Блочный доступ является наиболее распространенным в сегменте энтерпрайз-решений. Это обусловлено как историческими факторами (до определённого времени Fibre Channel (FC) предлагал более высокие скорости, чем классические сети на основе Ethernet), так и идеологическими, когда считалось, что данные протоколы обеспечивают дополнительно и более низкую латентность. Как показало время, в коммерческих структурах сети хранения данных (SAN, обеспечивающие блочный доступ) являются основной технологией для организации хранения данных.
С точки зрения протоколов это обычно FC (наиболее распространённый в крупных компаниях), iSCSI (наиболее доступный), SAS (экзотика) или относительно новый FCoE, который, несмотря на хорошую идею, не смог завоевать существенной доли рынка. На транспортном уровне это обычно или оптика, или медные кабели.
Плюсы: высокая производительность, низкая латентность, возможность строить отказоустойчивые конфигурации, поддерживаемые производителями оборудования и ПО.
Минусы: зачастую высокая стоимость сопутствующего оборудования (FC-свитчи), высокие операционные расходы на администрирование и поддержку сети.
Оборудование для блочного доступа есть в портфеле большинства производителей. Обычно главным критерием класса оборудования является поддержка протокола FC: среди СХД начального уровня много кто поддерживает iSCSI, а вот FC – признак состоявшегося и технологичного бренда, которому бизнес может доверить свои данные.- Файловый доступ (или NAS) является широко распространенным не только среди своего главенствующего рынка в лице небольших компаний, но и в крупных компаниях, где обычно является решением для хранения неструктурированных данных и, реже, основным хранилищем данных.
Основные используемые протоколы: SMB и NFS, в зависимости от того, на базе какого ПО построена существующая инфраструктура.
Транспортный уровень: обычно оптика или медь.
Плюсы: возможность организации совместного доступа к файлам, простота администрирования, ввода в эксплуатацию и обслуживания большинства решений, относительная дешевизна продуктов начального уровня, широкий ассортимент, своя ОС для СХД, в которой возможна реализация дополнительного функционала (расширенный мониторинг, права доступа, интеграция с AD и так далее), использование процессоров стандартных архитектур x86, ARM и так далее.
Минусы: обычно низкая производительность по сравнению с решениями SAN, тяжело поддающиеся реализации отказоустойчивые конфигурации, ограничения на поддержку работы некоторого ПО и сценариев работы.Производителей NAS-серверов (СХД) условно можно разделить на 3 категории:- Производители бюджетных решений для дома/SOHO (Synology, QNAP, Thecus и так далее) у которых встречаются решения для малого бизнеса.
- Производители энтерпрайз-решений, построенных на основе Linux/Unix или Windows Storage Server, при этом использующие стандартные стоечные серверы.
- Производители энтерпрайз-решений, использующие свои специфичные наработки как для ПО, так и аппаратного обеспечения.
- СХД с унифицированным доступом способны одновременно предоставлять как блочный (SAN), так и файловый (NAS) доступ к данным. Такие СХД исторически существуют очень давно, так как практически в любом NAS-сервере существует возможность работы с протоколом iSCSI.Однако, не все SAN решения имеют возможность работы по протоколам файлового доступа (например, SMB или NFS). На данный момент существует 2 подхода к реализации NAS на SAN:
- Более старый вариант с файловым шлюзом (файловый мувер, file gateway и так далее), который является дополнительным внешним устройством, подключаемым основной СХД по одному из блочных протоколов и создающий файловые шары NAS для презентованного дискового пространства.
- В современности унифицированные СХД обходятся без дополнительного оборудования для реализации протоколов NAS, т.е. контроллер способен одновременно предоставлять как блочный, так и файловый доступ.
- Когда говорят об унифицированных хранилищах, то имеют в виду вариант Б. Подобные СХД очень часто встречаются в массивах среднего уровня, однако, у некоторых производителей, есть решения из начального сегмента.
Позиционирование массива производителем:
- Начальный сегмент
- Средний сегмент
- Топовый сегмент
Указанное разделение зачастую является очень условным даже в рамках одного производителя. В большинстве случаев ключевые отличия между начальным и средним сегментом кроются в функционале ПО массива, возможностях расширения (как по кол-ву хост-портов, так и по кол-ву носителей информации), теоретической производительности, показателям надежности, принципам лицензирования и так далее.
Топовый сегмент — это обычно очень специфичные СХД, которые решают определенные задачи (специфичные протоколы подключения, крайне высокая доступность, масштабируемость до тысяч носителей и так далее) за очень серьезные деньги.
Возвращаясь к сравнению СХД первых двух сегментов необходимо заметить, что очень часто функционал, ранее доступный только в среднем сегменте начинает появляться в начальном. Так было с тонким выделением дискового пространства (Thin provisioning), унифицированными СХД, поддержкой VVOL для VMWARE, кэшированием данных на SSD, тирингом и многим другим.
Зачастую, массивы начального уровня не требуют покупки специальный лицензий, так как базовый функционал доступен без ограничений на кол-во дисков, полок, хостов и так далее. В массивах среднего уровня часто лицензируются не только дополнительный функционал ПО, но и базовый.
Приобретая СХД всегда нужно убеждаться в том, что требуемый функционал доступен и залицензирован.
Оптимизация для работы с SSD.
- СХД без поддержки SSD
- СХД с ограниченной поддержкой SSD
- Гибридные решения
- All-Flash Array
Внедрение SSD революционно изменило все принципы построения СХД. Если раньше для получения показателя в один миллион IOPS требовались конфигурации с тысячами дисков, то сейчас для этого достаточно иметь полку высотой 2U. Если дополнительно оценить операционные затраты на эксплуатацию и поддержание систем из тысяч дисков (энергопотребление одного диска может достигать 15-20Вт, которые нужно не только «подвести», обеспечить резервирование питания (ИБП, ДГУ и так далее), но и «отвести» выделившееся тепло), то выгода от использования SSD становится очевидной. Чем более высокие требования предъявляются к производительности, тем большей экономии можно достичь.
Массовое внедрение SSD исторически тормозило 2 фактора: высокая стоимость флэш-памяти и технологические ограничения, связанные с ее долговечностью (через определенное время ячейки памяти становятся недоступны для операций записи, что сначала приводит к уменьшению объема диска, а потом и к его отказу). Каждый производитель СХД пытается минимизировать влияние этих факторов используя специальное оптимизированное ПО массивов, предлагая различные технологии оптимизации хранения, внедряя диски только с высокими показателями долговечностями.
То, как эффективно производитель СХД поработал с ПО и «железом», определяет насколько производительным, сбалансированным с точки зрения цены хранения $/Gb и востребованным будет массив.
- СХД без поддержки SSD в настоящий момент являются очень большой редкостью. Отказ от SSD – признание того, что производитель последние лет 5 не занимался развитием. Такие решения стоит обходить стороной.
- СХД с ограниченной поддержкой SSD обычно являются представителями массивов начального уровня. Главная особенность таких систем: не очень производительные контроллеры с ограниченным функционалом ПО. На данный момент в таких системах может и не быть ограничения на кол-во используемых SSD, но фактически использовать их после определенного момента – бессмысленно. Набор ПО может сильно различаться: кэширование на SSD и тиринг являются показателем зрелости решения, а отсутствие – поводом задуматься. Дедупликация и компрессия – на данный момент очень редкое явление.
- Гибридные решения отличаются от массивов из пункта 2 прежде всего повышенной производительностью контроллеров и набором ПО. Очень много внимания уделяется уменьшению средней латентности (задержки) массива. Гибридных решений на рынке очень много, причем из разных сегментов. Как и у большинства массивов среднего уровня, функционал и возможности СХД могут сильно разниться в зависимости от производителя/конкретной модели. Если планируется использовать SSD, то хорошим тоном считается наличие оптимизаций для уменьшения стоимости хранения $/Gb (например, дедупликация, компрессия (сжатие) и так далее). Это не только увеличит эффективность хранения, но и, зачастую, продлит срок службы SSD.
- All-Flash Array представляют из себя специализированные решения, которые способны полностью раскрыть потенциал SSD как по производительность в IOPS, так и показать очень низкую латентность. В таких массивах применяются только SSD и при этом обеспечивается поразительная производительность: битва идет за каждый IOPS, за каждую наносекунду латентности. За такую производительность иногда приходится платить большую стоимость, но для своего сегмента AFA просто идеален.
На рынке есть много подобных решений, начиная от классических игроков на рынке СХД HPE, Dell/EMC, NetApp, HDS, IBM и др и заканчивая стартапами типа Pure Storage. Так как AFA-решения зачастую достаточно дороги, то производители имеют огромные возможности для экспериментов. Это привело к тому, что практически каждый вендор имеет какие-нибудь «изюминки». Так, например, HPE привлекает пользователей единой ОС для всех моделей 3PAR (как для AFA, так и для гибридных решений). У IBM в их системах FlashSystem используются не традиционные диски в форм-факторе 2.5 дюйма, а специализированные платы. У NetApp в линейке SolidFire реализован такой подход к построению хранилища, при котором используются расширение нодами, построенными на базе обычных серверов. И так далее.
