Виртуализация хранилищ данных. Часть 4.

Часть 1 | Часть 2 | Часть 3 | Часть 4

Окончание серии статей, посвященных описанию сущности виртуализации, ее преимуществ для бизнеса, архитектуре виртуализации, а также представлению некоторых решений, в частности решения от Chaparral/FalconStor.

Решение Chaparral/FalconStor RAIDar PS™

Ознакомившись с изложенными в предыдущих статьях идеями и концепциями, обратимся к возможностям производительности конкретного решения Chaparral/FalconStor RAIDar PS, применяющего внутриполосной подход (in-band) к виртуализации. RAIDar PS не только снижает издержки благодаря оптимизации оборудования, уже имеющегося у предприятия, но и повышает производительность. Тесты показывают, что решение обеспечивает постоянную пропускную способность канала передачи данных хост-хранилище в 115 Мб/сек для соединения Gigabit Ethernet; тесты также показали максимальную скорость потока данных в 118 Мб/сек. Поскольку теоретически пределом для 1 Гб Ethernet является 125 Мб, это означает, что пропускная способность решения RAIDar PS максимизирует пределы пропускной способности Gigabit Ethernet. Другие тесты показали пропускную способность в более чем 95 Мб/сек для 1 Гб Fibre Channel, и удвоенную пропускную способность для 2 Гб Fibre Channel — также очень высокие результаты.

При использовании Ethernet в качестве протокола соединения, RAIDar PS достигает таких результатов производительности с использованием протокола Chaparral/FalconStor SAN/IP, который применяется для коммуникации между сервером RAIDar PS и его клиентскими серверами. Этот протокол полностью совместим с современными устройствами соединения. Клиентская часть – это виртуальный SCSI драйвер, благодаря использованию которого и данного высокоэффективного протокола связи, достигается поразительная пропускная способность канала передачи данных. Технология RAIDar PS совместима с новыми технологиями, включая и новый стандарт iSCSI.

При использовании Fibre Channel в качестве протокола соединения, RAIDar PS полностью использует присущую Fibre Channel (native) пропускную способность в 100 Мб/сек. Поскольку RAIDar PS добавляет минимум служебных сигналов или данных, можно реально достичь таких скоростей как 95 Мб/сек и выше. Для достижения более высоких уровней пропускной способности для одного сервера RAIDar PS, можно объединить несколько адаптеров FC HBA. RAIDar PS достигает таких скоростей благодаря архитектуре копирования без использования ресурсов памяти (zero-memory copy architecture), которая передает данные через сервер RAIDar PS с минимальной обработкой и не используя кэширование данных в памяти.

Еще одним фактором, который необходимо принять во внимание, является объем пропускной способности, который можно длительное время поддерживать через сервер RAIDar PS. Типичные шины PCI обладают пропускной способностью в 520 Мб/сек. Такой тип шины может быстро достичь своего лимита, в зависимости от количества и скорости устройств хранения данных, подключенных к серверу. Однако необходимо отметить, что, поскольку сервер RAIDar PS находится на пути данных (data path), он может создавать статистические отчеты по пропускной способности ввода/вывода и о потоках данных для различных подключенных к серверу устройств хранения. Это означает, что приближение пропускной способности шины к своему предельному значению можно обнаружить, предсказать и предупредить. Кроме того, это позволяет осуществлять превентивное планирование пропускной способности. В случае, когда PCI шина достигает лимита пропускной способности, можно запланировать модернизацию системы до многошинной архитектуры сервера.

Более того, по мере роста скоростей PCI шин, возможность появления узкого места ввода/вывода уменьшается. Новые технологии, такие как InfiniBand, также помогут уменьшить проблему.

Основная цель – снижение издержек

Внутриполосной подход имеет значительные преимущества. Для того чтобы удлинить (расширить) соединения SAN, необходимо устройство, которое будет служить мостом между сетью Fibre Channel, работающей на ограниченное расстояние, и безграничной сетью на основе IP. И хотя некоторые решения могут снизить ограничения, накладываемые Fibre Channel на возможное расстояние работы, они обычно дорогостоящи в реализации и поддержке.

Однако этому существует экономичная альтернатива – мир IP. Инфраструктура IP универсальна и позволяет использовать стандартные сетевые устройства для презентации виртуальных томов, полученных с хранилищ SAN, множеству серверов приложений. Она также позволяет осуществлять управление этими виртуальными томами IT персоналу, знакомому с IP.

С RAIDar PS можно реализовать все возможности экономии средств, представленные в результате применения решения виртуализации. Особенно это касается огромной экономии за счет существенного снижения административных и управленческих издержек. В виртуализированной среде RAIDar PS, программное обеспечение инфраструктуры хранения Chaparral/FalconStor RAIDar PS применяет интуитивно понятный графический интерфейс пользователя на основе java для визуального представления хранилищ, и последующего назначения и манипулирования ими по мере необходимости. Один администратор потенциально может с легкостью управлять огромным объемом данным, вместо максимальных 300 Гб, возможных при отсутствии виртуализации.

Более того, с помощью RAIDar PS динамическое изменение прав доступа к виртуальным томам можно осуществлять ‘на лету’. Прозрачная online миграция устройств хранения позволяет поддерживать и модернизировать хранилища, не закрывая приложений. А меньшее время простоя в нынешних условиях равно бoльшим доходам компании.

Полная безопасность доступа с RAIDar PS

Даже если речь идет только об intra-SAN, внутриполосной (in-band) подход по-прежнему имеет определенные преимущества.

Проблема: Для выполнения таких задач, как анализ потоков и создание ‘мгновенных снимков’ (snapshot), некоторые решения метаданных нужно размещать в ‘data path’ (тракт, путь прохождения данных). Другими словами, они перемещаются in-band и out-of-band. Эти серверы метаданных также должны иметь возможность подключаться к коммутаторам Fibre Channel для корректного распределения путей между сервером(ами) приложений и устройствами хранения данных. Это достигается либо с помощью ‘стандартизации’ за счет использования коммутаторов только одного определенного производителя (то есть, по сути, создания гомогенной среды), либо путем отключения в коммутаторе всего зонирования и LUN masking. Отключение зонирования и LUN masking чревато проблемами безопасности в Fibre Channel: утилиты нижнего уровня получают возможность сканировать все подключенные хранилища, поскольку доступ к ним через коммутатор открыт.
Настоящая безопасность может быть реализована только благодаря использованию интеллектуального решения ‘точка-точка’. Некоторые решения организуют это через установку на серверах и хранилищах интеллектуальных адаптеров, однако это трудоемко и требует проведения множества тестов на совместимость.

Решение: Поскольку сервер RAIDar PS размещается между хост сервером(ами) приложений и устройствами хранения данных, он обеспечивает полную безопасность и настоящее интеллектуальное решение ‘точка-точка’. Устройства нижнего уровня не могут обманным путем получить доступ к хранилищам. Для поддержания безопасности хост-сервера также используется инфраструктура открытого ключа (public key infrastructure). При конфигурации хост-сервера и подключении его к виртуальному тому создается разделяемый (совместно используемый) секретный ключ, это гарантирует, что именно этот и только этот определенный клиент может иметь доступ к соответствующему виртуальному тому.

Пользователи, уделяющие особенное внимание вопросам безопасности, могут также оценить способность компаний Chaparral и FalconStor предлагать самые современные технологии безопасного доступа. RAIDar PS обеспечивает строгую политику встроенной авторизации, что гарантирует абсолютную защиту ресурсов хранения данных в сети хранения RAIDar PS от несанкционированного доступа. Безопасность консоли управления одинакова для всех типов соединений. Консоль RAIDar PS на основе Java обеспечивает централизованный контроль доступа к сети хранения, появившейся в результате агрегирования и виртуализации ресурсов хранения. Только обладающий всеми правами администратор имеет возможность управлять физическими устройствами, создавать и управлять виртуальными дисками, определять политики управления хранением, осуществлять сквозную (end-to-end) диагностику и создавать отчеты. RAIDar PS также является единственным в отрасли решением хранения, применяющим процесс аутентификации на основе ключа, что создает дополнительный уровень защиты от несанкционированного доступа обманным путем.

Soft re-cabling

Модель решения виртуализации хранения RAIDar PS также позволяет осуществлять soft re-cabling (мягкую перекладку кабеля) хостов: способность логически передислоцировать хранилище от одного хоста к другому без перемещения физических кабелей. Все новые назначения управляются программным обеспечением, с простой функциональностью ‘point and click’. Например, существующий набор данных, находящийся на виртуальном хранилище можно переключить с тестового сервера на производственный сервер в течение нескольких секунд через переназначение ПО. Методология RAIDar PS намного проще сложных реконфигураций коммутаторов Fibre Channel и топологий зонирования, обычно принимаемых за soft-recabling.

Высокая готовность

Высокая готовность также является одним из наивысших приоритетов для компаний. В настоящее время, благодаря опции Active-Active Failover, RAIDar PS может быть реализован в двухузловой кластерной конфигурации active-active, в которой два RAIDar PS сервера сконфигурированы таким образом, чтобы наблюдать за состоянием друг друга: при отказе одного из них, второй автоматически принимает на себя рабочую нагрузку отказавшего сервера. Таким образом, усовершенствованное решение виртуализации RAIDar PS поддерживает конфигурации высокой готовности, обеспечивая полную избыточность на всем пути данных и устраняя любые возможные точки сбоя. Между кластером серверов RAIDar PS и подключенными к ним устройствами хранения данных можно также установить мирроринг. В результате, виртуальное решение хранения RAIDar PS обладает высокой избыточностью и готовностью 24x7.

Полная свобода выбора

ПО инфраструктуры хранения Chaparral/FalconStor RAIDar PS предлагает полную свободу выбора производителей устройств, интерфейсов, соединений, платформ и протоколов. Предприятия получают возможность осуществлять виртуализацию через диски, файл-кабинеты, протоколы и устройства различных производителей с управлением пространством ‘just-in-time’ (строго по графику) (емкость по требованию).

Решение RAIDar PS является ОС-независимым. Само программное обеспечение RAIDar PS в настоящее время работает на Linux сервере, что означает, что его платформа является открытой и получает значительную и постоянно растущую поддержку технологической отрасли. Решение также может работать на платформе Solaris. RAIDar PS не основывается ни на какой запатентованной операционной системе, такой как некоторые решения "black box", следовательно возможность дальнейшего расширения и добавления функциональных возможностей в будущем остается открытой. Более того, RAIDar PS интегрируется в Windows 2000, Solaris, Windows NT, Caldera, Redhat, HP-UX и IBM AIX. Компании не прекращают разработки, и число поддерживаемых ОС на клиент-серверах постоянно растет, При использовании Fibre Channel без дополнительной функции RAIDar PS Client, RAIDar PS поддерживает любые операционные системы, такие как, например, Macintosh и NetWare.

Решение RAIDar PS не зависит от протокола соединения: RAIDar PS эффективно поддерживает Fibre Channel (Intra- и Inter-Fibre Channel SAN), IP, iSCSI, CIFS/SMB, NFS и новые стандарты, такие как InfiniBand.

Решение RAIDar PS не зависит от производителя устройств или компонентов хранения и не зависит от интерфейсов хранения. Оно полностью поддерживает и прекрасно работает в гетерогенных средах хранения. Как уже упоминалось ранее, устройства хранения данных обладают различными характеристиками производительности; RAIDar Ps обладает способностью оценивать пропускную способность устройств, что позволяет осуществлять более качественное группирование хранилищ в виртуальные тома. Впоследствии можно проводить плановый мониторинг статистического анализа потоков данных с целью планирования емкостей. RAIDar PS позволяет создать пул хранения с небольшим временем ожидания, к которому можно добавлять новые физические устройства хранения, не влияя при этом на существующее логическое распределение ресурсов.
После создания виртуальных томов, администратор хранилищ может установить разрешения на чтение/запись и назначить ресурсы SAN и/или NAS соответствующим хостам. Кроме этого, у администраторов есть возможность динамически добавлять, удалять и зеркалировать тома, а также изменять разрешения.

Поскольку разрешения устанавливаются на уровне томов, формат файлов больше не является проблемой – это оставлено на усмотрение клиентской операционной системы. В отличие от решений управления файлами от иных производителей, RAIDar PS не вмешивается в область доступа к файловой системе.

Еще одна потенциальная проблема внутриполосных (in-band) решений связана с кэшированием. Когда во внутриполосных решениях используются кэши записи, связность, непротиворечивость кэша (взаимное соответствие содержимого различных кэшей) может стать серьезной проблемой. Иными словами, если один узел внутри кластера выпадает, существует возможность того, что кэш записи второго узла не будет синхронизован. RAIDar PS не применяет кэширование записи, так что это не является проблемой. Кэшированием записи занимаются аппаратные средства. Кроме того, программы баз данных, как правило, оснащены своими собственными алгоритмами кэширования, которые настроены специально для их использования.

Мощное решение виртуализации

Отлаженное решение виртуализации может принести компании огромную пользу, играя основную роль в обеспечении непрерывности ведения бизнеса, повышении окупаемости инвестиций (ROI) и снижении общей стоимости владения (TCO) инфраструктуры хранения. Однако, всего этого невозможно достичь, если решение виртуализации не является частью комплексной, открытой, высокопроизводительной инфраструктуры хранения, обеспечивающей превосходный уровень безопасности данных. В отличие от аппаратного решения, программное решение может достичь необходимого уровня гибкости и количества свойств и характеристик, особенно если это усовершенствованное программное обеспечение, основывающееся на открытых стандартах.

RAIDar PS является именно таким решением. Инновационное корпоративное ПО от Chaparral/FalconStor – это испытанное, высокопроизводительное решение инфраструктуры сетевого хранения данных, которое включает в себя функциональные возможности виртуализации в простом в использовании комплекте, объединяющим скорость, безопасность, надежность, взаимодействие и масштабируемость, в то же время обеспечивая новейшие средства управления данными. Критически важные для хранения программы включают мгновенные снимки (snapshot), мирроринг и репликацию, которые в свою очередь обеспечивают непрерывность ведения бизнеса и восстановление данных после сбоев. Увеличение емкостей хранения происходит строго вовремя и по графику (just-in-time) благодаря характеристике RAIDar PS Capacity-on-Demand (емкость по запросу).

RAIDar PS предлагает компаниям полную свободу выбора, необходимую для максимально эффективного использования их существующей IT инфраструктуры. Это позволяет компаниям, по мере роста требований и возможностей расширения, использовать то, что у них уже есть. RAIDar PS основывается на незапатентованной операционной системе: ОС, лежащая в основе RAIDar PS открыта и позволяет реализовать не только виртуализацию хранения, но и хранения через IP или Fibre Channel. Решение способствует оптимизации работы приложений, а также снимает с хост-сервера такую нагрузку, как выполнение задач репликации и резервного копирования. Разработчики обеих компаний - Chaparral и FalconStor – постоянно работают над тем, чтобы решение RAIDar PS всегда удовлетворяло всем современным потребностям рынка, и интегрируют новые технологии, такие как iSCSI и InfiniBand.

Решение виртуализации RAIDar PS приносит компаниям огромные преимущества на новом рынке, ориентированном на сети и данные. В дополнение к существенной экономии издержек, которую приносит решение в результате своей работы, RAIDar PS также доступно для реализации.