должна обеспечить реализацию «ресурсных вычислений».

Виртуализация — одна и самых «горячих» тенденций в мире серверов (см. статью автора «Возрождение виртуализации» в майском номере «Журнала сетевых решений/LAN»). Эта технология является базовым элементом концепции адаптивного предприятия, динамических ЦОД, предоставления информации по запросу. IBM, HP, Sun Microsystems, Fujitsu Siemens Computers, Symantec и ряд других производителей серверов, систем хранения и инфраструктурного ПО активно продвигают идею создания «ЦОД будущего» как прозрачного набора виртуальных ресурсов, что потребует создания развитых средств автоматизации.

Выход виртуализации на массовый рынок серверов и переход от ее программной реализации к программно-аппаратным решениям стимулируют создание новых, более совершенных механизмов виртуализации систем хранения. Последнюю рассматривают как средство решения проблем управления большим числом устройств, повышения эффективности использования ресурсов и снижения стоимости владения. По данным Intel, 89% бюджетов на ИТ расходуется на сопровождение систем. Производители видят в этом заманчивые перспективы для продвижения новых, более эффективных в эксплуатации решений. Виртуализация ЦОД — одно из важнейших направлений, считает Николай Местер, директор Intel по развитию корпоративных проектов в СНГ. В Intel ее понимают как консолидацию ресурсов, создание из них совместно используемого пула.

Пока же, по словам Уилла Своупа, вице-президента Intel, виртуализацию в том или ином виде применяют лишь 10% компаний, а с учетом масштабов ее внедрения можно говорить всего лишь об 1% потенциального рынка. Он считает, что в ближайшие пять лет эту технологию ожидает стремительный рост, поскольку ее применение позволяет повысить эффективность использования серверов и ресурсов хранения. Потребности в повышении управляемости и гибкости инфраструктуры ИТ будут содействовать ее ускоренному внедрению, считают в AMD, и через пару лет ЦОД станут полностью «виртуализированными».

ВИРТУАЛЬНЫЕ НАДЕЖДЫ И РЕАЛЬНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Свои подходы к виртуализации систем хранения данных (СХД) предлагает целый ряд производителей. В их числе Acopia, Brocade, Cisco Systems, DataCore, EMC, Exanet, FalconStor, Fujitsu Siemens Computers (FSC), Hitachi Data Systems (HDS), HP, IBM, Ibrix, Incipient, Intransa, LeftHand, Maranti, Maxxan, McData, Network Appliance (NetApp), StoreAge, Sun Microsystems и Symantec. Конечно, заказчикам — и отечественным, и зарубежным — больше известны решения ведущих поставщиков систем хранения (см. Рисунок 1 и Таблицу 1), а также разработчиков ПО, например компании Symantec, купившей год назад Veritas. Образованная в 1997 г. Storage Network Industry Association (SNIA) подготавливает соответствующие стандарты и «открытые модели» для систем хранения.

Рисунок 1. Ведущие производители внешних дисковых систем хранения (по данным IDC). В 2005 г. оборот мирового рынка дисковых СХД вырос на 10,7% и достиг 23,7 млрд долларов.

Первые коммерческие реализации SAN появились почти десять лет назад, однако, несмотря на большие ожидания, тогда разработчикам не удалось преуспеть в создании открытых стандартов виртуализации. Одна из причин — ограниченный круг поставщиков решений, не заинтересованных в создании открытых технологий. Между тем с начала нынешнего века редкий производитель систем хранения данных (СХД) корпоративного класса не заявляет о поддержке виртуализации в той или иной форме, однако, по мнению заказчиков, эти решения и технологии не оправдали возложенные на них ожидания, и интерес к ним весьма поубавился.

Таблица 1. Лидеры рынка быстро наращивают продажи внешних дисковых систем хранения (по данным IDC).

С прошлого года заговорили о новой волне виртуализации СХД, предлагающей значительно более широкие возможности, чем динамическое изменение и распределение емкости хранения на уровне дисковых массивов RAID. В частности, с ее помощью предприятиям удается упростить управление неоднородной средой хранения. Целым рядом производителей виртуализация предлагается как способ более эффективного использования ресурсов ЦОД. Спросу на такие продукты способствует стремительный рост объемов данных. В IBM говорят о почти четырехкратном росте виртуализации систем хранения в мире за два последних года (см. Рисунок 2).

Быстро развивается и отечественный рынок систем хранения. По мнению Андрея Узварика, руководителя отдела вычислительных платформ IBS, виртуализация СХД не теряла своей актуальности, однако ранее заказчики использовали в основном простые аппаратные реализации на уровне дисковых массивов (как Enterprise Virtual Array, EVA от HP). Между тем появившиеся приложения позволяют в той или иной мере управлять и следить за загрузкой компонентов и перераспределять потоки и запросы, собирать аналитические данные по совокупной работе всей системы ввода/вывода. Они имеют неплохие перспективы для применения, поскольку вместо увеличения парка оборудования гораздо эффективнее перераспределять ресурсы, в результате чего снижается совокупная стоимость владения и повышается «срок жизни» техники. Основное преимущество виртуализации — снижение совокупной стоимости владения за счет сокращения потребности в оборудовании, дополнительных площадях, затратах на электроэнергию, кондиционировании и т. д.

Рисунок 2. Темпы виртуализации быстро растут, для этой цели в основном применяются специализированные устройства и сетевые контроллеры (по данным IBM).

К современным технологиям хранения данных проявляют интерес крупные сотовые операторы, компании банковского сектора, торговые сети, поскольку внедряемые новые приложения нуждаются в современной инфраструктуре сетей хранения. Потенциальные заказчики — все организации, где приходится обрабатывать большие объемы данных. О росте и зрелости рынка говорит и спрос на услуги консалтинга, анализа производительности и надежности SAN, оптимизации сетей хранения.

Как отмечает Алексей Свержановский, руководитель направления «Серверы и системы хранения данных» компании CompTek, виртуализация дисковых массивов позволяет гибко и динамично управлять аппаратными средствами и перераспределять нагрузки, что впоследствии упрощает внедрение идеологии ILM. Создав современную структуру статического хранения данных, заказчики начинают задумываться над построением на их основе динамических схем управления информацией. За последний год ощутимо вырос спрос на решения EMC для реализации принципов ILM.

По словам Юрия Садовченко, руководителя направления вычислительных систем компании «Микротест», консолидацию и виртуализацию можно рассматривать как шаг к реализации концепции ресурсных вычислений и решению проблем все усложняющейся инфраструктуры ЦОД, ее низкой адаптируемости, неэффективного использования и неравномерной загрузки ресурсов. Будущее систем ИТ в компании видят в виртуальной инфраструктуре — гибкой и управляемой консолидированной среде с динамическим выделением ресурсов, их эффективным использованием и наращиванием.

Согласно концепции Symantec, инструменты виртуализации ресурсов хранения являются ключевой составляющей ресурсной инфраструктуры, поскольку они позволяют предоставить в распоряжение пользователей ресурсы, а не физические компоненты, что дает возможность консолидировать СХД. Предполагается, что виртуализация ресурсов хранения будет распространяться на ЦОД в целом, в результате чего со временем станет возможной реализация автоматизированных ресурсных служб. Однако для этого потребуются разработка стандартов для ресурсной среды и их реализация в приложениях.

Виртуализация предполагает объединение различных СХД (SCSI, iSCSI или Fibre Channel) в единый централизованно управляемый и распределяемый пул хранения, куда могут входить подключаемые к сети сетевые ресурсы (Network Attached Storage, NAS), системы в выделенной сети хранения (SAN) и даже накопители, подсоединяемые непосредственно к серверам (Direct Attached Storage, DAS). Создаваемые виртуальные тома доступны для сервера в виде локальных логических устройств (Logical Unit Number, LUN). Как результат, более высокая отказоустойчивость, лучшее использование дискового пространства, повышение эффективности управления, снижение TCO.

В HP к числу преимуществ консолидации и виртуализации СХД относят удобный доступ к данным — как приложений, так и пользователей (многообразие устройств и их физическое местоположение скрыто виртуальными методами), снижение рисков для бизнеса (благодаря централизованному администрированию и автоматизации), улучшение уровня обслуживания за счет быстрого восстановления и совершенствование процессов резервного копирования, повышение уровня доступности систем и, наконец, «синхронизация» потребностей бизнеса и возможностей ИТ. Консолидация СХД позволяет перемещать данные на любое устройство хранения в пуле, упрощает их миграцию в многоуровневой архитектуре, тиражирование и копирование разделов, снижает стоимость обслуживания, считают в IDC. По оценкам HDS, лишь 20% затрат связано с приобретением СХД. Львиную долю составляет именно обслуживание.

Виртуализация осуществляется с помощью работающих на серверах менеджеров томов, интеллектуального оборудования сетей хранения или средств дисковых массивов (см. врезку «Три подхода»). При этом для данных можно сформировать единое пространство имен, ресурсы СХД разных производителей объединить в общий пул. Например, усовершенствованные версии платформы EMC Rainfinity Global File Virtualization с функцией Global Namespace Management обеспечивают унифицированное представление файлов на неоднородных файловых серверах в сетях IP. ПО Rainfinity для виртуализации систем NAS позволяет повысить эффективность работы пользователей с сетями хранения IP и способствует реализации стратегии управления жизненным циклом хранения информации (ILM). На уровне серверов UNIX, мэйнфреймов и дисковых массивов виртуализация СХД успешно реализуется уже не один год.

Менеджеры томов отображают физические устройства на LUN, что позволяет приложениям «прозрачно» монтировать логические тома на различных видах устройств хранения. Логическое представление данных помогает динамически добавлять и распределять имеющиеся ресурсы. Например, перемещать данные на другое устройство хранения в пуле при отказе или замене СХД либо с целью уменьшения стоимости хранения (на недорогие диски SATA, виртуальные и физические накопители на магнитной ленте). Обычно о «горизонтальной оптимизации» говорят, когда благодаря «интеллекту» оборудования и ПО для хранения данных автоматически выбирается доступная емкость, а о «вертикальной оптимизации» — при создании многоуровневых систем с миграцией данных (HSM, ILM).

Острыми проблемами остаются приобретение избыточных ресурсов, высокие расходы на них и низкий коэффициент использования. Подчас организации владеют системами общей емкостью в сотни терабайт, из которых задействуется лишь 20%. По оценкам Enterprise Strategy Group (ESG), при виртуализации крупных СХД затраты на оборудование сокращаются на 24%, на ПО — более чем на 16%, а администрирование обходится почти на 20% дешевле. Крупные предприятия получают от виртуализации СХД наибольшие выгоды, однако именно они весьма консервативны при переходе к новым технологиям. Для принятия решения необходимо разобраться в преимуществах и ограничениях предлагаемых подходов, учесть множество факторов, включая производительность, доступность данных и функции управления ресурсами, принять во внимание «тактические» вопросы — миграцию данных без прерывания работы приложений, использование в новых решениях имеющихся дисковых массивов и т. п.

Наиболее актуальной тенденцией является виртуализация на уровне SAN и NAS, особенно на уровне сетей хранения, однако лишь немногие решения подобного типа достигли должного уровня практической применимости, экономичности и надежности. Очень часто стратегии вендоров выражаются только в обещаниях на будущее. Однако им имеет смысл поторопиться. По мнению аналитиков, в ближайшие три-четыре года виртуализация СХД получит широкое распространение. Как показывают результаты зарубежных опросов CIO, около 57% компаний планирует увеличить инвестиции в СХД. По данным IDC, виртуализацию применяют 8% заказчиков, а 23% намерены реализовать ее в ближайший год, однако для крупных предприятий (более 10 тыс. сотрудников) эти показатели увеличиваются до 19% и 31%, соответственно.

Чтобы технология была принята рынком, она должна быть понятной, зрелой и надежной и приносить очевидные выгоды. Теоретически виртуализация СХД, будучи неким уровнем абстракции между физическими устройствами и логическими томами, должна упрощать инфраструктуру, но в действительности все зависит от конкретной среды и ее архитектуры. Между тем в ESG отмечают относительную простоту использования виртуализации СХД после ее внедрения. Основные сложности кроются в самом развертывании и запуске в эксплуатацию.

Производители не случайно столь настойчиво продвигают идею виртуализации. Для реализации соответствующих принципов и управления ею необходимы мощные программные средства. Со снижением маржи при продаже оборудования основную прибыль начинает приносить ПО управления ресурсами. Списки пяти ведущих мировых поставщиков ПО для систем хранения (EMC, HP, IBM, Dell, Hitachi) и внешних систем хранения (EMC, Symantec, IBM, NetApp, HP) во многом пересекаются. По оценкам аналитиков Data Mobility Group, каждый доллар, затраченный на ПО, приносит десять за счет поставок оборудования.

По словам Алексея Свержановского, до 2004 г. компании, решившие усовершенствовать процесс виртуализации в средах хранения данных, могли выбирать продукты небольших производителей либо использовать ПО виртуализации, работающее на серверах. Первые отличались ограниченным набором поддерживаемых ресурсов хранения и специфическими способами управления, что влекло за собой увеличение эксплуатационных затрат; вторые требовали определенной вычислительной мощности, что препятствовало масштабированию сети хранения. Появление более совершенных решений позволило обеспечить гибкость построения, управления и масштабирования систем при уменьшении эксплуатационных затрат.

Инструменты виртуализации быстро совершенствуются, однако разработчикам предстоит приложить еще немало усилий, чтобы сделать их более зрелыми. Производители дополняют эти инструменты с единой консолью управления СХД все более развитыми средствами автоматизации и интеллектуальными функциями, работающими на основе заданных правил, применение которых обеспечивает распределение ресурсов, управление миграцией данных и тиражированием. Однако, учитывая сложность инфраструктуры хранения, придется потрудиться, чтобы она стала действительно «самоуправляемой» в соответствии с принципами ресурсных вычислений.

Новые разработки нацеливаются на предоставление средним и малым компаниям тех же возможностей виртуализации, которые ранее были доступны лишь крупным организациям. Совершенствование технологий виртуализации и снижение стоимости решений позволят производителям существенно расширить круг потенциальных клиентов. Заказчики сегмента SMB теперь получают преимущества интерфейсов FC на 4 Гбит/с по цене прежних 2 Гбит/с, дополнительные средства защиты данных с помощью усовершенствованных инструментов тиражирования, возможности комбинирования накопителей FC и SATA в одной системе.

ВИРТУАЛИЗАЦИЯ В НЕОДНОРОДНОЙ СРЕДЕ

Виртуализация SAN помогает снизить стоимость хранения данных, упростить управление, реализовать тиражирование и миграцию данных между уровнями. Однако, ввиду отсутствия общепринятых стандартов, выбор любого метода предполагает «привязку к производителю» оборудования дискового массива, ПО виртуализации или специализированного устройства. Несмотря на совершенствующуюся поддержку неоднородных сред хранения такая привязка лишь несколько меняет свой характер.

Вот уже три года некоторые производители продвигают концепцию «многовендорной» виртуализации систем хранения. Однако заказчики не торопятся приобретать интеллектуальные коммутаторы FC, специализированные устройства виртуализации или дисковые массивы от разных поставщиков, поскольку считают эти решения недостаточно апробированными для развертывания ответственных приложений, да к тому же они хотели бы сохранить инвестиции в имеющееся ПО. Да и аналитики рекомендуют тщательно подходить к выбору подобных продуктов для объединения систем хранения разных производителей в единый пул ресурсов. Число заказчиков любой из ведущих платформ для интеграции разнородных систем хранения едва превышает 2-3 тыс., и далеко не все они применяются для подобных задач. Технология объединения разнородных массивов, дисков, контроллеров систем хранения, сетевых интерфейсных карт, ленточных накопителей должна стать более зрелой, поскольку именно она рассматривается в качестве ключевого фактора дальнейшего распространения виртуализации СХД.

В перспективе нишевые решения с собственными механизмами виртуализации способны эволюционировать в более открытые платформы. Если ранее ведущие производители, будь то IBM, HP, HDS или EMC, ориентировались на собственную инсталлированную базу оборудования, то сейчас они начинают поддерживать дисковые массивы других марок. Например, в мае HP представила StorageWorks 200 Virtualization System — сетевое решение с поддержкой виртуализации различных дисковых массивов с миграцией данных между ними.

В основном для этой цели применяются внешние интеллектуальные контроллеры и специализированные устройства (appliance) — серверы с ПО виртуализации. В IBM полагают, что, воспользовавшись преимуществами эффективного управления данными за счет виртуализации в неоднородной среде, клиенты получат теперь большую свободу при выборе поставщиков и будут меньше беспокоиться о проблемах совместимости СХД.

Дополнение контроллеров RAID возможностями управления внешними СХД стало логичным развитием их функциональности и «интеллектуальности». К тому же «выделенные» (а не интегрированные в систему хранения) средства виртуализации позволяют продлить срок эксплуатации унаследованных систем и развить инфраструктуру ИТ в соответствии с новыми требованиями. HDS применяет в своей платформе TagmaStore (разработка Hitachi) — интеллектуальный контроллер для виртуализации подключаемых устройств. Этот подход предполагает разделение собственно дисковых накопителей и интеллектуальных блоков управления, что позволяет задействовать новые функции и возможности, используя уже имеющиеся СХД. Специализированные серверные устройства, подключаемые к коммутаторам или директорам FC от Brocade, Cisco или McData, выпускают IBM и EMC. Такие программно-аппаратные устройства представляют собой промежуточную «прослойку виртуализации» между серверами и СХД. Все названные производители заявляют о поддержке виртуализации в неоднородной среде. Например, к Hitachi TagmaStore можно подключать системы хранения IBM Enterprise Storage Server, EMC Symmetrix или Clariion.

Рисунок 3. В разработанной Hitachi платформе NSC55 на базе матричного коммутатора Hitachi Universal Star Network виртуализация реализуется на базе контроллера, поддерживается выделение логических разделов и универсальное тиражирование, причем сам контроллер отделен от устройств хранения, поэтому NSC55 называют «бездисковый контроллер».

HDS (дочерняя компания Hitachi) выпустила в конце апреля «бездисковую» версию контроллера Hitachi TagmaStore Network Storage Controller (модель NSC55) для предприятий среднего масштаба (см. Рисунок 3). По данным производителя, с помощью NSC55 и ПО Hitachi Universal Virtualization Layer значительно повышается эффективность использования ресурсов хранения. Да и стоит новая модель заметно дешевле прежней — от 90 тыс. вместо 150 тыс. долларов. Серверы могут обращаться к 32-процессорному контроллеру NSC55 с глобальной кэш-памятью через неблокирующий коммутатор, массивно-параллельная архитектура которого с высокой пропускной способностью позволяет избежать «узких мест». Как указывают в HDS, она обеспечивает одновременную поддержку приложений с интенсивной обработкой данных, справляется с высокой нагрузкой на систему ввода/вывода и гарантирует высокую доступность информации. Все серверы «видят» один образ кэш-памяти, а при доступе к СХД возможна балансировка нагрузки между виртуальными портами.

Технология виртуализации функционирует здесь как связующий слой, объединяющий в единую виртуальную систему внешние СХД емкостью до 16 Пбайт, в том числе модели корпоративного и среднего класса от EMC, IBM, Hitachi, HP, Sun и других компаний. Тем самым можно «вдохнуть вторую жизнь» в устаревшие дисковые массивы и повысить их продуктивность.

В мае HDS представила новую версию Hitachi TagmaStore Universal Storage Platform (USP). В рамках единой платформы объединены технологии iSCSI, Fibre Channel, ESCON, FICON и NAS с высокой степенью доступности данных и управлением через интегрированную консоль. Встроенные средства виртуализации поддерживают работу с внутренними и внешними накопителями общей емкостью до 32 Пбайт и позволяют создавать защищенные логические разделы. Файл контрольного журнала хранит детальный протокол операций доступа пользователей. В обновленном ПО HiCommand Suite V5.0 упрощено управление объединенными ресурсами хранения при активизации функции Universal Virtualization Layer систем USP и NSC.

Благодаря своим возможностям в области виртуализации неоднородных систем хранения, TagmaStore USP и линейке интеллектуальных контроллеров NSC удалось занять заметное место на рынке. По данным HDS, USP — одна из самых популярных платформ хранения корпоративного класса, на долю которой приходится примерно 40% данного рынка (в мире установлено более 3 тыс. таких систем). Технологии Hitachi применяют HP (StorageWorks XP) и Sun. По мнению Андрея Узварика, новые продукты HDS — одни из самых серьезных новинок на рынке виртуализации, однако спектр поддерживаемых ими дисковых массивов остается ограниченным, и ряд задач, например иерархическое хранение данных, эффективнее и надежнее реализуется с помощью ПО виртуализации СХД.

Hitachi TagmaStore UPS и NSC55 наряду с целым рядом серверных платформ и дисковых подсистем хранения поддерживается в новой версии другого ведущего решения виртуализации — IBM System Storage SAN Volume Controller 4.1 (SVC).

В IBM считают, что усовершенствования, внесенные в эту программно-аппаратную платформу стоимостью более 42 тыс. долларов, позволят сократить затраты на развертывание и обслуживание виртуальных СХД, повысить скорость передачи данных и обеспечить поддержку большего количества платформ. ПО SVC работает на кластере серверов x86 от IBM, подключенном к коммутаторам FC от Brocade Communications, McData или Cisco. Оно создает пул дисков СХД, отображаемых на виртуальные диски, доступные серверным приложениям. Реализованная в IBM SVC 4.1 функция Global Mirror обеспечивает асинхронное тиражирование данных в удаленные хранилища. Версия 4.1 с улучшенными параметрами RAS поддерживает SAN с хранилищами FC на 2 и 4 Гбит/c.

В IBM отмечают, что ее решение является единственным в отрасли, сертифицированным SNIA. По словам Роланда Лейнца, менеджера IBM CEMAAS по продаже продуктов и решений хранения, SAN — самый важный компонент инфраструктуры хранения, он предоставляет основу для ресурсных вычислений и создания унифицированных ресурсов. SVC способен управлять в общей сложности более 15 Пбайт данных, поддерживая СХД разных производителей (см. Рисунок 4) и перемещение данных между ними. Число клиентов, применяющих этот продукт, превысило 2 тыс.

В отличие от асиметричного (out-of-band) пула в выпущенной год назад системе EMC Invista, в IBM TotalStorage SVC реализуется симметричный пул СХД в среде SAN (in-band) на уровне блоков. Как отмечают в компании, SAN Volume Controller по существу функционирует в качестве контроллера подсистемы хранения в ESS (Shark), но делает это в масштабе SAN, взаимодействуя практически с любым коммутатором SAN или массивом систем хранения. В соответствии с концепцией SVC серверы работают с томами LUN (виртуальными дисками SVC) и изолированы от изменений физических СХД. Контроллер связывает виртуальные и физические диски, причем последние объединяются в группы в соответствии с типом СХД (см. Рисунок 5). Единая консоль обеспечивает централизованное конфигурирование и управление. Через интерфейс TotalStorage Productivity Center можно централизованно управлять дисками и ленточными накопителями. Диски добавляются в систему по мере необходимости, причем достигается их максимальное использование — по данным IBM, до 93%.

В числе многочисленных партнеров IBM по инфраструктуре хранения (Cisco, Brocade, McData, NetApp) — созданная выходцами из Cheyenne Software компания FalconStor. В собственных решениях виртуализации она применяет специализированные устройства IPStor (серверы Sun под управлением Linux или Solaris), где функционирует ПО виртуализации FalconStor (см. Рисунок 6). IPStor Appliance устанавливается между серверами и системами хранения и представляет собой готовое решение для быстрого развертывания с сохранением существующей среды. Концептуально напоминая IBM SVC, оно позволяет организовать множество виртуальных устройств, выделяемых приложениям, объединить несколько физических устройств в одно логическое, создать отказоустойчивые кластеры систем хранения, реализовать для разных ОС решения ILM с миграцией данных.

Игорь Вихренко, технический директор «Тринити Солюшнс», поставляющей продукцию FalconStor, считает отличительной особенностью продуктов FalconStor отсутствие привязки к конкретному оборудованию и программной платформе сервера. После внедрения IPStor управление ресурсами хранения на дисковых системах разных производителей осуществляется с единой консоли, в том числе удаленной. Тем самым снижаются расходы на управление СХД при широких возможностях развития инфраструктуры. Как отмечают в «Тринити», продукты FalconStor интересны, прежде всего, компаниям с большим парком разнородного оборудования и распределенными сетями. По словам Игоря Вихренко, заказчики обычно внедряют виртуализацию СХД для сокращения затрат на администрирование, использования оборудования среднего класса вместо более дорогих систем, построения распределенных катастрофоустойчивых решения и эксплуатации унаследованного парка оборудования. IBM применяет IPStor Storage Gateway от FalconStor в качестве шлюза для взаимодействия серверов IBM iSeries с различными дисковыми и ленточными СХД.

По оценкам IDC, поставленные в прошлом году специализированные устройства виртуализации IBM, FalconStor и EMC управляют более 28 Пбайт данных. Аналитики считают, что IBM SVC конкурирует с EMC Invista и встроенными средствами виртуализации Hitachi TagmaStore USP, однако платформа Hitachi является, скорее, конкурентом IBM TotalStorage DS8000 и EMC Symmetrix DMX-3. Функциональность EMC Invista и Hitachi TagmaStore USP в IDC сравнивают также с Symantec Data Center Foundation.

Алексей Свержановский считает, что интеграция разнородных систем хранения в России гораздо менее актуальна по сравнению с зарубежными потребителями, накопившими обширные парки аппаратных средств разных производителей. Построение сред хранения данных в России чаще осуществляется с начального уровня, и в таких случаях рекомендуется использовать в проекте решения одного производителя, однако при реализации крупных или сложных проектов уже на стадии построения может возникнуть необходимость использования неоднородной среды хранения. В таком случае виртуализация становится незаменимой. Размещение средств виртуализации на устройствах, образующих сеть хранения, позволяет высвободить вычислительные мощности на серверах и обеспечить высокий уровень абстракции, что способствует использованию платформ различных производителей. Такой метод виртуализации лежит в основе технологии EMC Invista. Средства виртуализации и управления ЕМС неоднородными средами помогают снижать затраты/ресурсы на управление.

Подход с установкой специализированных устройств виртуализации отличается высокой гибкостью, однако появление дополнительного звена в канале обмена данными неизбежно снижает производительность. Частично эту проблему удается решить за счет кэширования, хотя результат во многом зависит от специфики приложений и характера запросов к данным. Между тем, по словам Игоря Вихренко, в некоторых приложениях производительность даже увеличивается. Разработчики IBM в новой версии SVC существенно усовершенствовали алгоритмы кэширования для более частого «попадания» в кэш.

Один из вариантов виртуализации в сетях SAN состоит в применении интеллектуальных коммутаторов FC, где виртуализация осуществляется с помощью ПО. В будущем на уровне коммутационной матрицы планируется реализовать ее развитые формы, включая тиражирование и поддержку контрольных точек. Коммутаторы SAN SilkWorm от Brocade отличаются наличием так называемой гибридной модели виртуализации (in-band/out-ot-band): управление вводом/выводом отделено от синхронного потока данных через коммутатор SilkWorm, находящийся между серверами и СХД. В Brocade считают, что при правильной реализации это позволит добиться минимальных задержек и улучшить масштабируемость. Brocade SilkWorm не требует установки дополнительного ПО на хост-системах и замены HBA на специальные хост-адаптеры, поддерживающие виртуализацию. Кроме того, виртуализировать трафик ввода/вывода можно поэтапно.

В Cisco Systems виртуализацию ресурсов рассматривают как один из элементов обеспечения непрерывности деятельности компаний и доступности информации. В основе ее предложений — коммутатор MDS 9500 с интегрированными сервисами безопасности, сжатия данных (для снижения требований к полосе пропускания сети IP при транспорте FCIP), ускорения ввода/вывода, дифференцированными уровнями QoS, маршрутизации между VSAN (Virtual SAN), консолидации VSAN, а также с различными вариантами транспорта трафика передачи данных, например FCIP или FC на базе DWDM.

В Cisco MDS 9513 Multilayer Director Switch реализована виртуализация с миграцией томов — перемещение данных из одной СХД в другую происходит без прерывания работы. Это дает возможность модернизировать или реконфигурировать СХД для соблюдения SLA либо наращивания мощностей в ЦОД, реализовать принципы ILM. В апреле Cisco вывела на рынок системы Cisco MDS 9513 Multilayer Director, новую версию Cisco SAN-OS Software Release 3.0, модули коммутации FC на 4 и 10 Гбит/c. Компания играет заметную роль на мировом рынке коммутаторов и директоров SAN: в IV квартале прошлого года, по данным Dell'Oro, ее доля (по поставленным портам) составляла 16,7%, уступая лишь McData (22,4%) и Brocade (52,4%). Продукты Cisco MDS 9000 поддерживают ряд поставщиков СХД, участвующих в партнерских программах, в том числе EMC, HDS, HP, IBM, NetApp и Xiotech.

В конце мая Cisco Systems приобрела компанию NeoPath Networks, разработчика средств виртуализации файлов и систем хранения. NeoPath выпускает устройства для консолидации файловых систем на серверах и системах NAS в масштабе предприятия, с помощью которых администраторы могут настраивать конфигурацию и выделять ресурсы хранения во всей сети через центральный интерфейс.

Стратегии приобретений придерживается и EMC, выпустившая первое решение виртуализации СХД в 1990 г. и с тех пор поглотившая целый ряд специализировавшихся в этой области предприятий. В компании отмечают, что заказчики переходят от консолидации систем хранения к ILM и обеспечению непрерывности бизнеса. Наряду с ILM и миграцией данных EMC развивает технологию VMotion для динамического переноса приложений и выравнивания нагрузки на базе виртуализации хранилищ NAS (Rainfinity) и SAN (Invista) разных поставщиков.

Технология EMC Rainfinity Global File Virtualization осуществляет виртуализацию разнородных устройств NAS и файловых серверов. В ней реализовано управление глобальным пространством имен для Windows, Linux и UNIX в распределенной среде, поддерживаются СХД разных поставщиков и развертывание разнородных приложений. В результате обеспечивается унифицированное представление файлов на файловых серверах в сетях IP. Платформа Rainfinity дополняет систему виртуализации EMC Invista для SAN и средства виртуализации серверов VМware.

«Маршрутизатор систем хранения» EMC Invista использует интеллектуальный коммутатор Brocade, Cisco или McData и отдельный аппаратно-программный комплекс — кластер управления (Control Path Cluster, СРС), создающий «таблицы маршрутизации» и поддерживающий метаданные. Посредством этих таблиц коммутаторы SAN транслируют адреса FC и SCSI. Такая архитектура обладает высокой масштабируемостью, что является одним из важнейших требований к решениям виртуализации, особенно в крупных организациях.

В июне VMware, входящая в EMC, представила масштабное обновление своих программных продуктов: система виртуализации серверов Infrastructure 3 для ЦОД включает в себя новые ESX Server 3, средства VMotion, VirtualCenter 2, Virtual SMP и Resource Pools, файловую систему VMFS, инструменты Distributed Resource Scheduler (DRS) и High Availability. В ESX Server 3.0 добавлена поддержка систем хранения NAS и iSCSI, в результате чего теперь становится возможной виртуализация недорогих систем хранения, например в удаленных офисах. Распределенная файловая система VMFS 3 позволяет организовать пул ресурсов из неоднородных дисковых массивов и создать на них виртуальные тома. По сравнению с предыдущей версия 2.0 инструмента управления VirtualCenter от VMware поддерживает в три раза больше хост-систем и виртуальных машин.

Программный пакет Data Center Foundation от Symantec поддерживает несколько ОС (Windows, Linux и UNIX), систем виртуализации и СХД разных поставщиков. По функциональности это ПО, нацеленное на стандартизацию инфраструктуры ЦОД, IDC сравнивает с TagmaStore и EMC Invista. Оно работает на серверах приложений и для управления ресурсами хранения использует метаданные. В Symantec утверждают, что пакет в состоянии заменить десятки приложений разных поставщиков и унифицировать процессы работы с данными в ЦОД. В Gartner выделяют такие его достоинства, как простая миграция данных и балансировка нагрузки, гибкое распределение ресурсов.

Одним из ключевых факторов, сдерживающих распространение технологий виртуализации, специалисты IBM называют сложность учета ресурсов — как для «внутреннего хозрасчета» в организациях, так и при взаимоотношениях с клиентами, например в случае предоставления услуг аутсорсинга ИТ. В начале июня компания представила новое ПО IBM Tivoli Usage and Accounting Manager, где применяются технологии компании CIMS Lab, приобретенной IBM в январе этого года. Оно помогает отслеживать и тарифицировать потребление ресурсов (СХД, виртуальных серверов, сетевых компонентов и ПО), подобно коммунальным услугам, т. е. реализует принципы ресурсных вычислений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В IDC считают, что предлагаемые разными поставщиками технологии виртуализации СХД сравнивать достаточно трудно, и оценить их преимущества можно только на основании опыта применения в реальных приложениях. В июне проблемы и перспективы виртуализации СХД обсуждались сразу на двух международных форумах: Gartner Storage Summit и Storage World Conference. По мнению экспертов, в ближайшие год-два конкурентный рынок технологий виртуализации СХД претерпит заметные изменения.

Со временем спрос на них увеличится, а преимущества станут более весомыми. Аналитики 451 Group отмечают более зрелые архитектурные подходы производителей и решение ими целого ряда проблем, в результате чего удалось избавиться от конфликтов серверов при доступе к общим ресурсам хранения и разработать средства поддержки неоднородной среды хранения, способствующие реализации новых моделей вычислений, включая ILM и динамические ЦОД. Основными движущими факторами новой волны виртуализации становятся увеличение сложности и разнообразия инфраструктур хранения, желание пользователей получить больший функционал за меньшие деньги, внедрение недорогих технологий виртуализации с расширенной функциональностью для управления многоуровневой средой, появление приложений, использующих виртуализированную инфраструктуру.

Среди перспективных направлений выделяют развитие файловых систем в решениях виртуализации, «агрегаторы» NAS, совершенствование модульных систем хранения iSCSI, внедрение нового класса приложений управления на основе виртуализации, поддерживающих более детальные операции на уровне файлов (что важно для приложений архивирования) и блоков.

В сочетании с разработкой стандартов это даст возможность адаптировать сервис хранения к требованиям бизнеса. Продвигаемый SNIA стандарт Storage Management Initiative Specification (SMI-S) призван повысить совместимость СХД разных производителей. Fabric Application Interface Standard (FAIS), за который отвечает ANSI (комитет Т11), нацелен на стандартизацию методов и программных интерфейсов канала управления и канала данных в сети хранения, что позволяет реализовать в них функции маршрутизации, безопасности и QoS. Внедрению стандартов SNIA будет способствовать, в частности, перенос поддержки виртуализации с уровня промежуточного ПО на уровень ОС.

Производители объединяют функции управления сетями и системами хранения, создавая интегрированные инструменты. EMC планирует интегрировать ПО управления хранением ControlCenter в семейство продуктов сетевого управления Smarts. В планах HP — интеграция технологии управления хранением приобретенной AppIQ в ПО управления OpenView. Пакет HP Storage Essentials интегрируется с платформой управления HP Systems Insight Manager, реализующей основные функции управления СХД. ПО управления хранением HP уже работает с продуктами управления сетями от BMC Software и IBM. Компания IBM, BMC, CA, Fujitsu и HP совместно разрабатывают отраслевой стандарт для баз данных управления конфигурацией, интегрируемых в системы управления сетевой средой и средой хранения.

Несколько продуктов для поддержки комбинированных инструментов управления намерена выпустить в ближайшее время Sun Microsystems. С приобретением StorageTek она успешно развивает стратегию хранения и управления данными, включая направления виртуализации, интеграции оборудования и ПО. Для ее реализации, в частности, будет использоваться ПО StorageTek Enterprise Storage Manager. Sun StorageTek 9000 уже поддерживает более 8000 LUN, и в будущем это число существенно увеличится. Ожидается, что реализуемый Sun проект Honeycomb (Sun StorageTek 5800) позволит компании достичь технологического прорыва, «стереть границы» между серверами приложений и СХД. StorageTek 5800 работает на основе метаданных и классифицирует данные на устройствах NAS и файловых серверах в сети.

Поставщиком продуктов хранения данных намерена стать и Microsoft, сформировавшая четыре года назад подразделение Enterprise Storage Division. Следующий этап — разработка полных решений для управления серверами и системами хранения. Microsoft занимает сильные позиции в сегменте SMB, однако пока ее предложения в области хранения рассматриваются как дополнения к другим продуктам. Например, технологию Microsoft Multipath I/O, драйвер Storport, Virtual Shadow Copy Services, Windows Storage Server многие производители применяют в собственных устройствах.

Из преимуществ виртуализации СХД наиболее востребованными остаются возможности повышения доступности информации, восстановление после аварий, более удобное управление, средства миграции данных, сокращение затрат (CAPEX и OPEX). Потребуется какое-то время, чтобы широко рекламируемые технологии ILM и поддержка неоднородных систем хранения нашли адекватный отклик у заказчиков.

Сергей Орлов — обозреватель «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.


Три подхода

В Gartner выделяют три подхода производителей к виртуализации: хост-клиент (программный), встроенные функции дисковых массивов (куда относят и сетевые контроллеры), коммутаторы и специализированные устройства (in-fabric). Все они имеют свои плюсы и минусы, однако определяющим фактором считается соответствие выбранного подхода существующей инфраструктуре хранения и требованиям приложений. По стоимости все они примерно эквивалентны, хотя это утверждение достаточно условно.

Последний метод (in-fabric) получил наибольшее распространение и применяется в таких продуктах, как SANsymphony от DataCore Software, EMC InVista, FalconStor IPStor, IBM SVC, NetApp V-Series и StoreAge SVM. В этих решениях, многие из которых появились не так давно, используются специализированные устройства или выполняемое на выделенном сервере ПО, создающее метаданные, которыми можно управлять, как виртуальным пулом. По утверждению специалистов IBM, оборудование виртуализации на уровне сети сегодня представляет собой доминирующую платформу — согласно IDC, в 2005 г. в мире на этот тип виртуализации приходилось до 65% виртуализованной емкости хранения. В IBM считают, что он наиболее соответствует требованиям клиентов.

Развивающееся направление — решения виртуализации на базе коммутаторов. По существу, они выполняют те же функции, что и специализированное оборудование, но более эффективно, поскольку данные проходят через меньшее число устройств. Их производят Brocade, Cisco Systems, MaXXan Systems, McData и QLogic. Аналитики ESG не исключают, что в подавляющей части таких коммутаторов в конечном счете будет установлено ПО виртуализации «хост-клиент», например Veritas Storage Foundation от Symantec, однако Symantec пока не планирует переносить это ПО на коммутаторы.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями