Для виртуализации систем хранения данных сегодня предлагается целый ряд технологий, которые постепенно проникают в производственные сети предприятий. Все чаще используются виртуальные ленточные библиотеки, обеспечивающие более быстрое сохранение и восстановление данных.

Первая эйфория прошла, и виртуализация хранилищ постепенно начинает обосновываться на предприятиях. По данным компании Forrester Research, в следующем году уже около половины всех крупных компаний будут использовать для своих систем хранения данных решения виртуализации. Однако новая технология принимается довольно сдержанно, поскольку до сих пор отсутствует единый стандарт, о котором производители так и не могут договориться. Как следствие, всегда остаются некоторые инвестиционные риски — неважно, чье нестандартное решение выбирает предприятие.

Между тем преимущества виртуализации хранилищ известны большинству специалистов, отвечающих за хранение данных. С ее помощью можно более эффективно управлять имеющимися системами хранения и интегрировать в единый пул хранения дисковые массивы разных производителей. В таком случае администратор получает возможность более гибко управлять ресурсами хранения и при необходимости предоставлять их соответствующим серверам. Количество логических устройств (Logical Unit Number, LUN) можно увеличить без прерывания работы. Некоторые системы поддерживают даже миграцию номеров логических устройств между разными группами RAID и системами хранения без прерывания работы, что позволяет строить гибкие иерархические решения хранения данных. Продукты ряда производителей способны сообщить серверной операционной системе, что у них, к примеру, есть 2 Тбайт свободного места, в то время как сам сервер запрашивает для себя столько ресурсов, сколько ему в действительности необходимо. Таким образом удается эффективнее использовать имеющиеся ресурсы, поскольку каждому серверу не нужен собственный резерв свободного пространства: все хостовые системы получают общий пул хранения данных.

Еще одна сильная сторона решений виртуализации заключается в интеграции разных протоколов для систем хранения данных (Storage Area Network, SAN), к примеру Fibre Channel и iSCSI. Кроме того, можно пользоваться такими полезными функциями, как моментальные снимки и клоны, зеркалирование и тиражирование, резервное копирование без участия локальной сети или сервера, управление иерархическими хранилищами (Hierarchical Storage Management, HSM), а также инструментами миграции данных для всех систем хранения данных. Упрощение управления повышает эффективность работы, поскольку в виртуализованной среде хранения данных администратор может контролировать гораздо большую емкость, чем без виртуализации.

Администраторам ИТ, желающим ввести на предприятии виртуализацию хранилищ, придется помучиться с выбором: надо будет выбрать одну из многих технологий, конкурирующих за благосклонность пользователей.

СИММЕТРИЧНЫЕ И НЕСИММЕТРИЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Предприятия, уже внедрившие у себя виртуализацию хранилищ, пользуются до сих пор в основном симметричными решениями. Наиболее успешным производителем в этой области является IBM со своим продуктом SAN Volume Controller (SVC). Программное обеспечение для виртуализации работает на кластеризованной платформе Linux, которая хорошо масштабируется путем добавления нового оборудования. Специализированные производители, DataCore и FalconStor, уже несколько лет подтверждают пригодность своей продукции для виртуализации хранилищ на практике. Наряду с протоколом Fibre Channel оба поддерживают виртуализацию систем хранения iSCSI.

В случае симметричных решений система виртуализации размещается непосредственно на маршруте передачи данных между системами хранения и серверами (см. Рисунок 1). Преимущество такого подхода заключается в том, что агенты на системах хранения и серверах не нужны. Однако при очень высоких требованиях к производительности решения виртуализации могут превратиться в «бутылочное горлышко», поскольку через них проходят все операции ввода/вывода. В этом случае в сеть хранения добавляют дополнительные устройства, чтобы увеличить максимально возможную общую пропускную способность.

Рисунок 1. Для виртуализации систем хранения данных большинство предприятий до сих пользуется симметричными решениями, которые устанавливаются непосредственно на маршруте передачи данных.
Асимметричные решения по сравнению с симметричными обладают определенным преимуществом — устройства размещаются вне маршрута передачи данных, и поэтому «бутылочное горлышко» не образуется (см. Рисунок 2). Они управляют только метаданными и операциями ввода/вывода, либо взаимодействуя с агентами, либо контролируя трафик ввода/вывода при помощи коммутаторов сетей хранения данных, благодаря чему достигается очень хорошая масштабируемость. Однако до сих пор несимметричные решения не получили широкого распространения.

К наиболее известным представителям этой категории относятся ЕМС с решением виртуализации Invista, которое интегрируется в коммутаторы SAN, а также StoreAge с продуктом StorAge Virtualization Manager (SVM). Invista выпускается для коммутаторов SAN производства Brocade/McData и Cisco. Решение наряду с управлением томами поддерживает среди прочего клонирование для миграции данных и удаленное тиражирование. ЕМС выпускает решение Invista в первую очередь для очень крупных предприятий. После того как продукт утвердится на рынке, он будет предлагаться и предприятиям среднего размера.

Рисунок 2. Асимметричная виртуализация предлагает хорошую масштабируемость, поскольку системы виртуализации размещаются вне маршрута передачи данных.
Израильская компания StoreAge работает на рынке виртуализации уже много лет. В конце 2006 г. ее приобрела LSI Logic. Разработанное StoreАge решение SVM предлагается среди прочего компанией Computer Associates в комбинации с продуктами CA BrightStor для управления хранилищами и данными. Интегрированное решение выпускает компания Qlogic, которая продает SVM вместе с решением для сетей хранения данных, приобретенными одновременно с компанией Troika в 2005 г. Особенность решения SVM от Qlogic заключается в том, что на серверах не нужны никакие агенты.

ВИРТУАЛИЗАЦИЯ НА БАЗЕ МАССИВОВ

Судя по всему, весьма многообещающий подход в области виртуализации хранения данных предложила компания Hitachi Data Systems (HDS). Разработанная ею платформа Unified Storage Platform (USP) интегрирует решение виртуализации непосредственно в систему хранения. При помощи USP ресурсы хранения дисковых массивов других производителей можно подключать в виде так называемых внешних логических устройств (Logical Unit Number, LUN). Благодаря этому все функции, к примеру, создание моментальных снимков, тиражирование или теневое копирование, совместимы с решениями хранения других производителей. В области оборудования старшего класса USP охватывает системы TagmaStor производства HDS. Решение Network Storage Controller (NSC) 55 предлагает те же функции и для систем среднего класса.

ШЛЮЗЫ И ВИРТУАЛЬНЫЕ ФАЙЛОВЫЕ СИСТЕМЫ

Виртуализация систем хранения данных разных производителей возможна и при помощи так называемых шлюзов хранения. В зависимости от оснащения эти продукты в состоянии виртуализовать дисковые системы NAS, FC и iSCSI. К этой категории относятся, к примеру, системы V-Series компании Network Appliance и недорогие решения, в частности шлюз IP Storage Gateway 9200 от Reldata, который виртуализует системы хранения, подключенные по Fibre Channel, iSCSI и SCSI, и взаимодействует с серверами по протоколу iSCSI.

Для упрощения администрирования крупных сетей хранения данных многие производители предлагают виртуальные файловые системы. К таковым относится Brocade с решением StorageX, которое изначально было разработано производителем NuView, приобретенным Brocade в начале 2006 г. StorageX предоставляет пользователям глобальное пространство имен и может объединять разные серверные платформы и платформы хранения данных в едином логическом пуле данных. Network Appliance поставляет StorageX в виде менеджера виртуальных файлов (Virtual File Manager, VFM). Это программное обеспечение способно оказать помощь при миграции крупных массивов данных. Компания EMC некоторое время назад приобрела производителя Rainfinity, разработавшего решение для виртуализации файлов в распределенных сетях. Купленный компанией Quantum производитель Adic предлагает файловую метасистему StorNext, она позволяет объединять разные файловые системы в одно хранилище.

ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛЕНТОЧНЫЕ БИБЛИОТЕКИ НА ПОДЪЕМЕ

Настоящей историей успеха стали виртуальные ленточные библиотеки (Virtual Tape Libraries, VTL). Речь идет о дисковых массивах, которые при помощи специального программного обеспечения позволяют эмулировать все функции ленточной библиотеки. Сегодня подобные системы предлагает целый ряд производителей. К ним относится Quantum с системами DXS, а также недавно купленный этой компанией производитель Adic, разработавший семейство продуктов Pathlight VX. Уже в течение нескольких лет решение VTL под названием Centric Stor предлагает Fujitsu Siemens Computers. Этот продукт, подобно системам Pathlight от Adic, интегрирует ленточную библиотеку (Disk-to-Disk-to-Tape).

Среди производителей решений резервного копирования на диск ветераном считается и IBM. В решении резервного копирования данных IBM Tivoli Storage Manager (TSM) дисковый пул уже давно используется в качестве первичного места сохранения для серверов: позднее данные копируются на подключенные к серверу TSM ленточные библиотеки. В этом сегменте появляются и другие производители. ЕМС предлагает библиотеки CLARiiON DL, которые базируются на программном обеспечении VTL от FalconStor. Компания Overland Storage активно продвигает свои системы Reo. Network Appliance начала поставлять в прошлом году собственное решение VTL, которое базируется на платформе среднего класса FAS3000. Компания получила эту технологию в 2005 г. в результате покупки Alacritus.

Такой успех виртуальных ленточных библиотек объясняется многими причинами. С одной стороны, они ускоряют процесс резервного копирования, поскольку данные пишутся не на ленту, а на быструю дисковую систему. Поэтому виртуальные ленточные библиотеки в состоянии сохранять даже очень большие объемы данных в течение ограниченного времени, выделенного для резервного копирования. Преимущество в скорости становится еще более важным в случае восстановления данных. И наконец, многие оценили возможность беспроблемной интеграции в имеющуюся инфраструктуру. Виртуальные ленточные библиотеки эмулируют обычные ленточные библиотеки, поэтому никаких изменений в имеющейся структуре резервного копирования не требуется. Серверы для сохранения данных, как и прежде, используют тот же самый клиент резервного копирования. Вся разница в том, что данные записываются не на ленту, а на жесткие диски виртуальной ленточной библиотеки.

ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛЕНТОЧНЫЕ БИБЛИОТЕКИ С УСТРАНЕНИЕМ ДУБЛИРОВАНИЯ

Последней тенденцией в области виртуальных ленточных библиотек стала интеграция технологий, при помощи которых можно заметно сократить объем сохраняемых данных. Она получила название «дедупликация». Компания Quantum недавно представила новое поколение своих виртуальных ленточных библиотек DXi, интегрирующих такую технологию (см. Рисунок 3). Решения для устранения дублирования исследуют сохраняемые данные на блочном и байтовом уровнях и передают идентичные данные в систему резервного копирования лишь один раз. К каким файлам относится байтовый сегмент, система запоминает с помощью метаданных. По информации производителей при благоприятных обстоятельствах объем сохраняемых данных может уменьшиться до одной пятидесятой.

Рисунок 3. Последнее поколение виртуальных ленточных библиотек DXi от Quantum интегрирует технологию устранения дублирования, тем самым заметно снижая объем сохраняемых данных. Различают две архитектуры решений для устранения дублирования. В решениях компаний Quantum, Diligent или Data Domain речь идет о системах поточной обработки (in-line). Они устраняют дублирование сразу же в процессе резервного копирования. Компания Diligent разработала для этого платформу Protectier. Эта технология продвигается и компанией HDS. В случае Quantum решения семейства DXi интегрируют технологии виртуальных ленточных библиотек и устранения дублирования в одной системе.

Решения с отложенной обработкой (out-of-line), напротив, устраняют дублирование данных лишь после завершения обычного резервного копирования. Преимущество такого подхода заключается в том, что дедупликация осуществляется заметно быстрее, чем в случае систем поточной обработки, которые одновременно проводят и обычное резервное копирование. К сожалению, для интеграции соответствующих решений инфраструктуру резервного копирования необходимо адаптировать. С точки зрения приложений резервного копирования VTL с поточной обработки добавляются в имеющиеся среды прозрачно.

К производителям решений с от-ложенной обработкой относятся FalconStor и Avamar. ЕМС также вошла в этот рыночный сегмент: вместе с компанией Avamar она приобрела необходимое ноу-хау. У FalconStor эта технология называется Single Instance Repository (SIR), она дополняет решения VTL. Последние компания ЕМС продает уже довольно давно в форме систем CLARiiON DL. Недавно производители продлили договор до 2013 г., так что ЕМС и дальше будет предлагать решение от FalconStor в виде продукта VTL для открытых систем.

Network Appliance вышла на ры-нок со своими продуктами в 2006 г. Виртуальные ленточные библиотеки NearStore базируются на платформе FAS-3000. Технологию VTL компания купила вместе с производителем Alacritus в 2005 г. В конце прошлого года Network Appliance объявила, что в течение года системы VTL будут дополнены функциями устранения дублирования.

ПЕРСПЕКТИВЫ

Новые решения для устранения дублирования позволяют заметно сократить объем сохраняемых данных. Если технологии смогут сделать то, что обещают производители, уже в ближайшее время можно рассчитывать на рост инвестиций в подобные продукты. Что же касается виртуализации систем хранения данных, то тут прогнозы более нейтральны. На вопрос о том, какая из технологий более всего подходит конкретному предприятию, в общем виде ответить нельзя. В первую очередь это зависит от предъявляемых требований. Отсутствие общепринятого стандарта до сих пор является преградой для инвестиций. Поэтому ассоциация Storage Networking Industry Association (SNIA) прежде всего должна разработать обязательные стандарты и для этого сектора. Утвердив спецификацию инициативы управления хранилищами для администрирования систем хранения данных, SNIA уже сделала первые шаги в этом направлении.

Кристоф Ланге — постоянный внештатный сотрудник LANline. С ним можно связаться по адресу: mw@lanline.awi.de.


© AWi Verlag

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями