Выбор системы хранения данных

Система хранения данных – это аппаратно-программное решение для надежного хранения данных и предоставление быстрого и надежного доступа к ним.

Реализация аппаратного обеспечения в системах хранения данных (СХД) схоже с реализацией архитектуры персонального компьютера. Зачем же тогда вообще применять СХД в архитектуре локальной сети организации, почему нельзя обеспечить, внедрить СХД на базе обычного ПК?

СХД как дополнительный узел локальной сети на базе персоналки или даже мощного сервера существуют уже давно.

Простейшее предоставление доступа к данным по протоколам FTP (протокол передачи фалов) и SMB (протокол удаленного доступа к сетевым ресурсам) поддержка которых есть во всех современных операционных системах.

Почему же тогда вообще появились СХД?

Все просто, появление СХД связано с отставанием в развитии и скорости работы постоянно запоминающих устройств (жестких магнитных дисков) от центрального процессора и оперативной памяти. Самым узким местом в архитектуре ПК до сих пор считается жесткий диск, даже не смотря на мощное развитие SATA (последовательного интерфейса) до скорости обмена в 600 Мбайт/с (SATA3), физическое устройство накопителя представляет собой пластину, доступ к данным на которой нужно получить с помощью считывающих головок, что очень медленно. Последние недостатки на текущий момент решены накопителями SSD (не механическое запоминающее устройство), построенных на основе микросхем памяти. Кроме высокой цены на SSD у них есть, на мой взгляд, на текущий момент времени, недостаток в надежности. Инженеры СХД предложили вытеснить устройства хранения в отдельный элемент, а оперативную память таких устройств использовать для хранения часто меняющихся данных по специальным алгоритмам, для чего понадобилась программная составляющая продукта. В итоге системы хранения данных работают быстрее, чем накопители на жестких дисках в серверах, а вынос устройства хранения (дисковой подсистемы в отдельный элемент) повлияло на надежность и централизацию системы в целом.

Надежность обеспечил факт реализации в отдельном устройстве дисковой системы, которая работая с программной составляющей,  выполняет одну функцию – это операции ввода/вывода и хранения данных.

Кроме простого принципа – одно устройство, одна функция обеспечивающее надежность. Все основные узлы: блоки питания, контроллеры системы хранения данных дублируют, что конечно еще больше увеличивает надежность системы, но сказывается на цене конечного продукта.

Вынос дисковой системы в отдельный узел позволяет централизовать устройства хранения. Как правило, без отдельного сетевого хранилища, домашние папки пользователей, почта, базы данных хранятся на отдельных узлах, как правило, серверах в сети, что очень неудобно, не надежно. Приходится делать резервные копии, дублировать данные на резервный сервер в сети, что кроме расходов на поддержку и аппаратуру, программное обеспечение, занимает часть пропускной способности сети.

Вот как это выглядит:

С отдельным СХД:

В зависимости от способа, технологии подключения СХД в информационную сеть. СХД подразделяют на: DAS, NAS, SAN

DAS (Direct Attached Storage) – способ подключения, который ничем не отличается от стандартного подключения жесткого диска, массивов дисков (RAID) к серверу или ПК. Как правило, для подключения используется SAS.

SAS – фактически, протокол рассчитанный на замену SCSI, использует последовательный интерфейс в отличии от SCSI, но команды используются те же самые, что и в SCSI. SAS имеет большую пропускную способность благодаря канальным соединениям в одном интерфейсе.

NAS (Network Attached Storage) – дисковая система подключается к общей LAN сети, используется транспортный протокол TCP, поверх модели работают протоколы SMB, NFS (удаленный доступ к файлам и принтерам).

SAN (Storage Area Network) – это выделенная сеть объединяющая устройства хранения с серверами. Работает с использованием протокола Fibre Channel либо iSCSI.

С Fibre Channel все понятно – оптика. А вот iSCSI – инкапсуляция пакетов в протокол IP, позволяет создавать сети хранения данных на основе Ethernet инфраструктуры, скорость передачи 1Gb и 10GB. Скорости работы iSCSI по мнению разработчиков должно хватать почти для всех бизнес приложений. Для подключения сервера к СХД по iSCSI требуются адаптеры с поддержкой iSCSI. До каждого устройства при использовании iSCSI прокладывают как минимум два маршрута, применяя VLAN, каждому устройству и LUN (определяет виртуальный раздел в массиве, используется при адресации) присваивается адрес (World Wide Name).

Отличие NAS от SAN в том, что в сети SAN при операциях ввода/вывода данные считываются и записываются блоками. СХД не имеет никакого представления об устройстве файловых систем.

Из наиболее брендовых вендоров на рынке устройств хранения можно выделить: NetApp, IBM, HP, DELL, HITACHI, EMC.

Для нашего проекта требуется система хранения данных со следующими характеристиками:

• Объем 1Тб для файлов, 1Тб для операционных систем серверов и баз данных, 300 – 500 Гб, для резервных серверов + запас. Итого минимум 3Тб дискового пространства
• Поддержка протоколов SMB и NFS, для раздачи общих файлов для пользователей без участия серверов
• Если хотим загрузку гипервизора с СХД, нужен как минимум протокол iSCSI
• По идее еще нужно учитывать такой важный параметр как скорость ввода вывода (IO) который сможет обеспечить СХД. Прикинуть это параметр можно измерением IO на действующем железе, например программой IOMeter.

Нужно учитывать, что кластеризация от Microsoft работает только через Fibre Channel.

Вот список фирм и железок для выбора:

Asustor

Asustor AS 606T, AS 608T, 609 RD (кроме возможности установки до 8-ми дисков емкостью 4Tb заявлена поддержка VMware, Citrix и Hyper-V.

Аппаратная составляющая

CPU Intel Atom 2.13

RAM 1GB (3GB) DDR3

Hard 2.5, 3.5, SATA 3 or SSD

Lan Gigabit Ethernet – 2

ЖК-Экран, HDMI

Сеть

IPv4, IPv6, Supports 802.3ad and Six Other Modes for Load Balancing and/or Network Failover, Vlan

Сетевые протоколы

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS

Файловая система

Для встроенных жестких дисков: EXT4, Для внешних жестких дисков: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Хранение

Поддержка нескольких томов с резервными дисками

Тип тома: Single disk, JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Поддержка онлайн-миграции уровней RAID-массива

Поддержка онлайн-расширения емкости RAID-массива

iSCSI

Максимальное число целей: 256

Максимальное число LUN: 256

Маскирование целей

Отображение LUN

Монтирование ISO-образов

Поддержка MPIO и MCS

Постоянное резервирование (SCSI-3)

Управление дисками

Поиск поврежденных блоков по графику

Сканирование S.M.A.R.T по графику

Поддерживаемые ОС

Windows XP, Vista, 7, 8, Server 2003, Server 2008, Server 2012

Mac OS X 10.6 Onwards

UNIX, Linux, and BSD

Резервное копирование

Поддержка режима Rsync (удаленной синхронизации)

Резервное копирование в «облако»

Резервное копирование по FTP

Резирвирование на внешние носители

Резервное копирование одним касанием

Системное администрирование

Тип журнала регистрации: системный журнал, журнал подключений, журнал доступа к файлам

Регистратор действий пользователя в реальном времени

Системный монитор реального времени

Сетевая корзина

Дисковая квота пользователей

Виртуальный диск (монтирование образов ISO, макс. 16)

Поддержка ИБП

Управление доступом

Максимальное число пользователей: 4096

Максимальное число групп: 512

Максимальное число папок общего доступа: 512

Максимальное число одновременных подключений: 512

Поддержка Windows Active Directory

Безопасность

Брандмауэр: предотвращение несанкционированного доступа

Сетевой фильтр: предотвращение сетевых атак

Уведомления об угрозах: E-mail, SMS

Защищенные подключения: HTTPS, FTP через SSL/TLS, SSH, SFTP, Rsync через SSH

Операционная система ADM с возможностью подключения дополнительных модулей через app central

Модели AS 604RD, AS 609RD в отличие от  AS 606T , AS 608T, не имеют в своем со ставе ЖК-дисплея, предназначены для установки в стойку и имеют резервный блок питания, заявлена поддержка платформ виртуализации

Netgear

Ready Nas 2100, Ready Nas 3100, Ready Nas Pro 6

Аппаратная составляющая

CPU Intel SOC 1ГГц

RAM 1Гб + ECC

Hard 2.5, 3.5, SATA 2 or SSD

Lan Gigabit Ethernet – 2

Сеть

IPv4, IPv6, Supports 802.3ad and Six Other Modes for Load Balancing and/or Network Failover, Vlan

Сетевые протоколы

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS

Файловая система

Для встроенных жестких дисков: BTRFS, Для внешних жестких дисков: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Хранение

Тип тома: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Поддержка онлайн-расширения емкости RAID-массива

iSCSI

Максимальное число целей: 256

Максимальное число LUN: 256

Маскирование целей

Отображение LUN

Управление дисками

Ёмкость диска, производительность, мониторинг загрузки

Сканирование для поиска плохих блоков на дисках

Поддержка HDD S.M.A.R.T.

Он-лайн коррекция данных на дисках

Поддержка режима Disk Scrubbing

Поддержка дефрагментации

Сообщения (от сервиса SMTP через e-mail, SNMP, syslog, локальный журнал)

Автоматическое выключение (HDD, вентиляторов, ИБП)

Восстановление работоспособности при возобновлении питания

Поддерживаемые ОС

Microsoft Windows Vista (32/64-bit), 7 (32/64-bit), 8 (32/64-bit), Microsoft Windows Server 2008 R2/2012, Apple OS X, Linux/Unix, Solaris, Apple iOS, Google Android)

Резервное копирование

Неограниченное число snapshot для непрерывной защиты.

Восстановление снимков в любой момент времени. Через графический интерфейс пользователя (консоль администратора), ReadyCLOUD, или проводник Windows

Возможность создания snapshot вручную или через планировщик

Синхронизация файлов через R-sync

Облачное управление Remote Replication(ReadyNAS to ReadyNAS). Не требует лицензий для устройств работающих под oперационной системой Radiator OS v6.

Резервирование в “горячем” режиме

Поддержка eSATA

Поддержка резервного копирования на внешние диски to e (USB/eSATA)

Поддержка технологии Remote Apple Time Machine backup and restore (через ReadyNAS Remote)

Поддержка сервиса ReadyNAS Vault Cloud (опционально)

Поддержка синхронизации через ReadyDROP (синхронизация файлов Mac/Windows на ReadyNAS)

Поддержка сервиса DropBox для файловой синхронизации (требуется учётная запись на сервисе DropBox )

Системное администрирование

ReadyCLOUD для обнаружения и управления устройствами

RAIDar –агент для обнаружения устройств в сетиt (Windows/Mac)

Сохранение и восстановление файла конфигураций

Журнал событий

Поддержка сообщений для сервера syslog

Поддержка сообщений для SMB

Графический интерфейс пользователя на русском и английском языках

Genie+ marketplace. Встроенный магазин приложений для повышения функциональности устройства

Поддержка Unicode- символов

Дисковый менеджер

Поддержка Thin provision Shares and LUNs

Мгновенное выделение ресурсов

Управление доступом

Максимальное число пользователей: 8192

Максимальное число групп: 8192

Максимальное количество папок предоставляемых для сетевого доступа: 1024

Максимальное количество подключение: 1024

Доступ к папкам и файлам на основе ACL

Расширенные разрешения для папок и подпапок на основе ACL для CIFS / SMB, AFP, FTP, Microsoft Active Directory (AD) Domain Controller Authentication

Собственные списки доступа

Списки доступа ReadyCLOUD на основе ACL

Авторизация доменных пользователей для CIFS/SMB, AFP, FTP

Операционная система

ReadyNAS OS 6 базируется на Linux 3.x

Ready Nas 3100 отличает Ready Nas 2100 объемом памяти 2Гб ECC

Ready Nas Pro 6 – хранилище с шестью слотами, процессор Intel Atom D510, память DDR2 1Гбайт

Qnap

TS-869U-RP, TS-869 PRO

Аппаратная составляющая

CPU Intel Atom 2.13ГГц

RAM 2Гб DDR3

Hard 2.5, 3.5, SATA 3 or SSD

Lan Gigabit Ethernet – 2

Сеть

IPv4, IPv6, Supports 802.3ad and Six Other Modes for Load Balancing and/or Network Failover, Vlan

Сетевые протоколы

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS

Файловая система

Для встроенных жестких дисков: EXT3, EXT4, Для внешних жестких дисков: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Хранение

Тип тома: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Поддержка онлайн-расширения емкости RAID-массива

iSCSI

Максимальное число целей: 256

Максимальное число LUN: 256

Маскирование целей

Отображение LUN

Инициатор iSCSI (Виртуальный диск)

Stack Chaining Master

До 8 виртуальных дисков

Управление дисками

Увеличение емкости дискового пространства RAID-массива без потери данных

Изменение уровня RAID без остановки работы системы

Контроль состояния дисков (S.M.A.R.T)

Сканирование на сбойные блоки

Функция восстановления RAID-массива

Поддержка Bitmap

Возможность монтирования ISO-образов

Поддерживаемые ОС

Microsoft Windows 2000, XP, Vista (32/ 64 bit), Windows 7 (32/ 64 bit), Server 2003/ 2008

Apple Mac OS X

Linux и Unix

Резервное копирование

Репликация в реальном времени (RTRR)

Работает как в качестве RTRR сервера, так и клиента

Поддерживает резервное копирование в реальном времени и по расписанию

Возможны фильтрация файлов, сжатие и шифрование

Кнопка копирования данных с/на внешнее устройство

Поддержка Apple Time Machine с управлением резервирования

Репликация ресурсов на уровне блоков (Rsync)

Работает как в качестве сервера, так и клиента

Защищенная репликация между серверами QNAP

Резервное копирование на внешние носители

Резервное копирование на облачные системы хранения данных

Amazon S3

Symform

ElephantDrive

Приложение NetBak Replicator для Windows

Поддержка Apple Time Machine

Системное администрирование

Веб-интерфейс на технологии AJAX

Подключение по HTTP/ HTTPS

Мгновенные уведомления по E-mail и SMS

Управление системой охлаждения

DynDNS и специализированный сервис MyCloudNAS

SNMP (v2 и v3)

Поддержка ИБП с SNMP-управлением (USB)

Поддержка сетевых ИБП

Монитор ресурсов

Сетевая корзина для CIFS/ SMB и AFP

Подробные журналы событий и подключений

Список активных пользователей

Клиент Syslog

Обновление микропрограммы

Сохранение и восстановление системных настроек

Восстановление заводских настроек

Управление доступом

До 4096 учетных записей пользователей

До 512 групп пользователей

До 512 сетевых ресурсов

Пакетное добавление пользователей

Импорт/экспорт пользователей

Задание параметров квотирования

Управление правами доступа на вложенные папки

Операционная система

Embedded Linux

TS – 869 Pro – модель без резервного блока питания, объем памяти 1Гб

Synology

RS 2212, DS1813

Аппаратная составляющая

CPU Intel Core 2.13ГГц

RAM 1Гб DDR3

Hard 2.5, 3.5, SATA 2 or SSD

Lan Gigabit Ethernet – 2

Сеть

IPv4, IPv6, Supports 802.3ad and Six Other Modes for Load Balancing and/or Network Failover

Сетевые протоколы

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, SSH

Файловая система

Для встроенных жестких дисков: EXT3, EXT4, Для внешних жестких дисков: NTFS, EXT3, EXT4

Хранение

Тип тома: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

iSCSI

Максимальное число целей: 512

Максимальное число LUN: 256

Управление дисками

Изменение уровня RAID без остановки работы системы

Поддерживаемые ОС

Windows 2000 и последующие версии, Mac OS X 10.3 и последующие версии, Ubuntu 9.04 и последующие версии

Резервное копирование

Сетевое резервирование

Локальное резервирование

Синхронизация папок общего доступа

Резервирование рабочего стола

UsbCopy

Системное администрирование

Уведомление о событиях системы по SMS, E-mail

Пользовательская квота

Мониторинг ресурсов

Управление доступом

До 2048 учетных записей пользователей

До 256 групп пользователей

До 256 сетевых ресурсов

Операционная система

DSM

DS1813 – 2 Гб оперативной памяти, 4 Gigabit, поддержка HASP 1C, поддержка дисков 4Тб

Thecus

N8800PRO v2, N7700PRO v2, N8900

Аппаратная составляющая

CPU Intel Core 2 1.66ГГц

RAM 4Гб DDR2

Lan Gigabit Ethernet – 2

Возможность LAN 10Гб

Сеть

IPv4, IPv6, Supports 802.3ad and Six Other Modes for Load Balancing and/or Network Failover

Сетевые протоколы

CIFS/SMB, NFS, FTP

Файловая система

Для встроенных жестких дисков: EXT3, EXT4, Для внешних жестких дисков: EXT3, EXT4, XFS

Хранение

Тип тома: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10, RAID 50, RAID 60

Поддержка онлайн-расширения емкости RAID-массива

iSCSI

Маскирование целей

Отображение LUN

Управление дисками

Контроль состояния дисков (S.M.A.R.T)

Сканирование на сбойные блоки

Возможность монтирования ISO-образов

Поддерживаемые ОС

Microsoft Windows 2000, XP, Vista (32/ 64 bit), Windows 7 (32/ 64 bit), Server 2003/ 2008

Apple Mac OS X

Linux и Unix

Резервное копирование

Acronis True Image

Утилита резервного копирования от Thecus

Чтение с оптического диска на Nas

Системное администрирование

Серверный веб-интерфейс администрирования

Управление доступом

Поддержка ADS

Операционная система

ThecusOS

N7700PRO v2– модель без резервного блока питания

N8900 – новая модель с поддержкой SATA 3 и SAS

Исходя из данных выше, в необходимости не менее 3-x Tb на текущий момент, а при обновлении ОС и программ эту цифру можно умножить на два, то нужно дисковое хранилище с емкостью не менее 6Tb, и с возможностью роста. Поэтому с закладкой на будущее и организации массива RAID 5 итоговой цифрой является необходимость в 12 Tb. При поддержке дисковой системы жестких дисков емкостью 4Tb, нужна система с не менее шестью отсеками для дисков.

Выбор был существенно уменьшен следующими моделями: AS 609RD, Ready NAS 3200, TS-869U-RP, RS-1212RP+, N8900. Все модели имеют в своем составе дополнительный блок питания. И заявленную производителем поддержку известных платформ виртуализации. Наиболее интересной показалась  модель от NetGear - Ready NAS 3200, так как только эта модель кроме SMART поддерживала хоть какие та дополнительные технологии для работы с дисками кроме SMART и память с ECC, но цена вылетала за 100 000 руб, к тому же были сомнения по поводу возможности работы в ней дисков 4Tb и SATA3. Цена за RS-1212RP+, тоже вылетала выше 100 тысяч. AS 609RD – игрок на рынке систем хранения очень новый, поэтому не известно как поведет себя эта СХД.

Из чего оставалось только две системы на выбор: TS-869U-RP, N8900.

TS-869U-RP – на текущий момент стоит порядка 88 000 руб.

N8900 – цена 95 400 руб, имеет массу преимуществ в сравнении с TS-869U-RP – это поддержка как дисков SATA так и SAS, возможность дополнительной установки адаптера 10Gb, более мощный двуядерный процессор, поддержка дисков SATA3 4Tb. Кроме того существует резервирование прошивки на резервную микросхему, что дает более выгодную надежность по сравнению с другими системами.