Две основные архитектуры систем хранения данных — SAN и NAS — объединяются.

Для повышения эффективности и уменьшения стоимости хранения данных EMC, IBM и менее известные фирмы, специализирующиеся на системах хранения данных, такие как BlueArc, начинают соединять лучшие элементы устройств NAS (network-attached storage) и SAN (storage area networks).

Системы NAS, которые подключаются к существующим сетям Ethernet, проще в управлении, но их производительность ниже, а емкость ограничена. Системы SAN обычно быстрее и вмещают больше данных, но они дороги и в них трудно организовать многопользовательскую работу с файлами.

Например, агентство Law Enforcement Support Agency, предоставляющее такие услуги, как хранение архивов местных отделений правоохранительных органов в штате Вашингтон, выбрало систему BlueArc SiliconServer емкостью 6 Тбайт, которая построена на архитектуре NAS (она обслуживает файлы по сети Ethernet), но сулит быстродействие SAN. «Мы не ощущаем никакого понижения производительности, — говорит ИТ-менеджер агентства Дэвид Рейнкер. — В некоторых случаях она даже немного повысилась».

Емкость продукты BlueArc SiliconServer обеспечивают такую же, как у SAN, — до 256 Тбайт в одном шкафу.

В понедельник компания планирует представить новый продукт Titan SiliconServer, в котором также сочетаются элементы систем NAS и SAN. Его емкость можно наращивать еще больше, и в него добавлены такие функции, как возможность со временем повышать быстродействие.

Одним из признаков слияния NAS и SAN является растущая популярность так называемых NAS-шлюзов. Это бездисковые устройства, позволяющие подключать системы SAN к сетям Ethernet. По данным аналитической фирмы Gartner, в прошлом году доходы от продажи таких устройств во всем мире выросли на 27% до 84 млн долл. Gartner прогнозирует такой же рост до 2007 года, когда объем рынка шлюзов достигнет 215 млн долл.

Для сравнения, доходы от оборудования NAS со встроенной дисковой памятью, по прогнозу Gartner, будут расти за тот же период на 16% до 2,8 млрд долл. в 2007 году. А доходы от оборудования SAN — на 11% в год, и в 2007 году составят 10,3 млрд долл.

Объединение SAN-NAS — составляющая более долгосрочной тенденции, направленной на повышение эффективности использования ресурсов дисковой памяти, и аналогично тенденции «виртуализации» серверов. Десять лет назад большая часть данных, с которыми работали серверы, содержалась в хранилищах, подсоединенных непосредственно к этим серверам. Но такие изолированные «острова» памяти использовались слабо — всего на 15-30%, говорит аналитик Enterprise Storage Group Брайан Бабино.

В последние годы появились сетевые хранилища, создающие более обширные пулы емкости памяти, которую администраторы могут распределять с целью повышения общей эффективности системы хранения данных. В конце 90-х и начале нового десятилетия коэффициент использования систем SAN и NAS достиг 50%, отмечает Бабино. После этого компании занялись программным обеспечением управления для дальнейшего повышения эффективности, и шлюзы NAS, по его мнению, помогут довести ее до 70%.

Достоинства и недостатки SAN и NAS

Типичная установка SAN включает ряд дисковых массивов, подключенных к коммутатору, который, в свою очередь, соединен с рядом серверов. Дисковые массивы SAN поставляют такие компании, как Hewlett-Packard, IBM, EMC и Hitachi Data Systems, а коммутаторы SAN производят Cisco Systems, McData и Brocade Communications Systems.

Традиционно системы SAN применялись с такими программами, как СУБД, которые обращаются к данным на уровне «блоков». Аппаратура NAS, напротив, позволяет извлекать данные на уровне файлов, что является более высокоуровневым способом организации информации. В среде транзакционных баз данных доступ на уровне блоков быстрее, так как для поиска нужных битов требуется меньше шагов, поясняет аналитик Gartner Роджер Кокс. Другим фактором, определяющим повышенное быстродействие SAN, служит применение интерфейса Fibre Channel — технологии, которая позволяет передавать данные со скоростью 2 Гбит/с. Уже утвержден стандарт, который доводит пропускную способность Fibre Channel до 10 Гбит/с.

Более того, емкость SAN можно относительно легко увеличить, добавляя к сети новые дисковые массивы. Однако к недостаткам SAN следует отнести дорогостоящее оборудование и трудность организации совместной работы с файлами. Для этого в системах SAN обычно приходится копировать данные, что поглощает емкость хранилища.

Системы NAS — это выделенные компьютеры, обслуживающие файлы по сети. Такие устройства продаются компаниями EMC, Network Appliance, Hewlett-Packard и др. Оборудование NAS применяется для хранения файлов, созданных в таких приложениях, как системы автоматизированного проектирования или электронные таблицы.

Доступ на уровне файлов позволяет работать с файлами нескольким пользователям без необходимости копирования данных — например, несколько конструкторов могут одновременно работать над одной и той же моделью автомобиля. К тому же устройства NAS проще в установке и не нуждаются в коммутаторах или сетевых адаптерах. Но они, как правило, медленнее, чем системы SAN. Отчасти это вызвано тем, что устройства NAS обычно работают по сетям Ethernet, которые передают данные со скоростью 1 Гбит/с. Наконец, системы NAS, как правило, не допускают наращивания, как системы SAN.

Навстречу друг другу

Один из способов комбинирования достоинств систем NAS и SAN — шлюзы NAS, которые еще называют надстройками NAS (NAS heads). Эти продукты расширяют возможности по наращиванию емкости по сравнению с традиционным изолированным хранилищем NAS, поясняет директор EMC по платформам NAS Джим Холли. «Начав с одного устройства, со временем к нему можно добавлять новые», — говорит он.

Кроме того, применение надстройки NAS позволяет компаниям добраться до неиспользуемой емкости хранилищ SAN, а количество администраторов, обслуживающих систему хранения данных, может быть уменьшено, добавляет аналитик IDC Джон Макартур. Теперь у компаний есть возможность заменить несколько устройств NAS надстройкой NAS, подключенной к системе SAN большой емкости. «Если вы хотите упростить среду, консолидируйте ее. Это увеличивает „зависимость от поставщика”, зато сокращает операционные затраты», — говорит Макартур.

Зависимость, о которой упоминает Макартур, вызвана ограниченной совместимостью шлюзов NAS. Например, продукты Network Appliance работают с оборудованием SAN от Hitachi Data Systems и IBM, но не от EMC. А IBM NAS Gateway 300 работает только с серверами хранения данных IBM FastT и продуктами Enterprise Storage Server. Продукты NAS от EMC совместимы лишь с системами хранения данных EMC.

Существует и другой способ объединения технологий NAS и SAN — обеспечить в одном и том же устройстве доступ к данным на уровне как блоков, так и файлов. Этим путем пошла Network Appliance в так называемых унифицированных продуктах. С 2002 года компания предлагает дисковые запоминающие устройства, которые позволяют обращаться к данным любым из указанных способов.

Всё больше компаний, утверждает директор по маркетингу NetApp Крис Беннетт, использует такие продукты: «Эта распространенная практика становится все популярнее».

Гигантская файловая система

Еще одним средством объединения SAN и NAS служит технология, по существу организующая файловую систему для устройств SAN. Например, продукт IBM SAN File System, появившийся в прошлом году, связывает между собой по IP-сети серверы, расположенные в разных местах, а затем позволяет SAN выглядеть и вести себя как локальная файловая система, независимо от того, где находятся данные. ПО отслеживает соответствующую фактическому содержанию файлов описательную информацию, или «метаданные», такие как физическое местонахождение, размеры файлов и параметры доступа.

SAN File System — часть более широкой инициативы «вычислений по требованию» IBM, отчасти направленной на создание ИТ-систем, нечувствительных к резким скачкам нагрузки. Над аналогичными проектами работают Sun Microsystems и Hewlett-Packard.

В установке IBM SAN File System сложнее обычной системы NAS. Ее ПО работает на выделенных серверах метаданных. Но Big Blue говорит, что этот продукт способен управлять петабайтами данных (один петабайт эквивалентен полутора миллионам CD). «Это окончательное объединение (NAS-SAN), — говорит менеджер по стратегии маркетинга отделения ПО для систем хранения данных IBM Джефф Барнетт. — Одну систему NAS никак не нарастишь до петабайтной емкости».

Может, оно и так, но BlueArc утверждает, что ее новый продукт Titan позволяет объединять до 12 устройств NAS в кластерную систему емкостью до 3 петабайт. Работать как системы SAN продуктам этой компании позволяют программируемые микросхемы. Ряд задач, обычно закрепленных за программным обеспечением — таких как службы протоколов и сетевые службы, BlueArc прошивает в так называемых программируемых логических матрицах. Это обеспечивает повышение быстродействия, так что заказчики могут исполнять программы СУБД или другие приложения, часто использующие доступ к данным на уровне блоков, без ущерба для производительности.

«В какой-то степени грани между SAN и NAS стираются», — говорит главный технолог BlueArc Джефф Барралл.

Архитектура нового продукта Titan позволит предприятиям наращивать быстродействие с 5 до предельных 20 Гбит/с. Кроме того, Titan поддерживает более крупные файловые системы — до 256 Тбайт в одной системе, что облегчит управление хранилищем, утверждает BlueArc.

Продукты NAS, позволяющие легко наращивать емкость хранилища данных, предлагают еще два более мелких игрока на этом рынке: Isilon Systems и Panasas.

NAS и SAN уже начали пересекаться, но эта тенденция усилится с появлением iSCSI, говорит Кокс. iSCSI — это технология интерфейса, позволяющая строить системы SAN с использованием менее дорогостоящих сетей Ethernet. Еще одним вероятным катализатором служит повышение пропускной способности Ethernet, которая в ближайшие пару лет достигнет 10 Гбит/с.

«Ethernet будет играть на том же поле, что и Fibre Channel, — говорит Кокс. — Вот тогда и начнется самое интересное».

Эд Фройенхем (Ed Frauenheim), специально для ZDNet News

26 января, 2004, 15:06

ZDNET Россия