Центры обработки и хранения данных

Системы хранения данных SAN (Storage Area Network)

Технологии, использующие выделенную высокопроизводительную сеть Storage Area Network для передачи данных между системами хранения данных и серверами, являются наиболее быстроразвивающимся направлением в отрасли и стратегическим направлением разработок Compaq Computer, которое фирма "Илвес" успешно реализует в своих решениях. Использование SAN открывает широчайший спектр возможностей для появления новых технологий и концепций, направленных на повышение производительности доступа к данным, повышение отказоустойчивости систем, обеспечение непрерывности бизнеса, виртуализации ресурсов хранения данных, развитие корпоративных систем резервного копирования.

Storage Area Network - это выделенная высокопроизводительная сеть, предназначенная для передачи данных между серверами и устройствами хранения данных. Использование такой сети позволяет консолидировать ресурсы хранения данных, обеспечить простоту наращивания емкости ресурсов, упростить и централизовать управление системами хранения, усовершенствовать процесс резервного копирования, ускорив его и исключив его влияние на доступность приложений, а также повысить производительность доступа серверов к данным. Современные сети SAN построены на базе стека протоколов Fibre Channel, предназначенного специально для оптимизации потоков данных между системами хранения данных и компьютерами.

Сети Fibre Channel строятся в соответствии с топологиями и технологиями Fibre Channel - Arbitrated Loop (FC-AL - кольцевая топология) и Fibre Channel - Switched (FC-SW - коммутируемая среда с обобщенными топологиями типа «звезда», «дерево», «связка» (mesh) и т.д.)

FC-AL объединяет все подключенные устройства в логическое кольцо и позволяет передавать данные только между одной парой узлов в каждый момент времени. Другая пара не может начать передачу данных, пока ее не закончит предыдущая. Наличие ожидания передачи данных уменьшает общую скорость передачи в кольце между конкретной парой узлов. К кольцу в соответствии со стандартом можно подключать до 126 устройств. Сети на базе топологии «петля» создаются с использованием хабов. Корпорация Compaq Computer выпускает два вида хабов - Fibre Channel Hub 7 и Fibre Channel Hub 12, имеющих соответственно 7 и 12 портов. Fibre Channel Hub 12 дополнительно имеет возможности подключения к коммутируемой среде, каскадирования, управления, сбора информации о топологии, производительности, условиях окружающей среды, предупреждения и ведения журналов событий. Текущая реализация FC-AL поддерживает соединение не более двух хабов Fibre Channel Hub 12. Преимуществом такой топологии является дешевизна реализации.

Коммутируемая среда FC-SW позволяет создавать прямое виртуальное соединение между двумя узлами, при этом в любой момент времени передавать данные может несколько узлов. Благодаря этой возможности любая пара узлов может полностью использовать пропускную способность Fibre Channel. К коммутируемой среде можно подключать до 16 миллионов узлов. Коммутируемые среды могут включать в себя также подсети, имеющие кольцевую топологию. Инфраструктура сети FC-SW создается с помощью коммутаторов. Корпорация Compaq Computer выпускает четыре вида коммутаторов.

Fibre Channel Loop Switch 8 - коммутатор «петель» Fibre Channel начального уровня для подключения к SAN устройств, работающих только в кольцевой топологии, в частности для построения SAN на базе RA4100.

Fibre Channel SAN Switch 8-EL - недорогой FC-коммутатор со встроенными коротковолновыми модулями GBIC с возможностью каскадирования. без поддержки OuickLoop (ПО эмуляции кольцевой топологии) и с возможностью подключения к другому коммутатору только через один порт.

Fibre Channel SAN Switch/8 и Fibre Channel SAN Switch/16- полнофункциональные коммутаторы с возможностью каскадирования.

Для связи между устройствами Fibre Channel используется оптический кабель, позволяющий передавать данные, обеспечивая их надежную защиту от внешних помех. Расстояния между устройствами в сети SAN могут достигать нескольких десятков км при использовании специальных приемопередатчиков и стандартных одномодовых оптических кабелей.

К сетям SAN могут быть подключены разнородные серверы, дисковые массивы, ленточные библиотеки, а также специализированные устройства управления сетью.

Системы резервного копирования

Неотъемлемая часть организации стабильной и надежной информационной системы компании — система резервного копирования. Процесс резервного копирования данных в той или иной степени применяется сейчас практически повсеместно и выполняется по определенному расписанию в зависимости от характера и структуры компании.

Существует несколько принципов построения и организации подобных систем. Естественно, по стоимости все эти решения существенно различаются, а их выбор зависит от преследуемых компанией целей, стоимости самих данных, размера предполагаемых денежных вложений, а также стоимости одной минуты простоя информационной системы.

Локальное копирование

В любом подразделении организации, где имеется один-два сервера с подключенными к ним ленточными накопителями, проводится регулярное резервное копирование — локальное копирование. Устройство резервногокопирования в этом случае соединяется непосредственно с сервером. Производительность канала сервер – устройство копирования при этом максимальна. При поддержке такого способа можно рекомендовать чаще обращать внимание на появление новых моделей накопителей — более быстрых и емких, чтобы при необходимости с меньшими потерями и большей эффективностью проводить модернизацию системы. Стоимость подобного решения невысока — порядка 1,5 – 6 тыс. $.

Однако этот метод может быть достаточно дорогостоящим, если число серверов для резервного копирования велико. Также требуются и большие административные расходы для ручной смены носителей в локальных устройствах резервного копирования для каждого из серверов. Использование библиотек и массивов лент может снизить административные расходы, но по-прежнему будет требоваться отдельное внимание для каждого сервера.

Сетевое копирование

Если требуется хранить резервные копии информации с нескольких серверов в сети организации, применяется сетевое копирование. Как правило, для этого выделяется сервер, отвечающий за проведение такого копирования по сети. К нему непосредственно подключается устройство копирования. Этот метод также довольно хорошо известен, однако стоимость такого решения сильно зависит от типа используемого ленточного накопителя и составляет, ориентировочно, до 20 тыс. $.

Схема сетевого копирования может включать соединения с серверами для копирования через активное сетевое оборудование. Устройства резервного копирования могут быть представлены несколькими ленточными библиотеками. В последнее время популярно выделять для резервного копирования отдельный сегмент в сети организации.

Специализированные решения

Рассмотренные выше решения по организации резервного копирования часто ведут к большой загрузке сети и длительному времени копирования данных.

Использование автоматизированных ленточных библиотек большой емкости позволяет решить проблемы больших объемов копирования и исключить ручные операции при смене носителей для резервного копирования. Однако, несмотря на это, при использовании мощных ленточных библиотек пропускная способность сети может еще скорее стать самым узким местом системы.

Выходом в данной ситуации может послужить применение специализированных решений, таких, например, как Compaq Fibre Channel StorageWorks Enterprise Backup Solution (EBS), в которых данные для резервного копирования и вся остальная информация передаются по разным каналам. Использование данной модели организации памяти имеет несколько основных преимуществ:

• существенное увеличение производительности системы в целом, благодаря разделению резервного копирования и сетевых коммуникаций (LAN) на разные каналы при решении задач бизнеса;
• обеспечение современными программными средствами высокой управляемости и эффективности процесса копирования.

Критически важным для подобных решений является выбор программного обеспечения резервного копирования. Compaq для EBS использует продукты ARCserve от Computer Associates, BackupExec от Seagate Software и ряд других, к функциональным возможностям которых можно отнести, в частности, работу с базами данных в режиме on-line, работу с RAID-массивами, восстановление после критических сбоев, поддержку образов клиентских дисков.

В решении Compaq Enterprise Backup Solution выделяются отдельные каналы Fibre Channel, по которым копируемые данные, минуя пользовательскую ЛВС, попадают на устройство резервного копирования. Архитектура решения по резервному копированию с использованием ARCserve включает один первичный (primary) сервер и несколько распределенных (distributed) серверов, которые взаимодействуют друг с другом по локальной сети. Первичный сервер играет роль арбитра при разрешении конфликтующих запросов на копирование к разделяемым устройствам резервного копирования, а также отвечает за функционирование роботизированного механизма библиотеки и перемещение лент.