Производители NASНа данный момент вы можете выбрать сетевое хранилище предлагаемое компаниями D-link, NETGEAR, Promise, QNAP, Sarotech Synology, TRENDnet, Thecus, Western Digital и ZyXEL – это самые известные на рынке производители сетевых хранилищ. У каждого из них, безусловно, есть своя изюминка. Купить сетевое хранилище данных можно практически в любом компьютерном магазине, однако, прежде всего вы должны точно представлять, зачем и для каких целей оно вам нужно, иначе, вы рискуете потерять и деньги и ценную информацию.
Если рассматривать техническую сторону, то NAS (Network Attached Storage) представляет из себя узкоспециализированный компьютер, основной задачей которого является хранение и выдача данных пользователя. Внутренности такого хранилища весьма скудны: его полезный объем практически полностью занят жесткими дисками, помимо этого часть пространства занята припаянной к корпусу электронной платой. Процессор, установленный на устройстве, зависит от класса хранилища. Более дешевые и простые модели (одно- и двухдисковые) оснащены сердцевиной на базе ARM, которая вполне стандартна для всех карманных устройств. Мощные процессоры архитектуры Power, остаются спутниками сложных устройств, насчитывающих до пяти дисков. Частоты таких процессоров, в зависимости от модели хранилища, могут отличаться в несколько раз. Различие классов устройств заключается не только в вычислительной составляющей, но и в способах инсталляции дисков. Зависимость уровня хранилища и сложность процесса установки дисков имеет обратную пропорциональность. Корпуса подешевле требуют разборки и мучительного запихивания дисков в узкий корпус. Помимо этого нужно изловчиться и подключая SATA-коннекторы не задеть один из неудачливых конденсаторов. В свою очередь дорогие системы обустроены металлическими выдвижными полками, к которым прикручиваются харды, после чего аккуратно задвигаются внутрь корпуса. Что касается самых дорогих устройств, то их при желании можно установить в обычную серверную стойку. В принципе, остальные внутренности хранилищ, таких как контроллеры и микросхемы флеш-памяти, особого интереса для юзеров не представляют. NAS как таковой является достаточно цельным устройством, не требующим скурпулезного поиска изъянов, поэтому целесообразнее будет перейти к анализу его программного обеспечения.
Мозгом сетевого хранилища, способным запоминать и нести столь ценную для нас информацию, является дисковая подсистема. Чем больше извилин, то есть дисков, у такого мозга, тем изощренней может быть их конфигурация. Понятно, что однодисковый вариант системы не позволит разойтись нашей фантазии. Более продвинутые двухдисковые системы могут похвастаться возможностью отформатировать диски или создать различные уровни RAID-массивов.
Страйп, так называемый массив нулевого уровня, не имеет никакого отношения к отказоустойчивочти, а скорее даже наоборот. Блоки, создаваемые при сохранении на такой раздел, записываются на все диски массива одновременно, при этом одновременно считываясь при их использовании. Параллельные процессы записи и чтения дают существенное увеличение производительности, которая возрастает с последующим диском. Однако увеличение массива снижает его надежность, так как поломка одно из дисковых накопителей может стать причиной утраты всей информации. К тому же NAS`ы, как правило, имеют меньшую мощность, чем простые компьютеры, и достаточно высокая скорость функционирования массива в итоге может столкнуться с проблемой слабого процессора хранилища. Получается, что и данные подвержены риску, и в то же время производительность практически аналогична другим режимам.
Создание массива RAID 0 возможно при наличии как минимум двух дисковых накопителей. В свою очередь массив RAID первого порядка, так называемый зеркалированный, позволит сберечь данные при гибели дисков, однако скорость работы вряд ли увеличит. «Зеркалирование» заключается в создании контроллером и хранении двух копий данных на различных дисках. Для этого придется расстаться с половиной пустого места в разделе, но такие жертвы оправданы, так как в результате поломки одного дискового накопителя информация останется в сохранности на другом. Наличие четырех хардов, при удачном стечении обстоятельств, позволит справиться с потерей двух дисков, если конечно не были повреждены обе копии с цифровой информацией. Производительность, при использовании массивов такого типа, практически не возрастет.
Тандем домашних сетей и NAS`ов не способен получить максимум возможного даже из одного накопителя, не говоря уже о более скоростных решениях. Получить зеркало возможно при наличии хотя бы двух дисков, подойдет и большее количество, но оно должно быть кратно двум. В случаях использования бюджетных моделей хранилищ «единичный» массив может быть единственной панацеей от неприятной, временами неожиданной, утраты данных, но при этом полезный объем уменьшается вдвое. Такая дилемма терзает умы многих пользователей. Остается либо тратить половину хранилища на копию скрипя зубами, либо разориться на систему по дороже, которая работает, как правило, на большем числе дисков и может защитить ценную информацию с потеряй меньшего пространства.
nasДля юзеров волнующихся за свободное пространство хранилища, спасением может стать массив RAID 5. Массив пятого уровня, благодаря хранению и вычислению контроллером специальных блоков четности, позволяет создавать копии данных размером не более одного диска, а остальные полностью передаёт в наше пользование. К сожалению, данный массив не может уберечь от всех неприятностей. Так, RAID 5 убережет данные в случае потере одного харда, но при гибели двух он будет бессилен. Для повышения эффективности работы таких массивов NAS`ы познакомили с работой в новом режиме RAID 5 + Spare. В этом случае какой-нибудь из дисков становится запасным, и при деградации действующего массива происходит его немедленная перестройка, без смены потерянного диска.
Далее, при восстановлении, контроллер определяет потерянные данные, путем анализа сохраненных блоков и отдельных блоков четности, и производит запись на новый диск. В результате этого раздел может вернуться к прежнему существованию и пережить в дальнейшем очередную потерю отдельного харда. Производительность массива пятого уровня во время восстановления и деградации значительно падает, и контроллер вынужден отстраивать заново недостающие блоки «на ходу». Скорость функционирования RAID 5 при работе с блоками четности во многом зависит и от конкретной модели NAS-устройства.
Бешеная скорость роста емкости современных винчестеров сделала возможность гибели второго диска, в результате серьезной затяжки времени восстановления деградированных массивов RAID 5, вполне реалистичной. Это стало причиной начала использования массивов шестого уровня. С данными все будет в порядке, даже в случае потери двух хардов массива RAID 6. За такую ценную услугу придется заплатить отдельным жестким диском и снижением скорости, причем более значительным, чем при использовании RAID 5. Потеря скорости работы обусловлена одновременным расчетом двух блоков четности и их дальнейшей записью на два накопителя. Такая система потребует от вас значительных капитальных вложений: как минимум четыре диска и сетевое хранилище, способное поместить их.
В принципе, не стоит уделять огромное значение скорости работы массива в случае с домашними хранилищами, так как различия в средних показателях при различных режимах незначительны. Лучше отказаться от попыток испытать свое устройство, и запомнить, что RAID 6 обычно медленнее чем RAID 5, скорость RAID 5 ниже RAID 1 и так далее.
В процессе глубокого анализа массивов и их функционирования, не стоит забывать непосредственно о самих виновников «торжества» – жестких дисках. Подбирать их нужно на первых порах с максимальной простотой, наплевав на их скорость. А оснащение хранилищ изысканными SSD и «рапторами»-десятитысячниками пускай останется уделом истинных мажоров. В результате бездумного вложения денег, может потом оказаться, что добиться аналогичного результата можно было с меньшими, в несколько раз, затратами. Во многих случаях сетевые хранилища очень своеобразны и могут работать с хардами каким-то загадочным способом, при этом демонстрируя непредсказуемые скорости работы, хоть и с незначительными отклонениями.
При заполнении NAS`а дисками стоит уделить пристальное внимание рабочей температуре, потреблению электроэнергии и уровню шума. В наших реалиях экономия электричества не столь актуальна, как допустим для европейцев, поэтому нужно более внимательно изучать температурные и шумовые характеристики. Вряд ли кому-то будет комфортно ночью слушать стрекот дисков. Харды желательно брать одинаковые либо покупать равные объемы, так как все уровни массивов выбирают за основу диск с минимальной емкостью. Таким образом, если создавать зеркало из дисков размерами в терабайт и пол терабайта, мы в результате получим раздел на пол терабайта, с потерей половины большего винчестера впустую. Не стоит экономить на объемах накопителей, покупая максимально емкие модели. К примеру если сетевая коробочка позволяет увеличивать «на ходу» емкости массива, то в случае пятидисковой модели стоит начать с приобретения и установки трех хардов по два терабайта в RAID 5 массиве, а в последующим установить еще пару, тем самым умножив вдвое емкость устройства.
Получить максимум возможностей своего NAS`а удастся лишь, установив как минимум гигабитное сетевое оборудование. В то же время трудностей с материнкой не должно быть, так как без гигабита таковую сегодня вряд ли встретишь. Пристальное внимание придется уделить различным маршрутизаторам с коммутаторами и точкам доступа. Встроенные в них свичи могут быть всего стомегабитными, что может подпортить передачу данных, сократив ее до 10 Мбайт/с. Такая ситуация никого не устроит, ведь сетевые хранилища вполне могут достигать скоростей в 40-50 Мбайт/с.
NAS в пакетах
Можно с уверенностью заявлять, что NAS представляет из себя самый настоящий сервер, без каких-либо скидок на его незначительные размеры и низкую мощность. В большинстве случаев такие устройства стремятся обеспечить доступ к данным всеми возможными способами. На первых порах всех пользователей устраивали стандартные файловые протоколы, в виде иерархических деревьев, но в результате их сложных разветвлений пришлось перейти к использованию веб-интерфейсов. Самым широко используемым файловым протоколом в домашних сетях на сегодняшний день является SMB/CIFS. В 1996 году Microsoft пыталась сделать именно этот протокол интернет- стандартом, поменяв вместе с этим название с «Server Message Block» на «Сommon Internet File System».
Благодаря SMB мы получаем доступ к различным папкам и принтерам на компьютерах на базе Windows, а также к сетевым дискам. Реализация протокола в хранилищах на Windows Home Server зачастую называют «эталонной», во многом из-за отсутствия как такого стандарта SMB и в свою очередь сторонних реализаций. Сетевые коробочки, в сердцах которых бьется Linux, получили возможность работы с SMB благодаря проекту Samba.
Samba позволяет реализовать большой количество закрытых протоколов от компании Microsoft. Осуществляется это путем анализа сетевого трафика, что является весьма адским трудом. Однако Samba подтвердило свое право на жизнь и продолжает развиваться, пытаясь поддерживать практически все новшества от «хозяйского» протокола. Для пользователей, пытавшихся привести в рабочее состояние сервер Samba на Linux, настали легкие деньки. Решить все можно с помощью установки нескольких опций в администраторской консоли своего NAS`a.
Стоит обратить внимание на поддержку сетевым хранилищем Active Directory, которая позволит работать с SMB с максимальными возможностями. В случаях, когда сеть устроена в качестве домена Windows, комфортную работу без AD представить практически не возможно. Использование SMB в домашних сетях не столь популярно по сравнению с офисными, что можно объяснить большим количеством дыр в не обновляемых операционках пользовательских компьютеров этих сетей. Для предотвращения размножения сетевых червей админы блокируют доступ к SMB, в результате чего связаться с другом в близлежащем сегменте сети абсолютно невозможно.
В настоящее время все продвинутые хакеры заливают все на свой личный сервер FTP, отказавшись от обычного расшаривания папок. File Transfer Protocol, в отличие от стандартного «сквозного» протокола, никем не засекречивается, что не редко позволяет реализовать его в полной степени.
Особенную пользу «старичок» FTP, разменявший третий десяток, принесет в офисной работе. К примеру, неопытный сотрудник прислал по почте сканы накладных с разрешением 600 dpi в несжатом TIFFе и вам приходится через других работников объяснять ему как правильно заархивировать файл и т.п. Выходом в этой ситуации как раз таки и станет FTP, на который по ссылке можно отправить ответ вместе с «неудобным» файлом. Конечно же, вмонтированный в NAS сервер FTP не сможет соревноваться с навороченными аналогами по разнообразию настроек, но зато он способен полноценно функционировать сразу после запуска хранилища.
Еще одним популярным современным файловым протоколом является Network File System (NFS). Сферой его применения, как правило, являются операционные системы подобные на Unix, а использование его дома вряд ли будет полезным. Настройка данного протокола в обычном сетевом хранилище сводится к примитивному управлению кнопкой «Вкл./Выкл.». «Удаленная синхронизация», именно так переводится словосочетание «remote synchronization», в сокращении Rsync. Rsync является популярным протоколом среди юзеров юниксовых сетей, а его использование позволяет создавать «зеркала» сетевых папок путем резервного копирования файлов. В то же время на выполнении свое задачи Rsync расходует минимум трафика.
Протоколы, поддерживаемые сетевыми хранилищами, не ограничиваются исключительно файлообменными вариантами. Также можно выделить NTP – для синхронизации времени; DHCP – для осуществления автоматической передачи адресов сети; DDNS, позволяющий присвоить домашней сети доменное имя, которое можно увидеть в Интернете благодаря DDNS-сервисам. Использование вышеперечисленных протоколов остается на усмотрение пользователей, так как они не обязательны, но в тоже время очень полезны.
Дилемма резервного копирования
Центральной задачей любого сетевого хранилища является сохранение данных в целости любой ценой, при этом прекрасно создавая резервные копии абсолютно всего. На помощь NAS`ам в столь тяжком труде приходят фирменные утилиты, обеспечивающие создание копий файлов почти в реальном времени, специальные службы, поддающиеся настройке с помощью веб-интерфейса, и даже сетевые протоколы, которые нацелены только на синхронизацию имеющихся данных. Однако обойтись без бэкапа массива, будь то даже увеличенный в четыре RAID 5 с тройным зеркалом, при сохранения в безопасности ценных для души материалов не возможно. К смерти диска может привезти, что угодно: производственный брак, неожиданный скачок напряжения или несчастная букашка попавшая в конденсаторы. В свою очередь создать копию всего хранилища будет очень проблематично.
Одним из вариантов решения такой проблемы может стать приобретение второго хранилища. К тому же аналогичные модели способны оперативно обмениваться информацией об изменениях, внесенных ранее в файлы. Другим вариантом может быть применение объемного внешнего хранилища, которое подключается с помощью портов eSATA или USB. Одним из таких вариантов является Synology, предлагающий в дополнение к своим основным системам с встроенными eSATA специальные сопровождающие хранилища. С их помощью можно увеличить объем NAS`а в двое либо создать его копию.
Универсальность вышеописанного способа затмевает его дороговизна. Поэтому тем, у кого финансы «поют романсы», придется пытаться работать с тем, что есть, и хранить ценные данные одновременно на NAS`е и десктопе. При этом не стоит забывать, что сетевое хранилище – компьютер, жизнь которого может внезапно оборваться.
6) Сервер к хранилищу данных можно подключить несколькими способами. Главное отличие SAN от NAS (помимо порядка букв в аббревиатурах) — это то, каким образом видятся подключаемые ресурсы на сервере. Если в NAS ресурсы подключаются протоколам NFS или SMB, в SAN мы получаем подключение к диску, с которым можем работать на уровне операций блочного ввода-вывода, что гораздо быстрее сетевого подключения (плюс контроллер массива с большим кэшем добавляет скорости на многих операциях). Используя SAN, мы сочетаем преимущества DAS — скорость и простоту, и NAS — гибкость и управляемость. Плюс получаем возможность масштабирования систем хранения до тех пор, пока хватает денег, параллельно убивая одним выстрелом еще несколько зайцев, которых сразу не видно: * снимаем ограничения на дальность подключения SCSI-устройств, которые обычно ограничены проводом в 12 метров, Что это дает? * увеличение производительности, балансировку нагрузки и высокую доступность систем хранения за счет нескольких путей доступа к массивам; Из чего это состоит?
Есть еще умное слово топология, которое встречается во всех учебниках по SAN. Топологий несколько, простейший вариант — точка-точка (point to point), соединяем между собой 2 системы. Это не DAS, а Ну и заключительный вариант — коммутируемая структура (Fabric), она создается с помощью свитчей. Структура подключений строится в зависимости от количества подключаемых портов, как и при построении локальной сети. Основной принцип построения — все пути и связи дублируются. Это значит, что до каждого устройства в сети есть минимум 2 разных пути. Здесь тоже употребимо слово топология, в смысле организации схемы подключений устройств и соединения свитчей. При этом как правило свитчи настраиваются так, что сервера не видят ничего, кроме предназначенных им ресурсов. Это достигается за счет создания виртуальных сетей и называется зонированием, ближайшая аналогия — VLAN. Каждому устройству в сети присваивается аналог MAC-адреса в сети Ethernet, он называется WWN — World Wide Name. Он присваивается каждому интерфейсу и каждому ресурсу (LUN) систем хранения данных. Массивы и свитчи умеют разграничивать доступ по WWN для серверов.
|
