Все большее число предприятий предпочитает применять сетевые устройства хранения NAS в качестве централизованной платформы хранения. Специалисты отдают должное хорошо проработанным функциям управления данными и простой, но эффективной концепции их хранения и восстановления, предназначенной в том числе и для сложных приложений. Однако каждая конкретная реализация отличается как ценой, так и другими не менее важными особенностями.

Развитие сетевого хранения данных движется в русле двух технологических направлений: сетевые устройства хранения (Network Attached Storage, NAS) и сети хранения данных (Storage Area Network, SAN). Оба подхода предлагают архитектуру для централизованного хранения данных и интерфейсы для контроля и управления накопителями (см. Рисунок 1). Существенное различие между технологиями SAN и NAS заключается в структуре пакетов данных, которыми сервер приложений и платформа хранения обмениваются между собой, а также в формате представления данных в системе хранения. Применяемый преимущественно в SAN протокол Fibre Channel (FCP/SCSI) передает блоки данных. В них содержится информация об устройствах (дисках), откуда поступают данные. Однако протокол управления блоками не содержит никакой информации о передаваемых данных. Поэтому хост и дисковая подсистема целиком зависят друг от друга. Решения NAS, напротив, используют файл-ориентированный протокол передачи на базе сетевой файловой системы (Network File System, NFS) и общего межсетевого протокола доступа к файлам (Common Internet File System, CIFS), которыми информация об устройствах не транслируется. Поэтому хост и сервер NAS не зависят друг от друга. Коротко говоря, SAN управляет накопителем, в то время как NAS заботится о данных и файлах.

Из-за специфических особенностей доступа к блокам и файлам SAN и NAS сегодня рассматриваются не как два конкурирующих решения, а как дополняющие друг друга.

РАЗЛИЧНЫЕ ПОДХОДЫ

На сервере NAS полностью представлены данные о сервисах файлов и печати, а также архив домашних каталогов пользователей. Доступ клиента к NAS производится через сеть IP без посредничества сервера. Причем системы предоставляют свои услуги при помощи стандартных протоколов доступа к файлам, таких, как CIFS и NFS, а также блок серверных сообщений (Server Message Block, SMB). Прочие преимущества сервера NAS заключаются в возможности разделения файлов между хостами с различными операционными системами и совместного доступа к этим файлам.

Управление, сохранение и предоставление файлов выполняются разными способами в зависимости от выбранного решения. Системы на базе стандартного аппаратного обеспечения, как правило, используют распространенные операционные системы (к примеру, Microsoft Windows или Linux) вместе с общепринятыми протоколами доступа к файлам. Специализированные устройства, напротив, в большинстве своем оснащаются собственной оптимизированной файловой системой. Она предлагает возможность универсального управления, а также блок- или файл-ориентированный доступ к данным без необходимости конвертирования собственных файловых атрибутов операционной системы с помощью дополнительного эмулирующего программного обеспечения (Samba, MS Ux-Services).

Решения NAS можно разделить в соответствии с тремя технологическими подходами, представляемыми разными производителями:

  • специализированные устройства NAS — их предлагает, к примеру, Network Appliance;
  • шлюзы NAS/серверы NAS — они выпускаются HP, FalconStor, Hitachi Data Systems;
  • расширения для файловых систем SAN — их можно найти в перечне продукции компаний ADIC (Stornext FS), Sanbolic (Melio), Sistina (Global FS).

Область применения каждого из вариантов сугубо специфична. Поэтому перед покупкой следует точно определить, в чем состоят конкретные требования предприятия к системе NAS (см. врезку «Обзор важнейших критериев выбора»). Так, в неоднородных средах, где необходим параллельный доступ к данным через NFS и CIFS, а также в крупных комплексах внедрение систем NAS с операционными системами Windows или Linux нецелесообразно. В таких случаях стоит воспользоваться специализированным устройством, поскольку оно интегрирует неоднородный доступ в собственную файловую систему и управляет им без использования эмулирующего программного обеспечения. В однородных средах установка систем NAS на базе Microsoft или Linux может быть вполне оправданной, кроме того, они гораздо дешевле специализированных устройств. Благодаря эффективной оптимизированной функциональности управления на базе файлов некоторые производители решений NAS предлагают услуги хостинга данных централизованных служб (ERP, CRM, обмена сообщениями, RDBMS и проч.) с дополнительной функциональностью, что ранее считалось прерогативой систем хранения с блочной адресацией.

Централизованное решение для хранения данных должно справляться с быстрым ростом их объема и частоты доступа. Емкость современных устройств NAS изменяется от 100 Гбайт до нескольких терабайт. Не менее важна стабильность: централизация накопителей данных делает высокую готовность систем хранения основным условием.

Кластеризация, избыточные пути доступа, а также файловые системы, обеспечивающие целостность данных в любой момент времени, — столь же значимые свойства централизованного решения хранения данных. Обязательное условие — способность файловых систем восстанавливаться после сбоев в течение короткого времени (не важно, в каком состоянии был отключен сервер NAS). Для этого, в частности, загрузка файловой системы должна происходить быстро, вне зависимости от ее размера.

Рисунок 2. Комбинированные решения NAS можно подключать через Ethernet или Fibre Channel; они поддерживают доступ к блокам и файлам, а также все распространенные структуры каталогов.

Хорошее решение NAS должно быть быстрым. Поддержка магистральных сетевых топологий, к примеру Gigabit Ethernet, а частично уже и 10 Gigabit Ethernet, и объединение нескольких интерфейсов (EtherChannel, Teaming, Path Aggregation — в соответствии со стандартом IEEE 802.3ad) в логический интерфейс обязательны для реализации производительных путей доступа. Для универсального применения система NAS должна интегрироваться во все распространенные сетевые топологии (Ethernet, Fibre Channel) и структуры каталогов (ADS, DNS, NIS). В связи с этим решающее значение имеют адресация и достижимость через распространенные открытые стандартизированные протоколы доступа к файлам, а также блочным устройствам: NFA, CIFS, FTP, HTTP, iSCSI, FCP, DAFS и NDMP (см. Рисунок 2).

ИНТЕГРИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ДАННЫХ

Для всеобъемлющего администрирования данных недостаточно наличия зависимых от дисковых устройств списков блоков — уровня администрирования, на котором сегодня базируются распространенные решения SAN. Система хранения должна быть способна распознавать полноценные структуры данных (файлы, каталоги, деревья). Сегодня подобную функциональность предлагают только решения NAS. В централизованном решении хранения эффективное внедрение функций управления данными (мгновенный снимок, восстановление со снимка, синхронное/асинхронное тиражирование) обязательно. Близкие к приложениям, эти функции очень важны для оценки специальных решений хранения.

ГАРАНТИРОВАННОЕ БУДУЩЕЕ

Наряду с известностью производителя, достоинствами продукта и сервисным обслуживанием следует поинтересоваться, в какой мере производитель развивает инновационные технологии, к примеру кэширование NFS/CIFS, и работает над исчерпывающей стандартизацией. В качестве иллюстрации можно назвать недавно появившуюся файловую систему с прямым доступом (Direct Access File System, DAFS). Речь идет о новом протоколе доступа к файлам, где совмещаются положительные качества современного оборудования (скорость и эффективность) и файловой системы (управление данными).

Томас Бидингер — консультант компании TIM. С ним можно связаться по адресу: sm@lanline.awi.de.


Обзор важнейших критериев выбора

  • Масштабируемость до нескольких терабайт.
  • Стабильность, модифицируемость и замена компонентов в рабочем режиме.
  • Поддержка современных магистральных сетевых топологий.
  • Объединение нескольких интерфейсов (EtherChannel, Teaming, Path Aggregation — в соответствии со стандартом IEEE 802.3ad) в логические интерфейсы.
  • Общий доступ к файлам в гетерогенных клиентских средах.
  • Простая конфигурация, интеграция и управление.
  • Возможность интеграции во все распространенные сетевые топологии (Ethernet, Fibre Channel) и структуры каталогов (ADS, DNS, NIS).
  • Адресация и достижимость через распространенные открытые стандартизированные протоколы доступа к файлам, а также блочным устройствам (NFA, CIFS, FTP, HTTP, iSCSI, FCP, DAFS, NDMP).
  • Распознавание структур данных (файлы, каталоги, деревья).
  • Внедрение функций управления данных (мгновенные снимки, восстановление со снимка, синхронное/асинхронное тиражирование).

? AWi Verlag

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями