Чтобы обеспечить надежность хранения данных, особенно в условиях постоянного роста объемов информации, многие компании используют СХД - системы хранения данных.Что собой представляют эти системы, какое аппаратное устройство они имеют, по каким признакам делятся на классы, какие проблемы помогают решить и на какие характеристики стоит ориентироваться при их выборе, будет рассказано в этой статье.
Классификация СХД
СХД (Система хранения данных или Сервер хранения данных) - это устройство, предназначенное для хранения, управления и резервного копирования данных, причем с помощью СХД информацию можно децентрализовать (то есть рассредоточить по разным хранилищам).
Кроме того, СХД помогает сэкономить место на жестких дисках сервера благодаря технологиям компрессии (сжатия файлов и устранения из них избыточной информации), и дедупликации (создания ссылок на избыточные файлы для высвобождения дискового пространства). Технически СХД представляет собой заключенный во внешний корпус комплекс из массива жестких дисков (HDD или SSD), кэш-памяти, контроллера дискового массива и нескольких блоков питания.
В зависимости от того, в каком виде данные хранятся в системе, каким образом и насколько быстро к ним обеспечивается доступ, и как происходит управление информацией, СХД подразделяются на несколько классов:
- файловые СХД, в которых информация размещается в виде файлов, распределенных по каталогам (папкам). Систематизация и извлечение файлов проводятся при помощи метаданных, указывающих расположение того или иного файла. Схематически эта система выглядит как каталог;
- блочные СХД. В таких системах хранение данных проводится в формате независимых блоков, снабженных идентификаторами и размещенных по принципам, установленным самой системой, причем путей к данным может быть несколько;
- объектные СХД. Системы этого класса хранят данные в виде «объектов», распределенных по «томам»; каждому тому присваивается уникальный идентификатор, а для быстрого нахождения объектов используются подробные метаданные.
Стоит отметить, что СХД каждого класса отличаются аппаратными компонентами, программным обеспечением и протоколами, но самыми надежными считаются именно объектные системы хранения данных. Ярким представителем является Hewlett Packard Enterprise StoreServ 3PAR.
Высокотехнологичное решение СХД HPE 3PAR STORESERV 7400C 2N
Виды СХД
По своей аппаратной структуре СХД делятся на:
- All Flash - системы, в которых применяются только диски SSD;
- гибридные системы, позволяющие использовать HDD, SSD или комбинации этих дисков.
И All Flash, и гибридные системы могут использоваться в качестве как блочных, так и файловых хранилищ.
При этом они имеют различные показатели эффективности и уровни производительности, обладают разным функционалом: так, гибридные системы позволяют увеличить количество операций ввода-вывода и уменьшить задержки. Они имеют высокую плотность хранения, но занимают много места в стойках и требуют хорошего охлаждения.
All Flash-системы применяются для хранения данных в средах с высоким уровнем транзакций. All Flash СХД потребляют меньше энергии и не так сильно нагреваются.
Протоколы СХД
Для организации СХД, подключения дисков и других устройств хранения к серверам или рабочим станциям используются протоколы iSCSI (Internet Small Computer System Interface) и FC (Fibre Channel).
Технология iSCSI работает следующим образом: команды и блоки данных обычного SCSI инкапсулируются в IP-пакеты, пересылаются через Ethernet или Интернет и, попадая к конечному пользователю, «распаковываются», то есть выглядят так, будто они поступили на компьютер из СХД напрямую через SCSI-кабель. Программный модуль под iSCSI предусмотрен практически во всех ОС - MS Windows, Solaris, Linux, AIX. Очень важно понимать, что при подключении систем хранения данных по iSCSI вы потеряете в производительности СХД около 50%, поэтому лучше осуществлять подключение по Fibre Channel.
Технология FC применяется для подключения СХД к серверам через коммутаторы, по которым необработанные блоки данных передаются в установленной последовательности и без потерь. Максимальная скорость передачи данных коммутатора Fibre Channel изначально составляла 1 Гбит/с, а сейчас этот показатель вырос до 128 Гбит/с (существуют также варианты скоростей 8, 16 и 32 Гбит/с).
Принцип работы СХД
Первый тип СХД называется NAS (Network Attached Storage и предназначается для работы с данными в виде файлов; иначе NAS можно назвать сервером с собственной файловой системой. В качестве NAS-хранилищ применяются подключенные к основному (производственному) серверу другие серверы, виртуальные системы и дисковые станции.
Системы хранения в виде NAS имеют достаточно небольшую стоимость, легки в развертывании и управлении, гибки и масштабируемы, универсальны в клиентском использовании; однако данные здесь хранятся только в виде файлов, доступ к ним по сетевым протоколам обеспечивается медленно, а некоторые приложения не совместимы с сетевыми дисками. Очень часто NAS используются для персонального использования или для небольших офисов, например, под хранение бэкапов или простых данных.
СХД второго типа дают доступ к данным, распределенным в блоки, упрощая обмен информацией между сервером и хранилищем. К этому типу относятся системы DAS (Direct Attached Storage, прямое подключение к рабочей станции) и SAN (Storage area network, сети хранения данных).
СХД DAS имеют простую архитектуру, обладают высокой надежностью и отказоустойчивостью, управляются через встроенные ОС, их просто развертывать и администрировать. Они показывают высокую скорость передачи данных, но требуют выделенных серверов и ограничивают подключение максимум двумя серверами.
Сети хранения SAN - это внешние хранилища, работающие на нескольких сетевых блочных устройствах с использованием протоколов iSCSI или FC. Доступ к данным здесь осуществляется напрямую к диску или набору дисков, объединенных в RAID-группу или логическое устройство (Logical Unit Number - LUN). С помощью SAN можно разгрузить подсеть от служебного трафика и повысить надежность хранения и обмена данными. Но у SAN есть и ряд недостатков - они сложны в проектировании и требуют производительного железа для сервера.
Как выбрать СХД?
Основными критериями выбора СХД являются задачи, которые предстоит решать этой системе; а при подборе стоит ориентироваться на такие параметры, как:
- тип данных - этот параметр определяет скорость доступа, технологии компрессии и обработки;
- объем данных, влияющий на выбор дисковых накопителей (SSD потребительского класса или HDD);
- отказоустойчивость, которая измеряется в трех характеристиках - RPO (Recovery-Point Objective, объем потерянных при аварии данных в часах), RTO (Recovery Time Objective, время на восстановление доступа к данным после аварии) и доступности (промежутки времени, в течении которых данные доступны для работы с ними);
- производительность, которую оценивают в ходе тестирования СХД перед внедрением в новый проект.
Если вам необходимо эффективное, производительное и отказоустойчивое решение под СХД, специалисты нашей компании рекомендуют обратить внимание на СХД HPE 3PAR 7000 и 8000 поколений, который можно приобрести у нас с экономией до 80%.
СХД HPE 3PAR оснащен системой искусственного интеллекта, что делает возможным решение с его помощью критически важных задач, а также приспособлен под расширение емкостей до 80 Пбайт и выше с сохранением прежнего набора функций, привычного ОС и первоначальных средств управления. Подробнее о СХД 3PAR 7000 И 8000 поколения можно узнать здесь.
