С ростом потребностей в большем объеме памяти для хранения информации становится необходимым стратегическое планирование оптимального использования имеющихся ресурсов.
Несмотря на удешевление дискового пространства, миновало то время, когда расходы на хранение информации можно было планировать по остаточному принципу. В период экономического упадка требуются веские обоснования капитальных затрат. Это заставляет искать более эффективные пути для управления уже имеющимися ресурсами хранения. Задача приобретает особую значимость по мере того, как хранилища становятся все более гетерогенными.
Приступая к организации управления хранением, необходимо точно знать, как этот ресурс используется в компании, какова его реальная стоимость и сколько еще емкости понадобится в будущем. Делая акцент на снижении общей стоимости владения (Total Cost of Ownership, TCO) и максимальной окупаемости вложенных средств (Return on Investment, ROI), администраторы ресурсов хранения должны проявить достаточную изобретательность, чтобы «выжать» максимум из тех объемов, которыми они располагают, и не пропустить время, когда понадобится приобретать дополнительные.
Еще более запутывает дело то, что предлагаемые производителями устройств хранения модели ROI с целью демонстрации быстрой окупаемости их продуктов редко учитывают особенности реальных сетей. Нужен единый план по определению стоимости, а также стратегии экономии затрат в соответствии со специфическими требованиями конкретной сети.
ПРИЧИНА И СЛЕДСТВИЕ
Стоимость ресурсов хранения складывается прежде всего из прямых затрат, включающих стоимость оборудования и программного обеспечения, расходы на их установку и эксплуатацию, лицензионные отчисления и т. д. Системы и сети хранения становятся все более сложными, и львиная доля изменений приходится на управление. Согласно исследованию независимого аналитического агентства Gartner Group, в среднем компания тратит 3 доллара на управление хранением в расчете на 1 доллар, вложенный в аппаратные средства хранения. К тому же затраты на обслуживающий эти ресурсы персонал составляют 6,6% от общего бюджета информационных технологий.
Помимо прямых существуют скрытые затраты вследствие неэффективного использования имеющейся емкости хранения. Хотя оценки коэффициента использования ресурсов хранения сильно разнятся, недавнее исследование аналитической компании Forrester Research показывает, что даже в сети хранения (Storage Area Network, SAN) по меньшей мере 60% емкости остаются невостребованными. По мнению Раймонда Пэквита, вице-президента по исследованиям рынка в Gartner Group, в распределенной среде хранения коэффициент использования ресурсов составляет приблизительно 30%. В некоторой степени такая мрачная статистика объясняется тем, что устройства хранения зачастую приобретаются без учета реальных нужд и к тому же с запасом (например, диск на 100 Гбайт может располагаться внутри сервера, которому требуется намного меньшая емкость), а это, в свою очередь, предоставляет массу возможностей для оптимизации.
Избыточная стоимость и неэффективное хранение имеют много причин. Большая часть проблем проистекает из-за отсутствия точных сведений о сетевых ресурсах и их использовании. В результате возникает дисбаланс, когда некоторые серверы могут испытывать острую нехватку дискового пространства, в то время как другие задействуют только часть своей емкости. Опасаясь попасть впросак, администраторы ресурсов хранения нередко выделяют под специфические приложения неоправданно большую емкость, которая до поры до времени «пылится» без дела.
Другая проблема связана с тем, что устаревшие либо не столь важные данные занимают место на самых дорогостоящих ресурсах сети, в то время как критически важные приложения, к которым обращаются часто, вынуждены довольствоваться вторичными носителями. Как считает Пэквит, в распределенной среде хранения по прошествии 90 дней от 60 до 80% информации остается невостребованной. Установление оптимального баланса требует от администратора по сетям или ресурсам хранения особого внимания.
Многие системы зачастую хранят дублированные или искаженные данные. Например, драгоценное пространство узурпируется файлами MPEG и других «нерабочих» форматов. Недостаточная производительность также может внести свою лепту в расходы на хранение (см. врезку «Компания Hunter Duglas обновляет инфрастуктуру хранения»). К тому же надо учесть стоимость резервного копирования и восстановления. Эти виды операций могут свести к нулю экономическую эффективность задуманной стратегии. К счастью, имеющиеся средства позволяют решить некоторые из этих проблем, но о них речь впереди.
Один из методов контроля за расходами на хранение состоит в консолидации ресурсов. С появлением сетей хранения как альтернативы непосредственно подключаемым устройствам хранения стало возможным более гибко использовать ресурсы хранения. Точнее говоря, серверы могут иметь общие ресурсы, а емкость консолидирована в нескольких, более крупных устройствах. Приобретение дисковых массивов большой емкости позволяет снизить стоимость хранения в расчете на 1 Гбайт.
Повышение готовности — еще один ключ к оптимизации затрат. Массивы RAID, зеркалирование данных и кластеризация снижают потенциальные расходы, связанные с простоем. Очень важна тщательная конфигурация резервного копирования и процессов восстановления. Необходимо знать наверняка, во что обходятся простои для бизнеса, как быстро можно восстановить работоспособность, а также какие правила и процедуры могли бы ускорить этот процесс.
Эффективная стратегия архивирования способна оказать помощь в максимальном задействовании имеющейся емкости. При использовании иерархической системы управления хранением (Hierarchical Storage Management, HSM) нужно знать, как часто осуществляется доступ к специфическим файлам и приложениям, где эта информация хранится, кто из пользователей наиболее часто обращается к ней и т. д.
УПРАВЛЕНИЕ РЕСУРСАМИ ХРАНЕНИЯ
Для оптимизации имеющейся емкости и определения будущих потребностей необходима точная, детальная картина среды хранения. В этом могут помочь средства управления ресурсами хранения (Storage Resource Management, SRM).
Программное обеспечение SRM появилось еще в эпоху мэйнфреймов. Оно позволяет получить картину распределенной среды хранения и использования ресурсов хранения. Хотя возможности имеющихся пакетов сильно отличаются, основные функции управления включают автоматическое обнаружение устройств и топологии, управление емкостью, управление событиями (включая предупреждающие сообщения и протоколирование событий), составление актуальных и ретроспективных отчетов, мониторинг и анализ производительности, мониторинг и контроль выделяемого пространства. Некоторые системы выполняют функции составления счетов, осуществляют управление конфигурацией и ресурсами, миграцию данных и управление носителями (инвентаризацию съемных носителей). SRM может управлять данными, включая планирование резервного копирования, восстановления и тиражирования, а также управление файловой системой и правилами.
Программное обеспечение SRM должно предоставлять детальную информацию, на основании которой вы могли бы определить, как используются ресурсы хранения, какие пользователи, отделы и приложения расходуют бо?льшую их часть и как организовать работу наилучшим образом. Кроме того, оно должно поддерживать самые разные устройства хранения, в том числе непосредственно подключаемые, сети хранения, сетевые устройства хранения (Network Attached Storage, NAS), разнообразные операционные системы, платформы и другие управляющие приложения.
В идеале SRM должно обеспечивать управление в соответствии с правилами. Это дает возможность менеджерам по хранению задавать их и проводить в жизнь для выполнения специфических функций, например предупреждения пользователей о нежелательности хранения определенных типов файлов. Кроме того, администратор мог бы определить порядок, в соответствии с которым по истечении определенного срока хранения либо превышении размера или числа копий файлы будут перемещены, архивированы или удалены. То же самое справедливо и в отношении файлов, которые на протяжении определенного промежутка времени не были востребованы.
Однако правила должны отвечать целям бизнеса. Поэтому их необходимо создавать при участии всех подразделений или структурных звеньев организации, от которых зависят запросы на ресурсы хранения.
Еще одним ключевым аспектом является автоматизация. Хотя некоторые правила в SRM автоматизированы, эта область еще нуждается в усовершенствовании. «Отсутствие автоматизации равносильно тому, как если бы газон стригли с помощью пары ножниц», — поясняет Дэнис Мартин, аналитик из Evaluator Group.
Программное обеспечение SRM особенно полезно в комбинации с другими средствами — например, c механизмами сокращения окон резервного копирования, считает Нэнси Мэррон, старший аналитик из Enterprise Storage Group. Используя тщательно собранную с помощью средств SRM информацию и согласуя ее с детальными отчетами о резервном копировании, можно обнаружить проблемы, которые иначе могли бы остаться незамеченными. Как считает Мэррон, нетрудно установить, что одно подразделение расходует непропорционально большую часть окна резервного копирования, например, если копируются файлы большого объема, к которым не осуществлялся доступ в течение оговоренного в политике периода времени.
SRM может предоставить полезную информацию для усовершенствования процесса планирования ресурсов хранения (некоторые производители заявляют, что в их продукты заложена функция планирования емкости хранения, но на самом деле — это процесс, а не свойство программного обеспечения). Данные, собранные с помощью SRM, можно использовать для прогнозирования роста приложений за определенный период времени и определения требуемого для них объема памяти.
Планирование ресурсов хранения требует тщательного подбора оборудования, программного обеспечения и многих других составляющих. Еще одна ловушка, по словам Дианы Мак-Адам, аналитика из Illuminata, кроется в том, что некоторые приложения получают данные для своей работы от других приложений, а те не всегда функционируют на однотипных серверных платформах. Это значительно усложняет составление прогнозов, поскольку независимые приложения могут непредсказуемо влиять друг на друга. Хороший планировщик должен разбираться в таких взаимосвязях, чтобы экстраполировать будущие запросы к объему памяти.
По данным Рэнди Кернса, главы компании Evaluator Group, планирование ресурсов хранения должно учитывать не только увеличение требований к емкости, но также ужесточение требований к производительности, связности всех узлов в сети и восстановлению после катастроф. «Без четкого плана, где бы учитывались все факторы, просто установка еще нескольких устройств только усложнит задачу», — полагает Кернс.
РЫНОК В ТУМАНЕ
С точки зрения продуктов, SRM относится к нескольким различным категориям. Некоторые программные продукты по управлению сетью или ресурсами хранения интегрировали в себе средства SRM либо соответствующую функциональность. В этой группе представлено программное обеспечение таких производителей, как HP/Compaq, IBM Tivoli, Computer Associates, BMC, Veritas, EMC2, Legato и Fujitsu Softek.
Некоторые производители предлагают самостоятельные средства: таковы продукты компании Astrum Software, CommVault, Northern Park Life, NTP Software, PowerQuest, Tek-Tools, TeraCloud и Trellisoft. Компании Sun Microsystems (посредством приобретения компании High-Ground Systems) и Precise Software (благодаря покупке Quinn) также выпускают продукты в этой категории. Прочие, недавно образовавшиеся компании, в частности InterSAN и TrueSAN, поставляют программное обеспечение с функциональностью SRM.
Над средствами SRM работают компании Storage Networks и GreekPath. Они свою деятельность начинали как провайдеры услуг хранения, но затем переключились на программное обеспечение по управлению ресурсами хранения.
Хотя SRM может предоставить ценную информацию, оно не решает всех проблем. Важно то, насколько удачно применяются знания, полученные с помощью таких систем. Кроме того, чтобы обеспечить максимальный эффект, программное обеспечение SRM должно быть хорошо интегрировано с другими средствами управления памятью, сетью, приложениями и продуктами виртуализации.
ВИРТУАЛИЗАЦИЯ В ДЕЙСТВИИ
Еще один подход, предлагаемый для повышения коэффициента использования ресурсов, — виртуализация. Как и SRM, этот метод основан на технологии, известной с давних пор; в последнее время он привлекает к себе особое внимание из-за распространения сетей хранения и сетевых устройств хранения.
У термина «виртуализация» много определений. Если говорить кратко, виртуализация означает представление множества физических ресурсов памяти как единого логического пула. Уровень абстракции скрывает сложность более низкого уровня инфраструктуры хранения, в теории это должно упростить управление гетерогенными системами хранения.
Одна из целей подхода — добиться гибкого динамического распределения емкости хранения за счет предоставления требуемого объема по мере необходимости. Осуществляющее виртуализацию программное обеспечение могло бы автоматизировать многие задачи управления, которые в настоящее время выполняются вручную. Например, если сервер в сети нуждается в дополнительной памяти, то программное обеспечение автоматически выделит такую емкость. А если он располагает ресурсами, превышающими требуемое количество, то программное обеспечение сумеет это распознать и сможет возвратить емкость в пул, чтобы удовлетворить другие запросы.
Сторонники виртуализации заявляют, что технология позволит снизить стоимость хранения благодаря упрощению управления и лучшему использованию ресурсов, облегчить добавление ресурсов хранения и реализацию управления на базе правил. В некоторые продукты включены исключительно базовые функции виртуализации, в то время как в других предусмотрены дополнительные возможности: зеркалирование, тиражирование, выполнение мгновенного резервного копирования. Часть продуктов способна работать лишь со своими собственными системами, остальные — с различными системами и платформами.
Виртуализация возможна на уровне блоков или файлов. (Блоки представляют собой определяемые протоколом SCSI единицы хранения, которые сети хранения Fibre Channel используют для передачи данных.) В разной степени технология виртуализации была реализована в хост-серверах, массивах хранения, на специализированных устройствах, коммутаторах и маршрутизаторах.
В виртуализации на базе хостов одна из первых реализаций была выполнена с помощью менеджеров логических томов. Примером такого подхода может служить продукт Volume Manager компании Veritas, с помощью которого диски из множества массивов можно представить в качестве виртуального пула для главного сервера. На основе опыта внедрения виртуализации на базе хостов в отношении этой технологии можно сделать вывод о том, что она приводит к задержкам в работе сервера вследствие затрат на обработку данных.
Иной подход к виртуализации реализован в массивах хранения. Этот проверенный временем метод обеспечивает оптимальную производительность для массивов конкретных производителей. Однако отсутствие совместимости накладывает ограничения в случае гетерогенного окружения. Одну из первых реализаций такого типа виртуализации осуществила компания StorageTek. Вслед за ней потянулись другие производители, включая EMC2, HP/Compaq, Hitachi, IBM, Sun и Xiotech. Поставщики сетевых устройств хранения, например Network Appliance, также реализовали в своих продуктах некоторые функции виртуализации.
Два других типа виртуализации: по общему каналу (in-band) и по внешнему каналу (out-of band). В первом случае (симметричная виртуализация) управление единым пулом осуществляется по тому же пути, по которому данные передаются между серверами (хостами) и устройствами памяти. При этом программное обеспечение виртуализации устанавливается на выделенное устройство или сервер, через которые передаются как управляющая информация (метаданные), так и пользовательские данные. Виртуализация с управлением по общему каналу обеспечивает централизованное управление и более высокий уровень интероперабельности, но выделенное устройство или сервер, на котором устанавливается система, представляет собой уязвимую точку.
Продукты виртуализации с управлением по общему каналу производят DataCore, FalconStore и HP/Compaq. Компания IBM объявила о планах выпуска соответствующего продукта, который будет работать с системами хранения различных производителей, но пока неясно, какой уровень интероперабельности будет реально достигнут. (Дополнительная информация о технологии виртуализации представлена во врезке «Решение проблемы хранения данных в клинике с помощью SAN».)
Асимметричная виртуализация (с управлением по внешнему каналу) предусматривает размещение выделенного устройства в стороне от основной магистрали передачи данных. Здесь хранятся метаданные, им не приходится путешествовать по сети вместе с пользовательской информацией. Такой тип виртуализации более масштабируем, нежели предыдущий, однако его реализация представлена собственными решениями различных производителей, а хостам требуется клиентское программное обеспечение. Подобные продукты предлагают компании HP/Compaq и StorAge Network. Некоторые производители реализовали возможности виртуализации в коммутаторах и маршрутизаторах, но этот рынок пока не очень хорошо развит.
ВОПЛОЩЕНИЕ ЗАДУМАННОГО
Хотя технология виртуализации имеет большой потенциал, и на ее пути встречаются ухабы и кочки. Как вспоминает Мэррон из Enterprise Storage Group, концепция виртуализации поначалу многих пугала тем, что это решение рассматривало всю память как одинаковую. Вот почему немногие компании теперь заявляют о себе как о поставщиках средств виртуализации.
К тому же из-за отсутствия явного лидера производители с осторожностью отнеслись к вложению средств в эту технологию. По словам Кернса из Evaluator Group, в основном средства виртуализации предлагаются молодыми, не очень известными компаниями. Многие потенциальные инвесторы выжидают, пока не появятся предложения таких крупных корпораций, как EMC2, IBM, HP/ Compaq или Sun, где виртуализация была бы составной частью общего решения.
Кернс убежден, что программные средства виртуализации и SRM станут оптимально использоваться лишь тогда, когда механизмы задания и контроля правил окажутся в состоянии осуществлять обмен информацией между уровнями виртуализации, управления SAN, SRM, инфраструктурой управления и управлением приложениями. А ключ к реализации такой инфраструктуры — центральное хранилище, где могут быть интегрированы данные от упомянутых средств.
Еще одним препятствием на пути SRM и виртуализации стало отсутствие стандартов. В некоммерческой отраслевой организации сетей хранения (Storage Networking Industry Association, SNIA) полным ходом идет подготовка стандартного интерфейса программирования приложений (Application Programming Interface, API), с помощью которого можно будет управлять оборудованием SAN от различных производителей. Основой для разработки спецификации под кодовым названием Bluefin служит управление предприятием на базе Web (Web-Based Enterprise Management) и стандарт общей информационной модели (Common Information Model, CIM).
Если стандарт будет соответствовать заявлениям, он позволит повысить эффективность программных средств SRM и виртуализации за счет более высокой степени интероперабельности в SAN. Однако, учитывая затянувшиеся темпы процесса стандартизации, пройдет еще немало времени, прежде чем Bluefin станет актуальной.
EMC2 выдвинула инициативу по разработке промежуточного программного обеспечения WideSky для неоднородной среды, реализация которой, как утверждается, позволит управлять системами хранения любых производителей благодаря наличию открытого API. Однако в отрасли, где посулы интероперабельности в течение многих лет не претворяются в жизнь, обещания EMC2 и тех, кто к ней присоединился, должны быть подтверждены весомыми доказательствами, дабы произвести надлежащий эффект на потенциального заказчика.
Элизабет Кларк — ответственный редактор Network Magazine. С ней можно связаться по адресу: eclark@cmp.com.
? CMP Media LLC
Компания Hunter Duglas обновляет инфраструктуру хранения
Производитель драпировки для окон, компания Hunter Duglas, имеет солидную репутацию на рынке. По словам Дона Мэньюэла, руководителя информационной службы, недавно у них возникли серьезные проблемы, касающиеся систем хранения, причем, как выяснилось, изменения оказались неизбежными.
Компанию не устраивала надежность и производительность установленных систем хранения: каждый месяц приходилось сталкиваться с простоями. Использование ресурсов не было сбалансированным; системы подключались непосредственно к серверам, поэтому степень использования ресурсов в одних случаях оказывалась очень низкой, а в других — чрезмерно высокой. Кроме того, в целом имеющейся емкости не хватало.
В Hunter Duglas предприняли меры по укреплению инфраструктуры хранения, заменив бо?льшую часть имеющегося оборудования Sun Microsystems системами Symmetrix производства EMC2, тем самым резко увеличив (практически удвоив) емкость хранения до 40 Гбайт. В компании также с успехом внедрили программное обеспечение для автоматического распределения логических томов между устройствами в зависимости от частоты обращения к ним. В результате тщательной настройки была увеличена производительность, а дисковое пространство стало использоваться намного более эффективно.
Как вспоминает Мэньюэл, резервное копирование двух крупных баз данных SAP, используемых в компании, прежде вызывало хроническое нарушение работоспособности всей системы. Чтобы сократить окно резервного копирования, в Hunter Duglas применили систему TimeFinder компании EMC2, благодаря которой зеркалирование базы данных и резервное копирование можно выполнять без отключения системы. С тех пор как проект реализован, простои снизились на 60%.
Ресурсы Internet
Компания Evaluator Group предоставляет свободный доступ к документации «Виртуализация дискового хранения» по адресу: http://www.evaluatorgroup.com.
Дополнительную информацию по спецификации Bluefin можно найти на сайте http://www.snia.org/tech_activities/bluefin.
Описание продукта WideSky компании EMC2 размещено по адресу: http://www.emc.com/technology/widesky.jsp.
Решение проблемы хранения данных в клинике с помощью SAN
В медицинском учреждении выражение «для решения ответственных задач» наполняется особым смыслом. Для эффективного лечения пациентов — особенно это касается травматических повреждений, послеоперационных осложнений, преждевременных родов — врачи должны иметь круглосуточный доступ к актуальной информации.
Медицинский центр Maймонидес в Бруклине не так давно установил сеть хранения, чтобы удовлетворить возросшие потребности в ресурсах хранения. По словам Марка Мороза, исполнительного директора технической службы и службы безопасности, требовался более высокий (по сравнению с существующей кластерной структурой серверов и схемой зеркалирования) уровень доступности и лучшие возможности восстановления после аварий для бесперебойного внесения информации о состоянии здоровья пациентов.
Чтобы исправить ситуацию, в клинике установили основную сеть хранения емкостью 180 Гбайт и сеть хранения для резервного копирования емкостью 380 Гбайт. Затем было инсталлировано программное обеспечение SANsymphony компании DataCore, платформа виртуализации с управлением по общему каналу. Оно поддерживает виртуализацию дисков на уровне блоков, выделение дискового пространства и распределение емкости хранения.
Помимо обеспечения более высокого уровня доступности и возможности зеркалирования, в которых нуждается центр, инфраструктура SAN и технология виртуализации помогли оптимизировать расходы, связанные с хранением информации, и более эффективно распределить емкость хранения.
Мороз вспоминает пару случаев с отказом дисков, однако это не привело к перерывам в работе благодаря наличию сети хранения. По его словам, платформа SAN позволила увеличить количество данных без опасения превысить ограничения на требуемые объемы хранения, так что теперь есть возможность обстоятельно обсудить такие аспекты, как общая стоимость владения приложениями и простои.