Технологические и рыночные тенденции в области систем хранения.

У одного моего знакомого из Санкт-Петербурга есть верная примета: если из окна не виден шпиль Адмиралтейства — идет дождь, а если шпиль все-таки виден — значит, скоро пойдет дождь. Такой способ составления метеопрогнозов может служить своеобразной метафорой для ситуации в отрасли хранения данных. Если компания пренебрегает управлением данными, со 100%-процентной уверенностью можно утверждать, что скоро, как библейскому Ною, им придется спасаться от потопа данных (data deluge). Впрочем, даже когда данные находятся под контролем, нужно твердо знать, что это — лишь временная передышка.

В истории современной цивилизации еще не было подобного периода, когда информация — а она, как известно, ключ к владению миром — имела бы столь самодовлеющее значение. По утверждению аналитиков, на управление ею во всем мире тратится 65 млрд долларов в год. «Фронтовые сводки» от представителей отрасли об увеличении объемов хранимых данных звучат все более мрачно, хотя и несколько лицемерно — ведь именно эти цифры являются движущей силой их бизнеса. Точный прогноз о том, какая емкость хранения потребуется в недалеком будущем, сделать довольно сложно — по некоторым сведениям, объемы пользовательских данных удваиваются каждые 12-18 месяцев.

Согласно исследованиям Калифорнийского университета Беркли, проведенным в октябре 2005 г., за последний год во всем мире сохранено около 1 693 000 Тбайт информации, в то время как ожидаемый рост составляет 55%. Если 1 Тбайт данных распечатать как текст на листах формата А4, получившаяся стопка окажется более чем в 16 раз выше знаменитой башни Empire State Building в Нью-Йорке. Трудно даже вообразить, сколько бы занимала вся информация, размещенная на различных магнитных накопителях, если бы кто-то действительно решил ее распечатать.

Очевидно, многое будет зависеть и от ответа на другой важный вопрос: сколько будет стоить хранение?

В ТЕСНОТЕ, ДА НЕ В ОБИДЕ

Как говорили еще древние, «если не можешь остановить, то надо возглавить». Увеличивающаяся потребность в хранении информации стала стимулом к поиску новых решений, сочетающих в себе возможности хранения больших объемов данных на компактных физических носителях с приемлемой ценой. Успешные разработки ведутся, например, в области увеличения плотности записи на магнитные носители. Специалисты связывают большие перспективы с так называемыми нанотехнологиями, суть которых сводится к тому, что магнитные частицы должны быть как можно мельче и плотнее прилегать друг к другу.

Для высокоплотной и качественной записи на ленту необходимо, чтобы записывающий магнитный слой был как можно более тонким. Чем он тоньше, тем слабее происходящие в нем процессы демагнетизации и тем меньше вероятность погрешностей и ошибок. Проблема в том, что нанести тонкий магнитный слой на несущую полимерную пленку и обеспечить его износостойкость очень сложно.

NANO CUBIC, одна из наиболее передовых технологий записи на магнитную ленту, предложенная FujiFilm, позволяет записать на кассету 1 Тбайт информации с высоким разрешением (400 ч видео) — и все это благодаря тому, что размер ферритовых частиц варьируется от 30 до 40 нм, и даже от 6 до 8 нм. Для сравнения — в технологии ATOM, используемой в накопителях предыдущих поколений, величина магнитных частиц составляет от 100 до 200 нм.

Суть NANO CUBIC заключается в том, что благодаря переходу с металлических записывающих частиц на бариум-ферритные удалось кардинально уменьшить их размеры. Тончайший верхний магнитный слой, на который производится запись, наносится на более толстый немагнитный вспомогательный слой, а тот в свою очередь прикрепляется к несущему полимеру. Находящиеся в немагнитном слое специальные частицы обеспечивают смазку верхнего магнитного покрытия, увеличивая его долговечность. Эта технология уже применяется в картриджах для приводов IBM 3592 и LTO-3.

Процесс совершенствования затрагивает, естественно, не только носители, но и накопители. В конце октября StorageTek, уже после вхождения в состав Sun Microsystems, выпустила ленточный привод с намного большей производительностью, чем у предыдущих устройств серии T. Новые приводы Titanium 10000 (T10000) комплектуются картриджами FujiFilm емкостью 500 Гбайт в несжатом виде и имеют пропускную способность 120 Мбит/с. Они выполнены с применением технологии NANO CUBIC и при тройном сжатии обеспечивают хранение данных емкостью 1,3 Тбайт. Скорость передачи в сжатом виде может быть больше на 400% по сравнению с устройством T9940.

Технологии уплотнения записи совершенствуют и производители дисковых носителей. В качестве перспективного способа увеличения плотности магнитных частиц рассматривается технология перпендикулярной записи, при применении которой данные можно размещать на диске примерно в два раза плотнее по сравнению с продольной технологией — от 100 до 200 Гбайт информа-ции на каждом квадратном дюйме. (В современных жестких дисках используется технология продольной записи.)

Однако если частица окажется слишком мелкой, магнитное поле не сможет ее удержать, и через некоторое время термальная энергия размагнитит дисковый накопитель. Поиском методов увеличения плотности записи и борьбы с данным явлением, которое носит название «суперпарамагнетизм», занимаются, в частности, в исследовательской группе компании Seagate. Ее представители недавно заявили о том, что первые жесткие диски с поддержкой технологии перпендикулярной записи (вначале для потребительского рынка) появятся уже в 2006 г. Главная проблема в том, что суперпарамагнитный эффект полностью устранить не удалось, поэтому достаточно трудно предсказать, когда именно он проявится.

Наряду с технологией перпендикулярной и продольной записи изобретен еще один метод — оптико-магнитная (или термально-магнитная) запись. Данный способ предусматривает создание на диске так называемой «горячей» точки (обычно посредством лазерного луча): когда диск нагревается до необходимой температуры, его коэрцитивность повышается и пригодная для записи поверхность расширяется, что позволяет записать большее количество информации (при этом эффект суперпарамагнетизма сводится к минимуму).

БУДЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫ

Все большую популярность завоевывает технология хранения данных на дисках SAS. Технология параллельной шины SCSI исчерпала свои ресурсы для дальнейшего развития, поэтому уже разработан последовательный вариант SCSI (Serial SCSI, SAS) — подобно тому, как параллельная технология интерфейса ATA была заменена последовательным SATA.

Устройства с интерфейсом SAS в системах хранения обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными устройствами SCSI. Как и SATA, интерфейс SAS поддерживает подключение в «горячем» режиме, в нем используются более компактные соединители и тонкие кабели, благодаря чему удалось добиться уменьшения размеров жестких дисков, упростить монтаж кабелей и улучшить отвод тепла из корпуса дискового массива или сервера. Наборы команд SAS и SCSI полностью совместимы, что упрощает переход на новую технологию.

Важно отметить, что благодаря совместимости с соединителями и кабелями SATA на одну дисковую полку можно устанавливать накопители с поддержкой любого из этих интерфейсов. Смешение в рамках одной полки или одного устройства более дорогих и надежных дисков SAS с дешевыми дисками SATA увеличенной емкости позволяет строить оптимальное двухуровневое решение для хранения данных.

Стандарт SAS 1.1 — это завершающая фаза разработки комитета International Committee on Information Technology. В 2003 г. предложенная спецификация SAS была утверждена в качестве стандарта институтом ANSI. Производители систем хранения планируют в ближайшие месяцы выпустить продукты с интерфейсом SAS, которые, как ожидается, постепенно будут заменять дисковые системы Fibre Channel.

Производительность обеих технологий, FC и SAS, примерно одинакова (с учетом того, что в Fibre Channel намечается переход на скорость 4 Гбит/с). Как предполагают эксперты, в течение ближайшего полугода скорость передачи данных для SAS удвоится. Тем временем сообщество Fibre Channel решает, какая скорость будет принята для FC — 8 Гбит/с либо 10 Гбит/с.

Компания Adaptec стала одной из первых в отрасли хранения данных, кто выпустил на рынок корпуса для дисковых полок под интерфейс SAS, а также внешние системы хранения FC-to-SAS и SAS-to-SAS, причем диски SAS обладают небольшими размерами (Small Form-Factor, SFF). Встроенные диски SAS уже достаточно распространены в серверных решениях различных производителей, но рынок систем хранения данных, в том числе и российский, в целом пока с осторожностью присматривается к данной технологии, предпочитая проверенные временем решения FC, SATA, iSCSI.

ПОСЛЕДНЯЯ ОСЕНЬ

Устойчиво высокие темпы роста российского рынка не могли не привлечь внимания мирового сообщества ИТ. Для рынка систем хранения данных нынешняя осень оказалась, можно сказать, жаркой: в Москве состоялось несколько крупных отраслевых форумов, а в Гостином Дворе в начале сентября была проведена первая выставка Storage Expo Russia, ориентированная преимущественно на корпоративных заказчиков, однако ее размеры никак не соответствовали серьезности темы. Как бы то ни было, свои последние разработки здесь представили ведущие производители отрасли — Adaptec, Сisco Systems, Hewlett-Packard, Hitachi Data Systems, IBM, Sun Microsystems совместно со StorageTek.

Что же касается форумов, то одним из наиболее важных событий стала четвертая ежегодная конференция, организованная, как обычно, компанией IDC и издательским домом «Открытые системы». Симптоматично название мероприятия — «Системы хранения данных и управление информационными активами предприятия»; в последнее время акценты смещаются от технологических проблем к вопросам оптимизации хранения данных в целях повышения эффективности бизнеса.

Обобщая тенденции российского рынка, Юрий Гольдаев, аналитик IDC в области систем хранения данных, сообщил, что в России в 2004 г. темпы роста этого сегмента превысили 100%. (Для сравнения: рост российского рынка СХД в 2003 г. — 29%.) В 2002 г. объем рынка СХД составил 79,8 млн долларов, в 2003 г. — почти 104 млн долларов, и в своих прогнозах аналитики IDC осторожно высказывались о сохранении темпов роста на уровне 30%. (В 2003 г. обороты общемирового рынка СХД увеличивались на 49%, в 2004 г. — на 53%.)

В России в число трех ведущих компаний рынка СХД входят такие известные игроки, как HP (34%), EMC (26%), HDS (9%). 8% рынка принадлежит IBM, 7% — компании Sun Microsystems. Тройку мировых лидеров составляют HP, IBM, EMC, и только последняя демонстрирует высокие темпы роста на уровне 20%. Эксперты отмечают и компанию NetApp, которая каждый год расширяет на 27% свое присутствие в данном сегменте.

По словам Юрия Гольдаева, процесс объединения информационных ресурсов предприятия подталкивает российские компании к внедрению сетей хранения SAN. В силу исторических причин отечественный рынок ИТ менее развит и не имеет такой базы инсталлированных устройств NAS, как западный. Во всем мире заметно снижение доли оборудования NAS (хотя технология и остается еще весьма популярной), между тем в России соответствующий сегмент только начинает развиваться.

Эксперты IDC отмечают еще одну закономерность: мировой рынок все в меньшей степени нацелен на продажу аппаратного обеспечения. Хранение больших объемов данных требует оптимизации и управления, поэтому заказчики предпочитают готовые решения. Как следствие, за рубежом растет спрос на специали-зированное ПО и услуги по внедрению и сопровождению СХД. В отличие от мирового, российский рынок все еще ориентирован на поставку техники, хотя позитивные тенденции налицо — объем предоставляемых услуг растет быстрее, увеличивается и доля ПО, причем темпы роста продаж последнего на 40% выше общемировых, а оборудования и услуг — на 30% (сегмент услуг прирастает на 1-2 % быстрее). Перераспределения долей между услугами и оборудованием пока не произошло, но оно, как предсказывают специалисты IDC, — не за горами, что станет индикатором качественно нового состояния рынка.

Специалисты подчеркивают еще одну важную тенденцию — требования бизнеса к надежности хранения данных становятся жестче, а значит, возрастают потребности в четком администрировании, резервном копировании и восстановлении данных, в организации резервных центров восстановления после катастроф.

МАЛ ЗОЛОТНИК, ДА ДОРОГ

Безусловным фаворитом всех осенних мероприятий был рынок малого и среднего бизнеса. И это неудивительно — в результате заметного снижения цен за 1 Гбайт хранения данных (примерно на 30% за год) даже небольшие компании могут себе позволить хранить большие объемы данных, а крупные компании — приобрести недорогие системы для филиалов. (Правда, эксперты предупреждают, что падение цен должно замедлиться.) Недорогие системы хранения предлагают теперь и российские производители — Kraftway, Depo, «Аквариус».

Появление дешевых дисков SATA большой емкости открывает новые технологические возможности для промежуточного хранения и резервного копирования. Прошлогодний спрос на них превысил ожидания IDC. Согласно обновленному прогнозу, к 2009 г. такие накопители составят более половины суммарной емкости дисковых систем хранения данных.

Сопоставление картины по ценовым сегментам свидетельствует, что если прежде российский рынок был ориентирован в основном на системы старшего и среднего класса, то сейчас доля продукции нижнего ценового диапазона достигла мирового уровня и даже несколько его превзошла. Это соответствует общемировой тенденции — доля систем среднего и нижнего сегмента увеличивается, тяжелых решений — сокращается. Связано это не только с падением цен на оборудование, но и с изменением функционала большинства решений — теперь они лучше соответствуют требованиям массового пользователя.

За последний год практически все ведущие поставщики продуктов для сетей хранения существенно обновили линейки оборудования, предложив большой выбор упрощенных и недорогих решений для рынка SMB. Показательный пример — последняя новинка в семействе коммутаторов Cisco MDS 9000 Family, прежде ориентированных преимущественно на верхний сегмент. Модель Cisco MDS 9020 Fabric Switch на 20 портов с пропускной способностью 4 Гбит/с предназначена специально для рынка SMB. Устройство рассчитано на применение на предприятиях малого и среднего бизнеса (SMB), в филиалах и отделах крупных компаний и отличается упрощенными процедурами установки и администрирования. В октябре HP пополнила линейку систем хранения новыми недорогими решениями для данного сегмента, в том числе с возможностью установки дисков SAS.

Одна из наиболее острых проблем — взаимодействие разнородных продуктов от различных поставщиков — практически повторяет ситуацию на рынке ИТ в целом. Новый проект Aperi по созданию «сообщества разработчиков ПО с открытым исходным кодом» может стать той идеей, которая в будущем изменит состояние климата в отрасли хранения. Как заявляют инициаторы проекта — Brocade Communication Systems, Cisco Systems, Computer Associates, Engenio Information Technologies, Fujitsu, IBM, McDATA, Network Appliance и Sun Microsystems, — цель Aperi состоит в разработке общей программной платформы для управления хранением данных, причем исходные коды системы будут распространяться бесплатно.

Наталья Жилкина — научный редактор «Журнала сетевых решений/LAN». C ней можно связаться по адресу: nzil@lanmag.ru.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями