Fibre Channel

Достоинства сетей хранения данных наиболее очевидны в приложениях реального мира. Сети хранения данных начального уровня обычно устанавливаются, когда компания переходит от SCSI-памяти с прямым подключением к пулам памяти, соединенных с помощью Fibre Channel. При развертывании базовой инфраструктуры Fibre Channel производительность сети хранения данных увеличивается, а расходы на управление уменьшаются.

Cети хранения данных начального уровня на базе технологии Fibre Channel подходят для рабочих групп, отделов и развивающихся предприятий. Небольшие расстояния и ограниченный пакетный трафик являются типичными для этих сред. Высокоэффективное решение для этих приложений создается на базе небольшой fabric. Технология Fibre Channel может резко повысить эффективность этих сетей хранения данных. Два примера (case study) продемонстрируют достоинства технологии Fibre Channel для небольших сетей хранения данных.

Бессетевой обмен данными
Сolorburst Graphics - это небольшая фирма, занимающаяся предпечатной подготовкой и разрабатывающая каталоги, а также рекламу для розничных торговцев. Сolorburst подписала новый контракт с крупной сетью универмагов, и ей стали необходимы 3 новых сотрудника. В условия нового контракта входило создание ежемесячных каталогов, содержащих большой объем графики и, поэтому, гигабайты данных. Сolorburst была обеспокоена, потому что у нее уже существовали проблемы с сетью хранения данных и целостностью данных.

На рис. 7 показаны сети Сolorburst до их модернизации. В этой сети весь обмен данными осуществлялся через локальную сеть. При передаче файлов объемом более 1 ГБ с RAID 1 на графическую рабочую станцию, процедура передачи длилась 10 минут (в лучшем случае) или до 30 минут (в худшем случае). Персонал был недоволен, когда в одно и то же время требовалось множество передач. Сотрудники часто занимались разговорами во время ожидания загрузки своих файлов. Так как различные файлы требовались каждый день неоднократно, то была произведена оценка, что каждый дизайнер ежедневно терял по часу рабочего времени. Ленточное резервирование не осуществлялось, поэтому файлы часто перезаписывались, и их восстановление было невозможно.

Сolorburst до модернизации

Рисунок 7: Компьютерные системы Сolorburst развивались естественным образом в течение ряда лет. Четыре сервера обеспечивали централизованный репозитарий данных для множества графических рабочих станций. Новый Fibre Channel RAID-массив компании увеличил проблемы с производительностью ее локальной сети, потому что его резервирование осуществлялось через сеть Fast Ethernet. Так как возможности локальной сети компании были ограниченными, то часто возникали проблемы при печати и получении электронной почты.

Сolorburst думала, что решит проблему с обменом данными после приобретения своего четвертого RAID-массива, в котором использовалась новая технология Fibre Channel. В действительности, их проблемы усугубились, так как они не приобрели ленточный привод Fibre Channel. Резервирование нового RAID-массива должно было осуществляться через локальную сеть, что только добавило проблем. Приобретение новых аппаратных средств не всегда решает проблему, должным образом реализованное решение обычно также требует ПО управления. Для преодоления недостатков слабой реализации компьютерной сети компании требовалась ее полная реструктуризация.

Сolorburst после

Рисунок 8: Cеть хранения данных Fibre Channel, установленная в Сolorburst, обходит локальную сеть при передаче больших объемов данных на серверы и рабочие станции. Сolorburst установила маршрутизатор для эксплуатации RAID-массивов с шиной SCSI (которые уже использовались с большой нагрузкой). Через недорогой концентратор был реализован гигабитный доступ к множеству графических рабочих станций. Вся корпоративная сеть теперь лучше управляется, потому что локальная сеть уже не используется для передачи больших файлов.

Сolorburst пригласила компанию-системного интегратора для решения своих проблем с данными. Интегратор быстро обнаружил, что узким местом была локальная сеть Fast Ethernet. Громоздкость и прерывания, присущие сети Ethernet, препятствовали ее высокой пропускной способности. Интегратор установил масштабируемое SAN-решение (см. рис. 8). В сети хранения данных установлены коммутатор в ее центре и коммутируемый концентратор для доступа к рабочим станциям.

Другим ключевым свойством решения стало настраиваемое ПО коллективного использования файлов для поддержки целостности данных в Fibre Channel fabric. Данное ПО обеспечивает целостность данных посредством блокирования используемых файлов. Ранее производительность труда сотрудников уменьшалась, когда много людей обращались к важному файлу. Кроме того, было инсталлировано ПО централизованного управления, автоматизировавшее ленточное резервирование и позволяющее просто распределять память для индивидуальных проектов. Сolorburst потребовалось нанять только двоих сотрудников, когда ее производительность выросла после установки сети хранения данных.

Корпоративные сети хранения данных
В компании Savemor Corporation работают более 500 сотрудников, и ее персонал увеличивается ежеквартально на 25 человек. Компания планирует использовать Интернет в своем бизнесе, поэтому собирается модернизировать свои серверы и центр обработки данных. В таблице 1 показаны текущие и перспективные потребности компании в хранении данных. В настоящее время в гетерогенной среде компании используется 2.5 ТБ памяти. Предполагается, что размер памяти будет ежегодно увеличиваться в среднем на 50% по мере установки новых приложений.

Таблица 1: Потребности в памяти Savemor Technologies

Операционная система	Сервер	Приложение	Текущая память (ГБ)	Предполагаемое ежегодное увеличение памяти	Прогнозируемый размер памяти через 3 года (ГБ)
NT	Departament	Disk server	100	15%	152
NT	Development	Access	50	5%	60
		Dreamweaver	50	20%	87
		Visual Basic	10	10%	13
NT	E-mail	Groupwise	80	80%	467
NT	Web1	Webserver	100	70%	492
NT	Web2	Webserver	100	70%	492
NT	Web3	Webserver	100	70%	289
NT	Web4	Webserver	100	70%	289

Таблица 1: Savemor - это быстроразвивающаяся компания, которой сейчас нужно более 3 ТБ памяти и потребуется более 7 ТБ через 3 года. Savemor необходима высокомасштабируемая инфраструктура, которая удовлетворит потребности компании на ближайшие несколько лет.

Savemor до

Рисунок 9: В Savemor было установлено несколько разных серверов, использовавших шину SCSI в ОС NT и Fibre Channel с петлями с арбитражным доступом в ОС UNIX. Процедура резервирования в компании между рабочими станциями под ОС NT и UNIX была с проблемами вследствие различий в ПО резервирования. Растущие потребности в памяти в Savermor потребовали значительных модернизаций в ее сетях хранения данных.

Savermor после

Рисунок 10: Savermor модернизировала свою сеть коммутатором Fibre Channel, установив его в центре своей сети хранения данных. Было применено зонирование, поэтому данные и серверы как под ОС NT, так и под ОС UNIX могли быть подключены к одному и тому же коммутатору для минимизации требований к управлению. Кроме того, использовался маршрутизатор, поддерживавший унаследованное оборудование в петле.

В Savermor работает квалифицированный ИТ-персонал, который к тому времени уже успешно развернул на базе концентратора и технологии Fibre Channel сеть хранения данных под управлением ОС UNIX (см. рис. 9). При резервировании данных с NT-серверов у ИТ-персонала почти ежемесячно возникали проблемы. После появления онлайновых NT-приложений с большими требованиями к объему хранимых данных группа решила установить коммутатор Fibre Channel, с помощью которого можно было бы масштабировать будущие потребности компании. Концентратор, ранее использовавшийся в Fibre Channel сети хранения данных под ОС UNIX, консолидировал NT-серверы в новую fabric.

На рис. 10 продемонстрирована модернизированная подсистема хранения данных, которая в настоящее время поддерживает 2 ТБ и наращивается до 4 ТБ. В подсистеме хранения данных также поддерживается 4 порта Fibre Channel, и для повышения пропускной способности осуществляется наращивание до 8 портов. Если прогнозируемые потребности в памяти верны (возможно, они недооценены), тогда через 2 года необходимо будет приобрести еще одну подсистему хранения данных.

Если темпы роста увеличатся, то fabric легко масштабировать посредством добавления коммутаторов для ее расширения. Для разделения трафиков под ОС NT и UNIX в ней уже осуществлено зонирование. Эти зоны могут быть подсоединены к индивидуальным коммутаторам, так как между UNIX-серверами и NT-серверами нет потоков данных. Важным свойством сети хранения данных является возможность ее масштабирования при недооценке будущих потребностей.

Выводы
Сети хранения данных начального уровня обеспечивают большие преимущества для пользователей и ИТ-персонала. В первом примере с компанией Colorburst показано, как небольшая дизайнерская фирма перегружала свою локальную сеть во время передачи файлов. У некоторых других приложений, требующих больших файлов данных (таких, как редактирование видео и FTP-сайты), подобные же требования к сетям хранения данных.

Во втором примере с Savermor продемонстрированы требования типичного приложения для развивающегося предприятия. Управление расзвивающимся центром обработки данных является постоянной задачей, требующей значительных усилий при планировании. Масштабируемая инфраструктура, которую можно модернизировать без особых проблем, является важным преимуществом. В технологии Fibre Channel обеспечена обратная совместимость со всеми будущими модернизациями.

Решения начального уровня