Товарное предложение на рынке масштабируемых NAS

За последние два года масштабируемые (scale-out) NAS стали одной из самых горячих тем в индустрии хранения, что продемонстрировала серия недавних поглощений разработчиков таких систем, предпринятых крупнейшими вендорами СХД, включая сделки Hitachi Data Systems — BlueArc, Dell — Exanet, HP — Ibrix и EMC — Isilon. Кроме того, корпорация IBM в 2010 г. вывела на рынок масштабируемую NAS собственной разработки SONAS, хотя до этого несколько лет достаточно успешно продавала (и продолжает продавать) под собственной торговой маркой NAS-системы NetApp. Чтобы понять причины всплеска интереса к этому классу СХД, стоит пояснить их отличия от классических NAS.

Такие классические NAS-системы как «файлеры» NetApp — это по существу специализированные файл-серверы, где за счет оптимизации операционной системы под операции чтения и записи файлов обеспечивается высокая скорость поиска и доступа к файлам, упрощается администрирование файловым хранилищем, что позволяет применять их как решение для консолидации хранения файлов в компаниях вместо использования в подразделениях выделенных файл-серверов на базе стандартных серверов Windows или Linux. Недостатком самых мощных классических NAS по сравнению с системами хранения старшего класса для сетей хранения, таких, как EMC Symmetrix V-Max или Hitachi VSP, является ограниченная масштабируемость производительности и файловой системы. Дело в том, что классические NAS поддерживают не более двух контроллеров массива (а, например, в EMC Symmetrix V-Max или Hitachi VSP их может быть несколько десятков), и в результате контроллеры этих СХД могут стать узким местом при работе с огромными объемами папок и файлов. Первыми с этим ограничением классических NAS-систем столкнулись академические организации, использующие суперкомпьютерные расчеты и хранящие их результаты в виде большого числа файлов разного размера. Сейчас в связи с проблемой хранения «Больших Данных» (т. е. гигантских объемов постоянно увеличивающегося неструктурированного контента) масштабируемость классических NAS оказалась недостаточной для обработки и хранения библиотек видео высокого разрешения и другого мультимедийного контента в телевизионных и кинокомпаниях, результатов геофизической разведки, собранных для поиска новых месторождений нефти и газа, медицинских снимков, полученных на томографах и рентгеновских аппаратах, созданных с помощью САПР цифровых чертежей новых машин и деталей, а также для обслуживания крупных сайтов Интернета, предоставляющих услуги хранения мультимедийных файлов.

Для преодоления ограничений масштабируемости процессорной мощности классических NAS используется технология многоузловых кластеров, давно применяемая в мире суперкомпьютеров. Объединение в кластер более двух контроллеров позволяет не только увеличивать производительность NAS добавлением новых узлов с контроллерами, если мощности двух контроллеров оказалось недостаточно, но и улучшает ее отказоустойчивость. Если в NAS только два контроллера и один из них по какой-то причине выходит из строя, то вся нагрузка ложится на второй, а это может привести к падению быстродействия чтения/записи файлов. Если сбой произошел в тот момент, когда нагрузка на NAS была максимальной, то один контроллер просто не сможет работать за двоих, и фактически данные системы станут недоступны. В масштабируемых NAS нагрузка с неисправного контроллера перераспределяется по нескольким другим узлам, поэтому отказ одного узла не так резко сказывается на производительности. И поскольку масштабируемые NAS обычно продвигаются как системы хранения корпоративного класса, вендоры применяют в них различные мощные средства защиты данных от аппаратных сбоев и обеспечения непрерывного доступа к файлам.

Основные игроки рынка

Мы собрали характеристики масштабируемых NAS, которые сегодня предлагаются на российском рынке СХД, в таблицу.

Таблица. Товарное предложение моделей масштабируемых NAS.

Сразу оговоримся о некоторых «пробелах» в ней. В—первых, в таблице отсутствуют продукты компании NetApp, поскольку у этого вендора и пионера технологий NAS пока нет предложения из этой категории. Стоит отметить, что еще в 2004 г. NetApp приобрела разработчика технологий масштабирования NAS — фирму Spinnaker — специально для того чтобы на основе ее интеллектуальной собственности реализовать для операционной системы своих файлеров Data ONTAP поддержку многоузловых конфигураций контроллеров, однако этот проект до сих пор не закончен и системы хранения NetApp в максимальной конфигурации состоят только из двух контроллеров. Во-вторых, мы также не стали включать в данный список компанию Dell, хотя этот вендор обещает в ближайшее время выпустить на базе масштабируемой файловой системы Exanet и систем хранения Dell Compellent собственную масштабируемую NAS.

Большинство масштабируемых NAS — это шлюзы (так называемые NAS-головы), состоящие из контроллеров и подключаемые к внешним дисковым системам хранения, причем это могут быть дисковые массивы и другого вендора. Как правило, сами контроллеры реализованы на базе серверов стандартной архитектуры, и фактически вся «изюминка» этих систем — это специализированная файловая система. Применение в качестве аппаратной платформы стандартного оборудования сокращает затраты средств и времени на разработку новых поколений систем и позволяет использовать новейшие серверные процессоры Intel и AMD и другие передовые технологии, например, твердотельные диски и 3-Тб жесткие диски SATA.

Перспективы

Пока количество инсталляций масштабируемых NAS в России незначительно и в открытых источниках практически отсутствуют сведения о подобных проектах. В основном их покупают телевизионные и киностудии. Например, на последнем московском EMC Forum было объявлено о поставке Isilon IQ для ВГРТК и для нескольких других заказчиков из сектора электронных СМИ. Несколько позже компания EMC сообщила о том, что Isilon IQ X-series приобрел один из самых посещаемых интернет-ресурсов Рунета — автомобильный портал Auto.ru. Ежедневно на этом сайте размещается более 150 тыс. частных и коммерческих объявлений, новостей, обзоров, а количество посещений достигает полумиллиона в день. Популярность портала ведет к значительной нагрузке на серверную платформу сайта, например, минимальный объем трафика составляет 400 Мбит/сек, а интенсивность запросов ввода/вывода порядка 15 тыс. операций ввода/вывода в секунду (IOPS). Как утверждает EMC, внедрение масштабируемой NAS-системы Isilon IQ X-series для хранения огромного массива фотоизображений Auto.ru оказалось крайне эффективным решением для обеспечения требуемого уровня производительности портала. В этом проекте более 70 серверов было заменены на кластер Isilon IQ X-Series из 13 узлов, объединенных посредством Infiniband и обеспечивающих надежное хранение данных и непрерывный доступ к ним.

Несомненно, что по мере совершенствования технологий этих СХД, которые еще недавно были нишевыми продуктами для суперкомпьютерных вычислений, и увеличения числа предприятий, столкнувшихся с проблемой Больших Данных, они могут занять существенную долю на рынке систем хранения. К тому же аналитики прогнозируют, что в будущем объем неструктурированного контента будет расти быстрее, чем объемы структурированного контента, для хранения которого используются дисковые массивы SAN. Перспективность масштабируемых NAS может улучшить и дальнейшее развитие сетевой файловой системы Network File System (NFS), на которой основаны и фирменные файловые системы масштабируемых NAS. В нынешнем году вышла версия NFS 4.1, в которой реализован механизм Parallel NFS (PNFS), позволяющий распараллеливать общий доступ к файлам и в результате увеличивать скорость передачи данных пропорционально размерам системы.

Лев Левин, внештатный эксперт «Бестселлеров IT-рынка»

Полная электронная версия этой статьи доступна только для подписчиков. Для получения полной электронной версии статьи сейчас Вы можете оформить запрос.