Концепция сетевого хранения данных, родившаяся в 90-е годы, предусматривает консолидацию всей хранимой в ИС информации в централизованных хранилищах.
Для заказчиков этот подход обеспечивает большую гибкость в использовании критически важной для бизнеса информации, повышение релевантности данных и надежности их хранения, упрощение и снижение затрат на обслуживание систем хранения данных (СХД). В рамках нового подхода развились две технологии — сетей хранения данных (Storage Area Network, SAN) и сетевых хранилищ (Network Attached Storage, NAS). На их основе производители смогли предложить множество эффективных решений по построению СХД в корпоративных ИС.
Существенное различие между этими технологиями состоит в том, что системы NAS обеспечивают работу с данными на уровне файлов (по сути, являются файл-серверами), а системы SAN — на уровне блоков с выполнением файловых операций на подключенных к SAN серверах. Системы NAS напрямую подключаются к ЛВС Ethernet и становятся доступными для всех устройств в локальной сети. SAN — это сетевая архитектура, в которой собственно системы внешней памяти объединены отдельной высокоскоростной сетью, отделенной коммутаторами от ЛВС и глобальных сетей.
Сети SAN более предпочтительны для хранения больших БД и обслуживания систем электронной коммерции, и потому они в основном используются в крупных корпоративных ИС.
В настоящее время СХД на основе архитектуры SAN реализуются преимущественно с использованием высокоскоростных сетей Fibre Channel (скорость передачи данных 1 Гбит/с, а в последнее время и 2 Гбит/с). С помощью этих сетей все дисковые массивы, оптические диски или библиотеки лент объединяются между собой, что позволяет серверам и ПО управления «видеть» их как единое хранилище. Через коммутаторы, концентраторы и шлюзы Fibre Channel к сети SAN подключаются серверы приложений и транзакций, получающие доступ ко всему объему хранимой в СХД информации. Эти же серверы, одновременно подключенные к локальной (или глобальной) сети, обеспечивают доступ к хранимым данным со стороны рабочих станций и пользователей.
Архитектура сети SAN также позволяет напрямую соединять устройства внешней памяти между собой, например, несколько дисковых массивов соединить с библиотекой лент, что дает возможность выполнять ряд операций, таких как резервное копирование или архивация, без использования ресурсов серверов.
Что предлагают производители
В настоящее время основными поставщиками СХД на основе архитектуры SAN из числа производителей brand name являются Compaq, EMC, Hewlett-Packard, Hitachi Data Systems (HDS), IBM, Sun Microsystems. Среди менее известных компаний, представляющих свои продукты и решения в этом сегменте рынка, можно отметить Brocade Communications Systems, Qlogic, StorageTek, Vixel, XIOtech.
EMC, а также HDS производят только аппаратные средства и ПО для создания СХД. Другие поставщики — Compaq, Hewlett-Packard, IBM, Sun — наряду с СХД выпускают и серверы. Это подчас ограничивает заказчиков, установивших в свои ИС серверы определенного производителя, в выборе систем накопления данных и порождает определенные проблемы при построении СХД в архитектуре SAN.
По данным аналитиков, лидером среди поставщиков систем хранения является компания EMC, хотя в последние два года серьезную конкуренцию ей составляют Compaq, IBM и HDS.
Наиболее мощные устройства ЕМС для хранения данных относятся к семейству Symmetrix с модульной архитектурой Symmetrix MOSAIC. Осенью прошлого года в нем появились сразу три новые системы — Symmetrix 8830, 8530 и 8230, которые начали поставляться в Россию. Старшая модель Symmetrix 8830 позволяет накапливать и хранить до 69,5 Тбайт данных, обеспечивая высокий уровень их консолидации. EMC также выпускает семейство СХД среднего класса CLARiiON и в апреле текущего года объявила серию новых систем CLARiiON с увеличенной емкостью хранения данных — с 9 до 22 Тбайт, снизив при этом их стоимость на 30—45%.
В конце прошлого года, ссылаясь на данные Gartner Dataquest, Люк Брюне, глава представительства EMC в России, заявил, что его компания по-прежнему остается лидером рынка систем хранения. По продажам СХД для серверов Solaris она опережает их производителя, компанию Sun, аналогичные позиции EMC занимает и на рынке СХД для серверов HP-UX и мейнфреймов IBM.
Одним из конкурентов для EMC ранее была компания Dell, выпускавшая серверы и СХД с прямым подключением под маркой PowerVault. Но в прошлом году Dell заключила пятилетнее соглашение с EMC, согласно которому в составе своих решений начала продвигать системы CLARiiON.
В последние годы существенно растет доля компании Compaq на рынке СХД. Сейчас она выпускает широкий спектр устройств для хранения данных — RAID-контроллеры Smart Array, дисковые полки семейства StorageWorks Enclosure 4300, накопители на магнитных лентах DAT 20/40, AIT 35 и AIT 50 и системы NAS Compaq TaskSmart N-series. Для создания систем в архитектуре SAN этот производитель предлагает такие аппаратные средства, как Fibre Channel RAID-массивы — от недорогого RA4100 емкостью 0,4 Тбайт до мощных модульных массивов Enterprise Modular Array EMA16000, позволяющих накапливать до 8 — 34 Тбайт данных, которые способны работать в гетерогенных средах с разделяемым доступом к носителям данных.
В конце прошлого года Compaq объявила о новой концепции ENSA-2 (Enterprise Network Solution Architecture) развития своих технологий хранения данных, призванной сделать ресурсы хранения централизованно управляемыми сервисами в открытых распределенных сетях SAN.
Согласно ENSA-2, в сети SAN могут быть установлены разные устройства хранения разных производителей, реализована централизованная система резервного копирования данных, могут быть задействованы средства репликации и дублирования данных — всеми этими системами централизованно управляет единая служба поддержки. Это позволит заказчикам снизить затраты на поддержку систем хранения, централизовать и упростить управление СХД, повысить эффективность использования ресурсов хранения данных. Первым продуктом, выпущенным в соответствии с ENSA-2, стал дисковый массив StorageWorks Enterprise Virtual Array (EVA), обеспечивающий хранение от 3 до 8 Тбайт данных. В нем впервые аппаратно реализованы механизмы виртуализации и улучшена технология создания мгновенных копий дисковых разделов (snapshot’ов), что позволяет адресовать в EVA больше дисковой емкости, чем в нем физически установлено.
Корпорация IBM за последние два года существенно расширила спектр выпускаемых устройств хранения и в 2001 г. по объему их продаж, по данным IDC, вышла на третье место в мире после EMC и Compaq. Сейчас для построения СХД в архитектуре SAN она предлагает наряду с системой ESS Shark, позволяющей сохранять от 11 до 22 Тбайт данных, серию серверов хранения информации FAStT, наиболее производительный из которых обладает емкостью до 16 Тбайт. Кроме того, производитель предлагает устройства NAS серий 200 и 300 с емкостью хранения от 108 Гбайт до 3,24 Тбайт, шлюз NAS 300G, который позволяет подключать рабочие станции и серверы в сети IP к сети SAN, ленточные библиотеки и ленточные подсистемы серии Magstar и Ultrium LTO.
Первоначально IBM обеспечивала совместимость своих устройств только с собственными серверами. Однако ситуация на рынке заставила производителя изменить политику, и в течение последних лет IBM добилась значительных успехов, обеспечив возможности совместной работы своих СХД с продуктами более 45 ведущих производителей. Продолжением этой политики стало заключение IBM стратегического соглашения с другим участником рынка СХД, компанией HDS, согласно которому обе компании будут совместно разрабатывать и поставлять устройства хранения данных и ПО для их управления.
«Через несколько лет мы намерены выйти в лидеры рынка «тяжелых» СХД высшего класса, а уже к концу этого года перейти с нынешнего третьего места на второе», — заявил в конце 2001 г. Тони Рейд, директор по инфраструктуре компании HDS.
На российском рынке дисковые массивы HDS известны по поставкам их ОЕМ-версий компанией Hewlett-Packard; в прошлом году HDS подписала также ОЕМ-соглашения с компаниями Sun и Dell.
Компания Hewlett-Packard, еще один активный игрок на рынке СХД, поставляет дисковые массивы масштаба предприятия SureStore E Disk Array XP512 и XP48 емкостью 93 и 3,5 Тбайт соответственно, обеспечивая возможность их использования в гетерогенной среде. В номенклатуре производителя есть также дисковые массивы среднего класса Virtual Array 7400 (емкость 7,7 Тбайт) и Virtual Array 7100 (емкость до 1,1 Тбайт), а также дисковые системы Disk system 2100/2300/2405 с возможностью накопления до 292 Гбайт данных.
Наряду с этими высокоскоростными устройствами Hewlett-Packard на базе своих серверов и дисковых массивов выпускает системы NAS Netstorage XP, расширяемые до уровня 73 Тбайт хранимых данных, и НР Surestore NAS VA (емкость 3 Тбайт). В начале 2002 г. компания объявила о выпуске шлюза HP SureStore NAS 8000, который представляет собой сервер NAS без собственных дисков — вместо них используется емкость СХД SAN или дисковые массивы HP SureStore VA или XP. Такие продукты уже есть в ассортименте IBM.
Для целей архивирования, резервного копирования и восстановления данных производитель предлагает ленточные автозагрузчики HP Smart Family DAT и DLT Autoloaders и серию ленточных библиотек HP Surestore Tape Library на базе стандартов Ultrium и SuperDLT.
В пятерку постоянных лидеров рынка СХД входит компания Sun Microsystems, которая выпускает высокоуровневые массивы накопителей Sun StorEdge TM T3 и массивы Sun StorEdge 9900, созданные на основе HDS Lightning 9900.
Стоит отметить принципиальную позицию производителя, который полагает, что для заказчиков наилучшим решением является поставка не отдельных СХД, а взаимосвязанного комплекса — серверы, СХД и ПО для управления всей инфраструктурой. «Мы считаем, что производители, выпускающие только СХД, будут переживать очень трудные времена, в то время как компании, подобные нам, Compaq и IBM, улучшат свое положение на рынке систем хранения», — заявил в феврале президент Sun Microsystems Эд Зандер.
Однако итоги 2001 г. говорят об обратном — по данным IDC, объем продаж СХД компании EMC составил 3,8 млрд. долл., что позволило ей сохранить первенство на рынке, а продажи СХД Sun не превысили 1,1 млрд. долл. В результате Sun оказалась на пятом месте, пропустив вперед Compaq, IBM и Hewlett-Packard, хотя в 2000 г. она опережала двух последних производителей.
В феврале текущего года Sun объявила о выпуске новых модификаций дисковых массивов StorEdgeTM T3, увеличив их емкость до 11 Тбайт, и специализированного ПО для управления данными, что может упрочить ее позиции на рынке СХД масштаба предприятия.
Наконец, среди производителей СХД стоит отметить XIOtech, дочернюю компанию Seagate, выпускающую «тяжелые» дисковые массивы Magnitude SAN, которые иногда называют «корпусными SAN» — в этом устройстве объединены коммутатор Fibre Channel, дисковый массив с дисками Seagate и сервер, на котором работает заказное ПО управления данными и их виртуализации.
ПО позволяет решить проблемы совместимости
Разработчики систем SAN продолжают работать над расширением возможностей их взаимодействия с системами и серверами других производителей. Тем не менее в ряде случаев системы оказываются несовместимыми, что приводит заказчиков к зависимости от поставщика оборудования. И как результат, продажи таких несовместимых систем начинают уменьшаться. Поэтому в последнее время производители все больше внимания обращают на разработку ПО, которое помогает решить проблемы несовместимости продуктов хранения.
Примером тому может служить EMC, которая, столкнувшись два года назад с резким падением продаж дисковых массивов, придает теперь большее значение разработке ПО и намерена сделать свое ПО управления СХД и данными индустриальным стандартом. В начале этого года EMC со ссылкой на Dataquest заявила, что «продала больше лицензий на ПО управления хранением данных, чем Sun, Hitachi и HP вместе взятые».
Одной из последних разработок EMC стала новая версия программы ESN Manager, главное улучшение в которой — возможность управления дисковыми массивами Compaq StorageWorks. Кроме того, теперь из программ EMC стало возможным управлять коммутаторами Fibre Channel фирм Brocade, EMC и McData и др. Ранее EMC уже добилась совместимости своего управляющего ПО с IBM ESS Shark, Hewlett-Packard XP 512, Hitachi Lightning 9900 и Sun StorEdge 9900, а также ленточными библиотеками StorageTek.
Но, безусловно, одним из лидеров рынка ПО управления системами SAN является IBM, которая в составе своей системы управления инфраструктурой ИС Tivoli Systems предлагает ряд программных средств для управления хранением данных. К их числу относятся: пакет для управления сетями SAN Tivoli Storage Network Manager, который обеспечивает обнаружение, отображение, распределение, мониторинг и управление компонентами SAN и системами дисковой памяти; пакет Tivoli SANergy, позволяющий множеству серверов и приложений совместно использовать отдельные накопители, файловые системы и файлы; пакет Tivoli Storage Manager для управления в системах SAN резервным копированием и восстановлением данных, а также передачей данных по сетям Fibre Channel и по протоколу IP через сети
Ethernet.
Добившись успеха в продвижении систем ESS Shark, объявленных в конце 2000 г. и отобрав часть рынка у EMC, IBM наращивает усилия в области разработки ПО, пытаясь предоставить заказчикам больший сервис при хранении данных. Как заявила Линда Санфорд, руководитель группы систем хранения в IBM, «основной проблемой клиентов сейчас является упрощение управления всеми системами хранения в ИС и снижение затрат на хранение».
Согласно последним анонсам IBM, в текущем году появится первая версия нового ПО Storage Tank, основанного на Linux и стандарте XML, которое позволит управлять файлами, обеспечивать их хранение, совместное использование и доступ к ним в развитых СХД в архитектуре SAN.
Достаточно мощный комплекс программ в составе системы управления инфраструктурой HP OpenView предлагает Hewlett-Packard. В их составе: диагностические инструменты для отображения и размещения данных HP OpenView SPI, HP Surestore Command View XP для управления ресурсами дисковых массивов HP XP с использованием единой консоли и HP Port Control Resource Manager для установки приоритетов использования СХД для групп пользователей, набор пакетов для управления сетями SAN — Storage Accountant, Storage Allocater, Storage Builder, Storage Optimizer и др., ПО для управления резервным копированием и восстановлением данных HP Omniback II.
Объявив свою концепцию ENSA-2, Compaq предложила заказчикам ряд программных продуктов управления СХД и данными. К ним относятся ПО VersaStor для виртуализации СХД разных производителей, а также приложения для управления сетями SAN: SANworks Open SAN Manager, SANworks Resource Monitor и SANworks Storage Allocation Reporter. Пакет Compaq Enterprise Network Storage Manager, объединяя эти приложения, служит для централизованного администрирования всех устройств хранения в составе ИС в виде Web-портала.
Упомянем также выпущенный компанией XIOtech специальный программный комплекс SANbuilder для оптимизации хранения данных в хранилищах, созданных на базе продуктов Oracle и MS Exchange. Компания намерена выпустить еще три семейства программно-аппаратных средств, оптимизированных для разных видов приложений и быстрого развертывания SAN.
Перспективные решения — виртуализация, Ethernet, iSCSI
Одной из главных задач, стоящих перед разработчиками СХД в архитектуре SAN, является оптимизация использования объема хранилища данных. Радикальный способ ее решения — виртуализация данных. В основе этого метода лежит создание единой виртуальной среды хранения, объединяющей массивы разных производителей и функционирующие на различных платформах. При этом программными средствами объемы физических устройств хранения преобразуются в общий пул логических блоков, с которыми оперируют серверы, т. е. создается абстрактный программный уровень, разрывающий физические связи между серверами и устройствами хранения данных. В результате на центральном сервере все массивы представляются в виде единого хранилища, что позволяет создать единую точку управления СХД и значительно упрощает ее администрирование.
Другое направление совершенствования СХД в архитектуре SAN — упрощение и удешевление этих достаточно дорогих систем. Одним из путей решения этой задачи является разработка программно-аппаратных средств сетей Ethernet, которые могли бы заменить дорогую и сложную аппаратуру сетей Fibre Channel. Это позволило бы в сетях SAN применить единое унифицированное, а следовательно, и более дешевое решение, ведь более 90% поставляемых узлов корпоративных ЛВС составляет аппаратура Ethernet. С появлением сетей Ethernet со скоростью передачи данных 1—10 Гбит/с возможность создания сетей SAN на базе Ethernet становится реальной.
Другое возможное решение — новый протокол iSCSI, который позволяет организовывать сетевое хранение данных на основе стандартной аппаратуры Gigabit Ethernet. Одним из инициаторов этого подхода стала IBM, которая в феврале 2001 г. выпустила iSCSI-шлюз TotalStorage IP Storage 200i. В марте 2002 г. Intel начала продавать iSCSI-адаптеры Intel PRO/1000 T IP Storage Adapter для обеспечения доступа к СХД по протоколу IP.