База знаний

А знали ли вы, что QSAN поставляет не только NAS системы , но и предлагает своим партнерам двухконтроллерные системы хранения SAN , предназначенные для построения сетей хранения данных, а также совсем недавно представила новую линейку унифицированных (Unified) хранилищ, совмещающих в себе черты обоих классов устройств.

В чем же заключаются различия между системами NAS и SAN? Для ответа на этот вопрос давайте рассмотрим эти классы устройств немного подробнее.

NAS (Network Attached Storage) или сетевое хранилище, представляющее собой сетевое устройство, которое уже довольно часто можно встретить в домах, а также в офисах небольших и средних компаний. Подключаются NAS по сети Ethernet, как обычный сетевой узел, наравне с компьютерами и прочими устройствами TCP/IP. Такие устройства, как правило, не дороги, но предоставляют широкий набор инструментов и файловых протоколов для доступа к сетевым папкам и ресурсам множеству пользователей одновременно. Ядром NAS систем обычно является один или несколько отказоустойчивых RAID массивов и файловая система, развернутая на них. В накопителях XCubeNAS от QSAN используется файловая система ZFS , на других прочих это могут быть EXT4, BTRFS, XFS и т.д. Но основная их цель остается неизменной – создание и поддержание структуры папок и файлов, к которым пользователи получают доступ по SMB/CIFS, FTP, NFS WebDav, а также прочим менее популярным протоколам. Устройства NAS обеспечивают легкий доступ к данным и хороший контроль доступа и безопасности, а также позволяют администрировать и управлять системой людям, имеющим базовые знания сетевых технологий.

Системы SAN (Storage Area Network), как следует из буквального перевода, предназначены для работы в выделенной сети хранения данных, которая изолированно связывает серверы и системы хранения. Конечные системы получают блочный доступ к дисковым ресурсам, что означает, что каждый хост-сервер распознает логический блочный ресурс, предоставляемый SAN системой как подключенный локально диск. Подход с блочным доступом к ресурсам имеет значительное преимущество в скорости и времени задержки, что часто востребовано при работе с большими объемами информации. Также SAN системы отличаются повышенной надежностью, поскольку не только резервируют диски при помощи RAID массивов, но используют надежные механизмы резервирования всех аппаратных компонентов, исключая выход из строя жизненно важных узлов или потерю данных при перебоях в передаче.

Основной протокол связи в сетях хранения данных – это Fibre Channel, обеспечивающий высочайшую скорость доступа и позволяющий избежать ограничения протоколов TCP/IP. Однако реализация сети Fibre Channel может потребовать значительных капиталовложений, в связи с чем, производители предлагают использовать другие протоколы, например iSCSI, как более медленную, но менее дорогую альтернативу Fibre Channel.

Системы SAN значительно сложнее и дороже, чем NAS, они обычно используются в крупных корпорациях и требуют квалифицированного IT-персонала для администрирования.

Познакомившись с обоими классами устройств, мы можем выделить различия между ними в таблицу:

Как мы можем видеть, несмотря на общую цель предоставления дисковых ресурсов пользователям, сетевые хранилища (NAS) и системы для построения сети хранения данных (SAN) очень разные устройства. NAS подойдут для более простых задач, таких как хранение резервных копий и предоставление общего доступа пользователей к файлам, когда не требуется отказоустойчивость и высочайшая скорость доступа. Системы SAN находятся на вершине иерархии устройств хранения данных, предлагая все достижения индустрии для предоставления бескомпромиссной производительности и отказоустойчивости, требуя при этом квалифицированной поддержки и ощутимых капиталовложений для построения выделенной сети.

Системы QSAN представлены в широком ряде различных форм-факторов: шасси для дисков 3,5” LFF на 24 (4U), 16(3U) и 12 (2U) дисков и шасси для дисков 2,5” SFF на 26 дисков (2U). Заказчики и партнеры могут выбрать решение в соответствии со своим бюджетом и наличием места в стойке.

Системы хранения данных, как правило, являются ядром IT-инфраструктуры использующих их компаний, надежно сохраняя и предоставляя доступ к хранящимся ресурсам. Перебои в работе такого важного узла способны полностью остановить работу предприятия и принести потенциальные убытки. Особая роль СХД в центрах обработки данных предъявляет повышенные требования к ее отказоустойчивости. Ниже мы постараемся разобраться какие механизмы отказоустойчивости используются в системах хранения на примере СХД QSAN.

При построении отказоустойчивости сетей в IT индустрии используется метод дублирования нескольких устройств одного типа. Резервные коммутаторы и серверы в кластерах могут работать параллельно друг с другом, а в случае выхода из строя одного из звеньев распределяют нагрузку между оставшимися в строю узлами до их замены, обеспечивая, таким образом бесперебойную работу. В случае систем хранения полное резервирование всей дисковой инфраструктуры можно назвать крайней мерой необходимой только при построении катастрофоустойчивой конфигурации, кроме того реализация таких проектов может обернуться удвоением стоимости всего оборудования. К счастью, стандартный дизайн современных СХД, используемый также в системах QSAN, обеспечивает полную отказоустойчивость устройства на уровне отдельных компонентов. Такие системы хранения данных, не содержат узлов, отказ которых остановил бы передачу данных, благодаря чему характеризуются как, не содержащие единой точки отказа.

Резервные блоки питания и модули вентиляторов имеют бескабельную конструкцию и поддерживают горячую замену, благодаря чему могут быть заменены или обслужены в любое время без прерывания работы СХД. Управляющие системой контроллеры, разумеется, также продублированы и совершенно безболезненно для системы могут быть извлечены “на горячую”. Контроллеры не просто страхуют систему от выхода их строя одно из них, они синхронно работают по технологии Active/Active. Механизм автоматического переключения нагрузки между контроллерами обеспечивает высочайший уровень доступности, а также позволяет производить обслуживание, например обновление прошивок контроллеров, без прерывания доступа к данным. Благодаря такой архитектуре, СХД QSAN могут применяться в самых требовательных к отказоустойчивости проектах, где на первый план ставится скорость и бесперебойность работы.

Одной из отличительных черт, выделяющих системы QSAN среди прочих производителей, является официальная поддержка сторонних дисков и JBOD полок. Подавляющее большинство вендоров СХД в свою очередь придерживаются противоположной позиции, разрешая использовать компоненты только своего собственного бренда. Сегодня мы попробуем разобраться в теме использования компонентов сторонних производителей, взглянув на нее глазами обычных пользователей.

Приобретая систему хранения данных, пользователи, прежде всего, сталкиваются с задачей комплектации ее необходимым количеством дисков, и многие производители СХД предлагают комплект брендированных HDD. Однако стоимость таких фирменных дисков, как правило, в несколько раз превышает стоимость аналогичных по характеристикам стандартных накопителей, доступных в свободной продаже. Многие пользователи не готовы платить дополнительные деньги, но большинство вендоров СХД блокируют использование не «своих» дисков, вплоть до полного отказа в поддержке устройства, так как это их заработок. Однако немногочисленные лояльные производители систем хранения данных, к которым относится и компания QSAN, позволяют своим клиентам самим принимать решения при выборе накопителей, разрешая использовать диски известных марок на рынке, но для полной уверенности в надежности, диски рекомендуется брать из списка совместимых и проверенных . Такой подход является огромным плюсом, и значительно снижает стоимость владения системой СХД, а также позволяет более оперативно менять HDD, при выходе из строя, либо при переходе на диски большего объема.

Поддержка сторонних дисков, хоть и встречается редко, но в целом не является уникальным предложением QSAN, чего нельзя сказать о поддержке полок JBOD сторонних производителей. В этом плане QSAN можно сказать ломает привычное на рынке положение дел, предоставляя своим клиентам возможность использовать совместимые полки:

Как можно заметить, все поддерживаемые полки относятся к классу высокой плотности и не создают прямую конкуренцию собственным JBOD серии XCubeDAS, однако могут быть задействованы в случаях, когда требуется большое количество дисков.

Выбор системы хранения данных, как инструмента для бизнеса, является ответственным шагом для любой компании. Попытки сэкономить на несовместимых комплектующих могут привести к печальным последствиям и даже отказу от поддержки со стороны некоторых вендоров. Гораздо разумнее выбрать решение, не имеющее подобных ограничений. QSAN предлагает своим клиентам гибкость в принятии решений, позволяя самим выбирать какие компоненты использовать и где их приобретать.

Методы объединения независимых дисков в отказоустойчивые RAID массивы уже давно являются стандартом в сфере хранения данных, обеспечивая высокую надежность и скорость доступа. Системы хранения XCubeSAN от QSAN поддерживают, как наиболее часто используемые уровни 1, 5 и 6, а также их комбинации с 0 уровнем 10, 50, 60, так и менее популярные 0, 0+1, 3, 30 и N-way Mirror. Клиенты могут выбирать наиболее подходящие уровни RAID, которые будут наилучшим образом соответствовать их конкретным задачам.

Начиная разговор о реализации RAID массивов в системах XCubeSAN нельзя не упомянуть о смежных технологиях используемых QSAN. Так, например технология интеллектуального перемещения дисков (Disk Roaming) позволяет физически переносить диски в другие слоты или даже в другое устройство XCubeSAN, не задумываясь об их расположении в корпусе СХД. Система автоматически распознает диски, входящие в состав RAID группы и соберет массив на новом месте.

Полная картина дисковой архитектуры используемой SANOS 4.0 выглядит намного сложнее одного RAID массива и представляет собой систему пулов (подробности - в руководстве ПО "XCubeSAN SANOS 4.0"). Пулы могут включать в себя до 32 дисковых групп, объединяя их в единое пространство хранения. Полученный объем уже может распределяться между виртуальными томами, называемыми LUN'ами, которые в свою очередь и будут предоставлены в распоряжение одному или нескольким серверам через интерфейсы iSCSI или Fibre Channel.

Разработанная QSAN система дисковых пулов, используется клиентами компании по всему миру уже более 10 лет, что подтверждает высокое доверие конечных заказчиков представляющих различные сегменты бизнеса. Основой любой СХД является надежность хранения данных, и от того, как реализованы механизмы отказоустойчивости - зависит многое.

Технология объединения дисков в отказоустойчивые RAID массивы имеет множество достоинств, благодаря которым она получила всеобщее признание и статус стандарта в сфере хранения данных. Однако среди всех достоинств RAID массивов нашлось место одному недостатку – долгое время восстановления (ребилд/rebuild) после аварийного выхода из строя диска-участника отказоустойчивой группы.

Во время выполнения задачи восстановления дисковой группы система копирует блоки данных на резервный диск, установленный на смену поврежденному накопителю. Сложность заключается в том, что дисковая группа во время копирования данных на новый диск не прекращает свою основную работу и продолжает обслуживать клиентов системы, предоставляя им доступ к дисковому массиву. Продолжительность данного процесса напрямую зависит от скорости и емкости накопителя, а также от нагрузки на СХД. В результате ребилд легко может растянуться на дни и даже недели. При этом следует помнить, что из-за повышенной нагрузки на оставшиеся в строю накопители, значительно повышается вероятность их отказа, что в свою очередь может привести к фатальным последствиям и потере данных.

Разумеется, компания QSAN не могла остаться в стороне от этой проблемы, предлагая пользователям своих систем использовать технологию Fast Rebuild, позволяющую ускорить процесс восстановления дисковой группы, сокращая, насколько это возможно, период уязвимости системы. После активации данной опции при создании тома, система будет анализировать его структуру с целью выявления используемых для записи блоков, а в случае отказа одного из дисков, и начала процесса восстановления, будет копировать на новый накопитель только их, пропуская пустые, не занятые данными участки.

Сразу же стоит оговориться, что применение опции Fast Rebuild нельзя рекомендовать абсолютно всем и при любом сценарии использования СХД. Отслеживание всех записываемых блоков влияет на производительность системы, особенно при операциях случайной записи, поэтому технология Fast Rebuild не подойдет для высоконагруженных томов и баз данных. Также не рекомендуется использовать Fast Rebuild для томов, которые планируется использовать на 100%, как например, в системах видеонаблюдения, так как при полном использовании тома вы просто не получите никаких преимуществ в скорости восстановления RAID.

Технология Fast Rebuild от компании QSAN может значительно сократить время восстановления дисковой группы, в случае выхода из строя одного из дисков массива, однако из-за особенностей реализации, в некоторых задачах ее использование может быть не всегда оправдано.

Рассматривая технологии построения отказоустойчивых RAID массивов, мы затронули проблему, с которой рано или поздно сталкиваются абсолютно все владельцы систем хранения данных, а именно выход из строя одного из дисков. При проектировании своих решений, компания QSAN позаботилась о своих клиентах, предложив инструменты и технологии, позволяющие сократить время нахождения системы в уязвимом и перегруженном состоянии, и технология Fast Rebuild не единственный способ добиться этого.

Решение предлагается на самом фундаментальном уровне, а именно при создании отказоустойчивой дисковой группы. Помимо стандартных, всем привычных уровней RAID, системы хранения данных QSAN предлагают своим пользователям создавать массивы нового поколения – RAID EE. Сама технология представляет собой развитие идеи массивов с контролем четности (5,6, 50, 60) и именно для этих уровней доступны варианты с использованием алгоритма RAID EE.

Ключевая идея алгоритма RAID EE заключается в том, что диски горячего резерва сразу же включаются в состав RAID группы как равноправные участники, а не ждут своей очереди до выхода из строя одного из дисков. При этом дисковое пространство, суммарно составляющее емкость всех резервных дисков распределяется по всем дискам дисковой группы, подобно блокам четности.

Подобный подход позволяет существенно сократить время ребилда массива, поскольку резервные блоки расположены сразу на всех дисках, и запись в них может вестись параллельно. Ускоренное восстановление в свою очередь снижает риски выхода из строя других дисков группы вследствие длительных увеличенных нагрузок. Кроме того использование резервных дисков в составе группы позволит ускорить работу с данными, поскольку диски резерва не простаивают в ожидании своей очереди вступить в работу, а активно участвуют в операциях чтения/записи.

Одной из важнейших задач стоящих перед любой СХД является обеспечение безопасности хранимых на ней данных. Системы XCubeSAN предлагают множество функций и технологий, нацеленных именно на сохранность и защиту информации и одна из самых эффективных – технология мгновенных снимков файловой системы, которая в системах QSAN представлена под названием QSnap. Мгновенные снимки или снапшоты, представляют собой сохраненные на блочном уровне копии тома в определенные моменты времени и позволяют восстановить данные случайно или преднамеренно поврежденные.

Технология QSnap основана на механизме копирования при записи (copy-on-write), при котором операции изменения данных никогда не удаляют старые блоки, а просто перезаписывают их в резервное пространство. Подобный подход гарантирует невозможность повреждения файловой структуры в результате нештатных ситуаций или полного отказа системы, так как в случае сбоев во время записи старая информация будет фиксирована и данные не будут повреждены. Также технология снапшотов является наиболее простой и эффективной защитой против так называемых вирусов шифровальщиков.

Помимо функции возврата к предыдущему состоянию, QSnap поддерживает прямой доступ к содержимому мгновенного снимка с правами на чтение или на чтение/запись. Эта особенность дает огромные преимущества для некоторых сфер применения, в которых требуется доступ к разным версиям одних и тех же файлов, например при разработке программного обеспечения, когда программистам нужно протестировать предыдущие версии их работы. Старые версии не занимают много места, так как при модификации записываются только инкрементальные изменения.

Технология QSnap полностью совместима с Windows VSS (Volume Shadow Copy Service), обеспечивая связь между операционной системой СХД и службой теневого копирования Windows для синхронизации их действий. Благодаря тесной интеграции систем, создавать и получать доступ к снимкам можно прямо из ОС Windows, что обеспечивает максимальное удобство при работе и полную консистентность данных.

Использование технологии снапшотов является отличной альтернативой классическим бекапам, в случаях, когда нужно иметь под рукой сразу несколько версий исходных данных, при этом не требуется время для копирования и выделение места под полноценную копию. Вся история изменения сохраняется, а неизменяемые участки данных могут быть использованы для всех версий снимков. Однако полной заменой бекапам снапшоты никак назвать нельзя, поскольку никакой защиты в случае аварии не будет, и данные о версиях и изменениях могут быть потеряны так же легко как и вся остальная информация на дисках.

Одной из важных характеристик систем хранения данных является тип и количество поддерживаемых хост интерфейсов. Каждый контроллер систем QSAN XCubeSAN и XCubeNXT, оснащен 2 встроенными портами 10GBASE-T iSCSI. Два активных контроллера системы суммарно имеют 4 порта 10GBASE-T iSCSI в базовой комплектации, что обеспечивает общую пропускную способность 40Gb. Даже такая конфигурация может применяться для широкого спектра различных задач, таких как обеспечение общего доступа, резервного копирования, а также использоваться системами виртуализации VMware, Citrix и Hyper-V.

Помимо встроенных портов, каждый контроллер систем хранения QSAN имеет два слота расширения для установки модульных карт интерфейсов ввода/вывода. Это могут быть карты с портами iSCSI, Fibre Channel или их комбинация. Доступно несколько типов карт расширения:

Можно выбрать тот интерфейс, который необходим сейчас и добавить дополнительные порты по мере роста бизнеса.

В двухконтроллерной системе в итоге общее количество портов может достигать 20 для 10GbE iSCSI или 12 для подключений 16Gb Fibre Channel. Медные и оптические порты 10GbE iSCSI могут работать одновременно, предоставляя максимальную гибкость и производительность. Используя такое большое количество портов, можно напрямую подключить к XCubeSAN множество серверов без необходимости использовать дорогостоящие FC и Ethernet коммутаторы.

При распределении дискового пространства на СХД между несколькими конечными потребителями, перед администраторами встает вопрос – сколько места потребуется каждому из них. Классическое предоставление места или «толстая настройка» (Thick Provisioning) позволяет закрепить за определенным томом фиксированное значение емкости, сразу же блокируя данный объем на общем пуле. Однако часто бывает, что заранее предугадать необходимый объем дискового пространства довольно сложно, и в этом случае на помощь может прийти технология Thin Provisioning. Технология тонкого размещения (Thin Provisioning) позволяет создавать тома с виртуальной емкостью, при этом физическое пространство предоставляется томам динамически в соответствии с реально использованным ресурсом. Разберем немного подробнее каждый из подходов выделения пространства.

«Толстая» подготовка как было сказано выше, предоставляет полное выделение места на пуле, это означает, что создание тома объемом 100 ГБ фактически займет 100 ГБ физического дискового пространства, даже если запись не ведется, при этом занятый объем хранилища не может быть использован ни для чего другого. Очень часто оказывается так, что много свободного места выделено, но не используется. Подобный нерациональный подход приводит избыточным затратам на оборудование и энергию, а в конечном счете к общей неэффективности.

«Тонкое» выделение ресурсов предоставляет пространство томам только по запросу, увеличивая его по мере того, как на диск записывается больше данных, при этом суммарный виртуальный объем все «тонких» томов может быть даже больше доступного на данный момент физически. Другими словами, тонкое предоставление выделяет дисковое пространство, которое может существовать, а может и не существовать. Механизм виртуализации пространства, лежащий в основе «тонкого» выделения ресурсов Thin Provisioning обеспечивает более эффективное использование дисковых активов. Свободная емкость пула хранения доступна для всех тонких томов, что обеспечивает эффективную оптимизацию использования доступного пространства, лишь немного увеличивая административные расходы. Организации могут приобретать хранилища меньшей емкости, проводя расширение инфраструктуры только в случае фактического роста бизнеса, что позволит сэкономить на эксплуатационных расходах (электричество и площадь помещений), связанных с поддержанием неиспользуемой дисковой емкости.

Однако при всех преимуществах Thin Provisioning, тонкое выделение ресурсов - не лишено недостатков. ИТ-администраторам необходимо обратить внимание на следующее:

• Тонкая подготовка требует более тщательного контроля за СХД и количеством используемого пространства, так как очень легко непреднамеренно превысить выделенный лимит.
• Необходимость резервирования места и готовность предоставить его в любое время любому из томов сказывается на производительности, если производительность находится в приоритете, следует использовать толстую подготовку.

Эффективность метода выделения дисковых ресурсов зависит от варианта использования, а не от технологии. Толстые тома обычно более эффективны, когда количество используемых ресурсов очень близко приближается к количеству выделенных. Тонкое выделение больше подходит, когда количество томов относительно высоко, а фактическое использование ресурсов намного меньше, чем выделено для них виртуально. ИТ-администраторам необходимо понимать плюсы и минусы толстого и тонкого выделения ресурсов, а затем тщательно оценивать распределение пространства при планировании хранилища.

Быстрые SSD диски уже давно повсеместно используются, существенно повышая производительность дисковой подсистемы в персональных компьютерах, рабочих станциях и серверах. Разумеется, широкое распространение данный вид накопителей получил и в системах хранения данных. Специально предназначенные для работы с SSD системы All-Flash обеспечивают феноменальную производительность и эффективность, однако стоимость подобных решений по-прежнему все еще высока. Поэтому были разработаны технологии для комбинированного использования разных типов дисков и создания гибридных систем, в которых скоростные SSD используются только для наиболее востребованных «горячих» данных. В системах хранения данных QSAN реализовано 2 технологии эффективного использования твердотельных дисков – это SSD кэширование (QCache) и многоуровневого хранения (QTiering). Сегодня мы рассмотрим первую из них – реализацию SSD кэширования в системах QSAN XCubeSAN.

Основная идея SSD кэшировния заключается в использовании SSD дисков в качестве промежуточного уровня между оперативной памятью контроллера и жесткими дисками. Объем SSD дисков намного выше, чем объем собственного КЭШа контроллера, а производительность выше, чем у жестких дисков, что делает их эффективным переходным звеном, позволяя повысить общую производительность системы в некоторых сценариях использования.

Для создания кэша SSD диски объединяются в отдельный пул, состоящий из одного или нескольких дисков (до 8), всего в системе таких пулов можно создать четыре. Все SSD в пуле используются совместно, а система автоматически распараллеливает нагрузку между ними, для достижения максимальной производительности. После создания SSD КЭШа его можно включать и отключать для каждого отдельного тома в любое время без остановки ввода/вывода.

Одной из отличительных особенностей СХД QSAN является возможность настроить кэш не только для чтения, но и для чтения+записи. В этом случае количество дисков должно быть кратно двум, для объединения в отказоустойчивую зеркалированную структуру. Такая защита необходима, так как на дисках КЭШа могут оказаться данные, которые еще не были записаны на основной массив системы.

СХД XCubeSAN предлагают гибкие возможности по настройке SSD КЭШа в зависимости от типа предполагаемой нагрузки. При создании предлагается выбрать один из трех предустановленных шаблонов: база данных, файловая система, web сервис. Кроме того администраторы могут сами создавать собственные профили, задавая необходимые значения параметров:

• Размер блока (Cache Block Size) – 1/2/4 МБ
• Число запросов на чтение блока, чтобы он был скопирован в кэш (Populate-on-Read Threshold) – 1..4
• Число запросов на запись блока, чтобы он был скопирован в кэш (Populate-on-Write Threshold) – 0..4

Использование SSD КЭШа в XCubeSAN позволит заметно повысить эффективность хранения без необходимости вкладываться в дорогостоящие системы All-Flash, а гибкие настройки и поддержка режима КЭШа для чтения+записи существенно расширяют спектр возможных применений. Для оценки технологии SSD кэширования на системах хранения XCubeSAN можно активировать 30-ти дневный пробный период перейдя по ссылке, а для пожизненной активации функционала QCache на СХД QSAN необходимо приобрести электронную лицензию QCache.

Рассматривая технологию SSD кэширования используемую в системах XCubeSAN мы упомянули также другую популярную опцию, применяемую при гибридной компоновке СХД, а именно многоуровневое хранение или Auto-Tiering. И если SSD кэширование больше рассчитано на краткосрочное использование, то тиринг отлично подходит для долговременного использования “горячих” данных. Сегодня мы познакомимся с реализацией данной технологии в системах хранения XCubeSAN.

Принцип работы многоуровневого хранения строится на разделении всех хранящихся данных на несколько групп, в зависимости от частоты обращения к ним. Наиболее востребованные «горячие» данные нужно обрабатывать максимально быстро, а доступ к менее популярным – «холодным» – данным можно организовать с более низким приоритетом. Для реализации подобной схемы дисковые накопители разделяются системой на уровни хранения (tier – англ. ярус). Алгоритм управления автоматически перемещает данные между уровнями в соответствии с настроенными политиками и таким образом регулирует скорость доступа к определенным участкам информации.

СХД QSAN поддерживают до трех уровней хранения:

• Tier 1: SSD, максимальная производительность
• Tier 2: HDD SAS 10K/15K, высокая производительность
• Tier 3: HDD NL-SAS 7.2K, максимальная емкость

После создания томов на Auto-Tiering пуле, система начинает фоновый сбор статистики, фиксируя частоту обращений к блокам данных. На основе собранной статистики, алгоритмами автоматического перемещения генерируется решение о перемещении данных между уровнями. Политики перемещения позволяют настроить каждый отдельный том, регулируя начальное расположение данных и направления их дальнейшего перемещения. Кроме того администраторы могут изменить частоту и скорость для миграции данных между уровнями, а также, в случае необходимости, запустить ее в любой момент вручную.

Технология Auto-Tiering позволит с минимальными затратами повысить производительность системы за счет более эффективного использования скоростных накопителей. Лицензия на использование функционала многоуровневого хранения приобретается единоразово, позволяя пожизненно использовать данную опцию без каких-либо ограничений (в системах XCubeNAS и XCubeNXT функции Auto-Tiering и SSD кэширование доступны без дополнительного лицензирования). Кроме того, для оценки функционала доступен триальный период на 30 дней, который позволит в полной мере оценить все возможности технологии QTiering.

Защита данных - важное требование для любой системы хранения. Однако не менее важным является поддержание высокой производительности для системы хранения, поскольку она должна предоставлять доступ к данным как можно скорее. Процессоры могут работать в тысячи раз быстрее, чем диски, поэтому система хранения использует небольшой объем кэш-памяти, называемый DRAM. Данные, в быстрой RAM памяти, хранятся до тех пор, пока диск не будет готов, и они не будут на него записаны. Этот процесс называется «запись кэша».

Техника кэширования данных может значительно повысить производительность системы, однако данные, хранящиеся в энергозависимой памяти DRAM, подвержены риску. Если произойдет нештатная ситуация связанная с отключением электроэнергии, данные в кэш-памяти могут быть безвозвратно потеряны. Поэтому для корпоративных систем, в которых любая потеря недопустима, необходима защита. В системах хранения QSAN используется технология защиты Cache-to-Flash она помогает сохранить данные кэш-памяти при неожиданном отключении электроэнергии.

Модуль Cache-to-Flash состоит из M.2 SSD-накопителя и элемента питания (батарея или конденсатор), который сможет обеспечить питание системы на некоторое время, достаточное для копирования данных из кэш-памяти в энергонезависимое флэш-устройство. Функция защиты памяти Cache-to-Flash безопасно копирует данные КЭШа, сначала перенося кэш процессора в оперативную память, а затем ее содержимое сохраняет на М.2 флэш-модуль. Для обеспечения максимальной скорости сохранения и снижения энергопотребления используется SSD диск с интерфейсом M.2 PCI-Express. При каждом включении система проверяет наличие флага C2F, который сигнализирует о наличии данных на аварийном модуле. Если данные в нем есть, они автоматически переносятся в оперативную память, после чего загрузка продолжается в обычном режиме.

Реализация Cache-to-Flash обеспечивает безопасный и надежный способ защиты данных КЭШа соответствующий современной системе хранения. Продукты QSAN серии XCubeNXT предлагают функцию Cache-to-Flash в базовой комплектации, а на СХД серии XCubeSAN модуль защиты доступен опционально.

При использовании системы хранения данных, нагрузка, как правило, распределяется между несколькими хостами. При этом некоторые приложения могут требовать большего приоритета во время доступа к хранилищу, в то время как прочие не самые критичные задачи вполне можно ограничить в максимальной пропускной способности. Для обеспечения такого контроля применяются алгоритмы QoS (Quality of Service).

Равноправный доступ к ресурсам может хорошо работать до тех пор, пока спрос не превышает предложения, а вот всплески активности даже одного из хостов могут привести к торможению остальных. Поэтому в коммутируемых сетях прочно закрепилась функция контроля качества обслуживания QoS (Quality of Service). Исключением не стали и системы хранения QSAN, предлагая своим пользователям возможность настроить политики пропускной способности QoS.

Настройка параметров QoS на системах хранения XCubeSAN сводится к выбору одного из режимов работы алгоритма:

• Задание максимальных значений скорости и IOPS
• Настройка приоритетов

Настройка общая для всей системы, но режим можно легко переключить в любое время. После активации функции настройка параметров QoS доступна для каждого отдельного тома на СХД.

При выборе режима ограничения «сверху» доступны значения IOPS и максимальная скорость, установив которые вы сможете ограничить максимальную пропускную способность данного тома. По умолчанию у всех томов установлен вариант «неограниченный», что соответственно никак не регулирует их производительность.

Настроив систему на режим выставления приоритетов, томам необходимо будет задать приоритеты доступа к ресурсам: нижний, средний или высокий. При выборе высокого значения, разблокируется также возможность установки минимального желаемого времени отклика, хотя на практике, достигнуть установленного значения не всегда может быть возможно.

Функционал QoS в СХД Qsan является одним из ключевых средств по увеличению производительности за счет балансировки и задания приоритетов. Обеспечивая эффективный контроль пропускной способности, системы QSAN позволяют гибко настраивать распределение ресурсов хранилища.

Быстрый рост различных вирусных угроз ставит перед IT компаниями вопрос о защите важных информационных активов бизнеса. Злоумышленники используют различные уязвимости в системах для получения доступа к конфиденциальным данным, а также распространяют программы-вымогатели, шифрующие информацию. Унифицированные хранилища QSAN предлагают три простых и эффективных шага для защиты данных от любых злонамеренных кибератак.

Контроль доступа и сетевой брандмауэр в СХД QSAN позволяют обеспечивать защиту, блокируя доступ при попытке подбора паролей или ограничивая доступ с определенных IP адресов. Также не лишним будет использование защищенных протоколов SSH/SSL для безопасной передачи данных.

Хакеры часто используют вирусы-шифровальщики, блокирующие данные в вашей системе, для того чтобы затем вымогать деньги за расшифровку. QSAN поддерживает несколько технологий защиты данных, позволяющих предотвратить попадание троянов или шифровальщиков при лобовой атаке, а также выполняет поиск вредоносных программ для предотвращения вторжения через бэкдор.

Резервное копирование – это основной способ защиты данных от внезапной потери. QSAN предоставляет следующие методы резервного копирования для обеспечения целостности данных и их гарантированного восстановления в любое время.

Кроме того, вы можете использовать решения сторонних компаний, например, воспользовавшись профессиональным программным обеспечением Veeam, вы можете одновременно выполнить два или даже три этапа (резервное копирование, создание снапшота, копирование в папку WORM). QSAN сотрудничает с Veeam и поддерживает тесную интеграцию, используя простой и быстрый в настройке Restful API, вы легко сможете настроить обмен данными между СХД QSAN и софтом Veeam. После создания резервной копии, унифицированное хранилище QSAN может автоматически делать снимок файловой системы, а следующим этапом скопировать содержимое бекапа в защищенную папку WORM. Подобная многоступенчатая защита не только надежно защитит данные, но и позволит сэкономить дисковое пространство. Защита данных предложенным способом никак не повлияет на производительность бизнес-процессов, но при этом обеспечивает тройную защиту данных.

Цифровые данные зачастую являются одним из самых ценных активов современных компаний, поэтому обеспечение целостности информации на предприятии всегда является высшим приоритетом. Самым надежным способом обезопасить данные является построение катастрофоустойчивых систем (Disaster Recovery), в которых гарантируется сохранность и максимально быстрое восстановление работоспособности (RTO, Recovery Time Objective) после стихийных бедствий или катастроф, вызванных деятельностью человека. Для обеспечения такой комплексной защиты, компания QSAN предлагает своим клиентам использовать технологию QReplica 3.0, поддерживающую асинхронную и синхронную репликацию. Как синхронная, так и асинхронная репликация имеют свои преимущества и недостатки. Прежде чем выбрать метод резервного копирования, вы должны понимать все возможности и риски. Ниже мы кратко рассмотрим, в чем заключаются различия между двумя типами репликации.

При асинхронной репликации записанные данные фиксируются в СХД-источнике, отправляя подтверждение об успешной записи приложениям на хосте. Накопленная информация, зафиксированная на исходном хранилище, будет скопирована на целевую СХД через запланированные интервалы времени. Асинхронная репликация в основном используется для репликации данных на большие расстояния, и никак не влияет на задержку ввода-вывода хоста. Поскольку данные копируются на целевую СХД с некоторой заданной задержкой, в случае аварийной ситуации они могут быть утеряны. Объем допустимых потерь обозначается как RPO (Recovery Point Objective).

При синхронной репликации данные одновременно записываются на основную и резервную СХД, таким образом данные на всех СХД всегда идентичны. Синхронная репликация гарантирует, что все данные, записанные в хранилище, сохраняются как локально, так и удаленно. Это означает нулевую потерю данных (RPO) в случае аварии. Однако, любые проблемы, влияющие на одно из хранилищ или связь между ними, будут влиять на выполняемые, на хосте задачи с точки зрения задержки и доступности. Синхронная репликация в основном используется для критически важных приложений, которым требуется мгновенное восстановление доступности данных. Для использования функции синхронной репликации необходимо приобрести соответствующую лицензию.

Для построении катастрофоустойчивых конфигураций доступно множество вариантов топологий.

Разрабатывая свои системы хранения данных, компания QSAN позаботилась не только об их надежности и производительности, но и об энергоэффективности. Одной из таких «зеленых» технологий является Wake-on-SAS.

Принцип работы технологии Wake-on-SAS заключается в автоматическом включении и выключении всех, подключенных к головному устройству, дисковых полок QSAN серии XCubeDAS XD5300. Для обеспечения работы функции Wake-on-SAS при подключении JBOD полок потребуется использовать специальные, фирменные SAS-кабели. Отключая дисковые полки вместе с основным устройством, технология Wake-on-SAS позволяет экономить электроэнергию и упрощает обслуживание системы. Еще одно преимущество Wake-on-SAS — это возможность удаленно включать СХД и все подключенные к ней полки расширения в необходимой последовательности. Схема ниже иллюстрирует включение СХД и полки расширения по сигналу из сети.

Благодаря поддержке технологии Wake-on-SAS администраторы смогут осуществлять обслуживание СХД QSAN полностью удаленно, без необходимости посещать серверную комнату, в которой она установлена. Автоматический контроль питания полок также не будет лишним, так как отключение полки раньше головного устройства в некоторых случаях может привести к развалу RAID группы.

Системы хранения данных от QSAN, являются стабильными и эффективными устройствами, имеющими официальные сертификаты ведущих мировых разработчиков средств виртуализации, таких как VMware® Ready™, Citrix® Ready™, и Microsoft® Hyper-V™. Наличие сертификации делает решения QSAN идеальными кандидатами для использования в качестве системы хранения виртуального дата центра. Помимо престижного статуса официального сертифицированного партнера, подобная тесная интеграция добавляет поддержку вполне конкретных технологий, которые мы рассмотрим ниже.

Являясь квалифицированным партнером VMware по программе TAP Elite, QSAN поддерживает в своих устройствах все инновационные технологии с целью облегчения работы и обслуживания сред виртуализации VMware®.

VMware VAAI - это комплекс технологий, которые позволяют перенести некоторые операции виртуальных машин по работе с дисками, с ESXi хоста на систему хранения данных. Хост-сервер виртуализации просто дает команду массиву на выполнение определенных действий, не прогоняя при этом все данные через себя. Благодаря поддержке VAAI системы QSAN позволяют снизить нагрузку на сервер.

Благодаря поддержке ODX, пользователи Windows Server 2016/2012 R2 и систем виртуализации на базе Hyper-V могут выполнять операции с данными, такие как перемещение больших файлов и виртуальных машин, непосредственно между iSCSI LUN. Полностью управляемые СХД прогрессы не используют пропускную способность сети и ресурсы хост-серверов, поэтому операции с файлами выполняются быстро и с минимальными затратами. Использование технологии ODX значительно снижает нагрузку на серверы Windows при операциях копирования и перемещения, что позволяет им быстрее обрабатывать данные и выполнять больше задач.

В независимости от того какая среда виртуализации у вас используется, системы хранения данных QSAN, помогут эффективно использовать все имеющиеся ресурсы хост-сервера, снимая с него лишнюю, рутинную работу по пропуску через себя данных с виртуальных машин.

Долгое время устройства компании QSAN были представлены в двух основных направлениях. Системы SAN предназначенные для серьезных корпоративных задач, таких как ЦОД и узлы виртуализации, позволяют достигать максимальной отказоустойчивости благодаря дублированию всех аппаратных компонентов, включая контроллеры, но не могут предложить поддержки файловых протоколов, таких как SMB, NFS и FTP и прочих сопутствующих функций. С другой стороны линейка сетевых NAS накопителей предлагала такую поддержку общего доступа для широкого списка пользователей, но оставалась уязвимой при выходе из строя основной вычислительной единицы, существенно увеличивая время простоя в случае гипотетической нештатной ситуации. В качестве промежуточного, универсального решения инженерами компании QSAN была предложена линейка XCubeNXT, построенная на базе отказоустойчивой аппаратной платформы XCubeSAN и работающая под управлением дружелюбной и функциональной ОС QSM.

Линейка XCubeNXT включает в себя 4 модели, исполненные в различных форм-факторах:

• 2U 12 отсеков LFF XN8012D;
• 3U 16 отсеков LFF XN8016D;
• 4U 24 отсека LFF XN8024D;
• 2U 26 отсеков SFF XN8026D.

Модульная архитектура, используемая в линейке XCubeSAN и в старших устройствах XCubeNAS на 16 и 24 диска, отлично себя зарекомендовала. Продублированные блоки питания и вентиляторов, а также сами контроллерные модули имеют бескабельную конструкцию, и поддерживают горячую замену, благодаря чему в случае необходимости они могут быть легко заменены без прерывания работы системы. Следует также отметить, что в базовую комплектацию унифицированных хранилищ XCubeNXT включен модуль защиты кэш-памяти, состоящий из батареи и накопителя M.2 NVMe емкостью 256 Гб. Он обеспечивает целостность данных в случае перебоев питания, сохраняя данные из кэш-памяти на энергонезависимый SSD накопитель.

В основе программной части лежит операционная система QSM, хорошо знакомая пользователям XCubeNAS систем, но с некоторыми минимальными изменениями, обусловленными двухконтроллерным дизайном. При создании отказоустойчивых конфигураций блочных ресурсов с подключением клиентов по протоколам iSCSI и Fibre Channel применяются стандартные схемы многопутевого ввода-вывода (MPIO). Однако для файлового доступа используется метод кластеризации с выделением общего виртуального ip-адреса для пары портов, по одному от каждого контроллера, при этом передача данных ведется только через один из них, в то время как второй находится в режиме ожидания. В связи с данной особенностью автоматическое переключение при отказе активного контроллера происходит не бесшовно, а с прерыванием передачи на несколько секунд.

Устройства линейки XCubeNXT предлагают сочетание лучших черт систем хранения SAN и сетевых накопителей NAS, предлагая оптимальное сочетание производительности и стоимости, а также высокую доступность системы благодаря двум активным контроллерам.

Технология горячего резервирования подразумевает под собой автоматическую подмену вышедшего из строя оборудования или компонента. В системах хранения данных термин горячего резерва в основном применяется к запасным дискам, которые устанавливаются в хранилище, но не участвуют в работе дискового массива, оставаясь в режиме ожидания, и автоматически подключаясь к работе только при повреждении одного из «боевых» накопителей. Наличие резервных дисков позволяет системе мгновенно начинать восстановление RAID-массива при выходе из строя одного из его участников. Автоматическое, незамедлительное начало действий сокращает общее время восстановления RAID-группы, тем самым уменьшая вероятность отказа второго и последующих дисков, которая может повлечь за собой потерю данных.

При возникновении ситуаций с отказом или удалением диска из пула, его статус изменяется на состояние «поврежден» и система начнет поиск замены из доступных ей резервов. Всего в системе SANOS можно выделить 3 вида резервных дисков:

• Выделенный резерв (Dedicated Spare): Выделенные резервные диски для конкретного пула.
• Выделенный резерв (Dedicated Spare): Выделенные резервные диски для конкретного пула.
• Глобальный резерв (Global Spare): Диски глобального резерва могут быть подключены к любому сегменту системы, в независимости от принадлежности к пулам или шасси.

Описанные типы резервных дисков подключаются к поврежденной RAID-группе по приоритету. Сначала система ищет выделенные диски для пула, потом локальные, и в случае их отсутствия будет подключен диск из глобального резерва.

Одной из фундаментальных технологий в сетях хранения данных является технология многопутевого ввода-вывода (Multipath I/O). В самом названии заключена вся суть и ключевой смысл данного метода – подключение системы хранения к хосту производится с использованием нескольких независимых маршрутов.

Многопутевое подключение поддерживается протоколами iSCSI и Fibre Channel, и может быть гибко настроено, благодаря применению различных политик, регулирующих использование доступных путей. Для разных видов хостов набор доступных алгоритмов балансировки может отличаться, перечислим некоторые возможные из них:

Только отказоустойчивость (Failover) – данные передаются только по одному активному пути, в то время как остальные находятся в режиме ожидания. При отказе основного маршрута, данные перенаправляются на один из дополнительных, работая с ним до тех пор, пока не будет восстановлен первоначальный.

Циклически (Round Robin) – политика балансировки нагрузки, позволяющая равномерно использовать все доступные пути для передачи данных. Обеспечивает отказоустойчивость, а также повышение производительности.

Последний использованный (Most Recently Used) – используется один путь, если он становится недоступен, система переключается на следующий. При восстановлении первоначального маршрута, обратное переключение на него не происходит.

Минимальная длина очереди (Least Queue Depth) – компенсирует неравномерную нагрузку за счет пропорционального распределения запросов ввода-вывода по путям с малой нагрузкой.

Минимум блоков (Least Blocks) – запросы передачи данных направляются по пути с наименьшим числом блоков ожидающих ввода-вывода в данный момент.

Благодаря поддержке многопутевого подключения и различным политикам его настройки, системы хранения данных обеспечивают не только отказоустойчивость, но и гибкую балансировку нагрузки, распределяя потоки данных по нескольким маршрутам.

По мере постоянного роста объема данных и возрастающего спроса на облачный доступ и виртуализацию, все больше компаний начинают разрабатывать планы цифровой трансформации. Растущий парк устройств хранения, не только увеличивает затраты на приобретение оборудования, но и приводит к дополнительным расходам, связанным с громоздким управлением инфраструктурой.

Компания QSAN отреагировала на возрастающую сложность поддержки относительно больших скоплений хранилищ и разработала систему XInsight для централизованного управления инфраструктурой QSAN. Возможности, которые предоставляет XInsight, позволяют администраторам предприятий контролировать все устройства QSAN через единую платформу, позволяя быстро выявлять проблемы и узкие места.

Спустя некоторое время после релиза, QSAN с радостью представляет первое обновление системы XInsight, привносящее с собой новый функционал и возможности. В новой версии под номером 1.1 предоставляется более подробная информация о хранилищах, а также был добавлен монитор производительности.

Теперь каждая деталь на XInsight

В новой версии XInsight 1.1 показывается больше системной информации о подключенных к системе устройствах, включая детальные данные о пулах, дисках, логических томах и общих папках. Подробная информация о дисковой подсистеме поможет администраторам контролировать, а также быстро проверять, и своевременно обслуживать устройства хранения.

Простое распределение ресурсов с помощью монитора производительности

Встроенный в XInsight монитор производительности позволит считывать и сохранять параметры нагрузки дисковой подсистемы на срок до одного года. Для дисковых пулов предусмотрены графики пропускной способности и нагрузки в IOPS. Для каждого отдельного жесткого диска предоставляется сводка по IOPS и задержке доступа. Вся эта информация не записывается на самом устройстве, а хранится на сервере XInsight, что оптимизирует распределение ресурсов.

В целом ИТ-инфраструктура, со временем становится все более сложной. XInsight может помочь предприятиям управлять ИТ-инфраструктурой, позволяя содержать все большее количество устройств хранения. Благодаря удобному пользовательскому интерфейсу технические специалисты значительно сократят время необходимое для обслуживания и управления, и смогут сосредоточиться на более ценной работе.

В отличие от блочных протоколов, в которых доступ к LUN в большинстве случаев предоставляется монопольно для конкретного хоста, файловые позволяют использовать общие файлы и папки сразу множеству пользователей. Большое количество пользователей оборачивается необходимостью ограничения и регулирования доступа к ресурсам. Разумеется, современные системы предлагают такую возможность. Первый и самый простой способ – это создание локальных учетных записей на самом хранилище и распределение прав доступа на ресурсы между ними. Однако, при наличии готовой базы доменных пользователей на основе Windows Active Directory или LDAP, её использование будет более привлекательным решением. Сетевые хранилища QSAN серий XCubeNAS и XCubeNXT поддерживают эти технологии и предлагают полную, бесшовную интеграцию с AD и LDAP.

После настройки подключения к домену все пользователи автоматически добавляются в систему хранения, а для каждого пользователя создается персональная домашняя папка, что очень удобно в работе. Для более гибкой настройки прав доступа к общим ресурсам сетевые накопители QSAN поддерживают расширенные права Windows ACL, а также позволяют выставлять разрешения для отдельных подпапок.

Подключение готовой базы доменных пользователей существенно облегчит работу системного администратора, избавляя его от необходимости повторно создавать учетные записи, особенно если их количество значительно больше нескольких человек. Рядовым пользователям не придется запоминать новые логины и пароли, так как для регулирования доступа будут использоваться их учетные данные, которые вводятся при запуске компьютера.