения (когда на сервере выполняются специальные программы, и идут интенсивные вычисления),
- либо функцию файл-сервера (т.е. некоего места для централизованного хранения файлов данных)
то СХД (Системы Хранения Данных) - устройства, специально спроектированные для выполнения таких серверных функций, как хранение данных.
Необходимость приобретения СХД
возникает обычно у достаточно зрелых предприятий, т.е. тех, кто задумывается над тем, как
- хранить и управлять информацией, самым ценным активом компании
- обеспечить непрерывность бизнеса и защиту от потери данных
- увеличить адаптируемость ИТ-инфраструктуры
СХД и виртуализация
Конкуренция заставляет компании МСБ работать эффективней, без простоев и с высоким КПД. Смена производственных моделей, тарифных планов, видов услуг происходит всё чаще. Весь бизнез современных компаний "завязан" на информационных технологиях. Потребности бизнеса меняются быстро, и мгновенно отражаются на ИТ - растут требования к надёжности и адаптируемости ИТ-инфраструктуры. Виртуализация предоставляет такие возможности, но для этого нужны недорогие и простые в обслуживании системы хранения данных.
Классификация СХД по типу подключения
DAS . Первые дисковые массивы соединялись с серверами по интерфейсу SCSI. При этом один сервер мог работать только с одним дисковым массивом. Это - прямое соединение СХД (DAS - Direct Attached Storage).
NAS . Для более гибкой организации структуры вычислительного центра - чтобы каждый пользователь мог использовать любую систему хранения - необходимо подключить СХД в локальную сеть. Это - NAS - Network Attached Storage). Но обмен данными между сервером и СХД во много раз более интенсивный чем между клиентом и сервером, поэтому в таком варианте варианте появились объективные трудности, связанные с пропускной способностью сети Ethernet. Да и с точки зрения безопасности не совсем правильно показывать СХД в общую сеть.
SAN . Но можно создать между серверами и СХД свою, отдельную, высокоскоростную сеть. Такую сеть назвали SAN (Storage Area Network). Быстродействие обеспечивается тем, что физической средой передачи там является оптика. Специальные адаптеры (HBA) и оптические FC-коммутаторы обеспечивают передачу данных на скорости 4 и 8Gbit/s. Надёжность такой сети повышалась резервированием (дупликацией) каналов (адаптеров, коммутаторов). Основным недостатком является высокая цена.
iSCSI . С появлением недорогих Ethernet-технологий 1Gbit/s и 10Gbit/s, оптика со скоростью передачи 4Gbit/s уже выглядит не так привлекательно, особенно с учетом цены. Поэтому всё чаще в качестве среды SAN используется протокол iSCSI (Internet Small Computer System Interface). Сеть iSCSI SAN может быть построена на любой достаточно быстрой физической основе, поддерживающей протокол IP.
Классификация Систем Хранения Данныхпо области применения:
| класс | описание |
|
personal |
Чаще всего представляют из себя обычный 3.5" или 2.5" или 1.8" жесткий диск, помещенный в специальный корпус и оснащенный интерфейсами USB и/или FireWire 1394 и/или Ethernet, и/или eSATA. |
small workgroup |
Обычно это стационарное или переносное устройство, в которое можно устанавливать несколько (чаще всего от 2 до 5) жестких дисков SATA, с возможностью горячей замены или без, имеющее интерфейс Ethernet. Диски можно организовывать в массивы - RAID различного уровня для достижения высокой надежности хранения и скорости доступа. СХД имеет специализированную ОС, обычно на основе Linux, и позволяет разграничивать уровень доступа по имени и паролю пользователей, организовывать квотирование дискового пространства и т.п. |
|
workgroup |
Устройство, обычно монтируемое в 19" стойку (rack-mount) в которое можно устанавливать 12-24 жестких дисков SATA или SAS с возможностью горячей замены HotSwap. Имеет внешний интерфейс Ethernet, и/или iSCSI. Диски организованы в массивы - RAID для достижения высокой надежности хранения и скорости доступа. СХД поставляется со специализированным программным обеспечением, которое позволяет разграничивать уровень доступа, организовывать квотирование дискового пространства, организовывать BackUp (резервное копирование информации) и т.п. Такие СХД подходят для средних и крупных предприятий, и используются совместно с одним или несколькими серверами. |
enterprise  |
Стационарное устройство или устройство, монтируемое в 19" стойку (rack-mount) в которое можно устанавливать до сотен жестких дисков. В дополнение к предыдущему классу СХД могут иметь возможность наращивания, модернизации и замены компонент без остановки системы, системы мониторинга. Программное обеспечение может поддерживать создание "моментальных снимков" и другие "продвинутые" функции. Такие СХД подходят для больших предприятий и обеспечивают повышенную надежность, скорость и защиту критически важных данных. |
|
high-end enterprise |
В дополнение к предыдущему классу СХД может поддерживать тысячи жестких дисков. |
История вопроса.
Первые серверы сочетали в одном корпусе все функции (как компьютеры) - и вычислительные (сервер приложений) и хранение данных (файл-сервер). Но по мере роста потребности приложений в вычислительных мощностях с одной стороны и по мере роста количества обрабатываемых данных с другой стороны - стало просто неудобно размещать все в одном корпусе. Эффективнее оказалось выносить дисковые массивы в отдельные корпуса. Но тут встал вопрос соединения дискового массива с сервером. Первые дисковые массивы соединялись с серверами по интерфейсу SCSI. Но в таком случае один сервер мог работать только с одним дисковым массивом. Народу захотелось более гибкой организации структуры вычислительного центра - чтобы любой сервер мог использовать любую систему хранения. Подключить все устройства напрямую в локальную сеть и организовать обмен данными по Ethernet - конечно, простое и универсальное решение. Но обмен данными между серверами и СХД во много раз более интенсивный чем между клиентами и серверами, поэтому в таком варианте варианте (NAS - см. ниже) появились объективные трудности, связанные с пропускной способностью сети Ethernet. Возникла идея создать между серверами и СХД свою, отдельную высокоскоростную сеть. Такую сеть назвали SAN (см. ниже). Она похожа на Ethernet, только физической средой передачи там является оптика. Там тоже есть адаптеры (HBA), которые устанавливаются в серверы и коммутаторы (оптические). Стандарты на скорость передачи данных по оптике - 4Gbit/s. С появлением технологий Ethernet 1Gbit/s и 10Gbit/s, а также протокола iSCSI всё чаще в качестве среды SAN используется Ethernet.
