Развитие систем хранения

Одна из наиболее перспективных технологий, позволяющих резко повысить привлекательность систем NAS, — DAFS (www.dafscollaborative.org), облегченный протокол доступа к данным. Его применение позволяет избавиться от основного недостатка NAS — высокой загрузки серверов приложений обработкой стека TCP/IP, а также увеличить скорость передачи данных и минимизировать задержки.

Для интерфейса к приложениям DAFS применяет семантику NFS v.4, а в качестве транспорта используется технология Virtual Interface (VI). Прямой доступ к памяти позволяет пересылать данные, не используя центральный процессор. Теоретически VI может передавать данные поверх любого транспортного протокола; на сегодняшний день существуют реализации VI по TCP/IP, VI по Fibre Channel и InfiniBand (VIPL 2.0).

С выходом Data ONTAP 6.2 начались поставки первого коммерческого продукта на основе DAFS. В состав DAFS Database Accelerator (DDA) входит стандартный NAS-сервер семейства F800, соответствующее программное обеспечение клиента и набор сетевых плат Gigabit Ethernet, поддерживающих VI/IP. Решение поддерживает работу с базами данных Oracle, IBM DB2 UDB и Sybase. Использование DDA рекомендовано для систем обработки данных, в которых требуется высокая скорость доступа. DDA обеспечивает производительность, сравнимую с производительностью традиционных блочных методов доступа к системам хранения на основе Fibre Channel при этом сохраняются достоинства NAS-серверов — гибкость, простота управления, возможность прозрачного наращивания емкости и мгновенное создание резервных копий данных.

Еще одним новым продуктом в начале 2002 года стал NearStore R100 — представитель класса дисковых систем хранения, занимающих промежуточное место между NAS-серверами и ленточными или магнитооптическими библиотеками. NearStore R100 представляет собой NAS-сервер, поставляемый в фиксированной конфигурации («сырая» емкость — 12 Тбайт) и отличающийся от систем серии F800 использованием IDE-дисков. Естественно, что производительность серверов NearStore существенно ниже, чем у обычных устройств Network Appliance; поэтому они не могут служить заменой NAS-серверам, обеспечивающим постоянный доступ пользователей. С другой стороны, скоростные характеристики NearStore R100, особенно время доступа, гораздо лучше, чем у магнитооптических, а тем более у ленточных библиотек. Обладая низкой стоимостью (около 2 центов за мегабайт), системы NearStore могут служить хорошей альтернативой традиционным библиотекам при построении архивных систем и высокоскоростных систем резервного копирования.

Выводы

Опыт реализации в Центральной и Восточной Европе более 40 проектов с использованием оборудования Network Appliance, показывает, что было бы неверно рассматривать системы NAS только как замену традиционным файловым серверам. Постоянный рост количественных характеристик производительности, надежности и емкости NAS-серверов корпоративного уровня и внедрение новых технологий управления данными позволяет говорить о перехода NAS-решений на качественно новый уровень. Современные системы NAS могут стать ядром информационной системы даже для небольшого предприятия с ограниченным ИТ-бюджетом, позволяя ему перейти к централизованному хранению данных и оптимизировать информационные потоки.

Несомненными плюсами консолидации данных является повышение надежности, производительности и предсказуемости поведения системы в целом, возможность прозрачного наращивания емкости системы хранения, упрощение процедур резервного копирования и восстановления, уменьшение влияния ошибок администратора на сохранность данных и т.п. В то же время и крупные организации с повышенными требованиями к производительности систем хранения и развитой сетью филиалов активно используют сегодня возможности DAFS Database Accelerator и NearStore R100 для репликации данных, генерации отчетов о состоянии системы и управления сотнями устройств с одной консоли.

Павел Карнаух (http://www.osp.ru/os/2002/04/) — менеджер компании S&T International (Москва).

Два примера

МСЦ РАН

Решения на базе NetApp Filer работают в составе системы хранения данных системы МВС 1000М, установленной в Межведомственном суперкомпьютерном центре РАН. При построении систем распределенных вычислений одной из ключевых задач является обеспечение равноправного доступа всех вычислительных модулей к общим данным. В случае МВС 1000М, для 384 высокопроизводительных компьютеров было необходимо предоставить возможность одновременно работать с одними и теми же данными без снижения производительности. Это требование накладывало жесткие ограничения на выбор и конфигурацию системы хранения.

Использование в качестве файлового сервера универсального компьютера выявило ряд проблем. При запуске на большом числе процессоров реальной программы выяснилось, что интенсивные обмены нескольких сотен процессоров с файловым сервером могут породить коллапс быстродействия как клиента, так и сервера: недопустимое возрастание загрузки процессора, увеличение времени реакции на запросы управляющей машины до почти полного отказа.

Естественным решением этой проблемы было использование специализированного файлового NAS-сервера, который обеспечивал бы доступ к данным по локальной сети. При проектировании системы хранения для суперкомпьютера МВС 1000М был выбран сервер NetApp Filer 840.

Каналы Fast Ethernet, используемые для обмена информацией между вычислительными модулями и внешними подсистемами, агрегируются в коммутаторах и далее информация, уже по Gigabit Ethernet, поступает в локальную сеть. Сервер NetApp F840 подключается непосредственно к ядру локальной сети по каналу Gigabit EtherChannel, состоящему из двух полнодуплексных каналов Gigabit Ethernet. Ленточная библиотека, используемая для хранения архивной информации, подключается к NAS-серверу через отдельный канал Fibre Channel, что позволяет не загружать сеть передачей архивируемых данных.

Доступ к данным осуществляется по протоколу NFS. Обеспечивается защита от несанкционированного доступа и авторизации пользователей, реализуемая с использованием протокола NIS, который позволяет обеспечить единую систему авторизации для всех Unix-систем Центра.

Производительность NAS-сервера F840 позволяет передавать и принимать данные на полной скорости двойного канала Gigabit EtherChannel. Файловая система Data ONTAP обеспечивает необходимый уровень надежности и производительности. При этом простой интерфейс управления на основе Web-технологий позволяет гибко изменять конфигурацию системы хранения, используя любой браузер.