3 replies to this topic

[admin]

<b>Введение</b>

Активное развитие информационных технологий, начавшееся в самом начале XXI века и не планирующее прекращаться в ближайшие десятилетия, уже сегодня стало причиной появления огромного количества форматов записи информации и еще большего разнообразия устройств, на которых эта информация хранится. Инженеры разработали накопители для самых разных нужд, начиная от обычной USB-флэшки для переноса небольшого количества информации и заканчивая файловыми серверами, имеющими емкость в несколько десятков терабайт.

В рамках данной статьи не будут рассматриваться портативные накопители для личного использования с малой емкостью, внимание будет уделяться оптимальным способам резервирования данных в компаниях малого, среднего и крупного бизнеса, подобранные из расчета количества хранимой информации, скорости его роста, надежности накопителей.

Вне зависимости от того, сколько человек числится в штате той или иной компании, ей в любом случае нужна система хранения данных, и по состоянию на 2009 год , предпочтение отдается одному из двух типов таких систем: ленточных и дисковых. Последние, в свою очередь, делятся по типу интерфейса на NAS, iSCSI или Fibre Channel.

<b>Ленточные накопители HP</b>

При организации систем хранения данных на любых типах носителей всегда нужно уделять внимание продукции известных компаний-производителей. Если будут использоваться ленточные устройства, то нужно учесть, что при всем их разнообразии они построены на одном из двух типов записи: линейной и наклонно-строчной. В первом случае информация пишется на ленту в виде нескольких параллельных дорожек. Процессы записи и чтения идут в обоих направлениях. Наклонно-строчная магнитная запись подразумевает установленный под определенным углом вращающийся барабан, который оснащен несколькими записывающе-считывающими головками. Но техническая сторона работы устройств интересует минимальный процент покупателей, потому рассмотрим те модели, которые приобретают наиболее часто.

Хороший сервер hp может годами трудиться, не требуя перезагрузки, без обслуживания. Компания Hewlett Packard является поставщиком одних из лучших корпоративных решений на основе ленточных устройств, которые вполне заслуженно являются самыми популярными на рынке за счет высокого качества исполнения и надежности. Например, пристального внимания заслуживает ленточная библиотека HP StorageWorks MSL6000, в зависимости от конкретной модификации способная хранить в себе до 192 Тб информации без сжатия и до 384 Тб со сжатием.

Ленточные библиотеки – это не самые компактные устройства, ведь они позволяют хранить в себе от 10 до нескольких сотен лент – так называемых картриджей. Именно из-за возможности размещения сразу нескольких ленточных картриджей в одном корпусе, их и называют библиотеками. Такой тип устройств, используемый для создания резервной копии информации – это выбор системных администраторов, желающих обладать доступной технологией, которая предлагает гибкость и невысокую стоимость полностью автоматизированного процесса резервирования и восстановления данных.

Если нужны компактные устройства для резервирования одного или нескольких серверов или рабочих станций, то Hewlett Packard готова предложить ряд ленточных накопителей, чьи размеры соответствуют форм-фактору 5,25 дюйма. В зависимости от потребностей, при монтаже можно выбирать устройства с интерфейсом USB 2.0 (к примеру, StorageWorks DAT 72 или DAT 160 с буфером 8 и 16 Мб соответственно), Ultra160 SCSI (StorageWorks DAT 160 SCSI) или Wide Ultra SCSI (StorageWorks DAT 40 SCSI). Что касается емкости этих накопителей, то для StorageWorks DAT 72 она составляет до 36 Гб без сжатия и до 72 Гб со сжатием. Модель StorageWorks DAT 160 уже более емкая – до 80 Гб без сжатия и до 160 Гб со сжатием, а накопитель StorageWorks DAT 40 – это бюджетная модель, ее емкость – 40 и 80 Гб соответственно. Для облегчения процесса монтажа, HP разработала специальный массив StorageWorks 5300, имеющий форм-фактор 3U и позволяющий установить до четырех ленточных накопителей 5,25" половинной высоты и до двух полноразмерных накопителей 5,25".

Помимо устройств DAT в модельном ряду HP представлены накопители, использующие технологию LTO (Linear Tape Open). Для нее было разработано два типа носителей - Accelis и Ultrium, первый ориентирован на минимальное время доступа и максимальную скорость, а второй – на максимальную емкость. На сегодняшний день стандарт Accelis уже не используется. Особенности технологии LTO заключаются, в основном, в поддержке большого количества параллельных каналов на ленте и высокой плотности записи информации, а также в динамическом перемещении данных из испорченных областей на ленте, при поломке сервомеханизма или одной из головок чтения-записи.

В качестве примера ленточного накопителя Ultrium можно взять HP StorageWorks Ultrium 448. Некоторые компании поставляют их в комплекте с серверами hp proliant dl380 g5 или dl360. Данная система имеет емкость до 200 Гб без сжатия и до 400 Гб со сжатием. Еще одна модель HP StorageWorks LTO-4 Ultrium 1760 на основе технологии LTO четвертого поколения обладает самой большой емкостью и производительностью из всех ленточных накопителей половинной высоты семейства StorageWorks. Ultrium 1760 позволяет хранить 1,6 Тб в одном картридже и обеспечивает скорость сжатия данных до 576 Гб/ч.

На все ленточные устройства Hewlett Packard распространяется специальная фирменная гарантия, даже с заменой вышедшего из строя оборудования на аналогичное. Следует отметить, что решения на основе ленточных устройств используются для хранения резервных копий информации, но не для непосредственного ее использования в работе. Также не следует забывать: системы хранения информации, основанные на ленточных устройствах, обязательно используют сменные ленточные носители (картриджи), которые тоже докупаются отдельно у компании HP.

<b>Почему до сих пор используются ленты</b>

Есть мнение, что ленточные накопители полностью сдают позиции в пользу недорогих SATA винчестеров. Это мнение во-многом ошибочно. Картриджи идеально подходят для хранения архивных данных, распределённых в пространстве: одна копия - у сисадмина, одна - в сейфе у директора. Благодаря компактным размерам картриджей, их удобнее и легче транспортировать, они не так сильно боятся механических ударов, как винчестеры.

* Для хранения данных, которые могут понадобиться в любой момент, ленты годятся меньше, так как процесс поиска и восстановления нужных файлов может быть слишком длительным.
* При очень больших объёмах хранения данных, ленточные накопители начинают выигрывать в стоимости хранения. То же самое касается случаев, когда важно иметь несколько копий данных на разных носителях, находящихся в разных местах.
* В отличие от он-лайн методов хранения (NAS, серверы), ленточные картриджи большую часть времени находятся в выключенном состоянии - лежат в ящике стола. Поэтому им не страшны перепады напряжения и поломки оборудования. Если сломался ваш контроллер - вы сможете починить его и считать данные.

Ленты можно сравнить с револьвером: казалось бы, устаревшее устройство, до сих пор остается удобным и надежным для архивирования данных, хранения образов и критических данных. Это лучший способ разнести данные в пространстве, спрятав их в сейф, банковскую ячейку, да хоть под матрацом на даче. Главное - соблюдать условия хранения, рекомендованные производителем - и ваши данные останутся целы.

<b>Файловые серверы (NAS)

</b>Другой вариант устройств хранения информации – это так называемые файловые серверы. В прайс-листах компьютерных фирм их можно найти по аббревиатуре NAS, которая расшифровывается как «Network Attached Storage» и дословно переводится как «хранилище, подключенное к сети». NAS бывают совершенно разных видов, размеров и форм, в зависимости от производящей компании и нужд покупателя. Сетевые хранилища типа NAS представляют собой серверы, которые подключаются к сети и позволяют нескольким пользователям работать с общими файлами. Основные преимущества системы NAS:

* Простая инсталляция. Подключить сетевые кабели и питание, установить сетевой адрес, назначить права доступа - это все, что нужно, чтобы подготовить систему к работе. На это потребуется совсем мало времени.
* Простое управление. Все современные NAS могут похвастаться удобным веб-интерфейсом, который открывается в окне браузера. Можно сделать так, чтобы доступ к нему был из любой точки мира.
* Надежность. NAS позволяет организовать RAID-массивы различных уровней, тем самым существенно уменьшая риск потери важной информации.
* Энергоэффективность - в отличие от стандартных серверов, NAS спроектирован для предоставления данных по сети и использует специализированную ОС, оптимизированную только для этих целей. Поэтому такие устройства потребляют меньше электроэнергии, меньше шумят и производят меньше тепла, чем обычные сервера.
* Масштабируемость - в сеть может быть добавлено практически неограниченное число сетевых хранилищ данных. Между собой они могут объединяться для балансировки нагрузки, резервирования друг друга и увеличения общей ёмкости.

Одним из лидеров в производстве файловых серверов SMB-класса является компания QNAP, ее модельный ряд состоит из решений для домашнего использования (например, при построении файлообменной сети в рамках одного жилого дома), а также из моделей, созданных для небольших компаний. Любое сетевое хранилище основывается на жестких дисках или SSD разных форм-факторов. Из последних разработок QNAP обязательно нужно отметить корпоративное решение TS-809 Pro Turbo NAS, вмещающее в себя до 8 (восьми) винчестеров форм-фактора 3,5 дюйма. Слово Turbo в названии данной модели находится неспроста, высокую скорость обработки данных здесь обеспечивает двухъядерный процессор Intel Core 2 Duo с тактовой частотой 2,4 ГГц, и оперативная память DDR2 объемом 2 Гб. Практически все сетевые хранилища QNAP имеют возможность горячей замены жестких дисков, то есть для выполнения этой операции не придется отключать от электрической сети все устройство<b>

</b>В TS-809 Pro Turbo NAS можно установить винчестеры с интерфейсом SATA емкостью до 1,5 Тб каждый. Поддержка винчестеров определяется прошивкой, и в скором времени появится поддержка и более современных HDD. Этот файловый сервер имеет корпус типа Tower для напольной установки, что далеко не всегда удобно, особенно когда хранилище нужно установить в серверную стойку, и чтобы оно занимало в ней минимум места.

В подобном случае лучше всего использовать модель TS-809U-RP Turbo NAS, в которой установлен процессор Intel Core 2 Duo 2,8 ГГц и также имеются 8 отсеков под 3,5-дюймовые жесткие диски, каждый из которых нормально реагирует на горячую замену. Корпус данной модели соответствует промышленному стандарту стоечного оборудования и имеет высоту 2U.

Плюсы любого NAS-устройства заключаются в использовании распространенных и доступных по цене накопителей, высокой скорости работы, высокой доступности, легкости монтажа и работе по стандартным сетевым протоколам через сети Ethernet или даже Wi-Fi. Кроме того, на корпусе таких устройств размещаются USB-порты, существенно расширяющие его функциональность, поскольку к ним можно подключить, например, сетевой принтер или, скажем, кардридер на пару с внешним винчестером. Также следует отметить возможность создания нескольких RAID-массивов на одном наборе накопителей, доступную в дорогих моделях для крупных офисов и предприятий. Для упрощения процедуры тонкой настройки работы сетевых хранилищ QNAP оснащает их фирменным веб-интерфейсом на базе AJAX, позволяющим настроить абсолютно любой параметр. Естественно, существует возможность конфигурации по Telnet и SSH, а так же прямого консольного доступа. Всё это весомые аргументы в пользу NAS-систем хранения данных.

Минусы современных NAS – это, в первую очередь, не очень большой суммарный объем дискового пространства на одно устройство, в случае с топовой корпоративной моделью TS-809 Pro Turbo он составляет максимум 12 Тб (для бэкапа одного маленького сервера типа dl360g5 этого достаточно, а для стойки серверов - уже нет), потому чтобы увеличить его, потребуется приобрести еще один файл-сервер, но необязательно такой же громоздкий, модельный ряд компании QNAP весьма разнообразен. Выбор в пользу систем NAS при создании файловых сетей сделают те компании, кому требуются устройства, работающие на основе распространенных накопителей с современными интерфейсами и позволяющие оперативно заменить один из винчестеров, не прибегая к отключению всей системы. Сетевые хранилища NAS применяются для хранения резервных копий данных, архивных файлов, а также для информации, которая должна использоваться оперативно. В отличие от ленточных накопителей, на NAS можно держать и рабочие базы данных, и рабочий медиа-контент, и даже устанавливать на сетевой диск программы.

<b>Использование NAS

</b>Файловый сервер - это наиболее универсальное устройство. Скорости современных NAS-ов достаточны для того, чтобы не просто хранить на них копии, но и работать с данными непосредственно с диска. Избыточность, достигаемая RAID-массивами, позволяет не бояться, что у вас сгорит винчестер и вы лишитесь данных.

Огромный плюс файлового сервера - это возможность создать один большой том, на котором можно хранить дампы крупных баз данных, не заботясь о том, чтобы бить архив на части. Хотите записать 10 Тб в бэкап - пожалуйста.

Если мы с вами говорили, что ленты позволяют распределять копии данных в пространстве, то в случае с NAS эта возможность выглядит немного по-другому: вы можете установить несколько файловых серверов там, где известно только вам и делать на них копии через интернет. Если объем копируемых данных большой - то просто с иной периодичностью. И вам не нужно запирать картриджи в сеть - NAS, установленный в другой стране - очень надежный способ держать данные вдалеке, но под рукой. И для бэкапа нескольких терабайт данных это более дешевый способ, чем ленточная библиотека.

<b>
</b> * NAS - это универсальное устройство, в небольших компаниях на них возлагают функции и сервера баз данных, и файлового сервера одновременно. Функция Snapshot (мгновенный бэкап) позволяет легко защититься от человеческого фактора и случайного стирания данных, хотя такой NAS лучше резервировать дополнительно. Восстановление нужных данных производится быстрее.
* NAS - это, пожалуй, самый эффективный метод делать бэкап компьютеров всего офиса, причем независимо от операционной системы офисов. Ну и, естественно, один файловый сервер может резервировать данные другого файлового сервера.
* Почему же NAS-ы полностью не вытеснили ленты? Файловые серверы имеют свои недостатки в работе. Например - поломка материнской платы сервера может полностью уничтожить хранимые на нем данные, то есть, сервер нуждается в дополнительном резервировании. Файловый сервер постоянно работает в режиме он-лайн, и хотя как правило, он имеет надежную защиту, нет гарантии, что он не будет взломан злоумышленником или ваш сотрудник не украдет с него данные. Вопрос безопасности для офисных NAS-ов вообще остается открытым - положить в сумку и вынести 4-дисковый файловый сервер сможет любой человек, вынести 8-дисковый - тоже не проблема.

Ну и, конечно же, скорость, которая ограничена пропускной способностью сетевых интерфейсов, хоть и может увеличиваться при объединении нескольких портов, может оставаться недостаточной для частого копирования терабайт данных.

Тем компаниям, кому не хватает максимально поддерживаемых емкостей ленточных библиотек и скоростей NAS и нужны резервы серверных систем с поддержкой iSCSI, можно обратить внимание на сетевые накопители производства компании Proware. Данная технология "сжимает" протокол SCSI в пакеты TCP/IP, что дает универсальный интерфейс хранилища для всей сетевой инфраструктуры. Преимущества решений на основе iSCSI – в простоте их использования. Никаких новых технологий для использования iSCSI внедрять не требуется, а управлять сетью на iSCSI сможет любой системный администратор без необходимости прохождения дополнительного обучения. Особенность iSCSI – высокая доступность благодаря возможности подключения серверов к нескольким коммутаторам или сетевым сегментам. Реализовать данный интерфейс можно как программно, так и аппаратно, с помощью специальных контроллеров, причем второй способ намного предпочтительнее ввиду меньшей нагрузки на центральный процессор сервера. При использовании интерфейса iSCSI, разные транзакции могут одновременно передаваться через разные TCP-соединения в рамках одной сессии. Построение сети на основе iSCSI-систем необходимо тем компаниям, которые нуждаются в высокоскоростных накопителях и не менее высокой скорости доступа к хранящейся на них информации даже при условии, когда в системе находится несколько десятков или даже сотен таких устройств. Но стоит учитывать, что один логический том по интерфейсу iSCSI можно подключить только к одному клиенту. То есть, одновременный доступ, как в случае с NAS, без использования дополнительных серверов, по интерфейсу iSCSI невозможен. Проще говоря, для расширения дискового пространства сервера, iSCSI хранилище, стоящее в соседнем помещении, будет лучше, чем NAS, но получить к нему доступ можно будет только через этот же сервер.

Особого внимания заслуживает корпоративное решение с индексом SB-3164E-G1A3, представляющее собой сетевое хранилище, оснащенное 16-ю отсеками под SATA-накопители и позволяющее на основе их создать RAID-массив уровней 0, 1, 0+1, 3, 5, 6, 10, 30, 50, 60 и JBOD. Устройство поддерживает создание до 255 логических дисков, умеет работать с винчестерами высокой емкости, наделено двумя интерфейсами Ethernet со скоростью 1 Гбит/с и обладает небольшим монитором, оперативно отображающим рабочие параметры системы – температуру, напряжение и скорость вращения вентиляторов, которых здесь 4 штуки. За питание устройства отвечает 2-модульный избыточный блок питания мощностью 460 Вт с возможностью горячей замены.

<b>Использование стоечных iSCSI СХД для резервирования данных

</b>Сразу оговоримся - мы ведём речь о профессиональных, стоечных моделях, а не о настольных офисных NAS-ах с поддержкой iSCSI. Оптимальная сфера использования iSCSI накопителей - это хранение данных для сервера. Скорость интерфейса достаточно высока, чтобы сервер мог не только держать на накопителе резервные копии, но и работать с базами данных и файлами без задержек. Подобные накопители могут устанавливаться на значительном расстоянии от сервера, хотя, и в рамках одного здания или соседних зданий, но этого достаточно, чтобы защитить данные, к примеру, от пожара или визита недоброжелателей.
<b>
</b>Лучше всего использовать iSCSI СХД для бэкапа нескольких серверов. По удобству эта схема будет выглядеть, как бэкап на NAS, но по скорости бэкапа и восстановления данных - намного приятнее. Более того, она не будет загружать сеть. Очень часто iSCSI накопители используются для хранения потокового видео и фотографий с систем видеонаблюдения предприятий, где раскрывают свои преимущества - огромный объём тома, преимущества SCSI протоколов и высокую скорость.

Но недостатки у iSCSI накопителей в вопросах резервирования данных сходны с NAS-ами. Нет, умыкнуть незаметно 16-дисковый массив из серверной комнаты едва ли получится, но эти машины постоянно работают в режимах on-line, их компоненты изнашиваются, и рассчитывать на то, что система проработает несколько лет без замены одного или нескольких винчестеров не стоит. Многие iSCSI СХД имеют аппаратные RAID контроллеры, что облегчает спасение данных в случае поломки электроники - материнской платы, памяти или самого контроллера, который можно иметь запасным.

Существуют аппаратные iSCSI акселераторы, способные значительно повысить скорость работы по этому интерфейсу. Они производятся компаниями Slic Technology, Chelsio Communications, Alacritech и другими. Протестированные на серверах hp dl360g5 и proliant dl360, они показывают рост скорости iSCSI соединения до 100 крат!

Но основной недостаток - это, конечно цена. Цена, которую стоит платить только при работе с объёмами данных, исчисляемыми терабайтами, когда важны быстрый бэкап и быстрое восстановление.

<b>Fibre Channel</b>

Если же вашему бизнесу необходимо построение сетей хранения данных, то в данном случае нужно использовать системы, работающие по интерфейсу Fibre Channel. Его применяют для взаимодействия рабочих станций, мейнфреймов и так называемых сетей хранения данных и суперкомпьютеров, то есть устройств, крайне остро нуждающихся в очень высокой скорости передачи информации. В работе интерфейса FC используется специальный протокол Fibre Channel Protocol, являющийся транспортным и, по сути, доставляющий команды SCSI по сетям Fibre Channel. Интерфейс FC отличается неприхотливостью к среде передачи данных, она может быть как оптическая, так и электрическая, то есть подойдет и привычная витая пара, и коаксиальный кабель, и оптические волокна, причем как одномодовые, так и многомодовые. При этом скорость тоже может быть различной и варьироваться от 133 мбит/с до 10 гбит/с. Максимальное расстояние для Fibre Channel составляет 50 км.

Таким образом, FC выделяется своими скоростными параметрами, возможностью работы на больших расстояниях и гибкой топологией при проектировании сети.

На сегодняшний день существует семь версий FC:
<b>
</b><img src="http://www.nstor.ru/...s/nas_pic1.jpg" border="0" class="linked-image" />
Системы на основе интерфейса FC можно найти в модельном ряду компании QLogic, специализирующейся, в основном, на них. Она производит FC-адаптеры с самыми разными интерфейсами, включающими PCI-Express, адаптеры для Blade-серверов от компаний HP, Dell, IBM и Sun, а также FC-коммутаторы.

Выпускаемые Qlogic адаптеры FC обеспечивают лучшую в своем классе функциональность и производительность, а FC-коммутаторы серии SANbox поставляются с предустановленными программными инструментальными средствами, обеспечивающими легкое подключение сервера к хранилищу данных. Ниже приведена таблица, в которой указаны основные спецификации FC-адаптеров Qlogic.
<img src="http://www.nstor.ru/...s/nas_pic2.jpg" border="0" class="linked-image" />
Qlogic выпускает коммутаторы Fibre Channel уровня предприятия и рабочей группы, но есть и универсальные модели, например SANbox 5600Q. К его особенностям относится поддержка 8 портов уже в минимальной конфигурации, которая, к тому же, может наращиваться дополнительными блоками по 4 порта на основе программного ключа. Плюс к этому, каждое шасси имеет 16 портов на 4 Gbps, а также 4 высокоскоростных порта 10 Gb ISL (всего 20 портов). Qlogic также предусмотрела возможность расширения на множество коммутаторов, вплоть до 96 портов в одном стеке, установила встроенный интерфейс для настройки оборудования и сразу два варианта энергопитания: один встроенный (SB5600Q) источник питания, либо два с горячей заменой (SB5602Q) .

Решения на базе Fibre Channel применяются для построения файловых сетей в крупных организациях с большими потоками и объёмами данных. Если ваша компания уже имеет несколько серверов и СХД, быстро развивается и испытывает проблемы с передачей данных по сети - это решение для вас. С помощью Fibre Channel коммутаторов вы объединяете ваши сервера и RAID массивы в сеть, данные между элементами которой передаются по быстрым каналам связи, и уже копирование сотни гигабайт с одного сервера на другой не занимает так много времени и не загружает так сильно сеть, как раньше. Резервирование данных в файловых сетях FC интерфейса практически включает все, что было рассмотрено выше, за исключением более удобного управления. То есть, вы можете включить в вашу файловую сеть как RAID массивы, так и ленточные накопители и используя софт для централизованного управления, настроить бэкап как вам удобнее. И самое главное - по быстрым каналам связи.

<b>Выводы</b>

Подводя итог всему, что было сказано выше, напомним, что для того, чтобы не тратить деньги на ветер, вашей компании сначала надо разработать политику сохранения и уничтожения данных, чтобы работать не по принципу «мы храним всё в течении 100 лет». Определите, какие данные для вас наиболее критичны, какие подлежат архивированию и долговременному хранению, какие данные вы будете резервировать для защиты от людского фактора, какие - для защиты после сбоев. Определите угрозы по воровству ваших данных, и если возможно - выделите такую информацию в отдельную категорию. Только после этого надо смотреть на инфраструктуру и бюджет организации.

* Для хранения архивов, образов и защиты информации от воровства лучше ленточного картриджа, лежащего в надежном месте, наверное, пока что ничего нет.
* Для бэкапа компьютеров одного отдела или офиса, не имеющего собственного сервера, определенно лучший выбор - это NAS, подключенный по гигабитной сети. NAS, установленный в Нигерии - это ещё и защита от недоброжелателей (в том числе и в погонах).
* Базу данных и рабочие файлы сервера удобно резервировать на iSCSI хранилище, установленное в другом помещении и подключенное к другому UPS-у.
* Построение файловой сети на базе Fibre Channel - это этап, до которого многие компании так и не дорастают. Тем не менее, этот протокол позволяет получить все плюсы NAS-ов, в дополнении к высокой скорости обмена информацией и более простой масштабируемости и управлению.

Ну и, конечно, не стоит считать, что какой-то один способ резервирования данных будет для вас гарантией их сохранности. Ведь подобные меры надо применять в комплексе.

[megagleb]

Добрый день.

Используйте например HD Tune, утилита для мониторинга HDD и SSD.