Высокопроизводительный NAS

10.05.2015

Что такое NAS?

Network Attached Storage (NAS) позволяет организациям любых размеров консолидировать распределённые файловые сервера в небольшое количество специализированных систем хранения, которые предоставляют доступ к файлам по нескольким стандартным протоколам доступа – таким, как NFS, CIFS, FTP и имеют общую консоль управления.  Ещё несколько лет назад существовали ограничения использования NAS: они были связаны с недостаточной пропускной способностью, высокими задержками в канале передачи данных, надёжностью и масштабируемостью. Как результат, для критических и важных задач использовались технологии SAN сетей. Сейчас новое поколение высокопроизводительных NAS систем позволяет преодолеть прошлые ограничения и принести функции и возможности SAN сетей в файловый доступ к данным.

Что же такое высокопроизводительный NAS? Чем он отличается от обычного NAS?

Важно отметить, что нет единого определения высокопроизводительного NAS.

Со стороны аппаратной конфигурации, высокопроизводительный NAS будет предоставлять больше Ethernet портов и большую пропускную способность этих портов. Например, у обычного NAS будет 1 или 2 1Gbit Ethernet порта, в то время как высокопроизводительный NAS будет поддерживать 10Gbit, 40Gbit или даже 100Gbit Ethernet. Высокая скорость подключения с возможностью агрегации каналов передачи позволяет повысить надёжность и отказоусточивость NAS, что позволит обрабатывать большее количество запросов и использовать NAS в критических и важных задачах.

С точки зрения организации работы, высокопроизводительный NAS может включать несколько управляющих серверов для распараллеливания нагрузки от множества клиентов, оптимизацию для различных  IO-операций и типов данных, например, для обработки большого количества операций или для обработки больших потоков последовательных данных, или для работы с NFS. Таким образом, получается система, которая может обрабатывать много конкурентных операций к файлам, в тоже время система обладает высокой отказоустойчивостью.

Сложно ли внедрять высокопроизводительный NAS?

Всё зависит от текущей ИТ-инфраструктуры компании и от того, какой интерфейс доступа планируется использовать: 10Gbit, 40Gbit или же 100Gbit. Во многих компаниях уже сейчас есть коммутаторы с 10Gbit интерфейсами, остаётся только подключить NAS и настроить его для максимальной производительности. Если же планируется переход на 40Gbit (100Gbit), то потребуется переходить на новые коммутаторы и кабельную инфраструктуру, менять сетевые адаптеры на серверах.

Не стоит забывать, что высокопроизводительный NAS может полностью утилизировать полосу пропускания сети и тем самым мешать нормальной работе других сервисов и сети в целом. Поэтому важно не только использовать новые коммутаторы с высокой пропускной способностью, но и предусмотреть изменения архитектуры сети и настройку всех коммутаторов для безболезненной интеграции высокопроизводительного решения в существующую инфраструктуру.

Где применяются высокопроизводительные NAS?

Можно выделить 2 направления, в которых чаще других используются высокопроизводительные NAS – это обработка видео с нескольких клиентов и подключение по протоколу NFS систем хранения данных к инфраструктуре виртуализации.

В обоих случаях важна высокая пропускная способность, поэтому сейчас чаще всего используются интерфейсы 10Gbit, но всё чаще применяются 40Gbit.

Есть и различия в IO операциях. Так, при обработке видео характерно последовательное чтение больших объёмов, в то время как для виртуализации характерно случайное обращение к данным. Из-за этого различия нужны разные настройки NAS для достижения оптимальной производительности в каждом из этих случаев.

 

Будущее

Если несколько лет назад можно было говорить о необходимости наращивать функционал NAS для достижения уровня SAN решений, то сейчас многие NAS уже имеют большой набор функций корпоративного уровня – дедупликация, репликация, снэпшоты, балансировка нагрузки и т.д.  На данный момент производители NAS начинают поддерживать более производительные интерфейсы – 40Gbit и 100Gbit, внедряют SMB 3.0 и как следствие SMB over RDMA, что значительно позволяет увеличить производительность случайного чтения/записи.

 

Продолжение следует… В следующих постах расскажу об узких места высокопроизводительного NAS, как строить сеть, какие уровни RAID лучше использовать, настройки клиентов и другие хитрости.