По мере накопления информации предприятия все чаще начинают сталкиваться с проблемой ее хранения и организации доступа к ней — проблемой сложной и многогранной, подчас требующей немалых затрат. Системы хранения выполняют на предприятии очень важную организующую и унифицирующую миссию, позволяя привести к единому знаменателю множество аспектов программных и аппаратных систем (аппаратуры, данных, интерфейсов, приложений). Кроме того, в процессе развертывания систем хранения удается, как правило, решить массу организационных вопросов доступа к данным.

Считается, что реальную потребность в системах хранения испытывают предприятия и организации, объем данных у которых превышает 1 Тбайт. При работе с меньшими объемами вполне можно обойтись традиционными решениями. Кроме того, зачастую системы хранения приобретаются ради того, чтобы реализовать стратегию консолидации различных систем хранения данных, улучшения защиты данных и устойчивости к отказам, которая должна учитывать расходы на эксплуатацию систем хранения и содержание персонала ИТ-отделов. Конечно, идеальным решением для системы хранения будет инфраструктура сетевого хранения данных, спроектированная специально для конкретной организации и конкретных прикладных задач.

При выборе архитектуры систем хранения следует исходить из того, какой центр данных создается — единый локальный или распределенный. Архитектура также должна учитывать характер приложений, которые призвана поддерживать конкретная система хранения. Например, для обслуживания приложений оперативного, управленческого учета, логистики и многих других транзакционных систем необходима высокоэффективная поддержка работы с базами данных. Для географических информационных систем, CAD/CAM требуется производительная работа системы хранения с файлами. Кроме того, архитектура должна учитывать число одновременно работающих пользователей. Если для решений среднего класса главными целями можно считать минимизацию времени доступа к данным и поддержку как можно большего числа пользователей, то для решений high-end ключевые характеристики будут несколько иными — это масштабируемость и широкие возможности интеграции с корпоративной сетью. Принципиальная разница между этими двумя классами решений заключается в степени надежности и доступности. Решения верхнего уровня рассчитаны на безостановочную круглосуточную работу в режиме 24x7x365, системы же среднего уровня требуют, как правило, периодической остановки для проведения профилактических работ.

Архитектуры систем хранения

В настоящее время на рынке продолжают сосуществовать три основные архитектуры систем хранения:

  • системы прямого подключения типа DAS (Direct-Attached Storage);
  • устройства хранения данных, подключаемые к сети NAS (Network Attached Storage);
  • сети хранения данных SAN (Storage Area Network).

Система хранения DAS (обычно дисковая или ленточная) подключается через интерфейс непосредственно к процессору компьютера. Простейшие примеры DAS — накопитель на жестком диске внутри ПК или ленточный накопитель, подключенный к единственному серверу. Запросы ввода-вывода (называемые также командами или протоколами передачи данных) непосредственно обращаются к этим устройствам. К преимуществам DAS следует отнести низкую начальную стоимость капиталовложений.

В случае SAN система хранения данных реализована в специализированной локальной сети. Как и в DAS, в этой архитектуре запросы ввода-вывода непосредственно обращаются к устройствам хранения. В большинстве современных сетей SAN используется высокопроизводительный канал Fibre Channel, который обеспечивает произвольное соединение процессоров и устройств хранения данных в сети. SAN оптимизирована по производительности (большой объем передаваемых данных), по масштабируемости (несколько ленточных и дисковых накопителей управляются из одного центра) и по надежности (специализированные средства резервного копирования могут снизить загрузку серверов и локальной сети).

Устройство хранения данных с сетевым интерфейсом NAS обычно содержит серверный процессор и систему дисковой памяти и подключается к сети (локальной или глобальной), построенной на основе протокола TCP/IP. Для доступа к устройствам NAS служат специальные протоколы доступа к файлам и совместного доступа к файлам. Наиболее распространенные протоколы файлового доступа — это CIFS (Common Internet File System — общая файловая система Интернета), который используется на платформе Microsoft Windows, и NFS (Network File System — сетевая файловая система), который рассчитан на платформы Unix. Вообще говоря, NAS оптимизирована по простоте управления и по совместному доступу к файлам с использованием недорогих сетей на основе Ethernet. Обычно вместе с такими системами поставляется предустановленный пакет ПО, что упрощает процедуру их установки. Основное достоинство подобной системы — финансовая доступность (за счет низкой стоимости приобретения и меньших эксплуатационных расходов в сравнении с SAN).

Противопоставлять SAN и NAS в принципе неверно, поскольку эти две архитектуры решают разные задачи. Файловый доступ и совместное использование информации для приложений на разнородных серверных платформах в локальной сети реализует NAS. А вот высокопроизводительный блоковый доступ к базам данных, консолидация хранения, гарантирующая его надежность и эффективность, — прерогатива SAN. Архитектура NAS будет особенно эффективной на тех предприятиях, где велико число пользователей и где необходимо поддерживать приложения, обрабатывающие большие объемы данных. К таким приложениям, в частности, относятся системы управления ресурсами предприятия (ERP) и управления данными о проектируемых и производимых изделиях (PDM).

Тенденции рынка

По сей день в большинстве корпоративных систем используются либо непосредственно подключаемые хранилища данных (DAS), либо встроенные в серверы. При этом надо заметить, что таких систем вполне достаточно для многих существующих приложений. Рынку нужны простые и доступные средства хранения данных для того, чтобы совладать со стремительным ростом объемов содержательной информации, которую нужно иметь под рукой и которой можно эффективно оперировать. Эта потребность оформляет облик современных хранилищ данных. Основными тенденциями на этом рынке считаются сегодня виртуализация, сети хранилищ данных на основе IP, а также конвергенция NAS и SAN.

Несмотря на непростое экономическое положение в мире, по прогнозам IDC, рынок систем хранения данных продолжит поступательное развитие, причем рост сегментов SAN и NAS должен идти опережающими темпами. Действительно, одной из наиболее заметных тенденций сегодня стало увеличение спроса на сетевые устройства хранения. Фирмы, расширяющие сетевое хранение для консолидации, а также улучшения процессов резервирования и восстановления информации, стали уделять больше внимания безопасности, управлению инфраструктурой хранения и программными средствами тиражирования, что помогает поддерживать непрерывность бизнеса.

По мнению большинства аналитиков, одна из главных тенденций развития технологий SAN и NAS — их конвергенция. Грань, разделяющая технологии хранения на сетевые устройства NAS и сети хранения SAN, постепенно стирается. Обе технологии все чаще применяются на предприятиях, в центрах хранения данных и в сетях провайдеров услуг и могут быть успешно реализованы в одной и той же среде. Фирмы-производители ищут пути объединения обеих технологий в единую сетевую инфраструктуру хранения, которая обеспечит консолидацию данных, централизацию резервного копирования, упростит общее администрирование, масштабируемость и защиту данных. Дело в том, что реализация сетевых систем хранения данных в среде SAN или NAS сокращает стоимость владения до 45%. Объединение систем хранения данных в единый пул дает еще более значительные преимущества.

Под конвергенцией SAN и NAS обычно понимают технологии, позволяющие осуществить совместный доступ к данным, организованным в виде блоков или файлов, и подсоединить устройства NAS на базе IP к сетям хранения на базе Fibre Channel. Многие компании сейчас начинают применять смешанный (гибридный) подход, при котором одни дисковые массивы подключаются к корпоративной SAN, а другие — к корпоративной локальной сети на базе Ethernet. Данный подход позволяет подключать серверы к сетевому устройству хранения данных наиболее подходящего типа. В таком случае технологии SAN и NAS не конкурируют, а дополняют друг друга.

Конвергенция на практике

За последнее время на рынке появился ряд решений, демонстрирующих конвергенцию технологий SAN и NAS. Так называемые NAS-шлюзы к сети хранения данных — это один из признаков конвергенции моделей сетевого хранения данных. При этом сеть хранения данных служит основным хранилищем информации (к которому подключены через Fibre Channel серверы), а NAS — это лишь одна из форм файлового доступа к этому хранилищу для клиентов локальной сети на базе Ethernet. В общем случае NAS-шлюз — это NAS-устройство без интегрированной дисковой подсистемы, но с возможностью подключения компонентов сети хранения. Он действует аналогично обычному NAS-устройству с интегрированными дисками, транслируя запросы по различным файловым протоколам на базе IP в операции блочного ввода-вывода по протоколу SCSI, и точно так же не требует больших затрат времени и средств на подключение и обслуживание. С помощью шлюза клиентские рабочие станции и серверы в локальной сети можно подключать к сети хранения без специальных интерфейсных плат адаптера шины.

Использование NAS-шлюзов позволяет сохранить ранее сделанные инвестиции в системы внешней памяти. Если организации помимо, скажем, корпоративной системы управления, которая опиралась на SAN, понадобилось реализовать Web-службы, и при этом в сети хранения достаточно ресурсов для поддержки этой функциональности, NAS-шлюз позволит обойтись без приобретения дополнительных дисковых массивов, предоставив возможность файлового доступа и разделения информации в существующей сети хранения. По мнению экспертов Gartner Group, достоинства шлюзов состоят в возможности консолидации NAS и SAN, в унификации их управления и лучшей масштабируемости.

Практически все крупные компании, работающие на рынке систем хранения, предлагают собственные разработки в области конвергенции, в том числе и NAS-шлюзы. В качестве примера приведем лишь две из них. Так, корпорация IBM разработала шлюз IBM TotalStorage NAS 300G, который фактически перебрасывает своеобразный мост между локальной сетью и SAN. Корпорация HP, лидер не только на всем рынке систем хранения, но и в сегменте SAN, предлагает устройство HP StorageWorks NAS 8000. Оно подсоединяется непосредственно к сетям Ethernet и позволяет легко реализовать в сетях SAN общий доступ к файлам, благодаря чему дисковые массивы XP или VA могут совместно использовать несколько серверов в смешанных архитектурах NAS и SAN, что увеличивает гибкость систем хранения.

В заключение стоит отметить, что рост производительности и масштабируемости, функциональности и надежности придает новое качество системам хранения. И построение единых сетевых систем, объединяющих возможности SAN и NAS, — лишь один из шагов в направлении глобальной интеграции корпоративных систем хранения.