Дякуємо Вам за звернення до KM Disti
Ми зв'яжемося з Вами максимально швидко.
Ми зв'яжемося з Вами максимально швидко.
Ми зв'яжемося з Вами максимально швидко.
Пн - Пт 9:00 – 18:00
Незалежно від того, чи використовуєте ви мережу збереження даних SAN або пристрій NAS, швидше за все, ті чи інші критичні корпоративні дані зберігаються в якійсь мережевої файлової системи або, у всякому разі, повинні в ній зберігатися. Їх спільне використання означає більш ефективний розподіл ємності збереження, простий доступ до корпоративної інформації і захищеність за допомогою таких засобів, як RAID. Централізоване збереження означає також більш просте управління ресурсами збереження, а заплановане створення резервних копій простіше виконувати в разі мережевих систем збереження, ніж при використанні DAS.
У той же час при централізованому збереженні можливі проблеми продуктивності - в разі інтенсивного доступу до тих чи інших ресурсів або при виконанні ресурсоємних додатків. Як же забезпечити достатню продуктивність при виборі мережевої інфраструктури для збереження даних і налаштування її конфігурації для потреб організації?
Малі затримки і висока швидкість введення-виведення в IOPS, характерні для твердотільних накопичувачів SSD, роблять їх привабливим варіантом для досягнення гарантованої продуктивності. Однак навіть з урахуванням зниження цін на флеш-пам'ять магнітні носії тієї ж ємності залишаються набагато дешевшими, тому з фінансової точки зору повний перехід флеш-пам'ять в корпоративної середовищі непрактичний. Разом з тим застосування накопичувачів SSD в режимі кешування спільно з традиційними обертовими дисками забезпечує вищі показники ROI, збалансовану продуктивність і достатню ємність збереження при прийнятній ціні.
Щоб максимально ефективно використовувати такі якості SSD, як чудовий час доступу та висока швидкість введення-виведення, важливо вибрати для їх розгортання вірне місце в стеку збереження. Якщо використовувати SSD у верхній частині стека для збереження «гарячих» даних з високою частотою запитів до них, то таким чином можна домогтися максимальної окупності інвестицій і скоротити число запитів до жорстких дисків.
Так, наприклад, у алгоритму кешування на SSD, використовуваного Qsan, дані в кеші SSD є дублікат часто запитуваної інформації, що зберігається на магнітних носіях. При операції читання вони зчитуються з вихідного носія і в фоновому режимі копіюються в кеш SSD, а на випадок повторних запитів читання за тією ж адресою можуть бути лічені з швидких флеш-накопичувачів. Кешуючий алгоритми відрізняються безліччю параметрів, наприклад, розміром блоку даних в кеші. Змінюючи ці параметри, кеш SSD можна налаштувати для підтримки різних сервісів, таких як файловий сервіс, СУБД або Web-сервіс.
Використання дедуплікаціі даних - одне з ефективних методів збільшення ROI від інвестицій в SSD, особливо на блочному рівні, наприклад в системах збереження SAN або уніфікованих СЗД. (Ще більш збільшити доступну ємність систем збереження можна за рахунок «тонкого», або динамічного, розподілу ресурсів - Thin Provisioning.). Залежно від надмірності дедупліціруемих даних можна легко домогтися триразовою і більш економії ємності збереження. Зокрема, при застосуванні SSD дедуплікація може виявитися особливо ефективною, якщо відповідну таблицю (Deduplication Data Table, DDT) зберігати у флеш-пам'яті. При малих затримках доступу до «гарячих» даних, що зберігається в DDT, кешування на SSD в поєднанні з дедуплікаціею може поліпшити використання ємності збереження та підвищити продуктивність обертових носіїв, і все це - при мінімальних витратах (див. Малюнок 1).
Малюнок 1. Використання Qsan Layer 2 Adaptive Replacement Cache (L2ARC) в якості кеш-пам'яті для читання значно збільшує пропускну здатність при виконанні дедуплікаціі
Крім застосування в якості кеш-буфера читання, накопичувачі SSD відмінно проявляють себе і під час запису. Один такий накопичувач, реалізований в мережевий системі збереження в якості кеша запису, наприклад ZFS Intent Log (ZIL), здатний різко збільшити швидкість синхронних операцій запису в базах даних або в додатку NFS - на 250% при довільній і на 300% при послідовній запису ( см. Малюнок 2).
Малюнок 2. Всього один SSD, реалізований в якості кеша запису ZIL, може поліпшити продуктивність на 250-300%
Включення програмного забезпечення ініціатора iSCSI в Windows 7 і Windows Server 2008 зробило значний вплив на корпоративні системи збереження, дозволивши без додаткових зусиль реалізувати блоковий доступ до мережевих СЗД не тільки на серверах, а й на звичайних настільних ПК і робочих станціях. Однак простота використання iSCSI виявилася обпалювання з двома кінцями. Хоча сумісність програмного забезпечення iSCSI - зручне властивість сучасних операційних систем, програмна обробка команд зберігання даних iSCSI і пакетів TCP / IP вимагає ресурсів процесора хоста, що знижує його продуктивність.
Рішення полягає в використанні апаратних засобів для «розвантаження» iSCSI і TCP / IP (offloading) / При виділенні процесорного ядра для обробки даних iSCSI і TCP / IP, апаратні засоби, такі як Qsan QiSOE, можуть при мінімальних початкових інвестиціях знизити непродуктивні витрати на протокол , що виливається в значне поліпшення продуктивності як при послідовних читанні і запису, так і при довільному доступі до даних.
Накладні витрати на комунікаційний протокол позначаються як на хості, так і на пристрої збереження. Апаратні карти розширення на стороні хоста - так звані конвергентні мережеві адаптери (Converged Network Adapter, CAN) - об'єднують функціональність традиційної мережевої карти і адаптера шини хоста (Host Bus Adapter, HBA), переносячи обробку протоколів TCP / IP і iSCSI в обладнання.
Виняток обробки протоколу збереження даних з програмної навантаження виявляється корисним і в інших випадках. Протокол Fibre Channel, найбільш популярний в мережах збереження даних SAN, теж може отримати значний виграш по продуктивності за рахунок перенесення на апаратний рівень непродуктивних витрат при обробці протоколу збереження даних (див. Малюнок 3).
Малюнок 3. Технологія fCQiSOE для розвантаження Fibre Channel дозволяє значно збільшити швидкість передачі даних в мережах SAN
Забезпечуючи надмірність даних, контроль парності і навіть чудову продуктивність, RAID є однією з основних технологій систем збереження даних корпоративного рівня, про яку проте нерідко забувають і не враховують того, що програмний RAID позначається на продуктивності. Будучи вбудованим в кожну сучасну операційну систему, він не завжди ідеально відповідає потребам корпоративних ЦОД.
Відділення реалізації RAID від операційної системи може дати ряд переваг. При простій реалізації, такий як RAID0 або RAID1, впливом програмного забезпечення RAID на продуктивність системи можна знехтувати, але цей режим рідко застосовується в корпоративних системах. Якщо враховувати операції перевірки парності і велике число дисків, то апаратний RAID буде помітно відрізнятися від програмного в характеристиках IOPS.
Апаратний RAID надійніший для корпоративного застосування. На випадок проблем з електроживленням передбачена можливість використовувати батареї (Battery Backup Unit, BBU), що дозволяє зберігати всі важливі дані в незалежній пам'яті і зчитувати їх звідти після подачі електроенергії. Оскільки управління RAID відокремлено від операційної системи, цілісності даних нічого не загрожує навіть при аварійному завершенні роботи ОС. Крім того, апаратний RAIDспособен захищати дані в процесі завантаження операційної системи, в той час як програмний «виходить на сцену» лише після його завершення.
Хочемо ми того чи ні, виходять з ладу навіть диски корпоративного класу. В такому випадку RAID повинен перебудувати масив, використовую диск гарячого резерву і дані парності з справних дисків. Якщо ємність вимірюється в гігабайтах, час перестроювання дискового масиву виявиться цілком прийнятним, але при терабайтной ємності, що зараз вже не рідкість, інтервал перестроювання може становити кілька годин, і весь цей час корпоративна інформація буде вразливою. В сучасних ЦОД, де ємності збереження, звичайно, вимірюються терабайтами і петабайт, функція швидкого перестроювання (fast rebuild), вбудована в мережеві СЗД (див. Таблицю 1), є вкрай необхідною.
Таблиця 1. Ці групи RAID 6 демонструють значне поліпшення швидкості перестроювання завдяки функції Fast Rebuild
У корпоративних ЦОД широко застосовується віртуалізація. У мережевих СЗД віртуалізуються ресурси збереження, що дозволяє управляти або централізовано. Крім того, завдяки віртуалізації можна консолідувати обчислювальні потужності, централізовано керувати робочими станціями, оновленнями і т.д. Всі ці переваги цілком реальні, але найбільші вигоди приносить використання мережевих систем збереження даних, сертифікованих для віртуалізованих середовищ.
Тим часом віртуалізація пред'являє до систем збереження унікальні вимоги, і СЗД нерідко стають вузьким місцем при спробі збільшити продуктивність середовища VDI. Так, VMware, беручи до уваги унікальні вимоги, які віртуалізація пред'являє до СЗД, пропонує спеціальні протоколи, приклад VMware vSphere Storage API - Array Integration (VAAI). Аналогічно тому, як операції iSCSI і RAID можна перенести на рівень спеціальних апаратних засобів, тим самим розвантаживши процесор, VAAI дозволяє відокремити операції збереження даних від сервера віртуалізації. В результаті кожен компонент ЦОД отримує можливість робити те, на що він найбільше здатний. Устаткування збереження даних, сертифіковане і сумісное з VAAL, не тільки підвищує продуктивність середовища віртуалізації, а й забезпечує ефективне виконання найважливіших функцій віртуалізованних СЗД - зокрема, клонування, обнулення і знімки даних.
Ключовими метриками будь-якого корпоративного ЦОД є продуктивність і надійність мережевих СЗД, але диявол криється в деталях. Кешування на SSD в багаторівневої середовищі збереження (tiered storage) і динамічний розподіл ємності (thin provisioning), перенесення функцій iSCSI і RAID на апаратний рівень (offloading), вибір систем збереження даних з функцією швидкого перестроювання (fast rebuild), сумісність з VMware дозволять компаніям отримати максимальну віддачу від своїх інвестицій в обладнання.
Бартек Митник - директор з продажу компанії Qsan Technology в регіоні EMEA
LAN: Журнал мережевих рішень
