В период экономического кризиса насущной задачей становится обеспечение работоспособности имеющихся систем. Ключевое значение приобретают технологии, применение которых позволяет существенно повысить эффективность хранения данных и использования ресурсов ИТ в интересах бизнеса.
Несмотря на сложную ситуацию в экономике, хранение данных остается для компаний приоритетной задачей, поскольку объемы информации продолжают расти. Однако в условиях сокращения бюджетов компании вынуждены пересмотреть свои подходы к приобретению новых продуктов и технологий, прежде всего с точки зрения экономических показателей. Очевидно, темпы внедрения инноваций снизятся, а цикл обновления оборудования станет более длительным, тем более что ранее корпоративные заказчики закупали емкость хранения «с запасом» (см. Рисунок 1).
В условиях экономического кризиса и сокращения бюджетов ИТ вендоры предоставляют партнерам и заказчикам новые финансовые условия. Например, Sun предлагает возможность приобретения своих продуктов по схемам финансового лизинга или продажи в рассрочку (коммерческий кредит). Эти услуги оказываются финансовым подразделением корпорации — Sun Microsystems Global Financial Services, начавшим свою деятельность в России с октября 2008 г. По сути, это «внутренний банк» в составе Sun, выступающий в роли покупателя для партнеров (интеграторов) и кредитора для заказчиков. При использовании таких финансовых схем партнер получает оплату по факту поставки продукции заказчику, а заказчик — удобный график оплаты продукции на понятных и приемлемых условиях (см. статью автора «Экономика хранения» в этом номере «Журнала сетевых решений/LAN»).
Как отмечают ведущие производители СХД, в прошлом году высоким спросом пользовались многопротокольные системы хранения данных с интерфейсами для подключения к разнообразным сетям (FC SAN, IP SAN, Ethernet), инновационные системы архивирования (включая виртуальные ленточные библиотеки VTL), резервного копирования и восстановления с механизмами дедупликации и создания мгновенных копий для снижения расходов и рисков, а также различные услуги управления системами хранения и архивирования. В числе других актуальных тенденций — переход на Fibre Channel (FC) со скоростью 8 Гбит/с при сохранении совместимости с существующим оборудованием, поддержка шифрования канала передачи трафика FC с использованием аппаратных средств, применение аппаратного шифрования данных при записи на диск, совершенствование технологий ILM, интеграция систем хранения и серверов в среднем классе оборудования, классификация данных, применение политики управления данными непосредственно на системе хранения и оптимизация сетей передачи данных для ускорения работы приложений.
В магическом квадранте для рынка дисковых массивов среднего класса (ноябрь 2008 г.) аналитики Gartner выделяют двух лидеров — EMC и NetApp. EMC остается крупнейшим вендором в этом сегменте, причем ее бизнес вырос в девять месяцев на 17%, что почти на 6% быстрее рынка. NetApp занимает в данном сегменте четвертое место по обороту, а ее бизнес вырос более чем на 11%. В прошлом году компания лидировала на рынке СХД с подержкой протокола IP с долей 30%. В тот же квадрант лидеров попали Dell, IBM, Hitachi/HDS и HP, а компании Sun Microsystems и Fujitsu аналитики отнесли к претендентам. Кроме того, в Gartner считают, что Compellent, 3PAR, LeftHard Networks, Pillar Data Systems, Xiotech и BlueArc обладают стратегическим видением в этом сегменте, а DataDirect Networks, Teradata, SGI, NEC и Nexsan Technologies являются нишевыми игроками. Новые модели СХД среднего класса все чаще оснащаются функциями, характерными для систем хранения старшей категории.
ВИРТУАЛИЗАЦИЯ И КОНСОЛИДАЦИЯ
Вслед за виртуализацией серверов наступает этап широкого внедрения виртуализации систем хранения, которая, как ожидается, станет одной из наиболее востребованных технологий. По прогнозам Gartner, на фоне мирового экономичес-кого кризиса рынок ПО виртуализации вырастет на 43% и в текущем году достигнет 2,7 млрд долларов. Его росту будет способствовать желание заказчиков снизить совокупную стоимость владения (TCO) и потребление электроэнергии за счет сокращения количества единиц оборудования и централизации управления.
Как отмечает Владимир Мешалкин, начальник отдела систем хранения и обработки данных компании «АМТ-Груп», виртуализация СХД позволяет прозрачно нарастить мощности, консолидированно использовать оборудование разных производителей, реализовать централизованный мониторинг и управление хранением данных, внедрить стратегию HSM для управления жизненным циклом информации (ILM) и снижения TCO. Компании Cisco, согласно представленным ею сведениям, за последние четыре года удалось снизить стоимость хранения мегабайта данных почти в 17 раз за счет виртуализации SAN.
По мнению Игоря Вихренко, технического директора «Тринити Солюшнс», внедрению виртуализации СХД препятствуют инерционность мышления (нежелание доверить ценные для компании данные сложной для понимания виртуальной системе), высокая стоимость и существенно меньшая (ввиду малого парка систем хранения) реальная востребованность систем виртуализации СХД по сравнению с виртуализацией серверов.
Как указывает Владимир Мешалкин, добавление новой СХД с сохранением инвестиции в оборудование за счет интеграции и виртуализации выгодно, в первую очередь, крупным заказчикам, которые располагают парком СХД разных вендоров и большим объемом разрозненных данных, требующих иерархического структурирования и оценки стоимости хранения.
Желание навести порядок в данных, реализовать многоуровневое хранение и не потерять инвестиции будет способствовать популярности технологий виртуализации, убежден Иван Ерехинский, руководитель отдела системных консультантов HDS в России и СНГ, а консолидация данных позволит повысить коэффициент использования ресурсов хранения, увеличить производительность и надежность доступа к данным. Согласно исследованию Symantec, средний коэффициент заполнения СХД в ЦОД в 2008 г. снизился с 60% до 55%, что стало еще одним стимулом к внедрению виртуализации.
Виртуализация и консолидация данных — это, прежде всего, защита инвестиций и улучшение управляемости систем. Они увеличивают доступность приложений и производительность устройств. Такие факторы, как утверждают специалисты «Ситроникс», наиболее важны для крупных заказчиков. Причем виртуализация не обязательно подразумевает приобретение новой системы хранения. Она позволяет оптимизировать использование уже имеющегося парка оборудования, что в настоящее время вызывает повышенный интерес.
Роман Волков, глава представительства NetApp в России, полагает, что в новых экономических условиях наибольшей популярностью будут пользоваться технологии, применение которых способно усилить эффект от виртуализации серверов. При этом определяющим фактором окажется не внутренняя архитектура систем хранения, а функционал. Активный переход заказчиков к виртуализации серверов стимулирует спрос на унифицированные системы хранения и NAS, тем более что применение Network File System (NFS) для виртуальных серверов позволяет значительно упростить управление инфраструктурой. Основные преимущества консолидации данных — единый контроль за доступностью данных и общие механизмы выделения ресурсов хранения и управления ими. Универсальные системы хранения позволяют добиться этого на всех уровнях — от ЦОД до филиальной сети. Они дополняют виртуальные инфраструктуры, предоставляя администраторам свободу управления ресурсами на уровне серверов и систем хранения.
В числе преимуществ виртуализации СХД выделяют недорогую миграцию данных, удобное управление ресурсами хранения, общие средства репликации, простоту наращивания ресурсов. Кроме того, виртуализация и консолидация помогают сэкономить на электроэнергии, охлаждении и оплате арендуемых для ЦОД площадей, упростить администрирование СХД, отложить приобретение дополнительной физической емкости дисковых подсистем. Однако компании, еще не опробовавшие эту технологию, будут подходить к виртуализации крайне осторожно. Ее распространение будет в значительной степени зависеть от темпов обновления парка оборудования, которые заметно снизятся. Для получения экономической выгоды нужно к тому же хорошо разбираться в том,
где именно виртуализация дает реальные преимущества, имеет ли смысл ее применять и какой из видов виртуализации СХД использовать.
В Fujitsu Siemens Computers выделяют виртуализацию на уровне системы хранения, сети хранения или сервера. Кроме того, различия проводятся по детализации (на уровне блоков или файлов). Виртуализация на базе контроллера (как в HDS USP) означает, что контроллер платформы хранения может представлять подключаемые к ней внешние дисковые массивы FC разных вендоров как собственные диски FC. Виртуализация на уровне дискового массива предусматривает создание виртуальных дисковых томов с возможнос-тью динамического увеличения емкости путем добавления дискового накопителя в массив. По данным аналитического отчета «State of the Data Center Regional Data» компании Symantec, 80% опрошенных компаний (насчитывающих от пяти до 50 тыс. сотрудников) в разных странах уже изучают возможности применения виртуализации систем хранения, из них половина планирует внедрение этой технологии, а 31% приступили к ее реализации или тестированию.
Желая вселить в заказчиков большую уверенность, минимизировать их расходы и риски, NetApp объявила о расширении сферы действия своей программы гарантированного 50-процентного сокращения расходов на хранение в среде виртуализации. Теперь эта программа доступна не только для VMware, но и для виртуальных сред Citrix XenServer и Microsoft Windows Server Hyper-V.
В качестве дополнения NetApp объявила в феврале, что пользователи систем EMC, IBM, HP или HDS смогут сократить на 35% потребности в емкости хранения для виртуальных серверов благодаря применению контроллеров NetApp серии V технологии дедупликации.
Как отмечает Андрей Иванов, ведущий инженер «Тринити Солюшнс», более эффективное использование имеющихся систем хранения — лишь одна из возможностей, которые позволяют реализовать системы виртуализации, хотя именно ее упоминают чаще всего. Снижение расходов на обслуживание, сокращение времени простоя, упрощение выделения дискового пространства новым серверам — вот основные достоинства технологии. В Sun преимущества виртуализации и консолидации видят, прежде всего, в централизации управления данными на разных системах — это помогает снизить затраты на обслуживание всей инфраструктуры и полнее использовать дисковое пространство или ресурсы ленточной библиотеки.
В ближайшем будущем найдут применение разные типы виртуализации, а задавать тон станут концепции/продукты с надежными базовыми функциями, развитыми средствами виртуализации (выделение ресурсов хранения, копирование Point-in-Time, зеркалирование, миграция), эффективной автоматизацией, реальной поддержкой разнородной среды, а также с простым управлением и усиленной защитой — так считают в компании Fujitsu Siemens.
ГИБКОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОВ ХРАНЕНИЯ
Для повышения эффективности использования ресурсов хранения наряду с виртуализацией все ведущие вендоры предлагают технологию Thin Provisioning. Прежде всего, она выражается в динамическом предоставлении виртуализированной емкости хранения в нужных объемах, что позволяет заказчикам покупать только требуемую емкость и при необходимости наращивать ее без прерывания работы систем. Однако этот подход считается более рискованным по сравнению с традиционным распределением томов.
Как поясняют в Sun, Thin Provisioning позволяет избежать неэкономного использования дискового пространства. Часто емкости, заранее выделенные приложениям, остаются незаполненными. Логический том (Logical Unit Number, LUN) для приложения или пользователя, как правило, создается с запасом. Это связано с тем, что в некоторых ОС его нельзя увеличить без трудоемких операций. В итоге реально востребовано 30-50% выделенного пространства, и при помощи одной только виртуализации проблему не решить. Thin Provisioning обеспечивает создание единого резервного пула хранения для нескольких приложений и выделение приложению сверхлимитного (больше, чем доступно для него, свыше 100%) пространства. Данная технология дополняет возможности виртуализации и позволяет экономить на энергопотреблении и охлаждении СХД.
Как утверждают в NetApp, Thin Provisioning весьма востребована уже около пяти лет. Одно из наиболее важных качеств Thin Provisioning — автоматическое распределение ресурсов хранения, не требующее участия системного администратора. Между тем, изначально технология разрабатывалась для повышения эффективности использования ресурсов хранения. Например, Oracle благодаря ей повысила средний коэффициент использования СХД до 90%.
NetApp предлагает решения Thin Provisioning c 2004 г., считает себя пионером в указанной области, а в качестве подтверждения правильности своего подхода рассматривает применение Thin Provisioning все большим числом вендоров СХД. Детали реализации и даже название технологии у разных вендоров (EMC, NetApp, HDS, 3PAR и др.) могут различаться. В EMC употребляют термин «виртуальное выделение ресурсов» (Virtual Provisioning). Это расширение Thin Provisioning позволяет использовать виртуализацию при распределении ресурсов хранения данных. EMC впервые представила механизмы виртуального управления ресурсами в системах хранения данных EMC Celerra на базе сетей IP. В августе прошлого года они были реализованы в новой серии систем хранения данных среднего класса EMC CLARiiON CX4. Этот функционал дополняется функциями мониторинга, автоматичес-кой выдачи предупреждений и динамического расширения емкости хранения.
Технология Thin Provisioning повышает эффективность использования ресурсов СХД. Как рассказывают специалисты «Ситроникс», увеличение емкости по запросу позволяет отложить закупку дополнительной емкости. Не стоит забывать и о своевременном мониторинге с помощью соответствующего ПО (его предлагают IBM, Symantec и другие вендоры). Ведь если реальная емкость массива закончится, то необходимо своевременно предоставить новую, чтобы не потерять данные. Для заказчика несомненным плюсом Thin Provisioning является возможность быстро расширить выделяемое дисковое пространство и с максимальной эффективностью использовать имеющиеся ресурсы. Вместе с тем, очень часто встречается ситуация, когда бюджет на закупку нужного оборудования подтвержден руководством, но нет никакой гарантии, что через полгода, когда увеличатся требования к СХД, деньги будут выделены еще раз. В этом случае основные преимущества Thin Provisioning теряются, ведь докупить необходимую емкость не удастся.
По словам Владислава Логвиненко, менеджера по коммерческим системам хранения данных компании «HP Россия», технологии Thin Provisioning/Dynamic Capacity Management и дедупликации, применяемые в дисковых массивах HP, виртуальных библиотеках и системах резервного копирования D2D, приобретают важнейшую роль в снижении TCO. В компании ожидают, что будет востребована и новая платформа виртуализации дискового пространства в масштабе SAN — HP StorageWorks SAN Virtualization Services Platform (SVSP), которая упрощает управление гетерогенными сетями передачи данных и позволяет внедрять развитые сервисы хранения на дисковых массивах начального и среднего уровня.
ДЕДУПЛИКАЦИЯ И СЖАТИЕ ДАННЫХ
Для снижения требований к емкости хранения (за счет некоторого уменьшения скорости доступа к данным) давно применяется сжатие данных, а в течение последних полутора-двух лет все ведущие производители активно внедряют и технологии дедупликации, позволяющие сократить емкость, необходимую для хранения информации, в десятки раз (в зависимости от исходных данных). При дедупликации наборы данных делятся на фрагменты, каждый из которых хранится в единичном экземпляре. По словам Алексея Ходакова, менеджера по продажам СХД Sun, дедупликация имеет очень хороший показатель стоимости хранения за гигабайт — примерно в восемь раз лучше, чем аппаратное сжатие данных, однако сжатие предпочтительнее, когда важна производительность.
Дедупликация данных — один из самых быстрорастущих сегментов на рынке СХД. Она помогает заказчикам снизить издержки на резервное копирование, повысить его эффективность, уменьшить требования к пропускной способности при тиражировании данных. Функции дедупликации предлагаются большим числом производителей оборудования и ПО, включая Data Domain, Quantum, Symantec, EMC, NetApp, HDS и HP.
Как рассказывает Иван Ерехинский, учитывая растущие требования к резервному копированию и продолжительнос-ти хранения данных, технологии дедупликации становятся очень полезными. Применять их можно на разных этапах жизненного цикла информации, и чаще всего это делается, когда данные помещают в хранилище резервных копий. Процесс дедупликации и извлечения исходных данных увеличивает требования к оборудованию и его вычислительным ресурсам, однако в большинстве случаев плюсов от экономии дискового пространства оказывается больше, чем минусов от снижения производительности.
Дедупликация, реализуемая с помощью внешнего ПО или встроенных функций СХД, дает возможность эффективнее использовать уже имеющиеся ресурсы хранения. По оценкам аналитиков, ее внедрение обходится на порядок дешевле, чем покупка новых дисковых массивов. По информации Symantec, это одна из наиболее востребованных технологий в ЦОД: в 2008 г. ее использовали 77% респондентов, 44% планировали внедрение и 33% занимались развертыванием или тестированием. Gartner предсказывает, что к 2012 г. дедупликация будет применяться в 75% процедур резервного копирования.
В настоящее время дедупликация используется главным образом в самом конце жизненного цикла данных (на уровне VTL, систем архивирования или резервного копирования), однако ее можно шире задействовать и на более ранних этапах, поскольку снижение потребности в емкости дорогостоящих накопителей дает в несколько раз большую экономию. Тенденция распространения дедупликации на все уровни хранения становится все более явной, а кроме того, свое применение находят методы постпроцессной и онлайновой дедупликации (до записи данных на СХД).
NetApp предлагает дедупликацию не только для архивных систем или VTL, но и для всех типов данных, включая рабочие. К тому же, как сообщил Роман Волков, особенности архитектуры NetApp FAS позволяют использовать преимущества этой технологии без снижения производительности. Он считает дедупликацию для рабочих данных и интеграцию с виртуальными инфраструктурами ведущих поставщиков наиболее важными технологиями прошлого года. В течение последнего года большинство систем хранения NetApp приобретались российскими заказчиками вместе с лицензиями на дедупликацию.
В феврале EMC представила новые модели СХД Celerra NS-120, NS-480 и NS-960 c функциями онлайновой и отложенной дедупликации на уровне файлов. До сих пор возможности дедупликации для СХД первого уровня предлагали лишь несколько вендоров (включая NetApp). На рынок средств дедупликации планирует выйти компания Dell и предложить собственное аппаратное решение, оснащенное ПО Quantum, которое совместимо с системами хранения EMC и всей линейкой СХД от Dell. EMC, являясь партнером Dell, уже применяет ПО Quantum для дедупликации данных. Предполагается, что данные можно будет тиражировать, используя продукты всех трех вендоров и задействовав технологию дедупликации.
ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ
Согласно исследованию Gartner, на долю систем хранения приходится до 40% энергопотребления в ЦОД. «Вопрос энергоэффективности критически важен, поскольку от него напрямую зависит стоимость эксплуатации, в том числе стоимость электроэнергии, инженерных систем и подвода мощности, — подчеркивает Евгений Чернух, руководитель направления сетевых и инженерных решений компании «Поликом Про». —Однако, поскольку большая часть российских заказчиков не располагает ЦОД высокого уровня и большим парком СХД, даже среднего класса, доля энергопотребления такого оборудования значительно ниже вышеуказанного, а задумываются об этом факторе в последнюю очередь».
Тем не менее, как утверждают в NetApp, энергопотребление становится важным фактором при выборе системы хранения. Андрей Иванов добавляет, что заказчики вынуждены рассматривать различные варианты экономии энергии, и если при сравнении продукции конкурентов одна из СХД предоставляет такую возможность, это становится весомым аргументом в ее пользу. Сотрудники HDS напоминают: в центральных районах РФ существует ограничение по максимальному электропотреблению, да и площади ЦОД зачастую не позволяют устанавливать громоздкие системы охлаждения, поэтому иногда этот фактор оказывается одним из ключевых показателей для СХД, но пока лишь в небольшой части проектов.
По словам Алексея Нечуятова, менеджера компании Dell по маркетингу серверных систем и СХД, об оптимизации расходов на электропитание можно говорить на системном уровне (ЦОД) и на уровне отдельных компонентов. Системный подход предусматривает консолидацию ресурсов, создание ЦОД с оптимизированными системами электропитания, охлаждения и т. д. Dell рекомендует реализовать консолидацию данных и их хранение на внешних системах. Основными нововведениями в СХД стали диски с разной скоростью вращения для снижения энергопотребления и с рекомендациями по их использованию. На рынке появились диски SATA 5400RPM для архивирования, SAS 7200RPM для некритичных приложений второго уровня, твердотельные диски (SSD). В линейке Dell и EMC CLARiiON CX4 неактивные диски переводятся в режим ожидания.
Функцию автоматической остановки дисков (Power Saving), переводящую дисковые накопители в режим ожидания и активирующую их по запросу, используют многие производители, однако ориентирована она на приложения, для которых характерны регулярные и длительные периоды «простоя», а потому применяется обычно в виртуальных ленточных библиотеках (VTL). В обычных дисковых массивах с регулярным доступом эта технология не только не даст ожидаемой экономии, но может привести к обратному эффекту: придется потратиться на замену дисков, чаще выходящих из строя из-за периодического останова и запуска. Специалисты «Тринити Солюшнс» подтверждают, что эффективность временной остановки дисков весьма значительно зависит от режима работы СХД. Более действенными инструментами являются дедупликация и применение SSD для повышения производительности системы. В HDS
к технологиям повышения энергоэффективности относят и Thin Provisioning.
По мнению Романа Волкова, более интересным, чем «спящий» режим, является повышение эффективности хранения данных, например, за счет дедупликации или RAID-DP (аналог RAID 6 от NetApp, не снижающий производительности СХД), а также применение модулей ускорения (Performance Acceleration Module, PAM) для сокращения задержек при выборочном чтении. По существу это буферная память на базе DRAM (в будущих ускорителях PAM II планируется использовать SSD). Как показывают результаты тестов SPECsfs, PAM позволяет снизить необходимое количество дисков вдвое. Кроме того, указанный подход пригоден не только для работы с архивными данными.
Между тем, экономичные и энергоэффективные системы хранения (Massive Arrays of Idle Disks, MAID) с накопителями SAS и SATA получат дальнейшее развитие как системы для хранения редко используемых данных, резервных копий и архивов. Новые дисковые накопители SATA достаточно экономичны: энергопотребление SATA II уменьшено на 32% за счет меньшей скорости вращения. Быстро увеличивается и емкость дисков. В феврале вслед за Western Digital, приступившей к выпуску жестких дисков Caviar Green 2.0TB, Seagate объявила о начале поставок накопителей Constellation емкостью в 2 Тбайта с интерфейсом SATA или SAS.
Тенденция «озеленения» вносит новый аспект в многолетнее противостояние магнитных лент и дисковых накопителей, ведь магнитные ленты при хранении не потребляют электроэнергии, а значит, интерес к этой технологии не угаснет, и прогнозы полной замены магнитных лент дисками становятся менее реальными. Кроме того, одним из способов снижения энергопотребления систем хранения является применение накопителей SSD.
ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ НАКОПИТЕЛИ
Все большую популярность приобретают твердотельные накопители (SSD), которые в дисковых массивах применяются в качестве дополнения к HDD, а в некоторых моделях серверов (например, HP ProLiant BL495c G5) заменяют жесткие диски (см. Рисунок 2). Обычно они реализуются на базе технологии 50-нм одноуровневых ячеек (SLC) флэш-памяти типа NAND и позволяют создавать системы с высокой плотностью размещения. Флэш-память NAND в варианте SLC имеет скорость записи 12 Мбайт/с и выдерживает до
100 тыс. циклов перезаписи. Чаще всего эти диски выпускаются в форм-факторе 2,5² с интерфейсом SATA (1,5 Гбит/с). По данным Sun, срок службы современных SSD составляет три-пять лет, что сопоставимо с ресурсом HDD.
У современных серверных дисков количество операций ввода/вывода (IOPS) не превышает 300-400. Новейшие твердотельные накопители по производительности в 30 раз превосходят традиционные диски, а потому будут хорошим выбором для таких приложений, как базы данных и системы обработки транзакций (см. Рисунок 3). Время поиска данных составляет менее миллисекунды, при этом они потребляют на 98% меньше электроэнергии на IOPS. По мнению Виктора Филатова, инженера отдела системной интеграции компании «Поликом Про», целесообразность применения SSD зависит от требований заказчика: объема хранилища, критичной скорости обмена данными с СХД и др.
В целом их использование оправдано только для узкого класса задач: данный тип дисков имеет смысл применять в системах старшего класса (когда необходимы максимальная производительность и высокая энергоэффективность) совместно с HDD. «С точки зрения затрат SSD пока имеет смысл устанавливать в дисковых массивах старшего класса и наиболее производительных массивах среднего класса», — подтверждает Александр Яковлев, менеджер по маркетингу серверов RISC/UNIX и систем хранения Fujitsu Siemens Computers.
В HDS обращают внимание на то, что хотя SSD действительно помогают значительно повысить производительность систем хранения, СХД среднего класса обычно не позволяют подключить большое число дисков SSD из-за архитектурных ограничений, поэтому более логично их использование в СХД старшего уровня, поддерживающих множество дисков.
По данным IDC, стоимость обычных дисков составляет около 90 центов за гигабайт, в то время как SSD обходятся в 35-40 долларов за гигабайт. В обозримом будущем именно ценовой фактор останется главным препятствием на пути широкого применения накопителей SSD в СХД. Высокое быстродействие и энергоэффективность SSD даже в долгосрочной перспективе не могут компенсировать в структуре TCO высокую стоимость SSD, отмечают в «Ситроникс». Кроме того, особенностью твердотельных дисков являются лучшие, по сравнению с 15k SAS HDD, показатели на операциях чтения (до 20 раз), но очень плохие показатели на операциях записи (до 15 раз).
«SSD корпоративного класса пока слишком дороги и приобретаются, когда целью является достижение производительности любой ценой, — считает Роман Волков. — Обычно они играют роль дополнительной кэш-памяти для медленных дисков». По мнению Евгения Чернуха, в процессе дальнейшего удешевления возможно более массовое их использование различными производителями в составе своих систем: динамика цен не может не радовать, поэтому будущее за SSD, причем в системах среднего класса. Однако, предостерегает Виктор Филатов, экономическая ситуация может привести к тому, что большая часть заказчиков пересмотрит свои планы на внедрение данных систем.
По мнению специалистов HDS, эффективность использования SSD ограничена приложениями, где нужны очень быстрые операции чтения небольших блоков данных, однако добиться этого можно без привлечения технологии SSD и примерно за такую же стоимость, поэтому сейчас область применения SSD мала; впрочем, при снижении цен она будет расширяться. Во время экономического кризиса и ограниченности бюджета заказчики тщательно подходят к выбору технологий, а потому взрывного роста внедрения SSD, видимо, ждать не следует.
EMC, Sun Microsystems, HDS, FSC и HP уже объявили об оснащении накопителями SSD своих систем хранения. В прошлом году EMC включила накопители SSD в комплектацию систем старшего класса Symmetrix DMX, а затем и в системы хранения среднего класса CLARiiON CX4. В феврале Fujitsu Siemens Computers тоже объявила об использовании твердотельных дисков в СХД FibreCAT CX4, построенных на базе EMC CLARiiON CX4. Как ожидается, специальная программа «With SSD now!» поможет клиентам перейти на технологию быстрой флэш-памяти по привлекательной цене. HDS оснастила SSD дисковые массивы старшего класса Hitachi Universal Storage Platform V и VM. В компании не исключают, что позднее ее системы хранения среднего класса будут поставляться с такими же накопителями.
По мнению Андрея Иванова, для эффективного использования SSD производители должны предложить «прозрачные» методы миграции данных на твердотельные диски и обратно на HDD, когда частота обращения к ним снижается. Один из примеров — системы хранения серии Sun Unified Storage Systems (см. Рисунок 4), где функционирование SSD прозрачно для пользователя: миграция осуществляется на уровне ZFS без участия обслуживающего персонала.
В конце января Intel и Hitachi Global Storage Technologies заключили соглашение о совместной разработке и поставке твердотельных накопителей нового поколения с интерфейсами SAS и FC для серверов и СХД. Они будут выпускаться под маркой Hitachi GST с использованием флэш-памяти NAND от Intel и поступят в продажу в начале 2010 г. Эта продукция предназначена для СХД, нацеленных на максимальные показатели скорости ввода/вывода и энергоэффективности.
Игорь Вихренко считает, что будущее за твердотельными дисками. Хотя в ближайшие годы их емкость останется ограниченной, для задач OLTP они подходят наилучшим образом, а переход на новую технологию давно назрел, ведь рост производительности систем хранения намного отстает от роста вычислительной мощности процессоров.
УНИФИКАЦИЯ СХД И СРЕДЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
По данным вендоров, в течение последнего года высоким спросом пользовались унифицированные системы хранения данных, подключаемые к разнообразным сетям (многопротокольные решения). Можно сказать, что такие СХД стали типичным явлением. Например, в новых дисковых массивах серии CLARiiON CX4 (см. Рисунок 5) реализована поддержка сетей хранения данных (SAN) Fibre Channel и iSCSI, а технология UltraFlex позволяет добавлять дополнительные порты FC или iSCSI и новые интерфейсы — FC на 8 Гбит/с, iSCSI на 10 Гбит/с или Fibre Channel over Ethernet (FCoE). Благодаря такой организации ввода/вывода эти системы хранения, в том числе OEM-версии CLARiiON, выпускаемые Dell и Fujitsu Siemens, готовы к внедрению будущих технологий. В продуктах NetApp протоколы FC, FCoE и iSCSI одновременно поддерживаются в рамках одной системы. Унифицированные системы хранения NetApp обеспечивают постепенное внедрение новых технологий. По словам Александра Яковлева, появление интерфейсов SAS, SATA, iSCSI, FCoE существенно расширило область применения СХД и открыло возможность использования современных технологий на всех уровнях инфраструктуры ИТ любых предприятий.
Некоторые вендоры, прежде всего Cisco, активно продвигают решения на основе FCoE. Такие продукты выпускают Emulex, QLogic и компания NetApp, разработавшая первый сервер хранения с поддержкой FCoE. Первый коммутатор Connectrix NEX-5020 с поддержкой FCoE от EMC реализован на базе коммутаторов Cisco Nexus 5000 для ЦОД. По мнению разработчиков, он отвечает требованиям к подсистеме ввода/вывода современных серверов со стороны инфраструктуры VMware и других виртуальных серверных сред и сред хранения данных. Его можно применять вместе с конвергентными сетевыми адаптерами (CNA) от Emulex и QLogic, одновременно выполняющими функции сетевого адаптера Ethernet и адаптера HBA. К созданию продуктов, поддерживающих FCoE, приступила и HDS.
По мнению специалистов Cisco, унифицированная структура коммутации (Unified Fabric) будет способствовать снижению расходов на построение ЦОД. По словам Эльдара Женсыкбаева, системного инженера-консультанта Cisco, интегрированные многопротокольные коммутирующие платформы позволяют хранить информацию, поступающую от разнородных систем, в централизованном хранилище данных, поэтому множество задач может быть решено в рамках единой платформы. В коммутаторах Cisco серии MDS 9000 реализовано несколько протоколов сетей хранения (FC, FICON, FCIP, iSCSI), а масштабируемость архитектуры позволяет добавить протокол FCoE. Такой подход обеспечивает подключение к центральным СХД широкого спектра оборудования — от низкопроизводительных серверов (по iSCSI) до платформ виртуализации (по FC или FCoE) и мейнфреймов (по FICON).
Включение сетей передачи данных в единую физическую инфраструктуру уменьшает количество оборудования и упрощает кабельную систему, а логическая изоляция SAN и LAN позволяет сохранить существующую модель управления. Стандарт FCoE находится в стадии разработки, но, как ожидается, его финальная версия будет принята уже в этом году. Чтобы технология Ethernet соответствовала требованиям FC, разработчики подготавливают новые стандарты для ее расширения, которые предполагают разделение физического соединения на несколько логических с гарантированной пропускной способностью, поддержкой сервиса без потери данных (для трафика сетей хранения) и независимым управлением потоками.
В отличие от протокола iSCSI, также обеспечивающего передачу трафика сетей хранения по Ethernet, в случае FCoE можно использовать существующую инфраструктуру FC SAN и инструменты администрирования. Между тем, переход на конвергентную технологию FCoE может оказаться дорогостоящим предприятием: оборудование должно поддерживать Data Center Ethernet (DCE) без потери пакетов (lossless). Инфраструктуру, включая кабельную проводку, рассчитанную на 100 Мбит/c, придется заменить для поддержки 10 Гбит/c. В HP ProCurve считают, что уже реализованные в ЦОД сетевые технологии (FC, Ethernet, Infiniband) сохранят свои функции, а их конвергенция может быть оправдана лишь в небольшом числе организаций. Brocade, которая после покупки Foundry проводит реорганизацию бизнеса, работает над технологией нового поколения, включая коммутаторы FCoE, однако ее линейки продуктов FC и Ethernet будут сохраняться и развиваться.
Как бы то ни было, экономическая ситуация явно не станет стимулом для перехода на новые стандарты в ЦОД, прежде всего FCoE и Converged Enhanced Ethernet (CEE), в которых разработчики пытаются объединить достоинства Fibre Channel и Ethernet. По мнению Игоря Вихренко, наибольшие перспективы на рынке имеет обычная технология 10GbE и использующие ее системы NAS и iSCSI. Области, где проявляются преимущества специфических технологий, например, FC или Infiniband, есть всегда, однако на массовом рынке проще примириться с меньшей производительностью или функциональностью, чем инвестировать в несколько инфраструктур. Производители и потребители только выиграют от широкого внедрения единой инфраструктуры.
Еще один сценарий «унификации» — переход от закрытых фирменных технологий хранения и ПО к открытым решениям. Например, Sun Microsystems развивает инициативу Open Storage, в рамках которой предполагается создание продуктов в соответствии с принципами открытой архитектуры — с использованием отраслевых стандартов в аппаратной части и ПО с открытым кодом, что должно повысить масштабируемость, снизить стоимость владения системами, обеспечить функциональную совместимость, а также простую и предсказуемую интеграцию систем. По данным Sun, системы Open Storage отличает низкая стоимость хранения за гигабайт — примерно в семь раз меньше, чем у СХД среднего класса.
ХРАНЕНИЕ ДАННЫХ КАК УСЛУГА
По данным J’son & Partners, в прошлом году российский рынок коммерческих ЦОД вырос на 55%. Большинство центров данных стремится предлагать заказчикам разные виды услуг. В условиях кризиса и сокращения бюджетов востребованным может оказаться аутсорсинг ИТ. Согласно отчету Symantec, в мире 65% компаний прибегают к аутсорсингу тех или иных операций ЦОД, причем основным стимулом является высвобождение специалистов (которых по-прежнему не хватает) для выполнения других задач (37% респондентов назвали именно эту причину), а не сокращение затрат (на что указали 23% участников опроса).
С экономической точки зрения, достоинство аутсорсинга — снижение до минимума затрат на инженерную инфраструктуру и технический персонал, однако одновременно увеличиваются затраты на высокоскоростные защищенные каналы связи. Сегодня, размышляет Евгений Чернух, предприятия не стремятся вкладывать деньги в обустройство новых ЦОД; с одной стороны, это ведет к популярности аутсорсинга, но, с другой, может подешеветь аренда помещений для ЦОД. По мнению специалистов «Ситроникс», аутсортинг серверных мощностей/емкостей систем хранения требует серьезного планирования и четкого разграничения зон ответственности.
Тем временем на российский рынок выходят новые игроки. В феврале финская компания Tieto открыла в Санкт-Петербурге «концептуально новый» ЦОД, предоставляющий услуги «мощность по требованию» (Capacity Services) на основе технологии виртуализации. По данным Tieto, компании, решившие отказаться от собственных серверов и принявшие их предложение, смогут сократить свои затраты на 20-30% (сэкономив на электроэнергии и персонале). В конце 2009 г. Tieto планирует открыть еще более мощный ЦОД в Москве. Серверная среда и хранилища файлов будут оптимизироваться для каждого приложения, исходя из требований к доступности и производительности, а ресурсы ИТ — динамически выделяться в соответствии с потребностями заказчика. Среди услуг Tieto — поддержка приложений, безопасности, резервное копирование и восстановление.
В последнее время растет интерес к технологиям распределенных сетевых вычислений и распределенного сетевого хранения данных (Cloud Computing и Cloud Storage). По оптимистичным прогнозам IDC, к 2012 г. затраты на услуги, связанные с «облачными вычислениями» (Cloud Services), должны вырасти в мире до 42 млрд долларов, что составляет около 25% затрат на ИТ. В IBM считают, что финансовая ситуация заставит компании по-новому подойти к оценке подобных услуг при условии обеспечения безопасности, непрерывности бизнес-процессов и соответствия нормативным требованиям. Если удастся решить существующие проблемы, хранение данных в «облаках» станет привлекательной недорогой альтернативой, легко масштабируемой до уровня петабайт и позволяющей реализовать различные услуги. На рынке постоянно появляются новые решения, причем некоторые из них позволяют компаниям развертывать собственную облачную инфраструктуру, что решает многие проблемы безопасности и снижает риски, возникающие при работе с внешними провайдерами.
С прошлого года пользователям доступна служба EMC Atmos, реализующая «облачную» инфраструктуру хранения данных. По существу это комбинация ПО и оборудования (три модели стоек WS1 высотой 40U, содержащих серверы и дисковые полки), с помощью которой провайдеры могут создавать информационные услуги и приложения с централизованным управлением и автоматическим глобальным размещением данных в среде Cloud Storage (см. Рисунок 6).
Atmos использует объекты с задаваемыми пользователями метаданными, легко масштабируется, предусматривает управление и автоматическое распространение информации на основе правил, определяющих способ, время и место хранения. Метаданные служат для детализации политики распространения и хранения данных, повышения эффективности поиска. Ожидается, что подобные предложения разработают HP и Sun.
В прошлом году 3Par выпустила программно-аппаратный комплекс 3Par Utility Storage, позволяющий организовать сервис на базе Cloud Storage. NetApp намерена внести свой вклад в изменение архитектуры СХД: самым важным событием 2009 г. для компании станет выпуск конвергентной версии системы Data ONTAP 8, позволяющей совместить преимущества традиционных систем хранения NetApp и Storage Grid. Разработки в области Cloud Storage ведет и Symantec.
Доверить свои данные поставщику услуг хранения решится не каждый, поэтому рекомендуется использовать избирательную стратегию и оставлять самую ценную информацию у себя. Нужно убедиться, насколько этот сервис (и соглашения SLA) соответствует принятой в организации стратегии управления данными (см. Рисунок 7), стараться применять открытые форматы файлов, регулярно проверять возможность получения данных от провайдера. Наконец, отдавать заботу о корпоративных данных на аутсорсинг следует, только когда есть уверенность в том, что поставщик услуг справится с этой задачей лучше.
В любом случае распространение концепции Cloud Storage не угрожает бизнесу производителей традиционных СХД, поскольку она оптимально подходит лишь для определенных задач (например, резервного копирования или архивирования). Как считает Роман Волков, подобные решения реализованы в разных странах, но имеют ограниченное применение. Россия традиционно будет следовать мировым тенденциям с некоторым запозданием. Сейчас говорить о реальных перспективах Cloud Storage еще рано.
Наряду с другими востребованными функциями, технологиями и подходами перечисленные выше возможности уже как минимум три года значатся в «первой десятке» наиболее актуальных тенденций в области систем хранения, однако текущая экономическая ситуация заставляет взглянуть на них под новым углом.
Сергей Орлов — обозреватель «Журнала сетевых решений/LAN». С ним можно связаться по адресу: sorlov@lanmag.ru.