Передавать многогигабитные объемы информации по региональным сетям всегда было невыгодно — как технически, так и экономически. Однако сегодня доступны технологии, с помощью которых огромные массивы данных можно зеркально копировать на внушительные расстояния с небольшими затратами.

Понятие «восстановления после катастрофы» (Disaster Recovery) описывает стратегию защиты данных, в рамках которой предусматривается их зеркальное копирование на случай аварии. Таким образом могут быть построены избыточные системы с немедленным доступом к сохраненным данным. Многие предприятия размещают зеркальные копии в других городах, странах или даже на других континентах.

ПРОТОКОЛЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

В вычислительных центрах и сетях хранения (Storage Area Network, SAN) применяются разные протоколы передачи данных. В случае больших компьютеров серверы и устройства хранения, как правило, работают с соединениями для корпоративных систем (Enterprise Systems Connection, ESCON). ESCON обладает емкостью соединения до 200 Мбит/с, поэтому высокая скорость передачи требует поддержания множества соединений в каждом филиале. Вариант с волоконно-оптическим соединением (Fibre Connection, FICON) повышает ее до 1 Гбит/с. Дисковые массивы, серверы и коммутаторы SAN используют протокол Fibre Channel на 1 или 2 Гбит/с. В будущем скорость должна вырасти до 10 Гбит/с.

Увеличение скорости передачи через порты Fibre Channel дает дополнительные преимущества при подключении в пределах вычислительного центра, однако в случае соединения центров, разделенных большим расстоянием, ведет к повышению затрат. Правда, приложения для тиражирования данных пока еще не задействуют всю скорость передачи. Обычному приложению для синхронного зеркального копирования данных достаточно менее половины доступной пропускной способности порта Fibre Channel. Благодаря этому появляется возможность обмена данными между несколькими вычислительными центрами.

ВАРИАНТЫ СОЕДИНЕНИЯ

Для соединения удаленных вычислительных центров или сетей хранения данных предлагается несколько вариантов:

  • мультиплексирование по длине волны (Wavelength Division Multiplexing, WDM) — в случае WDM независимые друг от друга протоколы делят между собой пару «темных волокон»;
  • синхронная цифровая иерархия (Synchronous Digital Hierarchy, SDH)/синхронная оптическая сеть (Synchronous Optical Network, SONET) — широко распространенная служба операторов или провайдеров услуг сочетает высокую производительность и малое время задержки. Она исключает потерю данных и обеспечивает безопасность на уровне выделенной линии;
  • асинхронный режим передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM) — технология для передачи приложений данных по инфраструктуре SDH/SONET предлагает функцию обеспечения качества услуг (Quality of Service, QoS) для управления ограниченной пропускной способностью;
  • Ethernet/IP — виртуальные частные сети IP позволяют передавать данные по совместно используемой архитектуре. Передача происходит даже при потере отдельных пакетов.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕ КАТАСТРОФ С ПОМОЩЬЮ WDM

Технология WDM очень эффективна, поскольку по одной паре оптических волокон передается несколько независимых сигналов (см. Рисунок 1). Это обеспечивается путем распределения света по различным длинам волн: каждую из них можно добавлять, удалять или транспортировать через узлы WDM. Таким образом, по одному и тому же оптическому волокну можно передавать сразу несколько высокоскоростных протоколов без их преобразования или сжатия. WDM поддерживает протоколы с полной пропускной способностью — без преобразования протокола или задержки при выполнении приложений. Технология идеально подходит для использования в городских сетях, с программным обеспечением для баз данных или копирования и сохранения данных на ленту (см. Рисунок 2). Всем перечисленным приложениям требуются высокая пропускная способность и минимальное время задержки. Для синхронного зеркального копирования данных WDM представляется наилучшим выбором.

Технология имеет две разновидности: мультиплексирование по длине волны низкой (Coarse WDM, CWDM) и высокой (Dense WDM, DWDM) плотности. CWDM позволяет увеличить пропускную способность сети между филиалами, одновременно минимизируя количество используемых оптических волокон. Она поддерживает расстояния до 80 км при 16 длинах волн. Каждая длина волны способна переносить данные со скоростью 2,5 Гбит/с при любой комбинации протоколов, в том числе Fibre Channel, FICON, ESCON и Gigabit Ethernet, а также услуги SDH/SONET. Мощные платформы CWDM обеспечивают мультиплексирование (совместную передачу различных услуг) и таким образом полностью задействуют длины волн.

Технология DWDM ушла на шаг дальше: она усиливает свет для передачи на расстояние до 600 км и предлагает 66 длин волн в двухточечных или кольцевых топологиях. Каждая длина волны поддерживает скорость передачи в 2,5 или 10 Гбит/с при любой комбинации протоколов. Обычно DWDM используется для приложений с высокими требованиями к пропускной способности. Как и оборудование CWDM, платформы DWDM осуществляют объединение услуг. Технически доступная и экономически выгодная технология WDM рекомендуется для передачи данных на большие расстояния.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕ КАТАСТРОФ С ПОМОЩЬЮ SDH/SONET

Технология SDH/SONET изначально задумывалась для транспортировки объединенного голосового трафика между далеко находящимися друг от друга абонентами. SDH имеет наибольшее распространение по сравнению с любой другой технологией передачи. Малое время задержки, отсутствие потерь пакетов и надежность не хуже, чем у выделенных линий, делают ее пригодной для восстановления данных (см. Рисунок 3). Проблема же SDH заключается в том, что стоимость передачи базируется на доступной для голосового трафика пропускной способности. Для многих предприятий передача со скоростью более 150 Мбит/с требует непосильных затрат.

Недавно разработанные платформы для расширения возможностей хранения данных (Storage Extension Platform, SEP) снижают стоимость восстановления за счет более эффективного использования пропускной способности SDH: эти платформы удаляют пустые кадры и сжимают данные при помощи методов снижения времени задержки. Такие методы, как динамическое выделение пропускной способности (Dynamic Bandwidth Assignment) и управление трафиком посредством буферных кредитов, повышают эффективность использования пропускной способности устройствами SDH. С соответствующими платформами расширения SDH может использоваться в приложениях для восстановления после катастроф, если решения WDM оказываются слишком дорогими по причине больших расстояний.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕ КАТАСТРОФ С ПОМОЩЬЮ АТМ

До сих пор технология АТМ использовалась для передачи бизнес-приложений по инфраструктурам SDH/SONET, когда не предъявлялось особых требований к QoS, а путь передачи не был слишком длинным. Из-за относительно длительного времени задержки и низкой скорости передачи данных платформы расширенного хранения на базе АТМ не подходят для требовательных приложений, к которым относится зеркальное копирование данных на большие расстояния. Платформы на базе АТМ ограничивают трафик и упаковывают такие протоколы, как ESCON, в ячейки АТМ, чтобы потом передавать их по линиям DS3, а значит, полная пропускная способность не доступна для использования. В свою очередь, это увеличивает время задержки и сокращает радиус действия. Дополнительными ограничениями являются занимаемая площадь и высокая стоимость оборудования. Благодаря последним разработкам в области платформ расширенного хранения на базе SDH решения АТМ уже не соответствуют времени.

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ПОСЛЕ КАТАСТРОФ ПО ETHERNET/IP

Ethernet и IP упаковывают данные Fibre Channel для передачи по глобальным сетям. Поскольку в сетях IP данные постоянно теряются, они подходят лишь для таких сравнительно медленных технологий, как сохранение данных на ленты. Только эти приложения терпимы к низкой скорости передачи, непредсказуемой задержке и повторной передаче утерянных пакетов данных. Поэтому маршрутизируемый трафик IP не рекомендуется для большинства приложений восстановления после катастроф: зеркальное копирование дисков с многократной передачей данных TCP/IP или с меняющимся временем задержки как в маршрутизируемой сети недопустимо. Технологии Ethernet/ IP для глобальной сети оказываются эффективны при восстановлении данных, лишь когда они используются в широкополосных частных сетях при прямом двухточечном соединении без потери данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многим предприятиям необходимо соединить находящиеся далеко друг от друга вычислительные центры. Применяемые в них протоколы передачи и высокие требования к времени задержки при зеркальном копировании дисков позволяют считать современные типы передачи данных пригодными лишь условно. Руководители центров должны сформулировать реальные цели и задачи, а провайдеры услуг предоставить решения, которые будут отвечать их пожеланиям. Производители платформ для расширенного хранения разработали новые технологии и платформы, рассчитанные на выдвигаемые требования и позволяющие использовать имеющиеся у провайдеров сети. Эти решения доступны уже сегодня и даже показали себя в действии.

Франк Мебиус — менеджер по продажам в Центральной и Восточной Европе компании Ciena. С ним можно связаться по адресу: wg@lanline.awi.de.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями