SAN, NAS, Unified Storage – co brać pod uwagę przy wyborze sieciowej pamięci masowej

Na rynku znajduje się coraz więcej rozwiązań do przechowywania danych typu NAS, SAN, Unified Storage, co sprawia, że dużo osób ma problem z wybraniem odpowiedniego systemu dla siebie. Wybór sieciowej macierzy dyskowej to bardzo poważny problem dla wielu osób, gdyż trzeba wybrać takie rozwiązanie, które będzie przystępne, cenowo, w pełni spełni nasze aktualne oczekiwania, ale w żaden sposób nie będzie nas ograniczać w przyszłości.

Skalowalność

Przy wyborze macierzy należy brać pod uwagę tylko te rozwiązania, które są skalowalne, co sprawi, że w przyszłości, gdy się okaże, że będziemy mieli potrzebę rozbudować nasz system, to macierz nam to umożliwi. Jest to bardzo ważne, gdyż proszę pamiętać, że nikt z nas nie jest jasnowidzem i to, że dzisiaj komuś wystarczy macierz o pojemności 10TB wcale nie oznacza, że za 3 lata nie będzie potrzebował 400TB. Dlatego należy pamiętać, żeby się nie ograniczać już na starcie, dobry inżynier zawsze ma plan B.

Przykładem takich rozwiązań jest marka Qsan, gdzie najmniejsza macierz obsługuje 12 dysków w obudowie 2U, a największa 60 dysków w obudowie 4U. Najważniejsze jest to, że w każdej chwili mamy możliwość rozbudowania systemów do obsługi 256 dysków. Kolejne dyski dodaje się przy pomocy dodatkowych półek, które podłącza się do głównej macierzy przez porty mini SAS. Qsan w swojej ofercie posiada cztery wersje półek 12, 16, 24 i 60 dyskowe.

Infrastruktura

Obecnie dużo osób patrzy nie tylko na koszty zakupu, ale także na koszty utrzymania macierzy. Przykładowo jeżeli chcemy wstawić naszą macierz do zewnętrznej serwerowni, to powinno nam zależeć na dużym upakowaniu dysków bo sprawi, że będziemy płacić za mniejszą przestrzeń w szafie rack. W takim przypadku zamiast kupować tańsze model 24 dyskowe o wielkości 4U każdy, lepiej jest zainwestować pieniądze w jedną macierz 4U, która pomieści 60 dysków. Faktem jest, że przy zakupie wydamy więcej, ale później zamiast opłacać 12U w dzierżawionej szafie płacimy tylko za 4U. Inną zaletą macierzy o dużym zagęszczeniu jest mniejszy pobór prądu, co w dłuższym okresie czasu sprawia, że są one bardziej opłacalne, gdyż całkowity koszt utrzymania jest niższy.

Ceny

To bardzo ważny parametr, szczególnie w macierzach, bo wbrew pozorom nie zawsze drogie jest lepsze, a tanie jest gorsze. Okazuje się, że znane marki typu IBM, HP, Dell, EMC czy NetApp nadużywają popularności, co sprawia, że często przepłacamy za funkcje, które obecnie są standardem np. replikacja między urządzeniami, thin provisioning, czy uruchomienie migawek. Z drugiej strony firmy takie jak Qsan, mniej znane na rynku w Polsce, w cenie macierzy oferują takie funkcje jak deduplikacja, thin provisioning, migawki, replikację, klonowanie wolumenów czy wysoką dostępność, co sprawia, że warto rozważyć ich zakup.

Przeznaczenie

Musimy jasno zdefiniować jakie będzie przeznaczenie naszej macierzy, czy będzie to macierz produkcyjna przechowywująca bardzo ważne bazy danych, czy będzie to macierz, której zadaniem będzie przechowywanie tylko kopi zapasowych, a może będzie to macierz, na której będą przechowywane maszyny wirtualne. Może się też okazać, że na macierzy będziemy trzymać różnego rodzaju dane i wtedy warto wybrać macierz, która umożliwia montaż w jednej obudowie zarówno wolnych dysków SATA jak i szybkich dysków SAS. Przykładowo macierze dyskowe od firmy Qsan umożliwiają montaż w jednej obudowę dysków twardych z interfejsem SAS i SATA.

Ważną kwestią do rozważenia przy wyborze sieciowej pamięci masowej jest też to jaką rolę macierz ma pełnić, czy ma być podłączona do istniejącego już środowiska i jej zadaniem będzie udostępnianie przestrzeń dyskowej na poziomie blokowym przy pomocy protokołów FC lub iSCSI, jeżeli tak to wtedy decydujemy się na rozwiązanie typu SAN. Jeżeli jednak macierz dyskowa ma za zadanie sama udostępniać w sieci swoją przestrzeń na poziomie plikowym przy pomocy protokołów sieciowych tj. SMB, CIFS, NFS czy AFP to musimy zakupić system NAS. Może też się okazać, że zależy nam na tym, aby nasza macierz miała możliwość udostępniania swojej przestrzeni zarówno na poziomie plikowym jak i blokowym, w takim przypadku należy wybrać system Unified Storage (SAN i NAS w jednym)

Wydajność

Jeżeli wiemy, że macierze będzie przechowywać dane, które będą miały duże wymagania co do ilości IOPS i przepustowości to na pewno będzie trzeba zdecydować się na model z dyskami SAS i kontrolerem sprzętowym. W przypadku gdy będą to tylko dane pracowników, które nie mają dużego priorytetu to spokojnie możemy przechowywać je na dyskach SATA. Gdy potrzebujemy wydajnej macierzy, a nie stać nas na szybkie dyski SAS to warto rozważyć opcję macierzy obsługującej SSD cache, która sprawi, że osiągi na dyskach SATA zbliżą się do dysków SAS, taką opcję w standardzie mają systemy macierzy typu SAN i NAS od firmy Qsan.

Bezpieczeństwo

Macierze mogą mieć jeden lub więcej kontrolerów i teraz pytanie czy potrzebne są nam od razu dwa kontrolery. To oczywiście zależy od rodzaju danych, jak na macierzy będą tylko kopie zapasowe to wystarczy jeden, jak natomiast będzie to główna macierz, to dwa kontrolery to podstawa. Na pewno przy zakupie wersji z jednym kontrolerem warto zwrócić uwagę na to, czy w przyszłości będzie można dołożyć dodatkowy kontroler.

Bezpieczeństwo naszych danych jest najważniejsze więc należy zwrócić uwagę na to, w jaki sposób wybrana przez nas macierz zabezpiecza nasze dane. Jako przykład posłużą nam rozwiązania firmy Qsan. Każdy system macierzy dyskowej tego producenta został tak zaprojektowany, aby zapewnić ciągłość pracy systemu, dlatego każdy element macierzy jest w pełni redundantny, żeby tego było mało system został tak skonstruowany, że wymiana uszkodzonego modułu odbywa się podczas pracy całego systemu.

Oprócz tego systemy Qsan posiadają zaawansowane oprogramowanie, którego jeszcze bardziej zabezpiecza nasze dane i tak mamy możliwość aktualizacji oprogramowania kontrolerów bez restartowania systemu, co zapewnia ciągłość pracy. Macierzy Qsan umożliwiają także podnoszenie oprogramowania dysków twardych podczas pracy systemu, więc jeżeli się okaże, że nasze dyski mają wgrany firmware, który potencjalnie może wpłynąć na utratę naszych cennych danych to bez problemu będziemy mogli go zaktualizować.

W macierzach Qsan kontrolery pracują w trybie active-active co sprawia, że w razie awarii kontrolera nadal mamy dostęp do naszych danych. Każdy kontroler ma moduł bateryjny, którego zadaniem jest podtrzymanie pamięci cache kontrolera w razie awarii zasilania, dzięki temu w momencie, gdy awaria zasilania zostanie usunięta mamy pewność, że spójność danych została zachowana.

Dyski w celach zwiększenia wydajności jak i bezpieczeństwa danych możemy łączyć w grupy RAID 0, 1, 0+1, 3, 5, 6, 10, 30, 50, 60, dodatkowo możemy konfigurować dyski zapasowe dedykowane dla konkretnej grupy RAID lub tzw. globalne dyski zapasowe, które w razie awarii dysku obsłużą wszystkie grupy RAID.

Wszystkie macierze dyskowe firmy Qsan w standardzie posiadają oprogramowanie, które umożliwia wykonywanie migawek wolumenów, co umożliwia wersjonowanie kopi zapasowych naszych danych, więc jeżeli się okaże, że ktoś przez pomyłkę skasował plik lub nadpisał plik innym plikiem w złej wersji to w każdej chwili mamy możliwość odzyskania takich danych.

Mamy też możliwość klonowania wolumenów między różnymi grupami RAID, więc jeżeli okaże się, że w danej grupie RAID awarii ulegnie więcej dysków niż dopuszcza to skonfigurowany tryb RAID, to nasze dane są zabezpieczone na drugim wolumenie. Oczywiście może się też tak zdarzyć, że awarii ulegnie cała macierz np. na skutek zalania podczas powodzi lub spalenia podczas pożaru, ale to nie jest problem, gdyż firma Qsan też to przewidziała, dlatego umożliwia wykonywanie replikacji danych między różnymi macierzami, które znajdują się w różnych lokalizacjach, dzięki czemu w takiej sytuacji, jak opisałem powyżej nasze dane są nadal zabezpieczone.

W systemach NAS firmy Qsan, co bardzo ważne, został zaimplementowany system ZFS, który ma wiele zalet, ale najważniejszą z nich jest funkcja samo uleczania. Polega to na tym, że przy zapisie bloków danych na macierz, dla każdego bloku obliczana jest funkcja skrótu, a przy odczycie zanim blok danych zostanie odczytany przez aplikację, najpierw jest sprawdzany przez system ZFS, czy nie uległ tak zwanemu cichemu uszkodzeniu danych, jeżeli okaże się, że funkcja skrótu, która została obliczona przy zapisie nie będzie taka sama jak ta przy odczycie to blok danych zostanie najpierw naprawiony, a dopiero później przesłany do aplikacji, która wysłała zapytanie o dostęp do niego. Wiele firm produkujące macierze milczy o problemie cichego uszkodzenia danych, gdyż nie mają narzędzia, które potrafiłoby wyeliminować ten problem, a jest to bardzo duży problem. Przykładowo co z tego, że mamy wykonane kopie zapasowych danych, jak może się okazać, że po kilku miesiącach zostaną one uszkodzone, a dowiemy się o tym w momencie, gdy dojdzie do awarii systemu i będziemy musieli odzyskać dane z kopi zapasowych, a wtedy okaże się, że przy próbie odtworzenia danych wyskoczy nam błąd, który poinformuje nas, że plik z kopią zapasową został uszkodzony.

Inną ważną opcją systemy ZFS jest jego odporność na nagły zanik zasilania, systemy plików takie jak NTFS, EXT3 czy EXT4 bardzo źle znoszą nieprawidłowe zamknięcie systemu i główni w takich momentach te system plików ulegają uszkodzeniu. System ZFS zawsze tworzy kopie bloków, co sprawia, że jest bardzo odporny na takie zdarzenia.

Gwarancja

Wbrew pozorom to bardzo ważny punkt, obecnie gwarancje typu 5 lat NBD onsite na macierz i dyski to już standard, niektórzy producenci tak jak firma Qsan nawet dają gwarancję usunięcia awarii w czasie 4h od momentu jej zgłoszenia. Ale nadal są firmy, które oferują tylko standardową gwarancję 2 lata i na to należy zwrócić uwagę, bo macierz może mieć naprawdę wiele elementów, które wydawać by się mogło sprawiają wrażenie, że jest niezniszczalna i jest odporna na wszelkiego rodzaju awarie, ale bądźmy szczerzy, nie żyjemy w bajce, więc dobrze mieć zapewnione dobre wsparcie w sytuacji, gdy znajdziemy się w 0,3% właścicieli rozwiązań sieciowy pamięci masowych, którym niestety system uległ poważnej awarii.