Cкорость становится все более сильным козырем и при выполнении резервного копирования. Quantum предлагает собственное решение — систему резервного копирования DX30 на базе RAID.

В большинстве случаев основная проблема резервного копирования заключается не в надежности размещения данных, как это было ранее, а во все большем сокращении временного промежутка, отводимого на соответствующую процедуру. DX30 компании Quantum представляет собой массив жестких дисков, который операционная система воспринимает как ленточный накопитель — точнее сказать, как автозагрузчик, вмещающий от двух до шести накопителей данных DLT7000 и до 30 лент, в зависимости от конфигурации. Система эмулирует широко распространенную модель библиотеки ATL P1000 от Quantum, поддерживаемую всеми основными пакетами программного обеспечения, имеющимися на рынке. Таким образом, в этом пункте со стороны разработчика программ резервного копирования корректировок не требуется, и администратор может воспользоваться имеющимися драйверами, которые уже переболели своими детскими болезнями.

Сначала некоторые подробности о системе: в корпусе шириной 19? и высотой 4U находятся 24 жестких диска SATA от Maxtor емкостью по 160 Гбайт каждый. Они соединены между собой контроллером RAID и в случае RAID 5 предоставляют в распоряжение пользователя в общей сложности 3,2 Тбайт. Если конфигурация реализована как уровень RAID 10, доступная емкость составляет 1,9 Тбайт. Жесткие диски распределяются между четырьмя массивами RAID. Таким образом, шесть дисков составляют массив RAID, а два массива, в свою очередь, — том. Эта конфигурация позволяет добиваться более высоких скоростей передачи данных, чем при использовании жестких дисков самих по себе. Блок управления соединяется через SCSI с контроллером RAID. Благодаря выбранной архитектуре Quantum обещает, что за час можно гарантированно передать в среднем 216 Гбайт — скорость соответствует неполным 3700 Мбайт/мин, почти в четыре раза выше, чем скорость ленточного накопителя.

Для дополнительного ускорения доступа к данным разработчики DX30 отказались от файловой системы. Вместо этого информация записывается на жестком диске в режиме непосредственного доступа (raw mode) с фиксированным размером блока. Как назначается размер блока, в документации производителя, к сожалению, не указано. Более того, заявляется, что подобные сведения не предназначены для опубликования. Впрочем, DX30 допускает любую величину блока, если ее разрешают эмулируемые носители данных DLT7000. Размеры блока могут составлять от 512 байт до 4 Мбайт. Подробности об особенностях буферизации, с которой работает система, также не подлежат разглашению.

DX30 поддерживает до шести параллельных заданий на резервное копирование. Преимущество такого подхода в том, что одновременно доступ к массиву имеют несколько серверов резервного копирования и, таким образом, ряд операций копирования могут выполняться параллельно, например копирование зеркальных сред. Их количество соответствует максимальному количеству поддерживаемых носителей данных. Впрочем, своей максимальной производительности система достигает при четырех эмулированных накопителях, если они загружаются параллельно. Для сравнения, в случае только одного накопителя производительность составляет около 80%, а при двух — около 90% от максимально возможной.

Вся система через интерфейс Fibre Channel на 2 Гбит/с подключается к серверу резервного копирования. Жесткие диски можно менять в «горячем» режиме. Впрочем, жесткие диски размещаются попарно в 12 сменных блоках, и в случае ошибки наряду с уже неисправным множеством RAID окажется «повреждено» еще одно. Однако при этом не существует опасности, что по ошибке будут удалены два диска из одного и того же массива RAID. Система распределяет доступные жесткие диски в отдельных RAID таким образом, чтобы два жестких диска из одного блока всегда относились к различным RAID во избежание разрушения массива RAID при замене отказавшего диска. На первый взгляд это ведет к дополнительному риску, так как опасности подвергается и второй массив RAID. Но данная проблема не столь существенна до тех пор, пока не выйдут из строя два жестких диска.

Чтобы обеспечить по возможности бесперебойную и непрерывную работу, система Quantum имеет избыточные блоки питания и вентиляторы. Кроме того, и те и другие можно заменять в процессе работы.

При практическом применении DX30 сначала сохраняет данные в массиве RAID. По окончании этого процесса копию данных можно создать на ленточном накопителе. Резервное копирование на ленту не оказывает никакой нагрузки на сеть, кроме того, оно может выполняться вне окна резервного копирования. Однако в большинстве случаев 3 Тбайт системы DX30 бывает достаточно, чтобы одновременно сохранить несколько версий данных, что значительно снижает затраты времени на восстановление по сравнению с перемещением данных с ленты.

НА ПРАКТИКЕ

В стоимость системы включена и ее подготовка к работе специалистом Quantum. Его присутствие необходимо, когда должна быть изменена стандартная конфигурация DX30: RAID 5, четыре ленточных накопителя и 30 лент. Стандартная инсталляция оказывается намного сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Сначала выполняется настройка DX30 в соответствии с пожеланиями заказчика. Это осуществляется через интерфейс Web, доступ к которому возможен из любого браузера (см. Рисунок 1). Прежде всего определяются IP-адрес и пароли для доступа к системе с целью ее конфигурации и управления. Кроме этого, требуется указать количество ленточных накопителей, а также защиту от затирания записи для «лент». Еще один важный пункт — выдача сообщений в случае возникновения ошибок.

Рисунок 1. Через этот интерфейс можно выполнять все настройки системы DX30 и контролировать рабочее состояние.

Как только конфигурация закончена, можно приступать к копированию данных. Наш первый тест мы проводили с Veritas Backup Exec. Операционная система правильно распознала как библиотеку, так и четыре ленточных накопителя. Тем не менее Backup Exec вообще не хотела находить ленточные накопители. После долгих мучений выяснилось, что программа резервного копирования может работать с DX30 только в том случае, если деактивировано управление сменными носителями данных Windows (RSM) — как только это было сделано, все заработало безупречно, и система резервного копирования правильно отобразила четыре накопителя в качестве сменных устройств.

При первом резервном копировании без какой-либо дополнительной оптимизации скорость передачи данных составляла от 5000 до 6000 Мбайт/мин. Мы задали максимальную величину блоков и буферов ленточных носителей, перевели наши массивы жестких дисков Fibre Channel с режима Spanned на Striped и в итоге добились значения около 10000 Мбайт/мин (см. Рисунок 2).

Рисунок 2. О такой скорости передачи данных при резервном копировании мечтает каждый администратор.

В ответ на наш вопрос производитель пояснил, откуда могло взяться это значение, которое намного превышает приводимое в документации. При указании технических параметров разработчики были очень осмотрительны и сначала исходили из максимальной скорости 80 Мбайт/с. И даже признав наш тест, Quantum продолжает соблюдать осторожность и собирается в будущем указывать скорость передачи данных 130 Мбайт/с. Эту скорость можно заметно увеличить, если к первой DX30 подключить еще одну. В таком случае Quantum называет максимальную скорость передачи данных 190 Мбайт/с. Увеличение достигается за счет дополнительных массивов RAID, поскольку они обрабатывают данные и сохраняют их «независимо» от первого устройства. Дополнительные системы не полностью независимы, так как управление по-прежнему осуществляется через блок управления первого устройства, что требует намного меньше времени, чем запись данных на носитель. В итоге процесс записи представляет собой «узкое место».

В заключение мы захотели узнать, как ведет себя эта система в случае ArcServe от Computer Associates. С первой же попытке все прошло безупречно. Все четыре ленточных накопителя были распознаны как сменные устройства и могли использоваться для задач сохранения данных. С ArcServe мы без оптимизации зафиксировали скорости передачи данных около 6000 Мбайт/мин, впрочем программа не позволяла изменять величину блока и буфера ленточных носителей.

Сначала кажется противоречивым, что изменение величины блока со стороны программного обеспечения позволит достичь лучшей производительности, потому что DX30 работает с постоянной величиной блока. Причина в том, что с увеличением размера блока уменьшаются также непроизводительные затраты времени на регистрационные данные и контрольные суммы, и, таким образом, повышается скорость передачи данных.

ОБОРОТНАЯ СТОРОНА

Рекомендуемая цена DX30 — 56500 долларов, таким образом хранение 1 Гбайт обойдется в сумму около 19 долларов. Сравнимые решения на базе ленточных накопителей стоят около 6 долларов за 1 Гбайт, т. е. всего одну треть. Впрочем, они на несколько порядков медленнее. Еще один аспект заключается в занимаемой площади. Решения на базе ленточных накопителей по объему равны небольшому шкафу для обуви, в то время как DX30 размещается в корпусе высотой всего 4U. С другой стороны, эта система не позволяет полностью отказаться от ленточного накопителя или библиотеки, по крайней мере тогда, когда необходимо архивировать данные и/или емкости DX30, не достаточно для желаемого количества резервных копий.

ВЫВОДЫ

Тест показал, что DX30 является чрезвычайно высокоскоростной средой для резервного копирования, и его использование прямо-таки напрашивается, когда промежуток времени для копирования очень мал или нагрузку на сеть, которую влечет за собой этот процесс, требуется ограничить как можно более коротким промежутком времени.

Большое преимущество заключается в эмуляции библиотеки, благодаря чему можно применять все программы резервного копирования, которые могут получить доступ к такому устройству. Поэтому в обычном случае достаточно просто подключить массив жестких дисков DX30, после чего можно немедленно начинать резервное копирование. Успокаивает и то, что система Quantum может расширяться до 12 Тбайт за счет подключения еще двух массивов RAID. С другой стороны, цена 56500 долларов не так уж мала. Но когда время поджимает, альтернатив не слишком много.

Оливер Вагнер — независимый автор по проблемам коммуникаций. С ним можно связаться по адресу: redaktion@lanline.awi.de.

Тестовая среда
Рисунок 3. Количество оборудования, использованного для этого теста, было значительным.

Для тестирования нам пришлось установить в лаборатории LANline большое количество дорогостоящего тестового оборудования (см. Рисунок 3). Чтобы действительно полностью загрузить систему, данные должны поступать в нее со скоростью минимум 150 Мбайт/с. Для достижения этого значения мы использовали сервер Dell PowerEdge 2600 с двумя процессорами Xeon от Intel по 2,6 ГГц каждый и оперативной памятью в 1 Гбайт. Кроме того, мы оснастили систему двумя оптическими контроллерами Fibre Channel, по одному для DX30 и подсистемы жестких дисков. Для DX30 мы установили Qlogic 2310, для дисковой подсистемы — Adaptec 9210.

В качестве подсистемы жестких дисков Seagate предоставила нам массив с восемью жесткими дисками Fibre Channel: по четыре диска ST373405FC с емкостью 73 Гбайт и ST336752FC с емкостью 36 Гбайт. Диски одинакового типа были подсоединены к одной полосе (stripe) так, чтобы доступ к данным распределялся между всеми четырьмя жесткими дисками в одном массиве, а на них записывали файлы с видео в формате DVD. Эти файлы были распределены по дискам в различные подкаталоги, их размеры варьировались от 1 до 16 Гбайт, причем общее количество данных, предназначенных для резервного копирования, составляло около 250 Гбайт.

Более подробная информация для тех, кто интересуется структурой данных. На системном носителе примерно в 1100 каталогах находились около 21 тыс. файлов. 75% из них по объему были меньше 50 Кбайт, размер только 1,5% доходил максимум до 640 Мбайт. На втором жестком диске располагались 39 файлов в десяти каталогах, 27 файлов от 1 до 2 Гбайт и 10 файлов свыше 17 Гбайт. Два файла не превышали 20 Гбайт. Наконец, на третьем жестком диске находились пять файлов в двух каталогах: два — по одному гигабайту, один — 2 Гбайт и один — 17 Гбайт; пятый файл — 20 Гбайт. В качестве операционной системы использовалась Windows 2000 Server с Service Pack 3, а в качестве программы резервного копирования — Veritas Backup Exec 9 и ArcServe 9 от Computer Associates. Разумеется, в системе всегда была инсталлирована только одна из этих двух программ.