Решение SAN для малого и среднего бизнеса

Андрей Борзенко,
шеф-редактор еженедельника PC Week/Russian Edition
borz@pcweek.ru

Как предсказывают аналитики, к 2002 г. 70% всех средних и больших предприятий будут использовать SAN (Storage Area Network), кроме того, этот подход скажется и на малом бизнесе. SAN представляет собой выделенную сеть, предназначенную для высокоскоростного соединения серверов и устройств хранения данных, таких, как избыточные (RAID) и простые дисковые массивы JBOD (Just a Bunch of Disks), ленточные, оптические и CD-ROM-библиотеки и т.п. SAN позволяет любому серверу получить доступ к любому накопителю, не загружая при этом ни другие серверы, ни локальную сеть. Возможен обмен данными между накопителями и без участия серверов. Для подключения к сети SAN используется протокол Fibre Channel. Современные SAN, построенные на базе Fibre Channel, обеспечивают передачу данных между узлами со скоростью до 100 Мбит/с.

Применение SAN позволяет рассматривать все дисковые массивы предприятия как единый управляемый ресурс, который можно легко перераспределить между различными серверами и приложениями. SAN обеспечивает эффективное наращивание и масштабирование дисковой системы предприятия. Сказанное выше относится не только к дисковым системам, но и к другим накопителям, например, ленточным и магнитооптическим библиотекам. Кроме того, SAN позволяет отказаться от применения множества накопителей небольшой емкости в пользу нескольких крупных дисковых массивов и ленточных библиотек, что зачастую оказывается дешевле. К тому же небольшое число накопителей проще администрировать.

Наиболее очевидное преимущество SAN — уменьшение нагрузки на основную локальную сеть. Как известно, резервное копирование заметно замедляет работу других приложений; в случае же применения SAN оно практически никак не сказывается на работе пользователей.

Другое важное для корпоративных сред преимущество — практически неограниченная масштабируемость. Это касается увеличения как пропускной способности самой SAN, так и общей емкости системы хранения. Устройства хранения можно добавлять в сеть по мере необходимости, причем они оказываются непосредственно доступны из любой точки сети.

Еще одно немаловажное преимущество — централизация управления. В случае SAN системой хранения можно управлять как единым целым, что особенно важно, если она состоит из десятков или даже сотен устройств. Кроме того, все устройства хранения можно разместить в одном месте, отдельно от серверов и обеспечить для них надлежащие условия, физическую защиту доступа и т. д. Это повышает и удобство обслуживания. Впрочем, SAN позволяет размещать устройства хранения не только в разных помещениях, но даже в разных городах. Однако и в этом случае распределенная система будет оставаться для пользователя единым целым.

О поддержке архитектуры SAN заявили все лидеры компьютерной индустрии, многие из них уже выпустили или планируют выпустить новые продукты. В конце лета прошлого года корпорация Compaq Computer вышла на рынок систем хранения данных с новым предложением — недорогой, легко наращиваемой сети на базе коммутатора FC-AL Switch 8 и RAID-массива RA4100. Это решение обеспечивает подключение к SAN ленточных библиотек для централизованного резервного копирования и совместное использование RAID-массива несколькими серверами, работающими под управлением разных операционных систем.

Новое решение — очередной шаг Compaq в реализации собственной стратегической концепции развития систем хранения данных ENSA (Enterprise Network Storage Architecture), которая была представлена еще в декабре 1998 г. В этой концепции была предложена основа для централизованно управляемого, совместно используемого ресурса хранения данных с поддержкой неоднородной среды. С помощью ENSA можно было создать пул и хранить данные в одной сети SAN, обеспечивающей соединение с любыми серверными платформами — от систем Compaq AlphaServer с ОС Tru64 UNIX до Sun Solaris и других.

Такие неоднородные среды SAN, будучи долговечными и реализуя усовершенствованный доступ к данным, закладывают основы для будущего применения решений Open SAN с объединением всех серверов и систем хранения данных в действительно открытой среде.

Архитектура ENSA предоставляет практически неограниченные емкости для хранения данных, превращая снабжение ресурсами памяти в "коммунальную услугу" подобно системам электро- и водоснабжения. За счет виртуализации на новом уровне ENSA создает гибкий, совместно используемый ресурс, позволяя сводить огромные массивы физической памяти в единый корпоративный пул, обслуживающий серверы приложений независимо от их местонахождения. Из пула, распределенного по Web-хранилищу (Storage Web), кластеру или ячейке памяти (в зависимости от потребности приложений), на совокупной базе физических дисков создаются виртуальные диски различной емкости и с разным уровнем защиты данных. Для защиты применяется технология RAID и другие методы. Один диск ENSA может быть доступен нескольким серверам, а один сервер может обращаться ко многим дискам ENSA — в рамках обычной совместимости операционных систем.

SAN — сеть для передачи данных между серверами и устройствами хранения данных.

Основные преимущества решения

Представляемое Compaq решение состоит из коммутатора FC-AL Switch 8, к которому подключены независимые серверы или узлы кластеров, а также один или несколько массивов RA4100. Благодаря новому коммутатору FC-AL Switch 8 через SAN на базе RA4100 можно осуществлять централизованное резервное копирование. Дополнительно к коммутатору через мосты Modular Data Router или FC Tape Controller-II можно подключать ленточные библиотеки для резервного копирования через сеть SAN.

SAN на базе RA4100 поддерживает все основные ОС, используемые в малом и среднем бизнесе с серверами архитектуры Intel, — Windows NT/2000, NetWare, SCO, Linux, кластеры MSCS и NWCS, а также Oracle Parallel Server.

Это решение поддерживается ведущими поставщиками ПО для резервного копирования — Computer Associates и Veritas.

Новая версия микропрограммного обеспечения RAID-контроллера, встроенного в RA4100, дает возможность нескольким серверам совместно использовать RAID-массив, создавая на нем логические тома, каждый из которых доступен только одному серверу. Дополнительно новая микропрограмма позволяет в "горячем" режиме добавлять новые диски к массиву, создавать в массиве новые логические диски и увеличивать размер существующих, добавлять к сети новые массивы и серверы, а также заменять вышедшие из строя и добавлять резервные компоненты.

Ключевые компоненты SAN

RAID-массив RA4100

RA4100 — это недорогой RAID-массив начального уровня с интерфейсом Fibre Channel, предназначенный для использования с серверами и кластерами в сетях SAN масштаба отдела. Массив включает до 12 дисков, со встроенным двухканальным RAID-контроллером. RA4100 комплектуется многомодовым модулем GBIC-SW и оптическим кабелем для подключения к коммутатору. С массивом могут использоваться универсальные диски Compaq с интерфейсами Wide Ultra 3 с возможностью "горячей" замены. При использовании этих дисков со встроенным контроллером и ПО управления Compaq Insight Manager, уникальная микропрограмма дисков Compaq дает возможность предсказывать отказы дисков. При возникновении потенциальной проблемы с одним из дисков Insight Manager сообщает об этом заранее, давая возможность заменить диск в соответствии с гарантией Compaq Pre-Failure Warranty еще до того, как он выйдет из строя.

Дополнительно в целях повышения надежности в массив можно установить резервный RAID-контроллер. Последняя версия микропрограммы поддерживает функции Selective Storage Presentation, автоматическое переключение на резервный контроллер, реконфигурацию массива в "горячем" режиме и ряд других дополнительных функций. Одно из преимуществ массива RA4100 — возможность переноса в него набора дисков, ранее использовавшегося в сервере с контроллером семейства Smart Array. После установки в RA4100 такого набора дисков его встроенный RAID-контроллер автоматически распознает конфигурацию RAID и делает данные доступными.

Для конфигурирования и мониторинга RAID-массива RA4100 служат унифицированные средства управления Compaq Array Configuration Utility и Insight Manager.

FC-AL Switch 8

FC-AL Switch 8 (Fibre Channel Arbitrated Loop Switch) — это недорогой 8-портовый коммутатор, предназначенный для создания небольших сетей SAN с числом серверов не более шести. Он представляет собой упрощенную модификацию стандартного коммутатора без возможности маршрутизации пакетов и с ограниченным объемом буфера. Тем не менее, это устройство имеет такую же производительность, как и стандартный коммутатор, обеспечивая выделенную пропускную способность 100 Мбит/с для каждой пары взаимодействующих устройств в любой момент времени. Функция LIP Isolation позволяет исключить прерывания работы сети при подключении и отключении устройств от коммутатора. Благодаря тому, что FC-AL Switch 8 создает виртуальный выделенный канал для передачи данных между двумя устройствами, к одному коммутатору можно подключать как RAID-массивы, так и накопители на магнитных лентах. По мере роста количества подключенных устройств 8-портовый коммутатор можно расширить до 11 портов при помощи специального модуля расширения.

Коммутатор FC-AL Switch 8.

Modular Data Router

Modular Data Router (MDR) — это мост между Fibre Channel и SCSI, позволяющий подключать к Fibre Channel до восьми SCSI-накопителей на магнитных лентах и устройств смены лент с реализацией интерфейса HVD (High Voltage Differential) и LVD/SE (Low Voltage Differential/Single Ended). К MDR можно подключать библиотеки TL891, TL895, ESL9336D, SSL2020. Новое в этом устройстве — поддержка интерфейса LVD (что позволило расширить круг поддерживаемых библиотек) и модульная конструкция. В базовой комплектации MDR поставляется с одним Fibre Channel и двумя SCSI-разъемами в двух вариантах для HDV и LVD. Дополнительно можно приобрести модуль расширения с двумя портами HDV или LVD. Такая конструкция обеспечивает заказчику расширение по мере роста, возможность смешивать устройства с разными электрическими интерфейсами на одном мосте, а также дополнительную гибкость при планировании закупок.

Modular Data Router.

SANworks Virtual Replicator

SANworks Virtual Replicator позволяет осуществлять простое и наглядное управление ресурсами хранения данных в средах Windows NT и Windows 2000. Продукт обеспечивает виртуализацию ресурсов хранения данных, расширение размера томов без прерывания работы, "мгновенное" создание копий данных (snapshot), а также возможности управления ресурсами, дополняющие стандартные функции операционных систем.

Виртуализация позволяет объединить разнородные физические ресурсы хранения в единый пул и из него создавать виртуальные тома для пользователей и приложений. Есть возможность легко и не прерывая работы увеличить размер тома Windows 2000. Можно также увеличить емкость виртуальных дисков SANworks Virtual Replicator. Изменения происходят без остановки работы системы, и данные на дисках остаются неизменными. Virtual Replicator позволяет "мгновенно" создавать виртуальные копии основных данных без физического копирования. Такие копии работают как обычные физические диски и обеспечивают возможности чтения и записи. Виртуальные копии могут использоваться, например, для резервного копирования и восстановления данных или для тестирования приложений.

Адаптеры и кабели

Compaq поставляет адаптеры для подключения любых серверов Intel-архитектуры с шинами PCI 64 разряда/66 МГц и 32 разряда/33 МГц к сетям на базе Fibre Channel. В рамках протокола Fibre Channel поддерживается две среды передачи данных — многомодовая (Multimode Fibre) и одномодовая (Single-Mode Fibre). Multimode Fibre позволяет передавать данные на расстояние до 500 м, а Single-Mode Fibre — до 10 км. Для преобразования электрических сигналов в оптические и обратно используются специальные модули GigaBit Interface Converter (GBIC). Compaq поставляет два вида GBIC в соответствии с длиной волны лазера: длинноволновый (GBIC-LW) — для одномодовой среды и готовые многомодовые оптические кабели длиной до 50 м.

Резюме

Данное решение протестировано и может работать на многих широко распространенных серверах архитектуры Intel от разных производителей. SAN на базе RAID-массива RA4100 поддерживает все основные операционные системы и кластерные решения, используемые в малом и среднем бизнесе с серверами архитектуры Intel — Windows NT/2000, Netware, SCO, Linux, а также MSCS, NWCS и OPS. Отметим также, что это одно из наиболее дешевых решений на рынке.

SAN на базе RA4100 — очередной шаг Compaq на пути к открытым сетям SAN. Это решение значительно упрощает управление, допускает быстрый рост объема хранимых данных и повышает надежность функционирования бизнеса в целом. Новый коммутатор FC-AL Switch и массив RA4100 вместе составляют эффективное решение для консолидации ресурсов хранения данных для гетерогенных сетей на базе серверов Intel-архитектуры масштаба отдела или рабочей группы. Распределенные бизнес-приложения на платформах Windows NT, Windows 2000, NetWare, Linux, SCO Unix могут быть одновременно внедрены в сети SAN на базе RA4100, которые обеспечат простое управление, гибкость и совместимость.