Кое-что про NAS

Андрей Фильчаков

Что же такое NAS?

SAN vs. NAS

Прогнозы о NAS

«Железные» примеры

Заключение

 

Вопросы хранения и резервного копирования информации довольно остро стоят перед любой компанией. Неуклонно увеличивающиеся объемы данных, новые технологии информационного обмена, необходимость постоянной доступности и сохранности перегружают серверы компаний, которые в силу российской специфики являются устройствами универсальными. Другими словами, на одном выделенном сервере может «крутиться» не только сетевая ОС, но и файловый сервер и сервер печати, в некоторых случаях там же можно найти и работающие сетевые программы типа «1С:бухгалтерия». И на этот перегруженный сервер добавляется функционал резервного копирования. Естественно, о какой-либо — не то что высокой, но даже оптимальной — производительности такого сервера говорить не приходится.

Приемлемым решением в таких случаях является разнесение выполняемых сервером задач на различные машины. Основанные именно на этом принципе первые сетевые устройства памяти, занимающиеся хранением и резервным копированием данных, появились несколько лет назад. Это были громоздкие и «неповоротливые» файловые серверы NFS (Network File System). С течением времени эти устройства совершенствовались, обзаводились новыми функциями и повышали производительность, в результате чего мы имеем целый сегмент сетевых устройств, называющийся одним словом — storage.

Итак, речь в нашей статье пойдет об устройствах хранения, подключаемых непосредственно к сети (Network Attached Storage, NAS). Эти устройства, представляющие собой выделенные файловые серверы, являются по своей сути «тонким» сервером, «заточенным» только под одну задачу — обеспечивать, причем быстро и четко, хранение и своевременное резервное копирование. Серверы NAS способствуют повышению производительности сети за счет снижения нагрузки на основные серверы. Естественно, на современных серверах NAS можно решать практически любые задачи, связанные с хранением данных. Серверы NAS обеспечивают сетевой доступ к своим накопителям и позволяют использовать их в качестве функциональных компонентов различных систем: серверов кэширования информации, баз данных, Web-узлов и т.п. На сегодняшний день такие устройства есть в линейке практически всех крупных представителей сетевого рынка, выпускающих продукты или компоненты для хранения информации. В их числе известный производитель жестких дисков компании Maxtor, Network Appliance, являющаяся на сегодняшний день лидером рынка NAS, Compaq, объявившая о своем выходе на рынок NAS во второй половине текущего года, Hewlett-Packard, представившая в середине лета в Москве новое сетевое устройство резервного копирования HP SureStore AutoBackup, и др.

Мнения скептиков, сомневающихся в необходимости таких устройств, можно с легкостью опровергнуть цифрами, полученными в ходе исследований, проведенных компаниями Dataquest и IDC (International Data Corp). В соответствии с результатами анализа рынка, проведенными специалистами компании Dataquest, в 1999 году было продано 109 тыс. устройств NAS, а к 2003 году уровень продаж, согласно прогнозам, достигнет 1 млн. устройств в год, то есть за три года рост составит 900%. Для любого сегмента рынка такие цифры являются весьма и весьма впечатляющими. Что же касается денежного эквивалента продаж устройств хранения, подключаемых непосредственно к локальной сети, то здесь цифры впечатляют еще более. По оценкам IDC, в текущем году оборот рынка NAS удвоится, достигнув 1,7 млрд. долл., а к 2003 году возрастет до 6,6 млрд. долл. Относительно всего рынка хранения (storage market) можно сказать следующее. По оценкам IDC, общий объем продаж дисковых систем хранения составит к 2003 году 46,4 млрд. долл. Да, почти 50 млрд. долл. за системы хранения пользовательской информации! Вообще, эти цифры только подтверждают уже сложившееся мнение специалистов, что системы хранения являются очень хорошим бизнесом. Ведь каждый (!) пользователь нуждается в хранении и резервировании информации. О необходимости таких систем было написано немало статей и даже книг, и в рамках данной статьи мы не ставим себе целью повторять уже многократно сказанное.

Что же такое NAS?

Итак, остановимся подробнее на технических аспектах и позиционировании NAS. Как уже было сказано выше, это устройства, подключаемые непосредственно к локальной сети компании. Как правило, такие устройства рассчитаны на не более ста или на несколько сотен (что довольно редко встречается) пользователей. Именно в таких сетях (или рабочих группах) обеспечиваются наилучшие показатели производительности и, что довольно актуально для любой компании, соотношения «цена/производительность». Устройства NAS представляют собой специализированный компьютер, имеющий серверную архитектуру, ориентированную на хранение данных. Зачастую такие машины комплектуются собственными сетевыми операционными системами, управляющими их файловыми системами. При этом активно используются алгоритмы кэширования, упреждающей записи и отслеживания изменений и повторов.

В настоящее время существует три основные разновидности серверов NAS: дисковые системы, серверы CD-ROM и накопители для резервного копирования или архивации файлов. Последние могут быть выполнены с ленточными накопителями или с устройствами записи на компакт-диск. Кроме того, существуют и сложные системы NAS, имеющие на борту накопители различных типов. Однако практически в любой конфигурации отмечено обязательное наличие дисковых массивов RAID, возможности «горячей» замены накопителей, а также системы отказоустойчивости, решенной либо дублированием записи, либо дополнительным копированием на ленточный носитель. По своим характеристикам и соответственно по цене такие серверы подразделяются на две группы: серверы масштаба предприятия (или подразделения) и серверы для рабочих групп. Серверы масштаба предприятия по своим характеристикам занимают промежуточное положение между «классическими» однофункциональными устройствами хранения, подключаемыми к локальной сети, и сетью хранения данных (Storage Area Network, SAN). Такие серверы имеют в своем распоряжении интерфейс Fibre Channel (для подключения дополнительных устройств хранения), поддерживают несколько адаптеров Gigabit Ethernet и комплектуются дисковой памятью объемом около 1 Тбайт. Кроме того, серверы масштаба предприятия легко масштабируются и стыкуются в кластер, обеспечивая повышенную отказоустойчивость, но это уже функционал, присущий SAN.

в начало

в начало

SAN vs. NAS

В настоящее время уже сформировались группы поддержки как одной, так и другой технологии хранения данных. Однако споры относительно того, какую систему хранения выбрать, лишены смысла, поскольку позиционирование обеих технологий четко разделяет сферы их применения.

Теперь об основных отличиях этих технологий. В NAS клиенты напрямую обращаются к системе хранения по существующей сети и при этом данные не передаются через серверы приложений. Кроме того, такие серверы являются простым и однофункциональным решением и предназначены в основном для хранения файлов.

Система хранения SAN разделена между многими серверами через отдельную высокоскоростную сеть и при инсталляции требует тщательной разработки и конструирования. Предназначена же SAN для больших объемов данных — таких как, например, крупные базы данных.

Отличительной особенностью систем NAS является простота во всем, что касается использования. Другими словами, инсталляция, поддержка, конфигурирование и дальнейшее использование таких серверов не требуют каких-либо дополнительных знаний и навыков. Как правило, серверы NAS начального уровня имеют всего два отверстия: одно является Ethernet-разъемом для подключения к офисной сети, а другое — входом электропитания. Конфигурация системы ограничивается присвоением серверу IP-адреса и, как, например, в случае c HP SureStore AutoBackup, установкой клиентского программного обеспечения.

в начало

в начало

Прогнозы о NAS

Приведенные выше цифры, отражающие рост продаж и непомерный интерес производителей и потребителей к устройствам хранения вообще и к системам начального уровня, коими и являются NAS-системы, в частности, вселяют радужные надежды. Однако, несмотря на всевозрастающий оптимизм относительно систем хранения, подключаемых непосредственно к сети, необходимо помнить, что рынок устройств NAS находится сегодня в стадии раннего детства. И, как это свойственно практически любому рынку в этом состоянии, он переживает характерный импульсный рост. При этом большинство поставщиков NAS-устройств еще находятся в процессе разработки стратегических планов продаж и определения разницы между двумя системами, из которых в настоящее время существенно большей популярностью пользуется SAN. Все эти факторы говорят о том, что ажиотаж вокруг NAS явно носит искусственный характер, но несмотря на это и на то, что технология NAS еще очень молода, она имеет реально высокий потенциал для развития.

На наш взгляд, развитие NAS будет происходить согласно приведенным далее позициям:

Смещение от централизованного к сетевому хранению. Несомненно, что традиционная схема хранения данных будет смещаться от централизованного к сетевому хранению. Дни доступа к данным через центральный сервер уже сочтены, обороты набирает внедрение специализированных серверов, обеспечивающих доступ к данным непосредственно через сеть. В связи с этим количество продаваемых NAS-устройств будет постоянно расти, а сами устройства все более совершенствоваться.

Неминуемая конвергенция SAN и NAS. Это утверждение является довольно распространенной позицией, которой придерживаются в обоих лагерях. Несомненно, в конечном счете взаимопроникновение этих двух технологий хранения произойдет, вопрос только в том, когда и как. Первые устройства такого типа уже появились и даже отлично зарекомендовали себя на рынке. В качестве примера приведем NAS-сервер производства известной компании Network Appliance — NetApp F760, вышедший на рынок еще в прошлом году. Это устройство позиционируется как сервер масштаба предприятия и имеет в своем «багаже» возможностей интерфейсы Fibre Channel и несколько портов Ethernet, ATM и даже FDDI. При этом в данном устройстве можно найти признаки архитектуры как NAS, так и SAN. В итоге получилось высокопроизводительное и наращиваемое решение для сетей масштаба предприятия, которое готово потратить на организацию системы хранения несколько десятков тысяч долларов.

Специализация. Последнее время многие авторитетные личности индустрии хранения (да и не только) утверждают, что появление приложений хранения явилось переломным моментом в развитии индустрии, поскольку они являются более специализированными, чем центральные серверы. Действительно, в задачах обеспечения хранения мы можем найти немало «узких мест», связанных с центральными серверами. И задача поставщиков решений NAS и SAN — устранить такие места с помощью внедрения NAS-приложений.

в начало

в начало

«Железные» примеры

В качестве «живых» примеров реализации технологии NAS приведем несколько решений от ведущих производителей систем хранения. Начнем с решения, предложенного Hewlett-Packard и предназначенного для хранения и восстановления информации клиентских компьютеров — ноутбуков или настольных ПК, входящих в состав локальной сети. Речь пойдет о HP SureStore AutoBackup. Компанией было представлено две модели — PC 25 и РС 100, рассчитанные соответственно на 25 и 100 пользователей. РС 25 способна хранить до 60 Гбайт информации при трехкратном сжатии, что обеспечивает каждому пользователю хранение информации объемом в несколько гигабайт. Изюминкой этой модели, как, впрочем и PC 100, является алгоритм дублирования. Другими словами, на сервер хранения HP SureStore AutoBackup полностью записывается жесткий диск пользователя (при желании последнего или системного администратора некоторые файлы можно исключить из списка копирования). При этом возникает неизбежное дублирование системных файлов, например, офисного пакета. И в РС 25 и в РС 100 одинаковые файлы копируются только один раз, а при необходимости скопировать такой же файл, но с машины другого пользователя в систему записывается лишь имя файла и путь к нему. Таким образом, в добавление к алгоритмам сжатия удается обеспечить эффектное и эффективное использование дискового пространства. Причем процедура полного копирования данных с компьютеров пользователей производится только один раз после установки системы. Затем копируются только изменения к файлам. Кроме того, можно создавать последовательные архивы, позволяющие, например, восстановить файл двухдневной давности. Это означает, что восстанавливая файлы, пользователи получают доступ к записанным в разное время версиям одних и тех же файлов.

С точки зрения технического исполнения SureStore AutoBackup — «тонкий» сервер с процессором Celeron 466 МГц, оперативной памятью объемом 128 Мбайт, интерфейсом Ethernet 10/100 Base-T и специализированной операционной системой, разработанной Hewlett-Packard. Устройства содержат один или несколько жестких дисков, приводы для записи компакт-дисков или DVD, а также накопители на магнитной ленте. Тонкие серверы AutoBackup подключаются к сети в режиме plug-and-play, и для их конфигурирования необходимо лишь задать IP-адрес нового устройства и установить на клиентской машине специализированное программное обеспечение. Для управления и конфигурирования сервера SureStore AutoBackup используется Web-интерфейс. Устройства очень просты в эксплуатации и не требуют специальных знаний для их использования. Таким образом, малые и средние предприятия, на которые рассчитаны эти устройства, смогут избежать дополнительных расходов на обучение персонала.

По заявлению российского представительства HP, ожидаемая розничная цена для серверов SureStore AutoBackup РС 25 и РС 100 составит около 4,7 и 10,5 тыс. долл. соответственно.

В качестве следующего примера рассмотрим NAS-сервер производства компании Maxtor — MaxAttach NAS 4000. Это устройство разработано для небольших сетей, которые нуждаются в отдельном и при этом легком в управлении и занимающем немного места сервере хранения. Всем этим требованиям отвечает продукт MaxAttach NAS 4000. Сервер выполнен в 19-дюймовом конструктиве, что позволяет с легкостью монтировать его в стандартную стойку или коммутационный шкаф. Для обеспечения устойчивости работы в сервере предусмотрены отказоустойчивая система электропитания и дисковые подсистемы, организованные в RAID-массив. Сервер поставляется в трех вариантах с дисковым пространством емкостью 40, 80 и 160 Гбайт. При этом в первых двух вариантах в сервер устанавливается 64 Мбайт оперативной памяти, а в последнем 128 Мбайт. Серверы поставляются со встроенной серверной операционной системой, которая похожа на файловые серверы Microsoft Windows NT или Unix.

MaxAttach NAS 4000 прост в установке и управлении. Благодаря встроенному HTTP-серверу управление им осуществляется на базе Web. Установка осуществляется аналогично установке устройства Hewlett-Packard: нужно подсоединить сетевой кабель, назначить IP-адрес — и можно приступать к работе.

в начало

в начало

Заключение

В заключение отметим, что, несмотря на особенности национального характера, отечественный покупатель согласен заплатить на 30% или даже на 60% больше, но купить универсальный сервер — рынок NAS в нашей стране ожидает практически такой же рост, как и за рубежом. Другое дело, что произойдет это на несколько лет позже. Тем не менее идеология разнесения задач по разным серверам уже далеко не нова и для отечественных IT-специалистов. Преимущества, обеспечиваемые таким решением, выражаются в повышении надежности работы всех приложений, повышении производительности системы, а также простоте модернизации. Однако относительно высокая совокупная стоимость такой схемы пока еще является тормозящим фактором во внедрении таких систем. Тем не менее будущее у этой технологии есть: «тонкие» серверы уже проникают в наши офисы, то же произойдет и с устройствами NAS.

КомпьютерПресс 11'2000