SAN та NAS краще разом, Windows IT Pro

У процесі розгортання серверів Windows багато адміністраторів часто підключають диски безпосередньо до кожного сервера. Так, у нашій мережі є окремі сервери, що обслуговують редакцію журналу, а також відділи: виробничий, продаж, кадрів та фінансів. Кожен сервер має власні засоби зберігання даних.

Але за такого підходу до проблеми зберігання даних важко точно визначити, які потреби у дисковому просторі тієї чи іншої групи користувачів. Тому адміністратори нерідко починають із того, що виділяють для кожного сервера диск ємністю, скажімо, 100 Гбайт. І ось через кілька місяців може з'ясуватися, що один відділ витратив 90% виділених йому ресурсів, а інший — лише 20%. Перерозподіляти ресурси між відділами при прямому підключенні - Direct Attached Storage (DAS) складно, так що співробітники ІТ-підрозділів зазвичай просто встановлюють додаткові диски на сервери, де дискового простору не вистачає. За підсумками досліджень, що охоплюють всю галузь, через неправильний розподіл та складнощі з перерозподілом ресурсів пам'яті не менше 70% засобів зберігання DAS зазвичай використовується нераціонально.

Поряд із необхідністю перерозподілу ресурсів DAS існує ще одна проблема: хоча засоби управління квотами, що поставляються з пакетом Windows 2000 Server, дозволяють регулювати обсяг дискового простору, що виділяється на кожного користувача, можливість вказувати типи файлів, які користувач може зберігати на цьому просторі, не передбачена. Під час опитування відвідувачів сайту, нещодавно проведеного редакцією Windows & .NET Magazine, були отримані дані, відповідно до яких понад 30% файлів, що зберігаються в середовищах DAS, не мають відношення дороботи баластом, таким як файли MP3. Іншими словами, учасники опитування свідчать, що майже третина дискового простору, що купується та обслуговується ІТ-відділами корпорацій, використовується не у службових цілях.

Мережі пристроїв зберігання Storage Area Networks (SAN) та засоби зберігання Networked Attached Storage (NAS), що підключаються до мережі, дозволяють з легкістю додавати або перерозподіляти пристрої для зберігання даних, а також блокувати використання дискового простору для зберігання файлів, що не мають відношення до роботи. Мережі SAN пристосовані передачі великих обсягів даних блоками (такий обмін характерний до роботи з базами даних і серверами додатків), тоді як системи NAS оптимізовано надання файлів. Багато хто вважає, що SAN і NAS — технології, що взаємовиключають, проте насправді вони доповнюють один одного. Ці технології можна комбінувати на вирішення тих завдань у сфері зберігання даних, із якими постійно доводиться стикатися співробітникам ІТ-підрозділів.

Що таке SAN і що є NAS?

Якщо відволіктися від деталей, NAS можна вважати оптимізованим файловим сервером, безпосередньо підключеним до мережі та клієнтам цієї мережі, що надає дані файлів. Мережа SAN - інше рішення. Це спеціалізована високошвидкісна мережа пристроїв зберігання, зазвичай, на базі технології Fibre Channel, що містить дані серверів додатків і надає їх кільком серверам додатків, підключеним до згаданої спеціалізованої мережі. Операційна система розглядає NAS як фізичний пристрій для зберігання даних; якщо до мережі підключається система NAS ємністю 500 Гбайт, операційна система сприймає її як накопичувач, що містить 500 Гбайт даних. З іншого боку, мережі SAN поділяються на логічніодиниці, кожна з яких має власний ідентифікатор LUN. Мережа Windows «бачить» ідентифікатори LUN лише тих пристроїв, які відповідним чином налаштовані та надані у розпорядження цієї мережі. У Таблиці 1 наводяться основні характеристики систем NAS і SAN, а Таблиці 2 перераховані типові області застосування кожної з цих технологій.

Але що робити адміністратору, якщо за умов його компанії одні завдання найкраще вирішуються з допомогою систем NAS, а виконання інших більше підходять мережі SAN? Допустимо, наприклад, що в мережі є старі сервери Windows NT, які надають користувачам файли, а також виконують Exchange Server 5.5. Потрібно перенести дані файлів та програм, а також відповідні дозволи, що регулюють доступ до файлів, створити асоційовані записи в Active Directory (AD) та перенести поштові дані на сервер Exchange 2000 Server на базі Windows 2000 або пізнішої версії. У такому разі для перенесення файлових даних найбільше підходить система NAS, тоді як SAN - оптимальне рішення для даних сервера Exchange. Адже потрібно мати на увазі, що можливість роботи з даними Exchange на пристрої Windows Powered NAS (WPNAS) не передбачена, так що за наявності даних Exchange доводиться використовувати або мережу SAN, або файловий сервер загального призначення.

У такому разі адміністратору доводиться, по суті, вибирати один із трьох варіантів.

Не інтегрувати файли та дані сервера програм. Зберігати дані сервера додатків у мережі SAN, а дані файлового сервера – на кількох окремих серверах.
Інтегрувати SAN та NAS самотужки. встановити новий файловий сервер загального призначення; при необхідності інсталювати пакети Services for Unix (SFU),Services for NetWare (SFN) та Services for Macintosh (SFM); потім встановити адаптер головної шини Fibre Channel (host bus adapter, HBA). Якщо вибрати цей варіант, то, швидше за все, доведеться забезпечувати його технічну підтримку.
Придбати комбіноване засіб зберігання даних SAN/NAS. По суті, це рішення є мережею SAN із вбудованим елементом NAS. Тобто можна купити комбіноване рішення SAN/NAS, а можна придбати мережу SAN з елементом NAS, що факультативно поставляється. Таким чином, можна буде використати переваги обох технологій.

SAN і NAS, як молоток і цвях: різні за призначенням, вони добре доповнюють один одного і при спільному застосуванні найбільш ефективні. На малюнку 1 показано, як може виглядати комбіноване рішення SAN/NAS у середовищі Exchange. Клієнти підключаються до системи NAS через звичайну мережу IP Ethernet, а сервери NAS та Exchange підключаються до мережі SAN через спеціальну мережу Fibre Channel. На відміну від ситуацій, коли кожна з цих технологій використовується автономно, інтегроване рішення оптимізовано для роботи як з даними файлових серверів, так і з даними серверів додатків.

NAS на чолі

Вбудований NAS – це шлюз обробки протоколів до мережі SAN. Ємності накопичувачів шлюзу NAS достатньо лише запуску операційної системи WPNAS, для зберігання даних на дисках він звертається до мережі SAN. У разі вбудованого WPNAS мережа SAN виглядає як стандартний сервер на базі Windows і всі, що поставляються корпорацією Microsoft, а також незалежними компаніями засоби управління пристроями для зберігання даних, програми виявлення вірусів та об'єкти групових політик функціонують, начебто вони були підключені до стандартного сервера Windows. Те саме справедливо і дляслужби AD.

Вбудований NAS дозволяє використовувати наявні засоби SAN для об'єднання серверів. Так, компанія Continental Airlines об'єднала 14 серверів NT в чотири кластерні елементи WPNAS, які у свою чергу з'єднані з мережею SAN, а потім перенесла в цю мережу як файлові дані, так і дані додатків. Кожен елемент NAS забезпечує функції аварійного перемикання та регулювання навантаження, а також виконує всі операції з обробки протоколів, необхідні для переведення даних із формату доступу на рівні файлів у блоковий формат та назад. Користувачі звертаються до даних файлів та додатків, начебто вони зберігалися на гігантському сервері Windows. Оскільки інформація зберігається в мережі SAN, адміністратори можуть користуватися всіма висококласними засобами управління, а також утилітами Windows-серверів від Microsoft та інших виробників. Ще одна перевага вбудованого елемента NAS полягає в тому, що адміністратори, які звикли працювати в середовищі Windows, можуть спиратися на свої знання при вирішенні більшості питань у мережах SAN за допомогою утиліт для Windows 2000.

З того часу, як вбудовані NAS з'явилися на ринку, пройшло трохи більше півтора року, проте в загальному обсязі продажів виробів NAS на них припадає вже від 10 до 12%. Деякі фахівці передбачають, що завдяки багатому набору функціональних можливостей вбудованих елементів NAS, цими елементами буде оснащуватися понад 50% нових мереж SAN.

Спостерігаючи таку тенденцію, деякі виробники засобів зберігання даних почали розробляти комбіновані SAN/NAS рішення. Список фірм, що постачають подібні комбіновані рішення, представлений у врізці "Як зв'язатися з постачальниками". Приклад перелічених постачальників, ймовірно, підуть і інші компанії. Поєднаннязасобів SAN і NAS в одній системі зберігання даних дає такі переваги:

сприяє підвищенню масштабованості та керованості NAS та SAN;
забезпечує швидкий доступ до мережі SAN на рівні файлів та віртуалізацію;
усуває "острівці" дискової пам'яті, що не використовується;
знижує загальний рівень складності керування системою;
скорочує витрати;
забезпечує оптимізоване рішення для змішаних даних файлових серверів та серверів додатків.

Аргументи на користь NAS

Якщо комбіновані рішення SAN/NAS настільки ефективні, чому споживачі взагалі купують кошти SAN і NAS окремо? Я не можу уявити собі ситуації, в якій було б сенс купувати компоненти мережі SAN без NAS, однак у багатьох випадках адміністраторам потрібні саме пристрої NAS.

Кошти NAS чудово підходять для компаній, що мають безліч віддалених офісів, де виконуються типові ділові програми, такі як Microsoft Office. Кожен дистанційний офіс можна обладнати власним пристроєм NAS. Якщо віддалені офіси з'єднані з центральним через глобальну мережу, засоби NAS кожного такого офісу можна підключити до централізованої стійки NAS та за допомогою таких пакетів, як Double-Take фірми NSI Software, здійснювати тиражування даних у реальному часі. Подібні програми реплікації дозволяють резервувати дані всіх філій зі штаб-квартири компанії, що позбавляє необхідності встановлювати у всіх віддалених офісах стрічкові накопичувачі для резервного копіювання даних. Крім того, з'являється можливість тиражувати весь вміст центральної стійки NAS на вузол, розташований в іншому місці, і забезпечити тим самим високий рівень стійкості системи у разі катастрофи. Іншими словами, навітьза відсутності зв'язку з центральним офісом філії можуть отримувати необхідні дані — з вузла, куди інформацію було скопійовано на випадок аварії.

Зазирнемо у майбутнє

Вбудовані NAS – найбільш динамічний сегмент ринку засобів зберігання даних. Зростання обсягів продажу у цьому сегменті призведе до поширення комбінованих систем масової пам'яті SAN/NAS. Думаю, вже не за горами той час, коли всі мережі SAN оснащуватимуться вбудованими елементами NAS.

Ще кілька років тому звичайна мережа SAN коштувала понад 1 млн. дол., тобто була по кишені хіба що дуже багатим компаніям. Сьогодні на встановлення подібної мережі початкового рівня йде близько 25 тис. дол., і системи SAN набувають все більшого поширення у фірмах середнього масштабу.

Як зазначалося, мережі SAN поділяються на логічні одиниці, тому одна мережа може обслуговувати кілька серверів. На противагу цьому, нинішні кошти NAS конфігуруються як фізичні пристрої пам'яті, що підключаються до існуючої мережі.

Підключити до системи NAS додаткові ресурси не складно, проте можливість об'єднання на базі власних коштів двох пристроїв NAS так, щоб вони виступали як логічний засіб зберігання даних, не передбачена. Проте вироби незалежних постачальників, такі як пакет vNAS фірми 1 Vision Software, дозволяють об'єднувати декілька пристроїв WPNAS у загальний пул пам'яті. Така віртуалізація коштів NAS дає можливість працювати з логічними наборами пам'яті та створювати складніші рішення на базі NAS. Так, якщо на кожному пристрої WPNAS встановлений пакет vNAS, адміністратор може задати, наприклад, таке правило перенаправлення запису, що набирає чинності після досягнення деякого порогового значення: «Після заповнення 75% могодискового простору здійснювати запис файлів на інший WPNAS-пристрій, що входить до цього пулу дискової пам'яті».

З того часу, як вартість зберігання даних опустилася нижче позначки в 1 цент за Мбайт, на зміну стрічковим носіям поступово приходять дискові засоби резервного копіювання. Переваги останніх у тому, що вони забезпечують простіше управління процесом резервування і дають можливість негайно відновлювати дані. Дискові накопичувачі дозволяють адміністратору зберігати всі важливі файли на дисках і протягом декількох секунд надавати їх програмам, забезпечуючи швидке відновлення. Сьогодні питання «А ви могли б відновити ті п'ять повідомлень, які я видалив десь із місяць тому?» може викликати лише подив. Але якщо резервування даних виконується на пристрої масової пам'яті з дисковими носіями і забезпечується необхідний рівень деталізації, то на відновлення піде менше часу, ніж на пошук стрічки, на яку дані копіювалися місяць тому.

На мій погляд, у майбутньому комбінованими засобами зберігання даних SAN/NAS користуватимуться практично всі організації. Адміністратори зможуть з легкістю об'єднувати файлові дані та дані додатків, що зберігаються на серверах, і застосовувати єдину методику для зберігання практично всіх даних компанії. У тих випадках, коли використання об'єднаної технології SAN/NAS буде визнано недоцільним, можна задіяти пристрої NAS. Мережеві системи масової пам'яті становлять основу сучасної інфраструктури мереж Windows, вони забезпечують значний прибуток і полегшують завдання ІТ-адміністраторів.