SAN и NAS на пути к сближению

С начала компьютерной эры и до недавнего времени было принято называть внешнюю память периферией. Диски, ленты, магнитооптические библиотеки, безусловно, считались важным компонентом инфраструктуры, но все же уступали по значимости серверам и рабочим станциям. Однако сегодня информация и инструменты работы с ней превращаются в основной ресурс и меняется отношение к средствам хранения данных, термин «периферия» в отношении систем хранения выглядит уже неуместным.

В прошлом году аналитики из Hurwitz Group опубликовали данные, согласно которым в мире накапливается ежегодно порядка полутора миллионов гигабайт информации, что приблизительно равно 250 Мбайт на каждого жителя планеты [1]. Утверждается, что в ближайшие годы в электронном виде будет накоплено больше, чем собрано различных данных на разных носителях за все прошедшие тысячелетия развития человечества. В качестве катализаторов роста объемов хранения выступают: Internet, размещение в интерактивном доступе видео- и аудиопродукции, интенсивное развитие традиционного бизнеса и накопление информации в различных системах автоматизации и т.п. Неудивительно, что вложения в устройства хранения начинают опережать вложения в серверы. По данным Gartner Group к 2003 году компании будут тратить на системы хранения втрое больше, чем на серверы.

Складывается впечатление, что в сфере ИТ сегодня ни одна из областей не развивается столь бурно, как системы хранения. На этой арене конкурируют и заключают альянсы патриархи типа ЕМС или IBM и множество небольших компаний, здесь работают крупные производители, предоставляющие полный комплекс систем и средств для создания и управления корпоративных систем хранения, и новички, ищущие нетривиальные пути решения проблем эффективного размещения накопленной информации.

DAS, SAN, NAS — магические аббревиатуры, без которых не обходится ни одна из статей и ни одно аналитическое исследование по системам хранения. Они служат обозначением основных типов соединения систем хранения с вычислительными системами.

DAS

DAS (direct-attached storage) — устройство внешней памяти, напрямую подсоединенное к основному компьютеру и используемое только им. Простейший пример DAS — встроенный жесткий диск. Для связи хоста с внешней памятью в типовой конфигурации DAS используется SCSI, команды которого позволяют выделить определенный блок данных на специфицированном диске или смонтировать определенный картридж в ленточной библиотеке. В качестве среды передачи по протоколу SCSI сегодня используются наиболее современные версии технологии Parallel SCSI или высокоскоростная технология Fibre Channel.

Конфигурация DAS приемлема для применений, нетребовательных к объемам, производительности и надежности систем хранения. DAS не обеспечивает возможности совместного использования емкости хранения разными хостами и тем более возможности разделения данных. Установка изолированных устройств хранения — более дешевый вариант по сравнению с сетевыми конфигурациями, однако, если иметь в виду большие организации, этот тип инфраструктуры хранения нельзя считать оптимальным. Много DAS-подключений означает разрозненные и разбросанные по всей компании островки внешней памяти, избытки которой не могут использоваться другими хост-компьютерами, что приводит к неэффективной трате емкости хранения в целом. Кроме того, при такой организации хранения нет никакой возможности создать единую точку управления внешней памятью, что неизбежно усложняет процессы резервирования/восстановления данных и создает серьезную проблему защиты информации. В итоге общая стоимость владения подобной системой хранения может оказаться значительно выше, чем более сложная на первый взгляд и изначально более дорогая сетевая конфигурация.

SAN

Сегодня, говоря о системе хранения корпоративного уровня, мы имеем в виду сетевое хранение (storage networking) [2]. Больше известны широкой публике сети хранения — SAN (storage area network). SAN представляет собой выделенную сеть устройств хранения, которая позволяет множеству серверов использовать совокупный ресурс внешней памяти без нагрузки на локальную сеть (рис. 1). SAN не зависит от среды передачи, но на данный момент фактическим стандартом является технология Fibre Channel (FC), обеспечивающая скорость передачи данных 1-2 Гбит/с. В отличие от традиционных сред передачи на базе SCSI, обеспечивающих подключение на расстояние не более чем на 25 метров, Fibre Channel позволяет работать на удалении до 100 км. Средой передачи в сети Fibre Channel могут служить как медный кабель, так и оптоволокно.

Рис. 1. Структура SAN

При построении сети хранения могут использоваться все допустимые топологии Fibre Channel: «точка-точка» — прямое подключение сервера к дисковому массиву; арбитражная петля (Arbitrated Loop, FC-AL); коммутируемое подключение (switched, FC-SW).

Технология Fibre Channel поддерживает блочный ввод/вывод по протоколу SCSI, при котором операции чтения-записи идентифицируют определенное устройство хранения (диск или ленту) и определенный блок на диске. Доступ к данным на уровне блоков, обеспечивающий возможность получать по запросу отдельные записи, а не целые файлы, а также оптимизация технологии Fibre Channel для высокопроизводительной и надежной передачи больших блоков с минимальными затратами делают сети хранения на базе Fibre Channel эффективной платформой для ответственных транзакционных приложений: серверов баз данных, хранилищ, ERP. Несомненно, выигрывают такие многопользовательские системы и от консолидации всех корпоративных ресурсов памяти в одном месте.

В сеть хранения могут подключаться дисковые массивы RAID, простые массивы дисков, (так называемые Just a Bunch of Disks — JBOD), ленточные или магнитооптические библиотеки для резервирования и архивирования данных. Основными компонентами для организации сети SAN помимо самих устройств хранения являются адаптеры для подключения серверов к сети Fibre Channel (host bus adapter — НВА), cетевые устройства для поддержки той или иной топологии FC-сети и специализированный программный инструментарий для управления сетью хранения. Эти программные системы могут выполняться как на сервере общего назначения, так и на самих устройствах хранения, хотя иногда часть функций выносится на специализированный тонкий сервер для управления сетью хранения (SAN appliance).

Задача программного обеспечения для SAN — это прежде всего централизованное управление сетью хранения, включая конфигурирование, мониторинг, контроль и анализ компонентов сети. Одной из наиболее важных является функция управления доступом к дисковым массивам, если в SAN хранятся данные разнородных серверов. Сети хранения обеспечивают одновременный доступ множества серверов к множеству дисковых подсистем, привязывая каждый хост к определенным дискам на определенном дисковом массиве. Для разных операционных систем необходимо расслоение дискового массива на «логические области» (logical unit — LUN), которыми они будут пользоваться без возникновения конфликтов. Выделение логических областей может понадобиться и для организации доступа к одним и тем же данным для некоторого пула серверов, например, серверов одной рабочей группы. За поддержку всех этих операций отвечают специальные программные модули.

Разработчики ПО для SAN предлагают также такую функциональность, как удаленное зеркалирование данных в катастрофоустойчивых решениях, создание копий («клонов») и мгновенных виртуальных образов логических томов (snapshot). Клонирование позволяет независимо от основных использовать дополнительные копии логических томов, например, для резервного копирования. С этой же целью могут применяться создаваемые практически мгновенно и без физического копирования данных виртуальные образы логических томов, которые также удобны для распараллеливания работы нескольких серверов с одной и той же информацией.

Привлекательность сетей хранения объясняется теми преимуществами, которые они могут дать организациям, требовательным к эффективности работы с большими объемами данных. Выделенная сеть хранения разгружает основную (локальную или глобальную) сеть вычислительных серверов и клиентских рабочих станций, освобождая ее от потоков ввода/вывода данных. Этот фактор, а также высокоскоростная среда передачи, используемая для SAN, обеспечивают повышение производительности процессов обмена данными с внешними системами хранения. SAN означает консолидацию систем хранения, создание на разных носителях единого пула ресурсов, который будет разделяться всеми вычислительными мощностями, и в результате необходимую емкость внешней памяти можно будет обеспечить меньшим числом подсистем.

В SAN резервирование данных с дисковых подсистем на ленты происходит вне локальной сети и потому становится более производительным — одна ленточная библиотека может служить для резервирования данных с нескольких дисковых подсистем. Кроме того, при поддержке соответствующего ПО можно реализовать прямое резервирование в SAN без участия сервера, тем самым, разгружая процессор. Возможность разнесения серверов и памяти на большие расстояния отвечает потребностям повышения надежности корпоративных хранилищ данных. Консолидированное хранение данных в SAN лучше масштабируется, поскольку позволяет наращивать емкость хранения независимо от серверов и без прерывания их работы. Наконец, SAN дает возможность централизованного управления единым пулом внешней памяти, что упрощает администрирование.

Безусловно, сети хранения, недешевое и непростое решение и, несмотря на то, что все ведущие поставщики выпускают сегодня устройства для SAN на базе Fibre Channel, их совместимость не гарантируется, и выбор подходящего оборудования создает проблему для пользователей. Понадобятся дополнительные расходы на организацию выделенной сети и покупку управляющего ПО, и начальная стоимость SAN окажется выше организации хранения с помощью DAS, однако совокупная стоимость владения должна быть ниже.

NAS

В отличие от SAN, NAS (network attached storage) — не сеть, а сетевое устройство хранения, точнее, выделенный файловый сервер с подсоединенной к нему дисковой подсистемой (рис. 2). Иногда в конфигурацию NAS может входить оптическая или ленточная библиотека. NAS-устройство (NAS appliance) напрямую подключается в сеть и предоставляет хостам доступ к файлам на своей интегрированной подсистеме внешней памяти. Появление выделенных файловых серверов связано с разработкой в начале 90-х годов компанией Sun Microsystems сетевой файловой системы NFS, которая позволяла клиентским компьютерам в локальной сети использовать файлы на удаленном сервере. Затем у Microsoft появилась аналогичная система для среды Windows — Common Internet File System. Конфигурации NAS поддерживают обе эти системы, а также другие протоколы на базе IP, обеспечивая разделение файлов клиентскими приложениями.

Рис. 2. Сетевое устройство хранения NAS

NAS-устройство напоминает конфигурацию DAS, но принципиально отличается от нее тем, что обеспечивает доступ на уровне файлов, а не блоков данных, и позволяет всем приложениям в сети совместно использовать файлы на своих дисках. NAS специфицирует файл в файловой системе, сдвиг в этом файле (который представляется как последовательность байт) и число байт, которое необходимо прочитать или записать. Запрос к NAS-устройству не определяет том или сектор на диске, где находится файл. Задача операционной системы NAS-устройства транслировать обращение к конкретному файлу в запрос на уровне блоков данных. Файловый доступ и возможность разделения информации удобны для приложений, которые должны обслуживать множество пользователей одновременно, но не требуют загрузки очень больших объемов данных по каждому запросу. Поэтому обычной практикой становится использование NAS для Internet-приложений, Web-cлужб или CAПР, в которых над одним проектом работают сотни специалистов.

Вариант NAS прост в установке и управлении. В отличие от сети хранения, установка NAS-устройства не требует специального планирования и затрат на дополнительное управляющее ПО — достаточно просто подключить файловый сервер в локальную сеть. NAS освобождает серверы в сети от задач управления хранением, но не разгружает сетевой трафик, поскольку обмен данными между серверами общего назначения и NAS идет по той же локальной сети. На NAS-устройстве может быть сконфигурирована одна или несколько файловых систем, каждой из которых отводится определенный набор томов на диске. Всем пользователям одной и той же файловой системы по требованию выделяется некоторое дисковое пространство. Таким образом, NAS обеспечивает более эффективные по сравнению с DAS организацию и использование ресурсов памяти, поскольку подключенная напрямую подсистема хранения обслуживает только один вычислительный ресурс, и может случиться так, что у одного сервера в локальной сети будет слишком много внешней памяти, в то время как другой испытывает нехватку пространства на дисках. Но из нескольких NAS-устройств нельзя создать единый пул ресурсов хранения и потому увеличение числа NAS-узлов в сети усложнит задачу управления.

NAS в общем случае менее производительная конфигурация, чем SAN, поскольку сети хранения используют выделенные соединения Fibre Channel со скоростью до 2 Гбит/с, а типичная среда передачи данных для NAS базируется на Ethernet с присущими этой технологии ограничениями. Кроме того, обработка протокола Fibre Channel выполняется на уровне адаптера шины, а обработка протоколов сетевых файловых систем для NAS реализована на уровне специального программного обеспечения на хост-компьютере, что порождает дополнительные накладные расходы.

Надо отметить, что специализированные NAS-устройства появились позже, чем базовые для NAS протоколы NFS и CIFS, которые поддерживаются сегодня большинством клиентских и серверных систем. Поэтому теоретически NAS можно сделать «своими руками», подключив в сеть сервер с поддержкой NFS и подсоединив к нему дисковую подсистему.

NAS + SAN = ?

Какую из форм инфраструктуры хранения выбрать: NAS или SAN? Ответ зависит от возможностей и потребностей организации, однако сравнивать или тем более противопоставлять их в принципе неверно, поскольку эти две конфигурации решают разные задачи. Файловый доступ и совместное использование информации для приложений на разнородных серверных платформах в локальной сети — это NAS. Высокопроизводительный блоковый доступ к базам данных, консолидация хранения, гарантирующая его надежность и эффективность — это SAN. В жизни, правда, все сложнее. NAS и SAN часто уже сосуществуют или должны быть одновременно реализованы в распределенной ИТ-инфраструктуре компании. Это неизбежно порождает проблемы управления и оптимального использования ресурсов хранения.

Сегодня производители ищут пути объединения обеих технологий в единую сетевую инфраструктуру хранения, которая обеспечит консолидацию данных, централизацию резервного копирования, упростит общее администрирование, масштабируемость и защиту данных. Конвергенция NAS и SAN — одна из самых важных тенденций последнего времени.

Сеть хранения позволяет создать единый пул ресурсов памяти и выделять на физическом уровне необходимую квоту дискового пространства каждому из хостов, подключенных к SAN. NAS-сервер обеспечивает разделение данных в файловой системе приложениями на разных операционных платформах, решая проблемы интерпретации структуры файловой системы, синхронизации и контроля доступа к одним и тем же данным. Поэтому, если мы хотим добавить в сеть хранения возможность разделения не только физических дисков, но и логической структуры файловых систем, нам необходим промежуточный управляющий сервер для реализации всех функций сетевых протоколов обработки запросов на уровне файлов. Отсюда общий подход к объединению SAN и NAS с помощью NAS-устройства без интегрированной дисковой подсистемы, но с возможностью подключения компонентов сети хранения. Такие устройства, которые у одних производителей называются NAS-шлюзами, у других головными NAS-устройствами, становятся своеобразным буфером между локальной сетью и SAN, обеспечивая доступ к данным в SAN на уровне файлов и разделение информации в сети хранения (рис. 3).

Рис.3. NAS-шлюз

NAS-шлюз действует аналогично обычному NAS-устройству с интегрированными дисками, транслируя запросы по различным файловым протоколам на базе IP в операции блочного ввода/вывода по протоколу SCSI, и точно так же не требует больших затрат времени и средств на подключение и обслуживание. Шлюз обычно поддерживает широкий спектр дисковых подсистем и инфраструктурных компонентов сети хранения. С помощью шлюза клиентские рабочие станции и серверы в локальной сети получают возможность подключения к сети хранения без специальных интерфейсных плат адаптера шины. Использование шлюзов позволяет сохранить ранее сделанные инвестиции в системы внешней памяти. Если организации помимо, скажем, корпоративной системы управления, которая опиралась на SAN, понадобилось реализовать Web-службы, и при этом в сети хранения достаточно ресурсов для поддержки этой функциональности, NAS-шлюз позволит обойтись без приобретения дополнительных дисковых массивов, предоставив возможность файлового доступа и разделения информации в существующей сети хранения.

В арсенале IBM присутствует NAS-шлюз TotalStorage NAS 300G, разработанный на основе Windows-сервера Netfinity. Подключение внешних дисков к шлюзу может осуществляться напрямую (FC point-to-point) и по коммутируемой топологии FC-SW. NAS 300G поддерживает дисковые подсистемы IBM разного уровня, а также FC-коммутаторы и управляемые концентраторы для сети хранения от IBM, McData, Inrange, Brocade и Vixel. Система поставляется в двух вариантах — с одним и двумя базовыми модулями. Двухмодульная конфигурация обеспечивает кластеризацию и защиту от сбоев.

Добавить средства файлового доступа и разделения информации в сеть хранения позволяет также ПО IBM Tivoli SANergy, обеспечивающее быструю доставку данных с дисковых подсистем SAN серверам под управлением разных операционных систем напрямую по широкополосным каналам, а не посредством специального аппаратного шлюза. SANergy поддерживает те же протоколы, что и обычное NAS-устройство и любые способы подключения внешней памяти, включая Fibre Channel, Parallel SCSI и iSCSI. Клиентская часть SANergy устанавливается на разных операционных платформах в локальной сети и принимает запросы к файлам по протоколам CIFS или NFS. Эти запросы пересылаются на программный сервер Meta Data Controller (MDC), установленный на одном из серверов локальной сети. MDC контролирует независимое и асинхронное использование файлов в консолидированной сети хранения, выполняя стандартные функции протоколов файлового доступа. MDC пересылает SANergy-клиенту все метаданные, необходимые для доступа к файлу в разделяемой среде: права доступа по чтению/записи, одновременный доступ к файлу другими клиентами, информацию о расположении файла на диске. После этого SANergy-клиент преобразует запросы файлового уровня в блоковые и передает их на дисковые устройства в SAN. Таким образом, конвергенция NAS и SAN с помощью программного обеспечения SANergy сохраняет высокопроизводительный трафик данных между системами хранения и разнородными операционными платформами. Локальная сеть задействована только для передачи метаданных между клиентами SANergy и сервером MDC, который и обеспечивает возможность одновременного доступа к одним и тем же файлам в сети хранения.

Аналогичное решение предлагает компания ЕМС в своей программной системе Celerra HighRoad (рис. 4). Клиенты HighRoad устанавливаются на гетерогенных серверах в локальной сети и посылают запросы к общим данным на дисковой системе Symmetrix или в сети хранения напрямую по каналам SCSI или через FibreChannel. Управление файловой системой осуществляет сервер HighRoad, который принимает от клиентов запросы по протоколам NFS/CIFS для синхронизации, контроля доступа и управления метаданными и обменивается с ними информацией о расположении файла и разрешении возможных конфликтов доступа к нему по специальному протоколу File Mapping Protocol. Серверный компонент системы HighRoad функционирует на устройстве Celerra FS, выполняющем функции NAS-шлюза. Файловый сервер ЕМС Celerra FS не имеет интегрированного дискового хранения, но предоставляет возможность подключения к дисковому массиву ЕМС Symmetrix, который, в свою очередь, может быть частью сети хранения.

Celerra FS представляет собой кластер из файловых Intel-серверов Data Mover (их число может варьироваться от двух до 14). Каждый Data Mover работает под управлением своей специализированной операционной системы DART (Data Access in Real Time), разработанной ЕМС специально для обеспечения сетевого доступа в реальном времени к файлам, которые хранятся на дисковых массивах Symmetrix. Версия EMC Data Mover 510 позволит NAS-серверу Celerra FS работать с системами хранения емкостью до 52 Тбайт, выполнять до 200 тыс. оп/с и поддерживать до 224 прямых сетевых соединений с разнородными хост-компьютерами с использованием различных сетевых технологий (Fast Ethernet/Gigabit Ethernet, FDDI, ATM). У ЕМС есть и облегченный вариант комбинированного файлового сервера Celerra FS для небольших компаний и рабочих групп — Celerra SE, представляющий собой SAN и NAS «в одном флаконе» и объединяющий в одном конструктиве NAS-решение Celerra, до четырех серверов Data Mover и дисковый массив Symmetrix с максимальной емкостью хранения 1,15 Тбайт.

Свои NAS-шлюзы предлагают Compaq (StorageWorks NAS Executor), Raidtec (устройство SNAZ FC и дополнительный интерфейс FC SAN в NAS-сервере SNAZ R6) и HP (SureStore NAS 8000).

Резюме

Построение единых сетевых систем, объединяющих возможности SAN и NAS, — лишь один из шагов в направлении глобальной интеграции корпоративных систем хранения. Дисковые массивы, подключенные напрямую к отдельным серверам, перестали удовлетворять потребностям больших организаций с сложными распределенными ИТ-инфраструктурами. Сегодня просто сети хранения на основе высокопроизводительной, но специализированной технологии Fibre Channel рассматриваются не только как прорыв, но и как источник головной боли из-за сложности инсталляции, проблем с поддержкой оборудования и ПО от разных поставщиков. Однако то, что ресурсы хранения должны быть едиными и сетевыми, сомнения уже не вызывает. Ищутся пути оптимальной консолидации. Отсюда и активизация производителей решений, поддерживающих различные варианты переноса сетей хранения на IP-протокол [4]. Отсюда и большой интерес к различным реализациям концепции виртуализации хранения. Ведущие игроки рынка систем хранения не просто объединяют все свои продукты под общей «шапкой» (TotalStorage у IBM или SureStore у НР), но формулируют собственные стратегии создания консолидированных, сетевых инфраструктур хранения и защиты корпоративных данных. Ключевую роль в этих стратегиях будет играть идея виртуализации, поддержанная главным образом на уровне мощных программных решений централизованного управления распределенными хранилищами. В таких инициативах, как StorageTank от IBM, Federated Storage Area Management от НР, E-Infrostructure от ЕМС, программное обеспечение играет решающую роль.

Литература

Рынок NAS развивается очень динамично, увеличиваясь, по некоторым оценкам, на 50-70% ежегодно. Сегодня практически все ведущие производители систем хранения имеют свои NAS-решения. На архитектуре NAS специализируется компания Networkl Appliance, которая для своего семейства устройств NetApp Filer сделала ряд разработок, позволяющих выделить эти решения среди предложений других производителей. Операционная система Data ONTAP, выполняющаяся на управляющем модуле NetApp Filer, оптимизирована для функций работы с файлами, таких как доступ к файлам, защита информации, управление правами доступа и т.д. Благодаря такой оптимизации системы демонстрируют высокие показатели по надежности и быстродействию. Управляющий модуль соединен с дисковым массивом посредством Fibre Channel, обеспечивает сетевые адаптеры для подключения в локальную сеть и интерфейсы подключения внешней ленточной библиотеки для резервного копирования. Возможности объемов хранения варьируются в моделях семейства от 3 до 12 Тбайт.

Подключение дисковой подсистемы к управляющему серверу по Fibre Channel вместо SCSI в NAS-конфигурации встречается все чаще, и это отражает тенденцию к объединению NAS и SAN. Такой способ соединения с поддержкой всех топологий Fibre Channel использует НР в своей системе НР SureStore NAS VA (Virtual Array). Это решение конфигурируется в зависимости от потребностей заказчика и может использовать в качестве управляющего сервер HP 9000 Класса А, L или N, а в роли подсистемы хранения — виртуальный массив семейства VA. Максимальная емкость VA — около 8 Тбайт.

NAS-устройство Raidtek RAIDserver V12 поддерживает подключение до 8 дисковых массивов по SCSI-интерфейсам. В NAS-системе EMC Clariion IP 4700 имеется дисковый массив емкостью до 7,3 Тбайт и интегрированный с ним в одном корпусе сетевой файл-сервер. Эта система известна также под названием Chameleon, возможно, потому что при замене файл-сервера на процессорный управляющий модуль с FC-портами превращается в дисковую подсистему для сети хранения.

Производители сетей хранения

На рынке сетей хранения присутствует сегодня целый ряд компаний. Brocade, CNT, McData, Qlogic и ряд других концентрируются на разработке коммутаторов, концентраторов и адаптеров шины для построения сетей хранения на Fibre Channel и подключения к ним вычислительных серверов. Компании ЕМС и Raidtek предоставляют полный спектр компонентов для сетей хранения, от дисковых подсистем и массивов разного уровня до коммутаторов и концентраторов и специализированного ПО. С ними активно конкурируют монстры компьютерного рынка — IBM, HP, Compaq и Sun Microsystems.

ЕМС выпускает семейства дисковых массивов Symmetrix и CLARiiON, а также серию коммутационного оборудования Connectrix, в которую входит FC-коммутатор Connectrix DS-16 и FC-директор Connectrix ED-1032. Под маркой Symmetrix объединились несколько линеек серверов памяти корпоративного уровня, которые поддерживают одновременное подключение самого широкого спектра аппаратных платформ по интерфейсам Fibre Channel и SCSI, а также мэйнфреймов по интерфейсу ESCON. Старшая модель нового семейства Symmetrix 8000 обеспечивает возможность хранения до 70 Тбайт. ЕМС поставляет специализированное ПО для управления сетевым хранением. Все функции по управлению сетевой средой хранения консолидированы в системе ControlCentеr. Програмные модули Volume Logix и Access Logix позволяют решить проблему управления доступом разнородных систем к дисковым массивам Symmetrix и CLARiiON соответственно.

Hitachi также поставляет мощные системы хранения корпоративного уровня, которые уже сами по себе могут выполнять роль сети хранения. Системы семейства Freedom Storage Lightning 9900 построены на основе коммутируемой сети Hierarchial Star Network (Hi-Star), обеспечивающей множественные, избыточные, неблокируемые каналы передачи данных между подсистемой ввода/вывода, кэшем и дисковой подсистемой, что снимает ограничения пропускной способности и масштабируемости, накладываемые традиционной шинной архитектурой. Общая пропускная способность Lightning 9900 составляет 6,4 Гбайт/с, максимальная емкость хранения достигает 37 Тбайт. Внутренние дисковые RAID-подсистемы с двойным подключением используют для передачи данных две петли Fibre Channel. Дублирование всех компонентов гарантирует бесперебойный доступ к данным даже в случае множественных отказов. Системы серии Lightning 9900 способны обслуживать одновременно до 32 серверов и мэйнфреймов по интерфейсам Fibre Channel и ESCON, поддерживая фактически все известные операционные системы.

Hitachi Lightning 9900 включает разнообразные программные возможности, среди которых можно выделить ShadowImage — создание одной или нескольких копий данных внутри системы хранения, а также CruiseControl — контроль и анализ доступа к логическим томам и их перемещение в случае необходимости между группами дисков. Функциональность CruiseControl позволяет осуществлять динамическую балансировку нагрузки внутри системы для достижения заданного уровня производительности. Поскольку путь доступа от хост-компьютера к системе хранения является единственным потенциальным местом сбоя для полностью отказоустойчивой архитектуры Lighting, Hitachi разработала специальное программное обеспечение Dynamic Link Manager, которое обеспечивает защиту от сбоев и балансировку нагрузки.

К разряду монстров можно отнести и подсистему дисковой памяти IBM Enterprise Storage Server (ESS, или «Shark»). ESS реализует давно разработанную в IBM идеологию архитектуры систем хранения Seascape. Одним из основополагающих принципов Seascape является блочный принцип построения систем хранения, который обеспечивает постепенное наращивание возможностей и модернизацию системы с сохранением инвестиций пользователя. ESS поддерживает одновременное подключение практически всех типов платформ по интерфейсам SCSI, Fibre Channel и ESCON. Система может поддерживать одновременно до 32 хостов, предоставляя максимальную емкость 26,9 Тбайт. В Shark на аппаратном уровне реализованы функции синхронного и асинхронного копирования, в том числе и удаленного, для быстрого резервирования данных и обеспечения катастрофоустойчивости. ESS предоставляет также аппаратную возможность разбиения дискового пространства на разделы для обслуживания разных серверов и поддерживает возможность совместного использования пула дисковых ресурсов несколькими хостами.

Компонентами SAN от IBM могут быть серверы памяти более низкого уровня — модульный сервер Modular Storage Server и дисковые подсистемы 7133 Serial Disk System и FastТ200/FastТ500 Storage Server, а также ленточные библиотеки. Все эти компоненты оснащены программными модулями StorWatch, которые обеспечивают информацию для централизованного администрирования. StorWatch делятся на «специалистов» (Specialist) и «экспертов» (Expert). Первые собирают общие данные для мониторинга систем хранения, а вторые позволяют анализировать производительность и использование ресурсов хранения. Компоненты StorWatch являются основными поставщиками информации для программной системы централизованного управления сетями хранения Tivoli Storage Network Manager.

У компании Raidtec для организации сетей SAN есть как полный набор аппаратного оборудования, так и широкий выбор программных решений. Ключевым элементом сети хранения, как всегда, является собственно подсистема дисковой памяти, в данном случае семейство массивов Raidtec FibreArray, в которое входят как RAID-системы, так и конфигурации JBOD. В последних моделях серии FibreArray 2000 контроллер памяти FibreRAID обеспечивает подключение в сеть хранения по интерфейсу Fibre Channel на 2 Гбит/с, при этом полностью сохраняется совместимость с компонентами сети хранения, рассчитанными на вдвое более медленный интерфейс. Максимальная емкость — 34 Тбайт. Семейство аппаратных решений для сетей хранения от Raidtec включает коммутаторы и концентраторы с поддержкой 2-гигабитного варианта Fibre Channel, а также мост FC-SCSI для интеграции в сеть хранения дисковых, ленточных и оптических накопителей, не имеющих интерфейса Fibre Channel. Среди программных систем надо отметить средство централизованного управления произвольным числом дисковых массивов Raidtec SANfinity, которое имеет специальный шлюз для интеграции с платформами управления HP OpenView, CA Unicenter и IBM Tivoli. Также Raidtec предлагает модули для удаленного зеркалирования данных, контроля доступа к логическим томам, резервирования данных в сетях хранения без участия сервера и др.

На CeBIT 2002 компания Compaq Computer заявила, что сегодня ей принадлежит 49% рынка сетей хранения. Компания выпускает концентраторы и коммутаторы для создания различных топологий сетей хранения, в том числе недавно в семействе коммутаторов Compaq появился StorageWorks SAN Switch 2/16 с поддержкой интерфейса поддержкой Fibre Channel на 2 Гбит/с. RAID-массивы StorageWorks отвечают потребностям организаций разного уровня: RA4100 для небольших организаций, MA6000 — модульный массив для сетей хранения масштаба подразделения и наиболее мощные модульные массивы уровня предприятия — МА8000 и ЕМА12000/16000. Основными особенностями семейства модульных массивов являются возможность создания копий данных под управлением встроенного контроллера, работа с множеством операционных платформ, поддержка коммутируемой топологии и управление резервными путями доступа при помощи программного модуля SANWorks SecurePath. В массивах корпоративного уровня ЕМА добавлены средства создания мгновенных виртуальных копий, удаленного зеркалирования и передачи данных по каналам АТМ.

Последней новинкой в семействе модульных массивов стал StorageWorks Modular SAN Array (MSA 1000) — RAID-массив со встроенным FC-коммутатором, который реализует возможности сети хранения для небольших организаций и обеспечивает плавную миграцию от традиционных DAS-решений к SAN — DtS (DAS-to-SAN) в терминологии Compaq. Продукт опирается на традиционную технологию дисковых контроллеров Compaq Smart Array и потому позволяет переносить диски из DAS-конфигураций в конструктив нового модульного массива. MSA 1000 просто использует конфигурационную информацию, записанную на диски контроллером Smart Array и не требует при переносе копировать содержимое дисков на ленту, конфигурировать новый массив и восстанавливать содержимое ленты с дисков. Встроенный коммутатор позволяет подключать к системе несколько серверов без приобретения внешних FC-коммутаторов. При модульном наращивании массив MSA в состоянии обеспечить хранение до 3 Тбайт данных.

Для централизованного управления сетью хранения Compaq предлагает независимое от хостов и операционных систем аппаратное устройство SANworks Management Appliance со специализированным программным обеспечением. Данное устройство подключается непосредственно к сети хранения и, не влияя на производительность систем хранения и хостов, обеспечивает непрерывный мониторинг сети, идентификацию и прогноз аномалий. Для управления сетями хранения в Compaq разработано целое семейство программных модулей SANWorks. Функциональные возможности семейства включают удаленное зеркалирование, разграничение доступа серверов к логическим томам и устройствам в сети хранения, создание клонов и виртуальных копий логических томов, учет и контроль используемого в сети хранения дискового пространства, диагностику состояния ресурсов, предсказание тенденций и др.

Семейству своих решений в области хранения компания Hewlett-Рackard дала название SureStore. Для крупномасштабных сетей хранения предлагается два типа высокопроизводительных FC-коммутаторов — 64-портовый FC Switch 6164, представляющий собой предварительно сконфигурированную сеть из 6 коммутаторов с единым управлением, и модульный 64-портовый FC Director Switch на 2 Гбит/с. НР выпускает также мосты FC/SCSI, которые являются важным компонентом комплексных решений для резервного копирования в сетях хранения, обеспечивая подсоединение ленточных библиотек с интерфейсом SCSI. Подключение по интерфейсу Fibre Channel поддерживают: дисковая JBOD-система НР SureStore Disk System FC10, массив DiskArray FC60 и семейство дисковых массивов корпоративного уровня XP, использующих внутреннюю архитектуру матричного коммутатора, которые оптимизируют каналы обмена данными между всеми компонентами массива. Старшая модель семейства ХР512 обеспечивает емкость до 92,6 Тбайт, возможность подключения до 32 гетерогенных серверных платформ и мэйнфреймов по интерфейсам Fibre Channel и ESCON.

Программное обеспечение централизованного управления сетями хранения от НР сосредоточено в модулях ОрenView. Так, Storage Node Manager создает консоль управления ресурсами сети хранения, которая позволяет определить, какие узлы имеются в сети хранения и какова топология их соединения, и держать под контролем состояние всех устройств в ней. Модуль Storage Allocater обеспечивает управление доступом серверов к логическим томам. Storage Builder отвечает за мониторинг производительности сети хранения и, контролируя компоненты, позволяет выявить виновника замедления работы и анализировать тенденции для предупреждения критических для производительности сети ситуаций. Storage Optimizer предоставляет инструменты для оценки эффективности использования и для планирования ресурсов хранения в сети.

CeBIT 2002: новинки систем хранения

Активный рост рынка NAS-устройств был очень заметен на выставке CeBIT в Ганновере.

Компания Maxtor представила сервер уровня рабочих групп MaxAttach NAS 4300, который предоставляет сетевой файловый сервис для различных операционных систем и обеспечивает емкость интегрированной дисковой памяти до 640 Гбайт. MaxAttach поставляется с разработанным Maxtor программным обеспечением архивирования электронной почты и виртуализации хранения.

Система NAS-4020 от компании IEI также рассчитана на применение в небольших и средних по размеру компаниях. NAS-4020 поддерживает протоколы файлового доступа для Windows, Unix, MacOS и Novell NetWare, а также FTP и удаленный доступ по Internet. Отличительной особенностью системы является реализация высокопроизводительного доступа по локальным сетям на базе Gigabit Ethernet. Интересно, что у IEI есть NAS-решение и для рынка персональных систем и SOHO — NAS-2108R.

На рынок программного обеспечения для NAS младшего уровня выходят Microsoft и Novell. Пакеты Windows 2000 Server Appliance Kit и Novell NetDevice NAS преследуют одну цель — превратить стандартный ПК-сервер в NAS-систему, способную составить реальную конкуренцию аппаратным решениям признанного лидера этого сегмента рынка NAS — компании Quantum с ее семейством SnapServer.

Fujtsu Siemens Computers представила решение, призванное облегчить процесс перехода к сетям хранения. Новый вариант «SAN в коробке» — система easySAN интегрирует в одном корпусе кластер Intel-серверов Primergy (4 или 6 серверов в зависимости от конфигурации), FC-коммутатор компании Brocade, дисковый RAID-массив и дополнительно, ленточную библиотеку для резервирования.