Системы хранения данных

В двадцать первом веке человечество стремительно производит информацию - счёт объёму накопленных по всему миру данных идёт уже на триллионы гигабайт. Домашние компьютеры, ноутбуки с одним-двумя накопителями составляют малый процент этого объёма. Основную роль здесь играют так называемые промышленные системы.

Однажды наступил момент, когда универсальные решения для хранения данных - обычные накопители в обычных серверах и рабочих станциях уже не могли удовлетворить требования, предъявляемые коммерческими предприятиями, государственными и научными учреждениями. Во-первых, в корпус таких компьютеров возможно установить очень ограниченное число накопителей, что приводит к слишком низкому пределу общего объёма. Во-вторых, надёжность таких решений оставляет желать лучшего даже при использовании RAID-массивов. В-третьих, с развитием компьютерных сетей возникла нужда в централизации хранения информации, чтобы одни и те же данные не нужно было дублировать на множестве работающих с этими данными компьютеров - рабочие данные, разбросанные по множеству рабочих станций, не только занимают дисковое пространство, но и могут быть легко потеряны или украдены. Ну и, конечно же, по мере роста количества данных росла необходимость в скорости работы с ними. Естественным решением всех этих требований стали специализированные системы хранения данных (СХД).

Отличительной чертой всех СХД является использование высокопроизводительных шин передачи данных: SCSI, iSCSI, FibreChannel и других, как правило, в сетевом исполнении, которые могут обеспечить передачу со скоростью 10-20 Гбит/сек. СХД разделяются на три группы:

Как же СХД обеспечивают необходимый уровень производительности, надёжности и отказоустойчивости?

В таких системах используются промышленные накопители, выдающие высокие скорости чтения и записи (более 200 Мб/сек), а также малое время отклика на случайных операциях (менее 5 мс). Накопители эти объединяются в RAID-массивы различных уровней, благодаря чему скорости чтения и записи увеличиваются пропорционально количеству накопителей, хотя и нелинейно. Наконец, огромную роль играет значительное количество оперативной памяти, в которой размещается кэш хранящихся данных.

RAID-массивы не только способствуют повышению производительности, но и защищают данные от утери. Технологии зеркалирования и верификации данных контрольными суммами позволяют сохранить информацию даже в случае выхода из строя нескольких накопителей одновременно. Часто производители идут ещё дальше, отдавая накопители под распоряжения такой мощной файловой системы, как ZFS, которая вовсе не доверяет оборудованию и имеет целый арсенал инструментов контроля и восстановления данных. Отказоустойчивость обеспечивается и резервированием рабочих частей СХД, множеством систем мониторинга и контроля, а также системами автоматического резервирования данных на удалённые узлы СХД.

Важной особенностью СХД является также возможность лёгкого наращивания их объёма и мощности путём подключения новых накопителей и узлов.

При выборе СХД необходимо руководствоваться соображениями эффективности при минимуме затрачиваемых средств. Так, SAN - это дорогие промышленные решения, нацеленные на крупные предприятия и учреждения, которые работают с огромным количеством важных данных. На этом поле играют такие производители, как IBM, EMC и HDS (подразделение Hitachi), а также HP, Dell и некоторые другие компании, которые поставляют под своими брендами оборудование вышеперечисленных компаний. IBM славится своими СХД, нацеленными на базы данных колоссальных размеров и защищёнными фирменными технологиями повышения секретности. EMC - компания рекордсмен, она производит, наряду с другими моделями, и самые мощные СХД в мире. HDS выпускает надёжные, функциональные промышленные СХД разного масштаба.

Для предприятий поменьше, для мелких офисов, а также для домашнего применения предлагаются более дешёвые и простые в обслуживании NAS - их можно подключить к любым устройствам через стандартную сеть Ethernet или Wi-Fi. Здесь производителей намного больше, наряду с вышеприведёнными, NAS выпускают такие фирмы, как Seagate, WD, NetGear, Lenovo, Buffalo и другие, причём первые две предлагают NAS на основе своих жёстких дисков. Продукция этих компаний мало чем отличается друг от друга по надёжности и функциональности.