В этой статье мы расскажем о разных типах СХД начального уровня, чем они отличаются, и какие актуальные модельные линейки в каждой категории предлагают производители.
СХД — это специализированная инфраструктура, которая обеспечивает хранение данных и доступ к ним извне. СХД подключаются к серверам напрямую либо через сеть.
Важными компонентами СХД являются контроллеры и накопители: контроллеры обеспечивают управление дисковым пространством и доступ к данным, а накопители — собственно хранение, запись и считывание данных. Накопителями служат знакомые многим жесткие диски (HDD) или твердотельные модули и устройства (SSD). СХД, содержащие накопители обоих видов, называют гибридными.
Классификация СХД
В зависимости от цены и возможностей различают СХД начального (Entry Level Storage), среднего (Mid Range Storage) и верхнего (High End Storage) уровня. СХД начального уровня обладают относительно невысокой производительностью, содержат от нескольких единиц до пары сотен накопителей, один-два контроллера и предоставляют начальные функции работы с данными. Иногда они обеспечивают резервное копирование (резервирование, Backup) данных — создание копий, используемых для восстановления данных после сбоев, хакерских атак и прочих инцидентов. Недорогие СХД могут поддерживать и полное резервирование, и репликацию (синхронизацию данных на нескольких узлах), и дедупликацию данных (устранение их дублирования) — если эти функции важны, лучше уточнить об их поддержке у производителя устройства или его партнера.
СХД среднего уровня имеют умеренную производительность и содержат сотни накопителей, управляемых двумя контроллерами. Эти СХД обеспечивают более широкий набор функций для работы с данными, в том числе резервирование, и предоставляют возможность создания массива контроллеров.
Наиболее продвинутые СХД отличаются высокой производительностью, модульной архитектурой и развитыми функциями для работы с данными. В их составе имеется множество контроллеров, в том числе для выполнения дисковых и хостовых операций, а число накопителей может достигать многих сотен и тысяч.
Хранение данных в СХД может быть организовано различными способами: по файлам, блокам или объектам. Файловое хранение знакомо всем, кто когда-либо работал с файловыми системами. При блочном хранении дисковое пространство выделяется и предоставляется целыми блоками одинакового размера, при этом доступ к данным (например, фрагментам баз данных) в блочных СХД обеспечивается с высокой скоростью и очень короткой задержкой. В объектных СХД данные хранятся в виде объектов с описаниями (метаданными) — такой способ организации удобен для работы с множеством изображений, видео, аудио, данных телеметрии и пр.
СХД могут поддерживать один или несколько видов доступа: DAS, NAS и SAN. Доступ DAS (Direct Attached Storage) обеспечивается через подключение к компьютеру напрямую, NAS (Network Attached Storage) — через локальную сеть. Третий вид — SAN (Storage Area Network) — предполагает объединение нескольких СХД в единую сеть, подключенную к сети компании.
Системы DAS: прямое подключение
Системы хранения DAS представляют собой продвинутый аналог внешнего диска. Такие СХД просты в применении и относительно недороги, но плохо масштабируются, ими неудобно управлять, они неэффективно используют ресурсы накопителей, из них сложно построить комплексы хранения, обладающие высокой доступностью и готовностью к работе, поэтому используются такие СХД, как правило, для некритичных задач. Для обмена данными с компьютером обычно применяется интерфейс SAS, реже — iSCSI или Fibre Channel (FC). Подключение компьютера к СХД производится через RAID-контроллер или хост-адаптер шины (HBA). При необходимости несколько DAS-устройств можно подключать к одному компьютеру последовательно. Если возможности оборудования позволяют, можно подключить к одной СХД несколько компьютеров.
Среди продукции известных брендов доступ DAS поддерживают, в частности, СХД начального уровня Lenovo D1212, D1224 и ThinkSystem D4390; HPE 3610, D3710; DellMD1420, MD3060e, MD1280 а также Dell PowerVault MD2412, Dell PowerVault MD2424, Dell PowerVault MD2460.
NAS: доступ через сеть
Система хранения NAS представляет собой специализированный сервер с предустановленными накопителями, сетевыми контроллерами и своим программным обеспечением. Из преимуществ NAS — относительно невысокая стоимость, простота установки и администрирования, возможность одновременного доступа к одной с СХД сразу нескольких серверов. Из недостатков — высокая нагрузка на сеть (обмен данными происходит весьма интенсивно) и относительно низкая производительность. Подключение к серверу обычно производится через сетевой интерфейс Ethernet. NAS чаще всего применяется для некритичных задач, в частности, для работы с множеством совместно используемых файлов.
Из недорогих моделей систем хранения NAS можно отметить HPE StoreEasy 1660/1860 а также HPE Alletra / Nimble / ProLiant + Windows Server. Кстати, HPE официально рекомендует использовать ProLiant как платформу для файловых серверов вместо StoreEasy.
Компания Dell отказалась от СХД типа NAS, производитель рекомендует использовать PowerEdge вместо NX-аплайансов.
SAN: выделенная сеть хранения данных
Системы хранения SAN — это тоже специализированные серверы с накопителями и контроллерами, однако организованы они иначе: несколько таких СХД объединяются в отдельную сеть, которая подключается к сети компании через высокоскоростные сетевые устройства. Передача данных внутри SAN производится через интерфейс FC (реже — через выcокоскоростной Ethernet).
В числе преимуществ SAN — гибкая архитектура, высокое быстродействие и масштабируемость, отказоустойчивость, централизованное управление (что, как правило, удобно), оптимизация нагрузки на сеть. Еще одно важное преимущество — расширенный набор функций: динамическое выделение емкости (Thin Provisioning), многоуровневое хранение (Tiering), моментальные «снимки» данных (Snapshots), зеркалирование (Mirroring), сжатие и дедупликация данных, резервное копирование, кэширование данных на накопителях SSD при операциях чтения и др. В числе недостатков SAN — относительно высокая стоимость и сложность. Сети SANобычно используются для работы c критически важными приложениями.
Производитель Lenovo в данном сегменте предлагает самые младшие модели линеек DE (DE2000H DE4000H/F) / DM (DM3010H DM3200F) / DS Series (DS3200 DS5200). У HP актуальный модельный ряд - HPE MSA Storage Array: MSA 1060 / HPE MSA 2060 / HPE MSA 2062 / HPE MSA Gen7, у Dell -DELL PowerVault ME5 Series (ME5012, ME5024, ME5084, ME5212, ME5224, ME5284).
Программно-конфигурируемые СХД
Особый вид СХД — так называемые программно-конфигурируемые системы хранения (Software Defined Storage, SDS). В них используются обычные серверы со своими накопителями и ранее закупленные СХД, объединенные программным способом в одно пространство хранения. Такой подход позволяет сэкономить на приобретении новых устройств СХД, обеспечивая (при правильном конфигурировании, разумеется) достаточно высокую производительность и надежность.
Из преимуществ SDS — простота управления, возможности автоматического и централизованного управления ресурсами хранения, более полное их использование, высокая масштабируемость, из недостатков — достаточно высокая стоимость и сложность программной оболочки.