Современные сети хранения данных (СХД) строятся на основе опыта, накопленного индустрией на протяжении десятилетий, сочетая в себе все позитивные наработки в этой области. Однако это имеет и оборотную сторону: применение стандартных подходов и шаблонных схем снижает общую гибкость решения и, подобно снежному кому, накапливает также и слабые места традиционных архитектур. Еще одна тенденция последнего времени — стремительное увеличение объемов передаваемого трафика и как следствие — расходов на оплату этого трафика, что особенно актуально для компаний, использующих территориально разрозненные вычислительные центры. Компаниям-новаторам в области построения СХД приходится не только преодолевать технологические трудности, но и бороться с распространёнными и устоявшимися стереотипами. К числу таких новаторов можно причислить и отечественную компанию Telco.
 Топология асинхронной виртуализации — альтернативная парадигма центров обработки данных |
Большая часть всех современных сетей хранения данных построена с использованием традиционной архитектуры, т.н. синхронной (In-Band) виртуализации. В то же время практическая эксплуатация данных решений выявила ряд конструктивных недостатков, серьёзно ограничивающих надёжность и функциональные возможности сети хранения. К этим недостаткам относятся:
• Уязвимость архитектуры сети хранения. Синхронная виртуализация подразумевает прохождение данных от сервера до хранилища сквозь виртуализатор — “приставку”, расположенную в центре топологии. Все операции по виртуализации проходят именно в нём. Следовательно, при выходе централизованного виртуализатора из строя вся симметричная сеть хранения данных перестаёт функционировать.
• Зависимость от первоначального поставщика оборудования. Неоправданно дорогая модернизация или добавление новых хранилищ в СХД. При необходимости расширения СХД организации вынуждены приобретать избыточные мощности или ёмкости.
Логическим решением данных проблем стал новый комплексный подход к построению динамических СХД. Основное его отличие заключается в использовании принципа асинхронной виртуализации, который лишён перечисленных выше недостатков. Динамическая СХД позиционируется как решение для крупных корпоративных заказчиков различного профиля деятельности, которые в своей работе оперируют большими объёмами данных. К ним относятся банки, страховые и биржевые компании, библиотеки, сервис- и хостинг-провайдеры, а также студии цифрового телевидения.
Решение реализовано в виде программно-аппаратного комплекса, состоящего из приставки-виртуализатора и программных агентов, которые по принципу действия схожи с драйверами устройств. По сути, основная функция виртуализации выполняется программными агентами, поскольку именно в них заложена таблица соответствия логических томов их физическому расположению на определённом накопителе.
Сеть хранения данных может работать с большинством наиболее популярных ОС. Если же заказчик использует малораспространённые операционные системы, предполагается применение устройства Intelligent Switch от компании Qlogic, которое выполняет функции прокси-сервера для сервисов хранения. Это устройство может быть полезно и в тех случаях, когда организация с большим парком машин не имеет возможности (или не считает целесообразным) установить программного агента на каждый сервер.
Типовое решение, предлагаемое компанией Telco, выполняет все функции виртуализации, присущие синхронной виртуализации:
1) создание мгновенных логических снимков (snapshot) данных;
2) создание физических снимков данных, которое представляет собой копирование на блочном уровне одного тома в другой с сохранением структуры исходного тома;
3) зеркалирование в синхронном и асинхронном режимах. В синхронном режиме происходит одновременная запись сразу в несколько томов (до четырнадцати). В этом состоит ещё одно существенное отличие от конкурирующих решений, которые могут производить синхронную запись только на одно “зеркало”;
4) миграция данных. Под этим термином подразумевается перемещение данных, уже записанных на дисковых массивах, в единый виртуальный пул без приостановки работы серверов.
В сравнении с технологией синхронной виртуализации решение обладает существенными преимуществами и отличиями, основным из которых является децентрализованный виртуализатор (SVM), расположенный вне маршрута передачи данных. От сервера к хранилищу информация передаётся напрямую, а через устройство виртуализации курсируют только управляющие команды протокола SCSI, составляющие лишь 10% от общего трафика FibreChannel. Таким образом, предлагаемая архитектура выигрывает сразу по двум позициям:
1) Виртуализатор перестаёт быть “узким” местом, от него не требуется высокая производительность. В то же время вся топология сети хранения данных становится более устойчивой к возможным сбоям виртуализатора. Даже при полном выходе из строя ассиметричного виртуализатора сеть продолжает работать, пусть и с ограниченной функциональностью, но без приостановки производственных приложений. В случае выхода из строя асинхронного виртуализатора приостанавливаются только операции зеркалирования и мультикопирования при полном сохранении целостности пула. После восстановления работоспособности устройства “зеркала” синхронизируются, и все операции виртуализации возобновляются автоматически.
2) Использование унифицированной модели открытых сетей хранения данных исключает привязку к продукции одного вендора. Это значительно сокращает издержки при расширении уже работающей СХД, добавляя наиболее оптимальные по соотношению цена/качество хранилища к уже существующим. Решение может работать с произвольным количеством различных хранилищ от разных вендоров.
Помимо типовой схемы СХД, компания Telco также предлагает дополнительные архитектурные модули, способные в зависимости от задач заказчика сократить расходы при зеркалировании данных через WAN или защитить информацию, хранящуюся на ленточных архивах.
Пример такого модуля — криптографическое устройство Paranoia2: оно включается “в разрез” между хранилищем и ленточным накопителем и предназначается для шифрования архивных данных “на лету”. По словам Владимира Букина, руководителя направления SAN компании Telco, важность шифрования данных, записываемых на ленту, весьма велика, но не всегда оценивается должным образом. Показательным примером, демонстрирующим последствия пренебрежительного отношения к данным, хранимым на ленте, может служить случай, произошедший в сети отелей Marriot, когда в результате хищения кассеты с архивными данными произошла утечка информации о 250 000 номеров кредитных карт.
Технологической особенностью устройства шифрования является память временного хранения, в которой содержатся администраторские пароли и ключи шифрования. Спустя заданный короткий промежуток времени (как правило, порядка 10–15 минут) после потери сетевого питания все пароли и ключи стираются из памяти устройства. Такое оригинальное решение позволяет обезопасить зашифрованные данные от возможного воровства самого устройства шифрования с целью извлечь из него ключи.
Другое инновационное устройство, внедряемое компанией Telco, — оптимизатор внешнего трафика Steelhead, который позволяет существенно уменьшить объёмы информации при обмене данными через WAN. Устройство представляет собой проксирующий шлюз с собственными жёсткими дисками. Вся информация, проходящая сквозь него, определённым образом складируется и сегментируется, что позволяет отслеживать изменения в хранимых данных. Выигрыш достигается за счёт оптимизации TCP-протокола, интеллектуального сжатия данных, хранимых на локальных дисках. Отслеживая изменения в файлах, устройство пересылает через WAN только изменившуюся часть, вместо того чтобы отправлять весь файл целиком заново, как это происходит в классической реализации. В мировой практике устройство широко применяется в организациях, располагающих разветвлённой филиальной сетью. Благодаря этому устройству требования к ширине полосы пропускания WAN-сети снижаются в 3–200 раз.
Требования, выдвигаемые заказчиками к СХД, специфичны и индивидуальны. И поскольку предлагаемое типовое решение может существенно изменяться, специалисты компании Telco предлагают безрисковый способ оценки эффективности внедряемого решения. На мощностях своего полнофункционального стенда — демо-лаборатории СХД — заказчикам предлагается практическое моделирование будущих проектов и обкатка решений, которые затем будут внедряться на мощностях заказчика.
Таким образом, решения, предлагаемые компанией Telco, позволяют обойти несколько наиболее актуальных проблем сетей хранения данных, в том числе и территориально разрозненных: уязвимость архитектуры, расходы на больших объемах передаваемого трафика, недостаточную защищенность архивной информации и зависимость от оборудования одного вендора. Эффективность архитектуры асинхронных СХД подтверждена внедрениями во множестве компаний различного профиля деятельности (в их числе компания “Казахтелеком”), что позволяет говорить о перспективности таких решений.
Несмотря на заявленные преимущества предлагаемого решения, в корпоративном сегменте рынка, весьма консервативном, принято считать, что в вопросах построения СХД лучше довериться одному вендору, нежели содержать набор разнородных компонентов. Однако это не всегда отвечает интересам заказчиков. По мнению специалистов компании Telco, именно составное решение, объединяющее наиболее технически совершенные продукты от различных производителей, является наиболее удачным как с позиции эффективности решаемых задач, так и в отношении финансовой оправданности.
Владимир Букин, руководитель направления SAN компании Telco, так комментирует ситуацию:
 |
Мы часто сталкиваемся с подобным предубеждением и сегодня. Но, когда мы предлагаем заказчику сравнить размер инвестиций на первоначальной стадии и оценить скорость их возврата, выводы говорят сами за себя.
При построении сети на оборудовании одного производителя заказчик подвергает себя значительному риску стать заложником этого вендора. Известны случаи, когда крупные компании с лидирующими позициями на рынке прекращали своё существование либо просто теряли интерес к какому-либо сегменту рынка, по сути бросая клиентов на произвол судьбы.
Другим негативным фактором является вынужденная дорогостоящая модернизация СХД, которая по затратам зачастую превосходит стоимость уже существующей системы.
Предлагая наши решения, мы не ставим заказчика перед необходимостью отказаться от имеющегося у него оборудования и заменить его на дорогостоящее новое. СХД, которые мы предлагаем, могут гибко наращиваться и модернизироваться исходя из актуальных потребностей заказчика, органично вписываясь в его бизнес и развиваясь вместе с ним”.
