Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Недорогие IP-системы хранения данных

Стивен Хилл

Использование протокола iSCSI для создания недорогих и масштабируемых хранилищ данных стирает грань между сетями SAN и устройствами NAS.

Перед любым ИТ-менеджером время от времени ставится задача увеличить емкость систем хранения данных. Это почти так же неизбежно, как уплата налогов. В небольших компаниях она решается путем покупки дополнительных устройств памяти, подключаемых непосредственно к серверам (Direct-Attached Storage — DAS), или посредством установки недорогого подсоединяемого к сети устройства хранения данных (Network-Attached Storage — NAS) с размещением на нем совместно используемых сотрудниками компании информационных ресурсов и индивидуальных каталогов пользователей. На крупных же фирмах, имеющих сеть хранения данных (Storage Area Network — SAN), наращивают емкость последней.

Помимо небольших и крупных компаний существуют растущие предприятия среднего бизнеса и филиалы крупных компаний, в которых функционируют один или несколько серверов, поддерживающих работу приложений (СУБД и служба обмена сообщениями) и предо-ставляющих сетевой доступ пользователям к хранящимся на них файлам. Предприятия, не имеющие сети SAN, должны выбрать для себя оптимальное сетевое решение с учетом простоты управления данными (обеспечиваемой централизованным хранением их в сети), а также потребностей предприятия в экономии денежных средств, масштабируемости инфраструктуры хранения и совместимости ее с имеющимися сетевыми приложениями, такими, как Microsoft Exchange и SQL Server. Если же предприятие уже использует сеть SAN, емкости которой перестало хватать, то нужно лишь расширить ее, добавив к ней модульное и хорошо масштабируемое устройство хранения данных.

Благодаря распространению IP-систем хранения данных в виде устройств NAS и SAN компаниям среднего масштаба стало доступно множество экономически эффективных вариантов модернизации своих ИТ-инфраструктур. Теперь вместо увеличения числа серверов, подсоединения к ним дополнительных устройств DAS и внедрения у себя Fibre Channel-сети SAN можно по мере необходимости подключать к имеющейся компьютерной сети IP-устройства хранения данных нужной емкости.

В прошлом единственно возможной альтернативой использованию средств DAS являлось развертывание дорогостоящей Fibre Channel-сети SAN, поскольку менее дорогие устройства NAS не поддерживали доступ к хранимым данным на блочном уровне, необходимый для работы серверов обмена сообщениями (типа Exchange Server ) и СУБД (типа SQL Server и Oracle). Сегодня же ряд производителей устройств NAS реализовали в них поддержку протокола iSCSI, а также возможность создавать легкомасштабируемые тома iSCSI в их файловой системе. Это очень важно, поскольку отпадает необходимость выбирать между файловым и блочным устройством хранения данных, ведь один и тот же продукт может одновременно обеспечивать доступ к данным на файловом и блочном уровнях. Такой “гибрид” iSCSI-устройства хранения информации (для IP-сети SAN) и сервера NAS очень выгоден для пользователей. Его появление дало им возможность задействовать простые в применении (как обычные устройства NAS) виртуализируемые системы хранения данных блочного уровня в рамках хорошо знакомой им сетевой инфраструктуры предприятия.

Эти “гибридные” устройства имеют мощные функции виртуализации памяти, позволяющие создавать пулы памяти, разделы RAID и логические тома. Кроме того, системный администратор может динамически наращивать имеющуюся память с доступом на блочном или файловом уровне без остановки работы системы хранения, а также без переопределения и повторного форматирования существующих томов. Еще совсем недавно такое управление памятью было доступно лишь в высококлассных сетях SAN, теперь оно реализуется все более распространенными IP-устройствами памяти последнего поколения.

Ниже мы рассмотрим три примера предприятий и три подходящих для них iSCSI-совместимых устройства хранения данных, которые представляют собой три разных класса относительно недорогих ИТ-решений. Это два устройства NAS: одно из них работает на базе ОС Windows Storage Server (WSS), другое — под управлением модификации ОС Linux — и модульный дисковый массив для iSCSI-сети SAN.

Пример 1. NAS в первый раз

Возьмем небольшую, но растущую фирму; в ней задействованы 100 Windows-компьютеров и сервер Exchange, которому перестало хватать дискового пространства. Пользователи хранят свои данные локально (на дисках своих ПК), крайне нерегулярно резервируют их, а хорошая служба технической поддержки на фирме отсутствует. Основными требованиями, предъявляемыми здесь к новой системе хранения данных, являются невысокая стоимость и простота управления, желательно также, чтобы система была многофункциональной и хорошо расширяемой.

Подобной фирме мы рекомендуем обратить внимание на продукт ProLiant DL380 G4 Storage Server компании Hewlett-Packard (HP), являющийся основанным на ОС WSS устройством NAS. Первоначально продаваемое в качестве универсального сервера высотой 2U устройство ProLiant DL380 G4 выпускается в двух модификациях — это автономная система хранения данных (со своими устройствами DAS) и шлюз в сеть SAN. Оно поддерживает внешние массивы дисков SCSI или Serial ATA (SATA). Протестированная нами базовая модель автономной системы хранения была оснащена факультативным ПО ProLiant iSCSI Feature Pack и четырьмя заменяемыми в “горячем” режиме 146-Гбайт дисками Ultra 320 SCSI общей емкостью 587 Гбайт.

Комбинация гибкого устройства ProLiant DL380 G4 с ОС WSS идеальна с точки зрения соответствия требованиям минимальной стоимости и простоты управления, ведь одно и то же устройство обеспечивает пользователям сетевой доступ к информационным ресурсам и расширяет нужную серверу Exchange память, работающую на блочном уровне. Система хранения данных, функционирующая под управлением ОС WSS, хорошо подходит для Windows-сетей, поскольку имеет знакомый пользователям интерфейс и хорошо совместима с ПК на базе Windows. Кроме того, она поддерживает компьютеры с ОС Unix, Linux и Macintosh.

Специалисты компании HP разработали неплохой интерфейс для управления хранением данных — он обеспечивает удобный доступ к большинству административных функций. Благодаря наличию удобного Web-интерфейса продуктом DL380 G4 можно управлять из любой точки сети. Опциональное ПО поддержки протокола iSCSI наделяет продукт функциональностью целевого устройства iSCSI и позволяет создать виртуальный том в его файловой системе.

Такой широкий набор функций, как у ОС WSS, обычно свойствен более дорогим продуктам. Сервис Virtual Disk имеет стандартизированный интерфейс для поддержки накопителей разных производителей, а функция Multi-path IO дает возможность администратору повысить скорость обмена данными с сетью за счет использования нескольких сетевых адаптеров. ОС WSS поддерживает распределенную файловую систему DFS компании Microsoft, которая позволяет создавать виртуальные корневые и разделяемые каталоги, охватывающие множество физических устройств, расположенных в разных местах. Кроме того, с помощью ОС WSS можно делать “снимки” разделяемых каталогов в определенные моменты времени. Благодаря им пользователи могут восстанавливать случайно удаленные и перезаписанные файлы без помощи ИТ-персонала и копирования данных с архивной ленты.

Устройство ProLiant DL380 G4 оснащено двумя портами Gigabit Ethernet, резервными блоком питания и вентиляторами, а также внешним портом Ultra 320 SCSI, предназначенным для резервного копирования данных на ленточный накопитель. ОС WSS полностью совместима со справочником Active Directory и с большинством Windows-программ других фирм, предназначенных для резервного копирования данных, обеспечения информационной безопасности и защиты от вирусов. Устройство, о котором идет речь, поддерживает систему удаленного управления Integrated Lights-Out Management компании HP.

В шасси продукта DL380 G4 имеется шесть отсеков для дисков Ultra 320 SCSI с возможностью их “горячей” замены. В два отсека еще на заводе монтируют зеркально отраженные 36-Гбайт диски и устанавливают на них ОС, а остальные четыре заполняются дисками по желанию заказчика в зависимости от толщины его кошелька. Установив четыре 300-Гбайт диска, вы получите внутреннюю дисковую память емкостью 1,2 Тбайт. Если нужна более высокая емкость, вместо базовой модели можно купить более дорогую модель External SCSI или External SATA, работающую с внешними дисковыми массивами.

Пример 2. Пространство для роста

Представим себе филиал крупной корпорации. В его сети работают более 250 настольных систем, основанных на разных компьютерных платформах, и несколько серверов (файловых, баз данных и обмена сообщениями), которым требуется дополнительная дисковая память. В корпорации есть квалифицированный ИТ-персонал, но его численности явно недостаточно, чтобы оперативно решать проблемы в работе расположенных в филиале ИТ-систем, почти исчерпавших ресурсы памяти. Таким образом, данному филиалу нужна недорогая и хорошо расширяемая сетевая система хранения данных. Дополнительными требованиями к ней являются простота управления и широкий набор функциональных возможностей.

Экономически эффективным вариантом выбора системы хранения для описанной выше более крупной сети является продукт Snap Server 18000 фирмы Snap Appliance (входит в компанию Adaptec) — самая мощная модель в семействе устройств NAS этой фирмы. В указанном продукте недорогие диски SATA сочетаются со встроенной поддержкой томов iSCSI. Протестированное нами устройство Snap Server 18000 было оснащено восемью 250-Гбайт дисками SATA, заменяемыми в “горячем” режиме (общая емкость внутренней дисковой памяти — 2 Тбайт).

Устройство Snap Server 18000 работает под управлением ОС Linux Guardian OS 3.1 компании Snap, совместимой со справочником Active Directory и способной эмулировать серверы, а также поддерживать клиентские станции Unix, Linux, Macintosh OS 10.2 и Windows. Кроме того, при создании разделяемых структур данных она позволяет задействовать схему обеспечения информационной безопасности, ориентированную на Windows или Linux. Доступной через браузер конфигурационной программой Snap Server Manager этого устройства очень просто пользоваться. Для выполнения низкоуровневых операций управления (например, определение конфигурации дискового массива) в ней запускаются аплеты Java. Управлять устройством можно из любой точки сети.

В продукте Snap Server 18000 реализован программный контроллер дисковых массивов. Это означает, что управление физическими устройствами, распределение ресурсов памяти и конфигурирование дисковых массивов осуществляется средствами ОС, а не специализированной микросхемой ASIC.

В устройстве имеется возможность определять массивы RAID уровней 0, 1 и 5, содержащие до 24 дисков SATA, расположен-ных в разных дисковых шасси. ПО продукта поддерживает общие диски “горячего” резерва для разных массивов. Имеющаяся в ОС Guardian OS функция Instant Capacity Expansion (ICE) позволяет администратору расширять дисковую память данной системы хранения без остановки ее работы.

Нас порадовало то, что тома iSCSI можно наращивать динамически, без выгрузки их содержимого на другие устройства памяти и последующей записи его обратно на эти тома. Мощная функция ICE работает незаметно для клиентских устройств и позволяет администратору наращивать имеющиеся тома любого типа без прерывания сеансов работы клиентских устройств.

Продукт Snap Server 18000, оснащенный резервным блоком питания и интегрированным контроллером Ultra 320 SCSI, совместим со многими программами резервного копирования для сетей масштаба предприятия. Данный продукт поддерживает и создание образов дисков клиентских станций или серверов с помощью ПО Symantec V2i Protector. Дополнительное ПО обеспечивает асинхронное тиражирование данных на уровне байтов между серверами по WAN- или LAN-каналам.

Оно осуществляет шифрование и сжатие передаваемых данных.

Емкость одного устройства Snap Server 18000 можно расширять до 30 Тбайт путем подключения к нему до семи дополнительных дисковых шасси Snap Disk 30 с 16 250-Гбайт дисками каждое. Это шасси, увеличивающее емкость системы хранения на 4 Тбайт, стоит 17 995 долл. Таким образом, рассматриваемое устройство имеет хорошую расширяемость, что необходимо для удовлетворения растущих потребностей предприятий в хранении данных.

Стоит отметить один интересный момент: дополнительные дисковые шасси подключаются к устройству через его порт Fibre Channel. Можно подумать, что наличие в этой системе хранения данных средств Fibre Channel противоречит нашему требованию, чтобы цена ее была низкой, но для работы системы не нужно никакого другого оборудования Fibre Channel, кроме адаптеров и соединительных кабелей. Средства Fibre Channel в составе системы работают абсолютно прозрачно для пользователей.

Пример 3. Основа крупного бизнеса

Итак, предположим, что существует некая крупная компания с сотнями ПК разных платформ и многочисленными файловыми серверами и серверами приложений, которая нуждается в централизации хранения данных. Ее руководство не хочет внедрять у себя дорогостоящую Fibre Channel-сеть SAN, но и не может игнорировать факты неэффективного использования емкости многочисленных DAS-устройств и значительных временных затрат на администрирование большого числа серверов. В компании имеется квалифицированный ИТ-персонал, но немногочисленный, поскольку ее ИТ-бюджет существенно ограничен. Основными требованиями, предъявляемыми к новой системе хранения данных, являются хорошая масштабируемость и разумная цена, а дополнительными — широкий набор функциональных возможностей и простота управления.

Возникает вопрос: можно ли считать разумной цену, равную 41 800 долл.? Конечно, если стоимость альтернативных решений в три—пять раз выше. На определенном этапе развития компании внедрение Fibre Channel-сети SAN имеет большой смысл, но не каждое предприятие готово выложить шестизначную сумму за такую сеть. Таким предприятиям подойдет дисковый массив PS100E компании EqualLogic, который станет основой iSCSI-сети SAN, обладающей необходимой крупному предприятию функциональностью и емкостью при цене, которая гораздо ниже, чем у Fibre Channel-сети SAN. Мы протестировали массив PS100E, оснащенный 14 заменяемыми в “горячем” режиме 250-Гбайт дисками SATA общей емкостью 3,5 Тбайт.

Процесс управления сетью SAN отличается от процесса управления устройством NAS.

Продукт PS100E является исключительно блочным устройством памяти, в котором отсутствуют ОС и необходимость определять разделяемые каталоги. Для назначения IP-адресов и имен, а также для выбора уровня RAID (10 или 50) используется последовательный консольный интерфейс продукта.

После назначения IP-адресов рассматриваемой системой хранения данных можно управлять посредством удобного Web-интерейса, позволяющего создавать логические тома, определять правила создания “снимков” и вводить в состав группы дисковых массивов дополнительные массивы. Вы можете добавлять массивы по мере необходимости, динамически увеличивая общую емкость их группы и объем существующих томов, а также создавать новые тома — и все это без остановки работы всей группы массивов.

Процедуры установки массива и монтирования тома на тестовом сервере оказались очень простыми — у нас на это ушло менее 30 мин. Стоит подчеркнуть, что система хранения данных для сети SAN обеспечивает доступ к хранимой информации только на блочном уровне, а это значит, что для организации разделяемых и индивидуальных сетевых каталогов пользователей нужно задействовать дополнительные серверы. В целом управлять дисковым массивом iSCSI несколько сложнее, чем устройством NAS. Но хорошо то, что тома блочного уровня независимы от ОС. Смонтированный на сервере том SAN работает точно так же, как устройство DAS, и может использоваться для замены или дополнения имеющихся у этого сервера устройств DAS. При работе с томами SAN применяются хорошо знакомые сетевым специалистам средства обеспечения информационной безопасности и управления в составе серверной ОС.

Как и подобает продукту для сети масштаба предприятия, массив PS100E снабжен зарезервированными и заменяемыми в “горячем” режиме подсистемами (включая вентиляторы и блоки питания). Два заменяемых коммуникационных модуля массива в сумме имеют шесть сетевых портов Gigabit Ethernet. Данный продукт поддерживает выравнивание нагрузки между своими сетевыми портами, клонирование томов и создание “снимков” в определенные моменты времени. Он совместим с большим числом ОС, в том числе с Apple Macintosh OS, Hewlett-Packard HP-UX, IBM AIX, Microsoft Windows, Linux, Novell NetWare, Sun Solaris и с Unix.

Хотя каждый массив EqualLogic PS Array может работать в качестве автономного устройства хранения данных, его встроенное ПО обеспечивает централизованное управление группой из 32 дисковых массивов общей емкостью около 100 Тбайт. Мощное встроенное ПО виртуализации памяти выравнивает нагрузку на многочисленные дисковые массивы, а каждая группа массивов способна поддерживать до 1024 томов, смонтированных на 256 хостах. При увеличении числа массивов в группе ее общая производительность растет, ведь добавление массива приводит к появлению новых контроллеров и сетевых соединений Gigabit Ethernet.

Подведем итоги

IP-сети SAN работают примерно в два раза медленнее сопоставимых инфраструктур Fibre Channel, в большинстве из которых используется 2-Гбит/с оборудование. С распространением средств 10-Gigabit Ethernet эта ситуация изменится, но недорогие компоненты 10-Gigabit Ethernet станут широкодоступными только через год—два. Кроме того, на скорость работы томов iSCSI, созданных в файловых системах устройств NAS, негативно влияют накладные расходы, связанные с трансляцией данных. По этой причине “гибридные” продукты NAS—iSCSI могут и не подойти для размещения очень больших баз данных и поддержки работы высокопроизводительных приложений.

Другой связанный с производительностью факт заключается в том, что в рекомендованных нами NAS-продуктах компаний HP и Snap имеется только один управляющий модуль (head), и весь трафик обмена данными с дисками проходит через два его сетевых порта. С подключением к продукту дополнительных дисковых шасси вычислительная мощность результирующей системы хранения не растет и пропускная способность ее сетевых соединений не увеличивается, поэтому в периоды наивысшей нагрузки скорость выполнения информационных запросов может снижаться. Это не относится к решению компании EqualLogic, поскольку с добавлением к группе ее массивов каждого нового массива общая производительность их контроллеров и суммарная пропускная способность их сетевых соединений растут. Однако (в отличие от устройств NAS) для организации сетевого доступа пользователей к хранящейся в массивах информации нужны дополнительные серверы. Мы хотим напомнить читателям, что искали (и описывали в данной статье) недорогие системы хранения данных, внедрение которых представляет собой экономически эффективный вариант решения проблемы с нехваткой дисковой памяти для описанных выше предприятий.

Каждую из рассмотренных в этой статье систем можно расширять, каждой довольно просто управлять, и все они позволяют реализовать централизованное хранение данных. создание централизованного хранилища можно начинать с покупки одного устройства, а затем, по мере исчерпания серверами его ресурсов памяти, вы будете подсоединять к нему дополнительные дисковые шасси. Самое главное — то, что IP-системы хранения данных стоят значительно дешевле сравнимых систем, поддерживающих технологию Fibre Channel, и могут работать в любой сети Ethernet..





  
6 '2005
СОДЕРЖАНИЕ

бизнес

• Аутсорсинг разработки ПО: опасения и выгоды

• Импортируем Java-код

инфраструктура

• Выбор коммутатора сети SAN

• Разберемся в стандартах на беспроводные сети

• Недорогие IP-системы хранения данных

• Пять слагаемых успеха PoE

информационные системы

• Изучаем передовой ИТ-опыт

• Перспективы развития технологий для call-центров

• Повышение отказоустойчивости сетевых приложений реального времени

сети связи

• IP-услуги в России

• Мир выбирает технологию TETRA

• Распределенная архитектура опорной сети мобильной связи

• Чистые каналы

• FMC и IMS — будущее телекоммуникаций?

кабельные системы

• Защита от воздействия молнии

• Маркирование кабельных систем — дело полезное

защита данных

• Тестируем системы предотвращения вторжений уровня сети

новые продукты

• Кабельные лотки «Эвантэр»; Кабельная система EuroLAN 6; ИБП Powerware 9390 компании Eaton; Новые четырехпроцессорные серверы компании R-Style Computers; Axxmetro — для SDH и Ethernet


• Калейдоскоп



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх