Алгоритм Безапосности: издание для профессионалов
Санкт-Петербург:
тел.: +7 911 137-88-32 magazine@algoritm.org
Москва:
тел.: +7 499 641-05-26moscow@algoritm.org

Главная
Новости
О журнале
Архив
Свежий номер
Реклама
Подписка
Контакты
Сотрудничество
 

Если вы хотите стать распространителем нашего журнала

 
 
 
 
 

"Алгоритм Безопасности" № 4, 2013 год.

Содержание

Экономически эффективные способы повышения надежности и производительности систем хранения данных
С.Разумовский


ЭКОНОМИЧЕСКИ ЭФФЕКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ

С. Разумовский

исполнительный директор RAIDIX

Объемы данных, хранящиеся сегодня в корпоративных средах, у частных потребителей и в облаках стремительно растут. Эти простые слова подтверждает ряд интересных фактов из разных индустрий. Например, каждые 600 смартфонов и каждые 200 планшетов порождают сервер в облаке, которому необходимо где-то хранить данные. Другой пример из телевещания: в Японии планируется перейти на стандарт трансляций потоком 4К уже в 2014 году. Для потребителей это будет означать превосходное качество картинки, а для транслирующих компаний необходимость хранить и передавать огромные объемы данных. Еще одним наглядным примером служит отрасль видеонаблюдения, которая уже перешла на вещание в цифровом формате и теперь активно осваивает съемку в формате HD. В значительной степени это вызвано требованиями безопасности, в связи с увеличением противоправных действий и необходимостью иметь более детальную картинку происходящего. Все эти рыночные факторы в сумме дают многократный прирост объемов данных.

Рост объема данных влечет за собой увеличение требований к системам хранения данных (СХД). Они должны быть быстрее, надежнее, позволять хранить большие объемы информации и т.д. При этом потребитель не хочет дополнительно платить за улучшение технических характеристик систем хранения. Рассмотрим основные технологии, позволяющие повысить экономическую эффективность СХД, т.е. дающие возможность потребителю не жертвовать объемом и скоростью СХД (в конечном итоге, деньгами) ради получения определенных технических преимуществ.

Но вначале обратим внимание на некоторые тренды из мира хранения, которые существенно влияют на формирование предложения на рынке СХД:

1. Объемы данных растут быстрее объемов дисков. Производители жестких вращающихся дисков не успевают наращивать объемы дисков так быстро, как растут данные. Наиболее популярный объем дискового накопителя сегодня лежит в диапазоне 2-4 ТБ, год назад было чуть меньше. Следствием этого тренда являются две тенденции: увеличение количества жестких дисков в массиве (чтобы хранить растущий объем данных) и увеличение плотности размещения дисков (пространство серверных не растет при росте объема данных). В свете вышесказанного появляются очень интересные решения, состоящие из 60 дисков, размещаемые в 4U и позволяющие хранить до 240 ТБ данных в одном корпусе.

2. Гонка интерфейсов. Интерфейсы систем хранения данных развиваются также стремительно. Необходимо отметить две, наиболее значимые, технологии 2013 года. Во-первых, это FC 16 ГБ/с. Этот интерфейс был широко представлен в 2012 году многими производителями и в этом году начал внедряться в инфраструктуру компаний. Востребован он, в первую очередь, в тех сферах, где требуется высокая скорость обмена данными между клиентом и СХД, например, в медиаиндустрии. Вторым новшеством этого года будет интерфейс SAS 3.0 с поддерживаемой скоростью до 12 ГБ/с. Однако, этот интерфейс пока только появляется в решениях производителей и ожидать его широкого распространения в 2013 году не стоит.

3. Рост объемов дисковых накопителей при замершей производительности и надежности. Емкость жестких дисков растет, хоть и медленно, а вот производительность и надежность дисков остается на прежнем уровне. Это означает, что при увеличении емкости диска и том же уровне неустранимых ошибок чтения (параметр диска) вероятность его выхода из строя возрастает. Поэтому появляются новые инструменты повышения надежности дисков и ускорения процесса их восстановления. Об этом будет сказано ниже.

4. Уход данных в облако. Все больше персональных и корпоративных данных уходит в облако. Это общемировой тренд, значение которого со временем будет только расти. Вследствие этого снижается нагрузка на корпоративные и личные хранилища с одной стороны, но с другой - возникает потребность обеспечивать кэширование некоторых данных, хранящихся в облаке, что обуславливает необходимость в локальных корпоративных хранилищах. Появляются новые решения, обеспечивающие прозрачное для пользователя кэширование данных при работе с облаком.

5. Allflash СХД. Несмотря на значительные опасения корпоративных заказчиков относительно использования SSD дисков в системах хранения, они все больше и больше используются в этой сфере. Пока доля таких дисков незначительна, но благодаря совершенствованию технологии изготовления они становятся популярнее.

Анализируя текущие тренды и их влияние на индустрию, необходимо подчеркнуть, что в настоящее время технологии не всегда успевают за стремительным ростом данных. Производители СХД зачастую предлагают решения, использование которых приводит к достижению требуемых целей по производительности, надежности, емкости, но являются экономически неэффективными, т.е. неоправданно дорогими.

Ниже будут описаны примеры технологий, применение которых позволяет повысить производительность и надежность СХД, не используя дорогостоящих решений.

1. RAID7.3. Простые математические вычисления показывают, что использование массивов уровня RAID5 в СХД недопустимо. С ростом емкости дисков и количества дисков в массиве RAID5 вероятность выхода массива из строя очень высока. Не рекомендуется использовать RAID5 с числом дисков более 10.

Уровень RAID6 является отличной альтернативой в этом случае. Он позволяет обеспечить должную надежность при большом количестве дисков, не жертвуя при этом стоимостью решения (суммарно всего два диска массива хранят служебную информацию). Однако при числе дисков более 30 вероятность выхода из строя такого массива тоже повышается.

Ответом на все эти вызовы может служить технология RAID7.3, допускающая выход из строя до 3-х дисков массива. Такой уровень raid является отличным решением для массивов с большим числом дисков и является наилучшим по экономической эффективности.

2. Применение SATA дисков. SATA диски считаются самыми популярными на сегодняшний день. Основными их преимуществами являются большая емкость и низкая стоимость. К недостаткам можно отнести не очень высокую надежность, т.к. на уровне самого диска отсутствует контроль ошибок, присутствующий в дисках SAS. Т.е. на SATA дисках могут быть ошибки (повреждения данных), о которых сам диск и СХД в целом узнают только тогда, когда осуществляется попытка прочесть испорченные данные. Пока данные не прочитаны, у системы будет «иллюзия», что все данные доступны.

Каким же образом можно повысить надежность систем хранения с дисками SATA, не переходя на более дорогостоящие диски SAS? Ответ на этот вопрос дает технология SiLentDataCorrup-tionDetection, позволяющая проводить контроль скрытых ошибок на диске. Суть технологии заключается в том, что постоянно работает алгоритм упреждающей коррекции ошибок, который анализирует данные с целью обнаружения и исправления скрытых повреждений. Алгоритм активизируется при операциях чтения и читает не только данные с дисков, но и контрольные суммы, на лету проводя операции их вычисления и сравнивая с тем результатом, который хранится на диске. В случае необходимости данные на диске могут быть откорректированы.

3. Частичная реконструкция. Реконструкция (восстановление) диска является очень большой проблемой для СХД. Собственно проблемой представляется не сам процесс реконструкции, который отлажен у всех производителей, а его следствие - падение производительности и повышение вероятности сбоя на время реконструкции. При современных больших объемах диска реконструкция занимает от десятков часов при хорошем раскладе, до нескольких дней при сильных нагрузках.

Как можно снизить время восстановления диска, которое критичным образом отражается на производительности СХД? Решением будет технология частичной реконструкции. Данная технология рассматривает диск не как единое целое, а как некий набор блоков. Например, каждый дисковый носитель бьется на 2000 логических разделов. В терминах задач реконструкции данные на каждом логическом разделе могут быть восстановлены независимо. Это может дать выигрыш в скорости реконструкции до 2000 раз, сократив тем самым время восстановления до минут. В каких случаях использование частичной реконструкции может дать эффект: при одновременном восстановлении нескольких дисков - реконструкция каждого выполняется независимо при прерывании реконструкции по каким-либо причинам - начинается с того же места, а не с начала; в случае, когда диск некоторое время отсутствовал в системе - восстановить надо будет только часть данных.

4. Прямое подключение хостов (клиентов) к СХД. Подключение клиентов к СХД бывает двух типов: прямое (непосредственно к СХД) и через коммутационное оборудование. Для небольших и средних компаний, стремящихся минимизировать затраты и не обладающих развитой ИТ-инфраструктурой, возможность экономии на сетевом коммутационном оборудовании будет отличным решением.

Прямое подключение позволяет избежать затрат на коммутацию. Поэтому основным параметром СХД для данного вопроса является количество портов СХД (Ethernet и/или FC) - чем больше в СХД портов, тем больше прямых подключений можно осуществить. Современные СХД позволят подключать несколько десятков хостов напрямую.

Таким образом, надежность и производительность СХД не всегда является прямой функцией затраченных средств. Сегодня доступен ряд технологий, улучшающих потребительские характеристики систем хранения данных и при этом дающих возможность избежать серьезных затрат. В качестве примера можно привести российский продукт RAIDIX, позволяющий строить высокопроизводительные и отказоустойчивые СХД и обладающий рядом уникальных технологических свойств и преимуществ.

Лавинообразный рост данных ставит перед потребителями непростую задачу выбора адекватных решений. Можно не сомневаться, что на рынке постоянно будут появляться новые технологии, направленные на решение вновь возникающих задач. Свобода выбора потребителя будет подстегивать конкуренцию среди производителей, тем самым постоянно совершенствуя технологии.

Рис. 1

Рис. 2

скачать
скачать

 

Rambler's Top100 Интернет портал. Каталог фирм. бжд. Охрана. Обеспечение безопасности. Безопасность предприятия. Оборудование. Видеонаблюдение.