Серверы NAS используются сегодня очень широко. Область их применения простирается от простых файловых серверов на уровне рабочих групп и отделов до средств с высокой степенью готовности для быстрого доступа к таким корпоративным приложениям, как базы данных и управление жизненным циклом информации. В последнее время системы NAS предлагают также интерфейс iSCSI, что позволяет строить сети хранения данных на базе IP.

В классическом специализированном сервере — в том виде, в каком он впервые был предложен для UNIX/NFS компанией Network Appliance, — интеллект сетевых устройств хранения (Network Attached Storage, NAS) представлял собой заказной блок со специализированной операционной системой, файловой системой, контроллером RAID и согласованной с ними подсистемой жестких дисков. Стоящую за этим философию можно сформулировать как «абсолютная простота» — от системного дизайна через обслуживание до расширения при появлении новых технологий. В качестве альтернативы специализированным устройствам хранения в последние годы предлагаются серверы NAS, в которых система жестких дисков RAID скомбинирована с универсальным серверным программным обеспечением NAS.

Стоимость таких устройств в значительной мере варьируется. Так, серверы NAS на базе Windows можно приобрести за 2000 евро, в то время как цена классического устройства NAS в зависимости от обстоятельств составляет 15 тыс. евро. Отличия заключаются в «мелочах» — тип жестких дисков, степень готовности, производительность, поддержка протоколов, администрируемость и средства соединения, а также предложения производителя по обслуживанию и поддержке.

ЖЕСТКИЕ ДИСКИ

Массивы данных имеют предрасположенность к росту и часто «пожирают» свободное место быстрее, чем планировалось. Поэтому наряду с первоначальной емкостью необходимо учитывать различные варианты масштабирования: наличие в массиве свободных слотов или возможность замены имеющихся дисков другими, более емкими. Следует помнить и о типе дисков: должны ли они поддерживать Fibre Channel или будет достаточно S-ATA? Дело не только в цене: в этом случае неявно подразумевается уровень готовности, который должен предлагать сервер NAS.

ГОТОВНОСТЬ

Готовность — в узком смысле слова — означает готовность системы. Подверженные отказам устройства (вентиляторы, блоки питания, оперативная память) на случай аппаратного сбоя должны быть продублированы. При отказе питания, несмотря на использование ИБП, работу можно будет продолжать очень недолго, поэтому необходима также энергонезависимая оперативная память (NVRAM) — специальная, работающая от аккумуляторов. В ней сохраняются запросы клиента, даже если сама система окажется обесточенной — критическое свойство для баз данных, которые не могут быть защищены от потерь информации без протоколирования в NVRAM. Кроме того, благодаря NVRAM файловая система может быть восстановлена без потерь данных или нарушения их целостности. В результате удается обойтись без многочасовой проверки файловой системы.

Очень многое зависит от архитектуры RAID. Подходы могут быть самые разные: от свободного формирования уровня RAID до фиксированных настроек в закрытых системах. Если файловая система и RAID согласованы друг с другом не оптимально, то это может привести к снижению производительности и уровня надежности. Когда высокая готовность выдвигается в качестве важного требования, следует обратить внимание на наличие специальных защитных механизмов для системы RAID.

К таковым, например, относится функция нивелирования последствий одновременного отказа двух дисков одного тома либо возникновения блочной или битовой ошибки до окончания реконструкции отказавшего диска — без потери производительности. Например, в случае оборудования Network Appliance защита расширяется до поддержки пяти одновременных отказов либо четырех отказов с последующей блочной или битовой ошибкой до окончания восстановления. Защищенные таким образом серверы NAS с жесткими дисками S-ATA обладают более высоким уровнем готовности. Прочими важными особенностями, касающимися готовности, являются оперативное восстановление и зеркалирование в кластере, эти пункты также можно включить в контрольный список выбора NAS.

Остается выяснить, что же предлагает сервер NAS в отношении готовности данных. Испытанными и удобными инструментами являются снимки. С их помощью можно мгновенно восстановить случайно удаленные файлы (в идеальном случае пользователь может сделать это сам, без вмешательства администратора), неудавшиеся обновления или испорченные базы данных, поскольку файловая система приводится в исходное состояние за несколько минут. Условием для этого является интеграция технологии создания снимков посредством интерфейсов в приложения баз данных: SAP, Exchange и SQL. Дополнительно к оперативному резервному копированию должно поддерживаться создание резервных копий с помощью собственных инструментов или традиционного программного обеспечения резервного копирования на ленту, диск или почти оперативные системы хранения.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Скорость доступа к данным зависит от ряда факторов. Пропускная способность сети столь же важна, как производительность процессоров серверов NAS — далеко не последнее место занимает и применение программного или аппаратного RAID. Так или иначе, мощность серверов NAS должна рассчитываться с учетом ожидаемой нагрузки. Это можно сделать на основании данных о быстроте отклика или о количестве одновременных клиентских сеансов доступа. То, что в соответствии с этими значениями может показаться достаточно быстрым при простом доступе к файлам, в случае баз данных, отличающихся особым поведением при вводе/выводе, часто требует лучших характеристик. Кроме того, необходимо следить за уже упомянутым качеством согласования файловой и операционной систем. Способ реализации типичных протоколов NAS — NFS или CIFS — также может влиять на производительность.

ПРОТОКОЛЫ

Для того чтобы серверы NAS в полной мере соответствовали своей консолидирующей роли, необходима широкая поддержка протоколов. Стандартными протоколами сегодня признаны CIFS для Windows, NFS для UNIX и HTTP для доступа через Web. Поддержка клиентов Apple или Novell также может оказаться необходимой. В отличие от гомогенной среды, к примеру полномасштабной сети Windows, смешанная среда, естественно, предъявляет более высокие требования к серверам NAS.

Если нужен настоящий гетерогенный «разделяемый доступ», то сервер NAS должен предлагать абсолютно надежные механизмы для осуществления записи и чтения с различных платформ, чтобы в любой момент обеспечивалась целостность данных. Read/Write Execute в UNIX в корне отличается от очень детализированных списков контроля доступа (Access Control List, ACL) в Windows, поэтому даже гибкий выбор соответствий прав UNIX или Windows должен быть как можно более детализированным.

ВОЗМОЖНОСТИ СОЕДИНЕНИЯ

Помимо протоколов варианты применения серверов NAS определяются многообразием предлагаемых средств соединений. Нормой считается подключение с различной скоростью к сети Ethernet. Кроме того, все важнее становится поддержка iSCSI. Этот сравнительно новый протокол представляет собой ключевой компонент при построении сетей хранения на базе IP как недорогой альтернативы сетям хранения Fibre Channel в небольших и средних по размеру средах, он открывает новые перспективы для управления системами хранения.

Еще более широкие возможности предлагает унифицированное хранилище. Это понятие включает в себя системы, обеспечивающие одновременный доступ к NAS и SAN: файл-ориентированная архитектура NAS комбинируется с SAN на базе блоков в одной системе хранения. Таким образом сохраняются преимущества каждой концепции, а посредством IP увеличивается радиус действия (см. Рисунок 1). Следует отметить, что некоторые системы для работы с iSCSI требуют предварительного разбиения, в то время как другие не предполагают разделения данных вследствие используемого протокола доступа.

АДМИНИСТРИРОВАНИЕ

Ключевой вопрос практического администрирования звучит следующим образом: насколько дорого обходятся конфигурация и решение других стандартных задач, в числе которых — масштабирование, замена неисправных жестких дисков, создание томов и т. д.? Классические специализированные серверы обещают готовность к работе в кратчайшее время. Для этого они предлагают оптимально согласованную фабричную конфигурацию, где нет нужды что-либо менять или требуется лишь небольшое уточнение настроек. Администратору не приходится вручную адаптировать ни файловую систему, ни группы RAID, ни разделы, ни совместно используемые ресурсы.

Вместо этого система позволяет решать проблему расширения емкости жестких дисков динамически при помощи единственной команды. Задачи по управлению данными, в частности ориентированное на увеличение производительности распределение данных по дискам, выполняются автоматически. Обновление операционной системы должно проходить без прекращения работы. Весьма желательно, чтобы перезагрузка была недолгой — не более нескольких минут. Время незапланированных простоев по причине ошибок операторов может быть заметно снижено, поскольку число задач, с которыми система не может справиться сама, и без того невелико.

Установка комбинированного сервера NAS предлагает большую свободу при конфигурации, но и требует от администратора немалых знаний. Обычные работы по управлению подсистемой хранения происходят в соответствии с логикой инсталлированной операционной системы NAS и ее способностью к адаптации, зависящей от производителя. Следовательно, так же сильно от него зависят возможности и простота администрирования.

ПОДДЕРЖКА

Не стоит недооценивать предложения производителей по обслуживанию и поддержке. Уровни обслуживания очень различаются, как и связанные с ними затраты. Возможна ли, к примеру, автоматическая поддержка? Входит ли в пакет поставки подробная документация? Насколько быстро предоставляются жесткие диски для замены? Эти обстоятельства необходимо выяснить в первую очередь. Большое значение имеет сертификация. Совместимость с такими приложениями, как SAP или Oracle, с решениями резервного копирования и восстановления после аварий или с подходами к виртуализации других производителей программного обеспечения является важным критерием — и в значительной степени определяет стоимость сервера NAS (см. Рисунок 2).

Рисунок 2. Системы серии FAS200 (здесь DAS250) от NetApp задуманы как недорогие решения хранения данных для корпоративного применения.

При покупке сервера NAS нет единого рецепта для малого, среднего или корпоративного сегмента. Такие основные параметры, как емкость накопителей, интерфейсы, готовность, нагрузка, в значительной мере определяются конкретной ситуацией. Автоматизированное проектирование, предпечатная подготовка или обработка изображений в медицине хоть и нуждаются в огромной емкости хранения информации, однако далеко не всегда количество пользователей при этом велико. И наоборот: даже сотням пользователей требуется, к примеру, совсем немного места на оперативных накопителях, если размер их домашних каталогов ограничен. Такие функции, как создание мгновенных снимков, кластеризация, зеркалирование и интеграция различных протоколов — от Fibre Channel до iSCSI и WebDAV, — по сути, не относятся к корпоративному классу. Тем не менее, руководствуясь этими указаниями (см. врезку «Контрольный список для выбора»), вполне возможно найти себе подходящий сервер NAS.

Фрауке Штаутнер — независимый журналист. С ней можно связаться по адресу: sm@lanline.awi.de.

Контрольный список для выбора

Жесткие диски: наряду с емкостью дисков необходимо обратить внимание на их расширяемость и тип среды передачи — Fibre Channel, S-ATA и т. д.

Готовность: в отношении системной готовности следует проверить избыточность компонентов и NVRAM. В случае RAID на первом месте оказывается способ организации RAID и дополнительные механизмы защиты. Безопасность данных — вопрос создания мгновенных снимков и резервного копирования.

Производительность: как правило, производительность определяется скоростью передачи данных по сети, однако зависит также от количества одновременных сеансов доступа клиентов и типа приложений. Сервер NAS должен быть к ним адаптирован.

Протоколы: однородные и разнородные среды предъявляют разные требования, поэтому в системе должны быть предусмотрены механизмы для сохранения целостности данных.

Средства соединений: тип и охват средств соединений — Ethernet, iSCSI, Fibre Channel — определяют спектр применения сервера NAS. Унифицированное хранилище интересно с точки зрения поддержки NAS и SAN в одной системе и должно быть рассчитано на последующие расширения.

Администрирование: издержки на администрирование необходимо учитывать на всех стадиях работы сервера — во время запуска в эксплуатацию, при конфигурировании и обслуживании в рабочем состоянии.

Поддержка: предложение по обслуживанию, поддержке и сертификации должно рассматриваться в качестве критерия выбора в соответствии с необходимостью.

Полная стоимость владения: финансовые затраты не должны быть решающим фактором. Показательным параметром является полная стоимость владения (Total Cost of Ownership, ТСО), где учитываются издержки на администрирование, масштабируемость, гибкие возможности расширения и обеспечение готовности.

? AWi Verlag