Технологии управления массивами данных в СХД QNAP для бизнес-пользователей
Наконец, фундаментом для дисковых томов и блочных LUN служат пулы хранения. Отметим, что в один пул хранения могут одновременно входить RAID-группы из разных физических устройств, т.е. головного NAS и подключенных полок. К примеру, пул может состоять из двух массивов RAID 5 по три диска в самом NAS (RAID Group 1 и 2 на схеме), а также еще одного RAID 5 из трех дисков в одной из подключенных полок (RAID Group 3 в примере). Кстати, вы вполне можете объединять в один пул массивы разного уровня (например, RAID 6 и RAID 10) и с разным количеством жестких дисков. Правда, система рекомендует всегда использовать в одном пуле массивы одного уровня для более быстрой работы. Разумеется, в Менеджере хранения QNAP предусмотрена возможность расширения пула новыми RAID-группами, как и добавления в них дисков с поддержкой повышения уровня массива.
Вообще, кроме как для объединения дисков из головного устройства и полок расширения, пул может пригодиться для тех случаев, когда у вас имеются диски разного объема. Хранилища QNAP не поддерживает проприетарные технологии эффективного использования места в RAID-массивах при установке дисков разного объема, поэтому если у вас четыре диска имеют объем 3 Тб, а еще четыре других - 1 Тб, лучше будет сделать два RAID-массива типа 5 или 6 из одинаковых дисков и объединить их в пул. В случае добавления в NAS еще восьми дисков разного объема, вы можете часть из них включить в существующие RAID-группы, а часть (например, объемом 2 Тб) - в новую RAID-группу, которая затем войдет в существующий или образует новый пул.
Использование пулов на базе RAID-групп формально усложняет управление системой хранения данных, хотя и позволяет распоряжаться дисковым пространством более гибко. Пользователь может расширить емкость и повысить тип RAID-группы, заменив по отдельности имеющиеся винчестеры и просто добавив к ней новые, в том числе резервный диск (spare drive), увеличить пул новыми группами, а также включить опцию bitmap для более быстрого восстановления массива в случае сбоя. Впрочем, кажущаяся сложность настройки нивелируется мастером создания тома, который позволяет быстро и по шагам создать логический диск.
Одной из основных тенденций 2013 года в секторе корпоративных СХД, стала поддержка кеширования на SSD-дисках. Установив в систему пару SSD, можно значительно повысить скорость доступа к наиболее востребованным данным. Для этого в используемом нами устройстве QNAP предназначаются слоты 3 и 4, при этом объем кэша будет равен сумме емкостей установленных SSD-накопителей. В Менеджере хранения включение SSD-кэширования осуществляется на уровне дискового тома. Также в меню настройки вы можете посмотреть статистику использования SSD-кэша - уровень его заполненности, частоту запросов и попаданий, чтобы со временем настроить использование там, где он действительно нужен.
Хочется отдельно сказать, что в Менеджере хранения QNAP доступен максимально понятный и наглядный обзор всей системы в виде диаграмм, показывающих количество и статус каждого тома, пула и отдельного диска. При просмотре отдельных компонентов системы, т.е. головного устройства и полок, можно получить исчерпывающую информацию об их состоянии и установленных дисков. Также здесь вы сможете настроить запуск тестов S.M.A.R.T. для винчестеров по расписанию, что рекомендуется делать хотя бы раз в месяц для того, чтобы заранее определить возможную неисправность.
Подключение дисковых полок
Топовые сетевые хранилища QNAP уровня SMB масштабируются при помощи дисковых полок, или как их еще называют - модулей расширения. Это позволяет использовать одновременно два интерфейса: SATA для внутренних жестких дисков и SAS для подключения полок расширения. В рассматриваемой нами модели TC-EC1679U-RP в качестве последнего интерфейса можно установить 2-портовый адаптер HBA SAS 6 Gbps, приобретаемый отдельно. Эти адаптеры не имеют встроенных процессоров для расчёта XOR, так что даже на подключаемых полках RAID-массивы будут программными. Сами полки расширения QNAP имеют максимально простую конструкцию - одна плата с чипом SAS-множителя, вентиляторы охлаждения и два блока питания. На данный момент есть два варианта по емкости - на 12 или 16 дисков. Ломаться в полке просто нечему, но если вдруг одна из них отключается, модуль управления QNAP тут же блокирует операции ввода-вывода, чтобы предотвратить повреждение данных. При последующем включении полки, система сможет восстановиться в нормальное состояние, оставив данные нетронутыми.
Каждая дисковая полка имеет по два широких порта SAS SFF8088 (один IN и второй OUT) для каскадного подключения к одному головному NAS, обеспечивая скорость для одного соединения с хостом до 24 Гбит/с (один порт включает в себя четыре канала, каждый из которых дает 6 Гбит/c в режиме дуплекса). Этой скорости более чем достаточно даже для прямой передачи данных с дисков в сеть 10G.
Заключение
Менеджер хранения в операционной системе QTS для топовых хранилищ QNAP предоставляет возможность гибко настраивать распределение и резервирование дискового пространства размерами в сотни терабайт. Концепция, примененная разработчиками, значительно отличается от простого создания томов, к которым мы привыкли, работая с NAS-ами для малого бизнеса и SOHO. Сегодня можно говорить, что технологически QNAP стоит на одном уровне с брендами А-класса, такими как IBM, HP, Dell и предлагает более выгодные с финансовой точки зрения продукты. Одно из главных преимуществ конкурентов, которое получила QNAP - это масштабирование своих NAS каскадным подключением дисковых полок. Вполне возможно, что компания QNAP за счет более низких цен будет отбирать часть рынка у более крупных игроков - это покажет время.
В качестве развития системы управления данными, мы видим поддержку резервирования между различными NAS-ами в том числе разных классов для балансировки нагрузки, создание конфигураций N+1 для работы в средах с повышенными требованиями к отказоустойчивости и объединение NAS-ов в кластеры с общей системой управления для создания систем хранения с практически неограниченным объемом. По крайней мере, шаги в этом направлении многими производителями СХД уже делаются.
Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)
30/03.2014
