Около четверти энергии, по-требляемой ЦОД, тратится на эксплуатацию и охлаждение систем хранения и архивирования данных. Объемы обрабатываемой информации ежедневно увеличиваются, законодательные акты и директивы только усиливают эту тенденцию. В такой ситуации главное — организовать хорошо продуманную структуру хранения, чтобы управление процессами создания резервных копий, восстановления и архивации было максимально энергоэффективным.
Как дисковые, так и ленточные накопители обладают специфическими преимуществами, которые можно целенаправленно использовать для удовлетворения конкретных потребностей предприятия. Все дело в правильном сочетании, обеспечивающем не только совместимость, но и оптимальную производительность процессов резервного копирования и архивирования, что позволяет сдерживать рост затрат.
ЛЕНТОЧНЫЕ ХРАНИЛИЩА
Среда хранения, которой требуется относительно малое количество электроэнергии и низкий уровень охлаждения, представляется наиболее эффективным решением в плане негативного влияния на окружающую среду. При архивировании преимущества ленточных хранилищ проявляются ярче всего, ведь в отличие от дисковых систем они работают только тогда, когда действительно необходимы. Следовательно, тепла выделяется мало, и тратить дополнительную энергию на охлаждение не приходится. Согласно отчету Clipper Group, за пять лет, при неизменных тарифах на электричество, стоимость приобретения, энергоснабжения и охлаждения дисковых хранилищ превысит совокупные расходы на автоматизированные ленточные системы в восемь раз, а ведь электричество с каждым годом дорожает. Кроме того, благодаря низкому выделению тепла, несколько ленточных хранилищ могут быть размещены более плотно.
Все эти затраты ранее никогда не выделялись в итоговых балансах. Однако если попытаться сравнить оба вида хранилищ с точки зрения потребления энергии, то ленточные системы окажутся выгоднее. Согласно расчетам Норберта Дойшле, консультанта по системам хранения, одна ленточная библиотека LTO-3, обладающая емкостью около 350 Тбайт, за год потребляет электроэнергии на сумму приблизительно в 3100 евро. Если аналогичной вместимости попытаться достичь с помощью стандартных массивов SATA общей емкостью около 330 Тбайт (с жесткими дисками по 500 Гбайт), то за электричество и охлаждение придется заплатить уже 39400 евро (за основу расчетов бралась стоимость электричества для предприятий — 15 центов за кВтхч, стандартный тариф в Европе). Предположим, что ежегодный рост цен на электроэнергию равен 10%, тогда за три года расходы на ленточные хранилища составят примерно 10000 евро, а на дисковые — около 130000 евро. Таким образом, за три года дисковый массив SATA емкостью в 330 Тбайт окажется приблизительно в 12 раз «накладнее» ленточной системы LTO-3-FC емкостью 350 Тбайт (расчеты производились для картриджей LTO-3 на 800 Гбайт со сжатием 2:1). При этом не учитывалось техническое совершенствование ленточных и дисковых систем, которое, несомненно, повлияет на итоговые результаты.
ИНОГДА ТРЕБУЮТСЯ И ДИСКОВЫЕ ХРАНИЛИЩА
Дисковые массивы идеальны как среда для создания резервных копий важных корпоративных данных, которые при необходимости надо быстро восстановить, а также для сред, в которых данные должны предоставляться с большей скоростью, чем способны обеспечить ленточные устройства. Разработанные технологии позволяют сократить площадь, которая необходима для размещения дисковых систем. Главная проблема архитектур с высокой плотностью (High Density) — огромное энергопотребление: им требуется
в пять-десять раз больше энергии, чем традиционным системам.
Тем не менее, ставка на них может быть оправданной. Технология дедупликации отфильтровывает повторяющиеся блоки разной длины ниже уровня файлов, устраняя таким образом избыточные данные и позволяя сохранять на диске в 10-50 раз больше резервных данных для быстрого восстановления (в сравнении со стандартными массивами) (см. Рисунок 1). Так можно добиться значительной экономии ресурсов. Эффект становится тем заметнее, чем больше избыточных элементов в резервных копиях и чем дольше осуществляется процесс дедупликации. В результате иногда даже появляется возможность создания полных резервных копий (Full Backup), благодаря чему удается избежать необходимости восстановления системы из комбинации полных и инкрементальных резервных копий.
Однако жесткие диски вращаются постоянно, даже если ими никто не пользуется. В результате расходуется большое количество энергии и приходится заботиться о мощном охлаждении. Классической полностью оснащенной стойке в ЦОД требуется в среднем 2-3 кВт электричества. К 2010 г. архитектуры высокой плотности будут потреблять более 20 кВт на стойку, при этом для их охлаждения понадобится мощность от 5-10 кВт и выше (Источник: «Энергоэффективные инфраструктуры для центров обработки данных». Совместная публикация Fujitsu Siemens Computers и Knuerr, июль 2007). При этом вполне возможно дальнейшее увеличение, если производители не предложат существенные технические улучшения, к примеру, экономящие электричество жесткие диски или управление потреблением энергии (см. http://www.thegreengrid.org).
Ленточные накопители не только обеспечивают экономию ресурсов при эксплуатации, но отличаются продолжительным сроком службы, хорошей мобильностью и привлекательной ценой. Кроме того, современные технологии позволяют сохранять данные на ленты с однократной записью (Write Once, Read Many, WORM) и использовать шифрование. Лента идеальна для данных с не самыми жесткими сроками восстановления, для аварийного восстановления и долгосрочного архивирования. Если необходимо записать большие массивы данных, то при наличии подходящей инфраструктуры ленточные системы чрезвычайно быстры. К достоинствам следует отнести и простоту администрирования.
Если ленты очень эффективны для аварийного восстановления или резервного копирования непрерывных потоков данных (посколку в этом случае временем перемотки с целью поиска нужных файлов можно пренебречь), то дисковые системы больше подходят для восстановления отдельных данных, так как обеспечивают произвольный доступ и высокую надежность RAID. Ленточные накопители часто обладают большей производительностью, чем требуется конкретной инфраструктуре. Нередко резервные данные приходится записывать по принципу Stop and Go (т.е. с остановками), что сокращает срок службы лент. Чтобы обеспечить непрерывность записи потока данных, приходится организовывать дисковый кэш. Ленточные системы менее пригодны для часто запрашиваемых данных, но при резервном копировании и архивировании они демон-стрируют лучшую производительность. К примеру, для аварийного восстановления ленточные хранилища — оптимальный выбор.
Рисунок 2. Для успешного администрирования данных на множестве площадок необходимо интеллектуальное взаимодействие дисковых и ленточных систем хранения.
Чтобы эффективно использовать преимущества той или иной технологии, предприятиям необходимо придерживаться специально разработанной стратегии (см. Рисунок 2). Всем техническим процессам должен предшествовать анализ деловых процедур, корпоративных требований и законодательных предписаний. Из такого анализа легко сделать соответствующие выводы. Данные с коротким жизненным циклом предпочтительнее сохранять на дисковые системы, а для решений резервного копирования на диск с последующим сохранением на ленту (Backup to Disk to Tape, B2D2T) оставить информацию, предназначенную для более продолжительного хранения и частых обращений в связи с восстановлением данных. При необходимости длительного хранения данных, их больших объемах и редких восстановлениях предприятия могут использовать исключительно ленточные хранилища как среду для резервного копирования и архивирования.
Франк Герольд — менеджер-консультант по предварительным продажам в Quantum.
© AWi Verlag