0
Skeleton
Системы хранения
Форум
Компания «Скелетон»
196084, Санкт-Петербург
ул. Заставская, д. 7, 1-й этаж, офис 119
Телефон: +7 (812) 331-33-55
Факс: +7 (812) 331-33-55
Почта: info@sceleton.ru
Rambler's Top100
Типовые решения
Продукты
Услуги и сервис
Upgrade
Заказать
Главная / Типовые решения / Системы хранения

Системы хранения

Вместе с ростом глобальных сетей и электронной коммерции растет объем данных, требующих поддержки и хранения. Организациям и предприятиям требуются эффективные решения для хранения данных и в настоящее время на рынке технологий существуют три основных способа: Direct Attached Storage (DAS), Network Attached Storage (NAS) и Storage Area Networks (SANs).

 

Direct Attached Storage (DAS)

В этой наиболее простой форме, DAS содержит дисковый накопитель, непосредственно подключенный к серверу. Данные передаются, используя SCSI (Small Computer System Interface) команды, которые в большинстве случаев являются командами ввода-вывода между компьютером и жестким диском. При помощи SCSI комманд данные передаются блоками на низком уровне, используемом устройствами хранения, в отличие от передачи файлов, при помощи которых в большинстве случаев происходит обмен в локальной сети.
При таком подходе имеется ряд недостатков, включая высокую стоимость управления, ограничения расстояний и масштабируемости. В частности, чтобы увеличить емкость устройств хранения данных, компаниям необходимо приобретать больше серверов. Кроме того, устройства хранения должны быть расположены близко к серверу, поскольку SCSI устройства используют для передачи данных параллельный кабель, длина которого обычно не привышает 12 метров. И таким образом эти ограничения приводят к потребности в устройствах сетевого хранения данных.

 

Network Attached Storage (NAS)

Архитектура NAS основана на файловых запросах и подразумевает применение устройств, подсоединенных непосредственно к локальной сети, по которой и передаются сохраняемые данные. Так как в этом случае используются привычные сетевые технологии, ресурсы NAS могут обслуживаться существующим штатом специалистов с минимальными навыками в управлении устройствами сетевого хранения, и таким образом могут быть существенно снижены затраты на администрирование. Другое преимущество NAS заключается в большой гибкости, так как устройства сетевого хранения данных легко подключаются к сети. Однако это не подразумевает неограниченных возможностей наращивания, так как напряженный трафик, генерируемый устройствами хранения данных, может снизить общую производительность локальной сети.

 

Storage Area Networks (SANs)

SANs - это специализированные сети, которые соединяют серверы с устройствами хранения данных и передают данные, не нагружая локальную корпоративную сеть. В архитектуре SAN (так же, как и в DAS), запросы ввода-вывода непосредственно передаются к устройствам хранения. Многие факторы делают привлекательной эту архитектуру, включая высокую производительность, надежность, доступность, масштабируемость и простое управление.
Без централизованного управления данными, которое обеспечивается при использовании архитектуры SAN, избыточные копии файлов могут быстро заполнить дисковое пространство в устройствах хранения, в то время как избыточные версии файлов создают проблемы согласования. При отсутствии развитых инструментальных средств управления, серверы, обслуживающие приложения с большим количеством запросов и часто используемыми данными могут быть перегруженными, вместе с тем другие серверы в это же время могут простаивать. Применение архитектуры SAN вместе с инструментальными средствами управления способствует снижению такого рода проблем.

Архитектура SANs, также предоставляет большие возможности масштабирования. При возрастании запросов эта архитектура позволяет просто увеличить дисковое пространство в устройствах хранения и сетевые ресурсы.

Коммутаторы и другое оборудование в инфраструктуре SAN исторически используют набор сетевых протоколов, именуемый Fibre Channel, который позволяет SCSI командам передаваться через последовательное, а не параллельное соединение. Этот протокол также поддерживает относительно высокую производительность, передавая данные со скоростью от 700 до 800 Мбит/с в устройствах первого поколения и приблизительно вдвое больше в устройствах второго поколения.

Host Bus Adapter (HBA) используется для подключения сервера к сети SAN и как правило, в сервере имется возможность подключения к сети Ethernet и Fibre Channel, чтобы соединиться и с Ethernet LAN и с Fibre Channel SAN. HBA имеет то же самое назначение при подключении к SAN, как и Network Interface Card (NIC) или сетевой адаптер при подключении к LAN.

 

Существующие ограничения

Несмотря на то, что Fibre Channel – высокопроизводительная технология передачи, оптимизированная под тот же формат блоков, который используют устройства хранения, эта технология имеет существенные недостатки:
Общая стоимость владения (TCO)

Общая стоимость владения при использовании Fibre Channel SAN ниже, чем в случае применения DAS модели, но является все еще достаточно высокой. Так как потребности организаций в сетевом хранении данных варьируются достаточно широко, трудно разработать набор вычислений для расчета средней стоимости владения. Поскольку Fibre Channel - относительно новая технология, то многие компании не имеют в штате ИТ достаточно специалистов, имеющих навыки работы с Fibre Channel. Притом, что поиск необходимого специализированного персонала может быть спорным, а обучение не всегда доступно. В результате, развертывание и поддержка сетей Fibre Channel часто бывает труднореализуемой и дорогостоящей задачей.
Ограничение расстояний

Несмотря на то, что теоретический предел для Fibre Channel – 10 км, некоторые многомодовые волоконно-оптические каналы, используемые в сетях Fibre Channel, могут иметь практические ограничения от 250 до 500 метров. Развитие экосистемы хранения данных для больших организаций часто смещается в сторону наибольшего удаления SAN от локальной корпоративной сети для того, чтобы обеспечить географическую удаленность хранимых данных, как часть планирования политики резервного копирования. Это означает, что даже расстояния в 10 км, могут быть неадекватными для эффективного хранения и резервирования данных.

 

Потребность в технологии хранения данных на основе IP

Несколько факторов быстро расширяют требования к технологиям хранения данных по всему миру:

  • Электронная почта
  • Электронная коммерция
  • Распространяющаяся глобальная экономика

В течение прошлого десятилетия многие предприятия наблюдали существенное увеличение в объемах произведенных ими данных. Количество данных продолжает увеличиваться, особенно в средах Web- и электронной коммерции.
Посредством электронной почты по всему миру производится больше данных, чем генерируется новыми Web- страницами и эти типы трафика обычно насыщены мультимедийными данными. Электронная почта и связанные с интернетом деловые и коммерческие транзакции становятся причиной лавинообразного увеличения данных, требующих хранения и перемещающихся по IP сетям. Этот трафик потенциально может сокрушить существующие методы резервного копирования.

Необходим новый метод, способный обеспечить новые возможности для хранения данных в IP сетях и снизить ограничения, связанные с технологией Fibre Channel SAN. Быстро развивающаяся технология для подобных решений - Internet SCSI (iSCSI) или SCSI поверх IP.

 

Что такое iSCSI?

Internet SCSI (iSCSI) – это стандартный протокол, предназначенный для инкапсуляции SCSI команд в пакеты TCP/IP и транспортировки блочных комманд ввода - вывода по IP сетям. Протокол iSCSI может быть использован для построения сетей SAN на основе IP. Эта простая, но мощная технология может обеспечить быстродействующее и экономичное решение хранения данных для Web- сайтов, сервис провайдеров, предприятий и других организаций.

ISCSI HBA, или Storage NIC, подключает ресурсы хранения данных к сети Ethernet. В результате, управление основными транспортными уровнями может осуществляться, используя существующие сетевые приложения. Функции, необходимые для управления протоколом iSCSI на высоком уровне,
типа разрешений прав доступа, информации об устройствах и конфигурации, легко могут быть встроенны в прикладные программы. По этой причине, развертывание решений управления масштаба предприятия для устройств iSCSI, как ожидается, произойдет быстро.

Производительность первого поколения iSCSI HBA, как ожидается, будет удовлетворять потребностям сетевого хранения данных для рабочих групп или подразделений средних и крупных предприятий. Ожидаемая в 2002 году доступность аппаратных средств обработки стека TCP/IP значительно улучшит эффективность iSCSI устройств, а производительность, сопоставимая с Fibre Channel ожидается в 2003 году, когда появятся устройства iSCSI, поддерживающие технологию 10 Gigabit Ethernet.

 

Преимущества

При объединении технологий SCSI, Ethernet и TCP/IP, технология Gigabit iSCSI предоставляет следующие ключевые преимущества:

  • Используются стабильные и известные стандарты - многие, сетевые администраторы хорошо знакомы с этими технологиями
  • Создается SAN с меньшими затратами на TCO – стоимость инсталляции и обслуживания существенно ниже, так как при использовании TCP/IP снижается потребность в специализированном персонале
  • Обеспечивается высокий уровень взаимодействия - снижается потребность в специализированных сетях и соединениях, поскольку используются регулярные коммутаторы Ethernet вместо специальных коммутаторов Fibre Channel
  • Данные из сетей Ethernet могут передаваться по Глобальным IP сетям и поэтому эта технология практически не имеет никаких ограничений расстояний
  • Наращивание скорости передачи данных до 10 Гбит/с делает эту технологию сопоставимой с OC-192 SONET (Synchronous Optical Network), соответствующей Metropolitan Area Networks (MANs) и Wide Area Networks (WANs)

Где может использоваться технология iSCSI?

 

Применение технологии iSCSI SAN лучше всего подходит для организаций с потребностью в передаче потоков данных и/или большого количества данных, которые должны храниться и передаваться по сети. Это включает:

  • Internet Service Providers (ISPs)
  • Storage Service Providers (SSPs)
  • Организации, которые нуждаются в удаленных репликациях и восстановлении сохраненных данных. Например, высокотехнологичная компания остается восприимчивой к стихийному бедствию, если используется технология Fibre Channel. Первоначальные и резервные копии данных могуе быть потеряны в случае землетрясения, из-за ограничений расстояния.
  • Географически распределенные организации, которым требуется доступ к одним и тем же данным в реальном масштабе времени. Например, рабочая группа может не ждать 24 часа традиционной процедуры replication/backup/reconciliation для получения самых последних проектных данных.
  • Компании и организации с ограниченным бюджетом и ИТ ресурсами. Этим организациям необходимо использовать iSCSI оборудование, функционирующее по стандарту Gigabit Ethernet на медном кабеле 5-ой категории, имеющееся сегодня уже в большинстве зданий.

 

Примеры развертывания

 

Network Storage Services via iSCSI

Два iSCSI HBAs могут быть использованы вместе со стандартными Ethernet адаптерами, которые подключаются к iSCSI RAID массиву через гигабитный коммутатор. Эта конфигурация соответствует следующему шагу в построении выделенной сети iSCSI SAN, или как начальная конфигурация iSCSI SAN.
Multiple Cards to Single iSCSI Router

Несколько HBAs, установленные в разные серверы могут быть использованы совместно с гигабитным коммутатором, подключенным к iSCSI маршрутизатору, который содержит порты Fibre Channel. Маршрутизатор подключается непосредственно к Fibre Channel RAID массиву. Такая конфигурация соответствует следующему шагу в построении основной сети iSCSI SAN, в которой используются устройства хранения Fibre Channel.
iSCSI HBA and Fibre Channel Tape Backup

iSCSI HBA может использоваться вместе с гигабитным коммутатором, подключенным к iSCSI маршрутизатору, содержащему порты Fibre Channel и подключенному к ленточному накопителю. Эта конфигурация может использоваться для выполнения операций резервного копирования и восстановления данных с использованием существующей инфраструктуры Ethernet.

 

Заключение

Организации, изменившие требования к хранению данных, особенно требования к защите или к восстановлению данных, получат наибольшие преимущества при использовании технологий их хранения на основе IP и iSCSI. Поскольку увеличение производительности и iSCSI SANs станут повсеместными, они будут постепенно интегрированы в корпоративные сети TCP/IP. Распределенные сервисы и автоматическое распознавание ресурсов хранения данных, посредством виртуализации, станет интегральной частью будущей эволюции iSCSI SANs.