Подключаемые к сети системы хранения данных (Network Attached Storage, NAS) — самый быстроразвивающийся сектор рынка систем хранения

По прогнозам Gartner, если в 2001 г. объем продаж NAS составил 1,9 млрд. долл., то к 2005 г. он вырастет до 4,8 млрд. долл. Еще более оптимистичную оценку дает IDC, прогнозирующая более чем трехкратный рост рынка NAS за три года — до 5,8 млрд. долл.

Такой рост популярности объясняется рядом важных преимуществ систем NAS по сравнению с обычными файл-серверами, функции которых выполняют универсальные серверы на платформе Intel.

Во-первых, процедура подключения и настройки NAS настолько проста, что обычно длится не более получаса (младшие модели NAS устанавливаются менее чем за 10 мин) и не требует от пользователей знания тонкостей настройки сетевых параметров или конфигурации SCSI. В то же время инсталляция нового сервера или дополнительных НЖМД должна выполняться системным администратором и может растянуться на несколько дней.

Во-вторых, в качестве консоли для администрирования систем NAS используется стандартный Web-интерфейс, благодаря чему обслуживать файл-сервер может не только системный администратор, но и рядовой пользователь ПК. Кроме того, при необходимости специалист сервисной службы или системный администратор из центрального офиса могут через Интернет подключиться к NAS и настроить ее параметры.

В системах NAS используется специальная ОС, оптимизированная для чтения и записи данных на диск, передачи их по сети и аутентификации пользователей.

Благодаря такой специализации ОС и исключению компонентов, не связанных с работой файл-сервера, обеспечивается более высокая производительность и надежность по сравнению с обычными серверами Windows или NetWare.

Кроме того, для установки и использования систем NAS не надо приобретать клиентские лицензии на стандартную ОС, поскольку в эти системы встроена возможность работы в неоднородной среде — практически все NAS могут работать в среде Windows и Linux/Unix, а многие также в NetWare и MacOS. Поэтому NAS — эффективное решение для совместного использования файлов многими пользователями, на ПК которых используются разные ОС.

Говоря об ОС для NAS, нельзя не упомянуть о выходе на этот рынок корпорации Microsoft. Успех младших моделей NAS, которые продвигались в качестве альтернативы серверам Windows NT/2000, грозил лишить крупнейшего производителя ПО части доходов от продаж серверных ОС. Ответом Microsoft стал выпуск в конце 2000 г. специализированной ОС Windows 2000 Server Appliance Kit (SAK), разработанной на основе Windows 2000 Advanced Server и предназначенной для OEM-производителей NAS-устройств. В конце прошлого года уже примерно четверть выпускаемых NAS работала под управлением Windows 2000 SAK.

Системы NAS с логотипом «Windows Powered» уже выпускают Compaq, Fujitsu, IBM и NEC. Кроме того, компания Maxtor перевела на Windows свою серию устройств MaxAttach, которая раньше использовала FreeBSD, а Dell, ранее поставлявшая под своей маркой три модели SnapServer компании Quantum, заменила их устройствами собственной разработки, работающими под управлением Windows 2000 SAK.

Как считают аналитики, появление Windows 2000 SAK способно превратить младшие модели NAS в такой же массовый продукт, как стандартные серверы и ПК на платформе Intel, поскольку теперь производителям этих устройств не придется самим разрабатывать для них ОС.

Windows SAK имеет ряд ощутимых преимуществ по сравнению с Unix-подобными ОС для NAS. Она обеспечивает более простую интеграцию в среду Windows (в частности, сохраняются все права доступа, заданные в Active Directory) и работу многочисленных пакетов резервного копирования и антивирусной защиты для Windows-серверов. Для управления NAS с Windows, помимо Web-интерфейса, можно использовать стандартные средства администрирования Windows 2000, что обеспечивает дополнительную гибкость. Наконец, решается и проблема с использованием кириллической кодировки в именах файлов и папок.

По-видимому, в будущем доля Windows на рынке NAS-серверов будет расти (особенно в нижнем ценовом сегменте), и из ранее разработанных ОС на основе Unix для NAS останутся только наиболее совершенные (например, Quantum Snap OS или Data ONTAP компании Network Appliance), обладающие уникальными функциями, которые пока не реализовала Microsoft.

Кому нужны системы NAS

Система хранения на основе технологии NAS — это автономное устройство хранения информации, которое подключается к локальной сети и интегрируется в уже существующую инфраструктуру. Единственное, что необходимо помнить при реализации проекта с использованием NAS — как и в ПК, информация сохраняется здесь в виде файлов данных.

Традиционная схема прямого подключения систем хранения к серверу общего назначения приводит к перегрузке его функциями файл-сервера. Включение NAS снимает эту нагрузку, что приводит к повышению производительности сервера при обработке других приложений.

Потому одним из основных применений систем NAS является создание дополнительных локальных хранилищ данных, работающих в мультиплатформной среде в компаниях среднего и малого бизнеса (СМБ) или в подразделениях крупных корпораций.

В настоящее время появляются программные продукты для объединения нескольких систем NAS в единое виртуальное хранилище, что решает проблему масштабирования этих систем при росте потребностей в хранении информации.

Поскольку инсталляция и обслуживание систем NAS не требуют специальных навыков, они особенно привлекательны для фирм СМБ и небольших подразделений, например бухгалтерий, в штате которых нет своего системного администратора. Такие фирмы могут воспользоваться услугами системных интеграторов, которые не только установят систему NAS и обучат персонал фирмы работе с ней, но и могут осуществлять ее удаленное администрирование.

Другим, достаточно популярным вариантом использования систем NAS является резервное копирование и восстановление. Благодаря высокой производительности и автономности эти системы позволяют осуществлять «быстрое» создание резервных копий состояния клиентских машин, а также часто изменяемых файлов наиболее важных данных. При этом можно не перезаписывать весь изменившийся файл, а добавлять в виде новой записи лишь изменения и ссылки в файловой системе, что значительно повышает скорость восстановления данных и сокращает требуемый объем хранения изменений. Этот метод «быстрого» резервного копирования также может потребоваться в бухгалтерии, финансовом отделе, в системах САПР, где возможное появление ошибок в расчетах потребует незамедлительного возврата к ранее сохраненным данным.

Системы NAS могут также использоваться как дублирующие хранилища для репликации данных, хранимых на основных серверах, что позволяет заметно повысить безопасность данных и повысить готовность системы в целом.

Системы NAS комплектуются ПО управления, которое либо бесплатно, либо стоит несколько процентов от стоимости самого устройства.

Кто что выпускает

Системы NAS можно найти в номенклатуре продукции как крупнейших производителей компьютерного оборудования, так и сравнительно небольших фирм, специализирующихся на системах хранения (из присутствующих на российском рынке можно упомянуть Raidtec и Trimm).

Классическим примером систем NAS начального уровня являются одно- и двухдисковые устройства Quantum SnapServer 1100/2200. Они могут инсталлироваться меньше чем за 5 мин и использоваться не только для организации совместного доступа к файлам, но и для резервного копирования содержимого НЖМД рабочих станций и хранения «образов» конфигурации ПО, установленного на ПК для быстрого клонирования. Однодисковую «мобильную» модель SnapServer 1100 (ее масса всего 1,6 кг) можно использовать как накопитель при проведении выставок и презентаций.

После того как компания Maxtor прекратила производство двухдисковых приставок (а ранее это сделали Cobalt и Intel, выпускавшая NAS в составе серии сетевых устройств InBusiness), SnapServer остался безусловным лидером в нижнем сегменте NAS.

Правда, осенью 2001 г. Sony выпустила однодисковое устройство NAS StorStation FSV-E1, выполненное в виде тонкого сервера высотой 1U, который может устанавливаться как на столе, так и в 19-дюйм стойке.

Основным недостатком младших моделей NAS является отсутствие масштабируемости — в них не предусмотрена возможность подключения внешних НЖМД, а если пользователь попытается самостоятельно заменить НЖМД в NAS на накопители большей емкости, то это приведет к нарушению гарантии.

Кроме того, для небольших компаний, обычно ограниченных в бюджете, 80-гигабайтный SnapServer 1100 слишком дорог — российскому покупателю он обойдется почти в тысячу долларов. Разумеется, если сравнивать его с файл-сервером на базе обычного ПК по такому показателю, как совокупная стоимость владения (TCO), то выбор в пользу NAS будет безусловно оправдан. Однако руководство небольших фирм при выборе компьютерной техники на первое место ставит первоначальную стоимость приобретения, а не технологические преимущества. Не следует забывать, что NAS — это сравнительно новая технология и многим руководителям трудно объяснить, почему эти устройства стоят в несколько раз дороже самого диска.

Следующая категория NAS — системы уровня рабочей группы емкостью до 1 Тбайт. К этой категории относятся системы SnapServer 4100, Maxtor MaxAttach 4100/4300 и сравнительно недавно выпущенные Dell PowerVault 715N и Sony StorStation FSV-M1. У всех этих устройств много общего — они выполнены в корпусах для установки в стойки высотой 1U с четырьмя дисками IDE.

Только в SnapServer используется Unix-подобная ОС, а три другие NAS работают под управлением Windows 2000 SAK. Как утверждает Quantum, ссылаясь на результаты выполнения тестов Netbench, за счет использования специально разработанной Snap OS устройство SnapServer при обслуживании более 10 клиентов значительно опережает MaxAttach по производительности. Кроме того, в SnapServer используются два контроллера НЖМД, в то время как MaxAttach оборудован только одним.

В то же время 4-дисковые MaxAttach превосходят аналогичную модель SnapServer по максимальной емкости, имеют гигабитный порт и сдвоенный Ethernet 10/100 (у SnapServer только один Ethernet 10/100). В отличие от конкурента MaxAttach оборудован портом SCSI, к которому можно подключить внешний стример для резервного копирования. В NAS-серверах, работающих под управлением Windows, реализована функция репликации данных с помощью «мгновенных снимков» (snapshot) файловой системы дисков, по которым можно восстановить файл или папки, если они были случайно удалены или испорчены (например, в результате вирусной атаки).

Sony предлагает использовать свою StorStation FSV-M1 вместе со своей ленточной библиотекой LIB-162 максимальной емкостью 1,6 Тбайт (без сжатия) в качестве NAS-сервера резервного копирования.

До недавнего времени серьезным недостатком этой категории систем NAS было отсутствие средств управления несколькими NAS-серверами, из-за чего они плохо масштабировались «по горизонтали». Для решения этой проблемы Maxtor и Quantum заключили соглашение с фирмой OTG Software, разработчиком ПО для систем хранения, об интеграции в свои продукты пакета виртуализации DiskXtender, который позволяет объединить несколько NAS в один «виртуальный» накопитель.

К категории NAS уровня рабочей группы относится и младшая модель систем Filer компании Network Appliance (NetApp), которая с момента своего основания занимается производством специализированных серверов.

Система Filer F87 не только оборудована платой SCSI, но и использует восемь НЖМД с этим интерфейсом (во всех моделях NAS, выпускаемых Maxtor, Quantum и Sony, а также в PowerVault 715N установлены более дешевые диски IDE). Filer F87 реализует функции мгновенного удаленного копирования и восстановления SnapMirror и SnapRestore и нацелена на обслуживание удаленных офисов и филиалов (разумеется, при условии, что в центральном офисе установлены более мощные системы NAS NetApp, поддерживающие эту фирменную технологию).

По стоимости старшая модель SnapServer ES12 (свыше 10 тыс. долл.) попадает в следующую категорию — NAS-систем среднего класса, рассчитанных на использование в качестве файл-сервера отдела и регионального филиала. В ней установлено 12 НЖМД, порт 1-Gbit Ethernet, а также используются такие средства повышения надежности, как заменяемые в горячем режиме накопители и резервированные источники питания и вентиляторы.

Следует отметить, что из представленных на российском рынке NAS среднего класса SnapServer ES12 это единственная модель, в которой не предусмотрено подключение внешних стримеров или внешних дисковых массивов, и поэтому по показателю максимальной емкости она значительно проигрывает конкурентам — MaxAttach 6000, NetApp F810/820, Compaq TaskSmart N2400, PowerVault 750N/755N и IBM TotalStorage NAS200/300.

Устройства Compaq, Dell и IBM — это стандартные двухпроцессорные серверы, работающие под управлением Windows 2000 SAK.

MaxAttach 6000 также использует специализированную версию Windows, а NetApp Filer — операционную систему Data ONTAP с журналируемой файловой системой, позволяющей динамически расширять размер тома и добавлять новые диски. Для повышения надежности NAS NetApp серии F8хх оборудованы энергонезависимой памятью, обеспечивающей сохранение данных в ОЗУ в течение нескольких дней. В большинстве NAS среднего класса применяются такие меры защиты от сбоев, как RAID-контроллер, горячая замена дисков и источников питания, а также возможность построения кластера.

Хотя за счет использования стандартных компонентов, выпускаемых для ПК-серверов, системы Compaq, Dell и IBM значительно дешевле устройств NetApp, все же по функциональным возможностям и производительности продукты NetApp превосходят конкурентов. NAS-устройства IBM и NetApp сертифицированы для обслуживания серверов Microsoft Exchange и SQL, а MaxAttach и SnapServer могут использоваться (при установке ПО компании OTG) как хранилища электронной почты MS Exchange и Lotus Notes.

NAS-системы уровня предприятия рассчитаны на обслуживание корпоративных СУБД и ERP-систем, а также почтовых систем; организацию централизованного хранения данных для систем САПР и разработчиков ПО и консолидацию файл-серверов масштаба предприятия.

В этой категории NAS безусловным лидером остается компания NetApp. Однако с прошлого года с ней начала активно конкурировать корпорация EMC, выпустившая систему CLARiiON IP4700 (на основе специального соглашения ее также поставляет Dell).

Системы NetApp Filer оборудованы интерфейсной платой Fibre Channel, с помощью которой они могут подключаться к сетям хранения данных SAN. Хотя в CLARiiON IP4700 не предусмотрена возможность напрямую подключиться к SAN, заменой интерфейсной платы Ethernet на Fibre Channel она «трансформируется» в предназначенный для сетей хранения дисковый массив CLARiiON FC4700.

В высшую ценовую категорию попадают системы NAS на базе дисковых массивов Fibre Channel, снабженные управляющим модулем (engine), выполняющим функции собственно файл-сервера. К ним относятся EMC Celerra и HP XP NAS/VA NAS/NAS 8000. По существу эти системы реализуют конвергенцию NAS и SAN и позволяют использовать для организации файл-сервера часть подключенного к SAN дискового пространства массива, емкость которого может составлять несколько десятков терабайт.

Системы NAS

Производитель/марка Максимальная емкость
Quantum SnapServer 1100/2200/4100/1200 80/160/480/960 Гбайт
Sony StorStation 80/480 Гбайт
Maxtor 4100/4300/6000 320/640 Гбайт/1,9 Тбайт (с внешними дисками — 5,7 Тбайт)
Dell PowerVault 715N/750N/755N 400 Гбайт/ 438 Гбайт (с внешними дисками — 8,6 Тбайт)/ 219 Гбайт (с внешними дисками — 8,4 Тбайт)
Compaq Tasksmart N2400 144 Гбайт (с внешними дисками — 2 Тбайт; кластерная конфигурация — 10 Тбайт)
IBM NAS 200/300 109,2 Гбайт — 440 Гбайт, с внешними дисками — 3,52 Тбайт)/ 360 Гбайт (с внешними дисками — 3,24 Тбайт)
NetApp F87/F810/F840/F880 576 Гбайт / 1,5/ 3/ 6/ 9 Тбайт, в кластерной конфигурации (кроме F87) максимальная емкость удваивается
EMC Clariion IP4700 7,3 Тбайт

Версия для печати (без изображений)