Технологии SAN

Традиционно вопросы хранения данных считались важной, но довольно консервативной областью построения корпоративных (и не только!) Информационных Систем. Увеличивались емкости жестких дисков, но по-прежнему жесткий диск подключался к компьютеру. Создание внешних накопителей ничего принципиально не изменило — диск нельзя было удалить от компьютера на расстояние, превышающее 25 м. Росло число жестких дисков, которое можно было подключить к одному контроллеру, но никак не удавалось перейти барьер из 16 устройств. Увеличивалась скорость передачи данных между диском и контроллером. Однако стали появляться симптомы, указывающие на то, что порог физической производительности традиционных систем был достигнут — интерфейсные кабели стали усложняться, понадобилось принимать специальные меры для устранения помех и т.п.

Вопросы надежности за приемлемую цену получили, как казалось, окончательное адекватное решение — системы RAID, которые попутно могли помимо всего прочего несколько увеличить быстродействие системы хранения за счет специального способа записи данных — striping'а. Ну и как "высший пилотаж" в построении систем хранения данных можно было рассматривать так называемые "поля общей памяти" в кластерных реализациях различных ОС. Конечно, хотелось бы, чтобы это решение было более элегантным — иногда 16 устройств явно недостаточно, да и требование компактного размещения ресурсов становилось обременительным — настоящего резервирования на случай какого-либо катаклизма построить не удавалось.

Недостатки, присущие системам хранения традиционной архитектуры, были известны всем: не очень высокая общая скорость обмена данными, ограниченная масштабируемость хранилищ, трудности в реализации оперативного архивирования (резервного копирования) и восстановления данных, большие трудозатраты на администрирование хранилищ при их разрастании.
Особенно ярко такой консерватизм оттенялся революционными изменениями в других областях ИТ, в частности, в сетевых технологиях. К этому времени быстродействие в локальных сетях увеличилось на 4 порядка, повсеместно внедрялась коммутация пакетов сначала на 2-ом, а потом и на 3-ем уровне, вытесняя маршрутизацию в область WAN. Глобальная Сеть была завоевана такими, в сущности, узкоспециализированными устройствами, как классические маршрутизаторы и т.д. и т.п.
И вот во второй половине 90-х спокойное развитие систем хранения данных было взорвано — была обнародована и начала активно внедряться концепция Storage Area Network (SAN), по-настоящему революционный ответ на накопившиеся к этому моменту вопросы.

Краткое выражение сущности этой концепции можно представить так: равноправное взаимодействие различных устройств хранения данных с устройствами массовой обработки этих данных (серверами) посредством выделенной специализированной сети. В результате реализации этой концепции были решены проблемы масштабируемости — сети хранения, по крайней мере теоретически, смогли объединять сотни взаимодействующих разнотипных хранилищ и серверов. Кроме того, были значительно увеличены дистанции взаимодействия хранилищ и серверов — до 10 км (сравните — ранее до 25 м), что позволило говорить об окончательном решении проблемы защиты данных от природных или прочих катаклизмов. С появлением SAN возникла естественная среда для реализации кластерных решений, чем, конечно, не могли не воспользоваться фирмы-производители сетевых ОС — Novell и Microsoft, что, в свою очередь, радикально изменило соотношение надежность/стоимость Информационных Систем. Кроме того, задача, всегда вызывавшая массу затруднений, а именно организация плановых резервных копирований больших объемов данных, также получила естественное разрешение — выделенный сервер мог вести эту работу для всех хранилищ, объединенных в SAN, не создавая помех оперативной работе пользователей! Следующее поколение программного обеспечения сделало вообще ненужным постоянное участие сервера в процессе архивирования: стало достаточным инициировать работу и проконтролировать ее завершение. Не последнее значение имеет и сокращение трудозатрат на администрирование хранилищ — выделение памяти, управление списками доступа, разработка и реализация надежных схем хранения. Все эти преимущества получаются за счет выделения участников обмена данными в отдельный, самостоятельно управляемый объект. И, наконец, производительность SAN также беспрецедентна. Так, физическая скорость передачи данных в SAN при использовании в качестве транспортного интерфейса стандарта FibreChannel составит не менее 100 Мбайт/с, а с учетом полнодуплексной архитектуры и сильно нагруженной среды можно считать эту скорость реально близкой к 200 Мбайт/с. Не будет лишним упомянуть, что специализированность SAN позволяет достигнуть очень высоких показателей в использовании пропускной способности среды, близких к 100%.

Физически SAN состоит из того или иного типа адаптеров, реализующих доступ к транспортной среде (например, стандарта FibreChannel), активных устройств, формирующих эту среду (концентраторы, коммутаторы и маршрутизаторы — все, как в LAN), специализированных устройств хранения данных (многодисковые устройства с множественными точками доступа, библиотеки магнитных лент, магнито-оптических дисков и т.п.), а также устройств, конвертирующих старые интерфейсы (чаще всего SCSI) в новые, использующиеся в SAN (так называемые шлюзы, призванные сохранить ранее сделанные инвестиции в хранилища данных).

Среди гигантов компьютерно-сетевого мира, играющих заметную роль в продвижении концепции SAN, следует отметить Compaq, Hewlett-Packard и IBM — они контролируют большую часть указанного рынка. Эти фирмы предлагают полные аппаратно-программные реализации SAN: и полный набор компонентов, и фирменное программное обеспечение, реализующее функции управления.
В каких же областях оправдано применение SAN? Аналитики сходятся в том, что возможности, предоставляемые SAN, будут в первую очередь востребованы в Internet-бизнесе (хранение данных), телекоммуникационных компаниях (биллинговые системы), системах поддержки принятия решений (OLAP), собственно Хранилищах Данных (Data Warehouses). По некоторым прогнозам рост потребностей в объемах обрабатываемых данных приведет к тому, что к 2002 г. 50% средств, в общем вкладываемых в информационные системы, будет израсходовано на хранение данных.

Как обстоит дело с построением хранилищ данных с использованием обсуждаемой технологии у нас в Беларуси? Так же, как и с внедрением других революционных технологий — существует определенное запаздывание, которое, кроме обычных причин (консервативность мышления, недостаточная подготовка ИТ-персонала, сложность новой продукции и т.п.), наталкивается еще на одну, весьма существенную в наших условиях, причину — дороговизну создания SAN-инфраструктуры. Ничего радикального с этим препятствием сделать нельзя — в настоящий момент технология SAN объективно дорогостояща. Однако возможность снижения расходов при ее внедрении кроется в тщательном проектировании структуры Вашей SAN, подбора и настройки соответствующих компонентов.
Во время проведения TIBO'2000 на стенде компании Belana для корпоративных клиентов была проведена презентация технологии SAN, в ходе которой приняли участие технические специалисты крупнейших российских компаний. С докладом о преимуществах технологии выступал технический директор компании "DC Hadler" Эдуард Сагитов. За истекший год ряд крупных белорусских предприятий и организаций заключили договора на создание SAN-инфраструктуры. Опыт их работы еще раз подтвердил все приведенные выше аргументы в пользу данной технологии.

Виктор Журавлев,
технический директор 
компании Belana