Как выбрать систему хранения данных (СХД): типы, производители, расчет

Надежная и отказоустойчивая система хранения данных (СХД) является одним из базовых компонентов IT-экосистемы компании, обеспечивающим централизованный доступ к данным для пользователей и бизнес-приложений.

В этой статье мы рассмотрим основные виды систем хранения данных, а также дадим рекомендации по выбору оптимального решения.

Что такое СХД: определение и особенности

Системы хранения данных — это специализированные аппаратные и программные решения для надежного и безопасного хранения данных и обработки информации (файлов, медиа, структурированных и неструктурированных данных).

СХД отличаются от обычного жесткого диска тем, что могут объединять хранилища в сети хранения данных (SAN, NAS), имеют более сложную архитектуру, поддерживают технологии виртуализации хранилищ, а также оснащены специализированным программным обеспечением для управления ресурсами и обеспечения высокой доступности данных.

Основные составляющие системы хранения данных:

• хранилища данных — физические накопители, жесткие диски (HDD), твердотельные накопители (SSD) и их комбинации;
• контроллеры — устройства для управления процессами записи и обработки информации, обеспечивающие распределение нагрузки и доступ к данным в реальном времени;
• интерфейсы подключения — отвечают за подключение к серверам и другому оборудованию;
• программное обеспечение управления системами хранения информации — инструменты для администрирования, анализа и мониторинга.

Для СХД важна масштабируемость: с течением времени объем данных, которыми оперирует компания, растет, поэтому система должна иметь возможность расширяться. Кроме того, важными параметрами являются надежность и механизмы отказоустойчивости, а также высокая производительность, необходимая для обработки больших массивов данных, виртуализации, работы бизнес-приложений и аналитических инструментов.

Типы систем хранения данных (СХД)

Существует несколько типов систем хранения информации. Выбор оптимального СЗД для бизнеса зависит от конкретных задач вашей компании, специфики работы, объема данных и выделенного бюджета.

Рассмотрим подробнее разные виды систем хранения данных.

DAS (Direct-Attached Storage)

DAS (Direct-Attached Storage) — это система хранения информации, которая непосредственно (напрямую) подключается к серверу или рабочей станции.

Подходит для небольших компаний или частного использования, при котором не требуется сложная инфраструктура. Данные хранятся и обрабатываются непосредственно сервером, к которому подключено хранилище, а рабочие нагрузки не требуют общего доступа для нескольких пользователей.

Достоинства:

• Не требует сложных настроек.
• Минимальные задержки благодаря отсутствию сетевой передачи данных и высокой скорости обработки.
• Низкая стоимость по сравнению с NAS или SAN, поскольку не требуются дополнительные коммутационные устройства.

Недостатки:

• Отсутствие централизованного управления — каждый сервер работает с собственным хранилищем, что усложняет администрирование.
• Ограничение для общего или удаленного использования данных.
• Сложное масштабирование — если требуется больше места, необходимо расширять локальные хранилища или переносить данные вручную.
• Меньшая гибкость по сравнению с NAS/SAN — DAS не поддерживает общий доступ к данным через сеть.

NAS (Network-Attached Storage)

NAS (Network-Attached Storage) — это сетевая система хранения данных, которая обеспечивает централизованный доступ к данным для многих пользователей и программ через локальную сеть (LAN).

Системы NAS используются для хранения файлов, резервного копирования и архивирования, работы с мультимедиа, базами данных и т.д.

Современные системы NAS могут масштабироваться путем добавления новых накопителей или объединения нескольких NAS-серверов в кластерные решения для повышения производительности и отказоустойчивости.

Достоинства:

• Легкая настройка и использование.
• Централизованный доступ к данным с любого устройства, подключенного к сети.
• Возможность автоматического бекапа и восстановления данных благодаря встроенным функциям резервного копирования.
• Поддержка различных протоколов — совместимость с Windows, Linux, macOS через SMB, NFS, FTP и т.д.

Недостатки:

• Ограничение производительности при высоких нагрузках.
• Сетевые сбои или перегрузки могут затруднять доступ к данным.
• Более низкая скорость работы по сравнению с DAS и SAN, поскольку передача данных происходит через сеть, а не напрямую.
• Уязвимость к атакам через сетевой доступ (требуются дополнительные меры безопасности, такие как шифрование и контроль доступа).

SAN (Storage Area Network)

SAN (Storage Area Network) — это высокоскоростная специализированная сеть, которая обеспечивает доступ к блочным хранилищам данных на уровне операционной системы.

Обычно используется для критически важных бизнес-приложений, требующих минимальных задержек, отказоустойчивости и высокой производительности.

SAN обычно применяется в средах с высокими нагрузками, такими как: корпоративные базы данных (Oracle, Microsoft SQL Server), системы виртуализации (VMware, Hyper-V, KVM), аналитические платформы и большие объемы данных (Big Data, AI/ML), финансовые сервисы и банковские системы.

SAN использует сетевые протоколы хранения (Fibre Channel, iSCSI или NVMe-oF) для подключения серверов к хранилищам, что обеспечивает быстрый доступ к данным без перегрузки основной сети.

Достоинства:

• Высокая скорость передачи данных и минимальные задержки.
• Масштабируемость и способность увеличивать емкость и производительность.
• Высокий уровень отказоустойчивости.
• Повышенная безопасность — изоляция хранилища в отдельной сети обеспечивает лучший контроль доступа и уменьшает риски атак.

Недостатки:

• Высокая стоимость как на этапе внедрения, так и в поддержке инфраструктуры (необходимо специализированное оборудование и сетевые решения).
• Возможны сложности в администрировании, поскольку система нуждается в высококвалифицированных специалистах для настройки, мониторинга и обслуживания.
• Потребность в выделенной инфраструктуре — для надлежащей работы SAN необходима отдельная физическая сеть, что увеличивает затраты на оборудование и обслуживание.

Ключевые производители систем хранения данных (СХД)

Глобальный рынок систем хранения данных представлен несколькими известными игроками: IBM, Dell, NetApp, HPE.

IBM — один из лидеров в области хранения данных, предлагающий решение IBM Storage FlashSystem. Построенное на архитектуре Flash Grid, хранилище позволяет управлять всеми подключенными системами из единой панели управления, предлагает рекомендации по распределению рабочей нагрузки на основе ИИ, обеспечивает бесперебойную миграцию данных между системами без прерывания процессов и быстрое реагирование на любые нарушения и угрозы в реальном времени.

Dell предлагает линейку продуктов, включая решения для SAN, NAS и гиперконвергентных инфраструктур. Универсальная система хранения корпоративного класса Dell EMC PowerStore обеспечивает вертикальное и горизонтальное масштабирование, постоянную оптимизацию и уменьшение объемов данных благодаря механизмам компрессии и дедупликации, интеллектуальному управлению данными. Встроенные механизмы резервирования и восстановления обеспечивают высокий уровень отказоустойчивости. Dell EMC PowerScale — это файловое хранилище, ориентированное на работу с неструктурированными данными, например, мультимедиа, аналитикой, ИИ, IoT. Поддерживает работу с большими массивами данных и обеспечивает автоматическую балансировку нагрузок.

NetApp — компания-производитель систем управления данными, поддерживающими гибридные модели и интеграцию с провайдерами AWS, Azure и Google Cloud. В решениях используются встроенные технологии дедупликации и компрессии для уменьшения затрат хранения данных.

Hewlett Packard Enterprise предлагает решение HPE Storage, которое включает линейки Nimble Storage, Alletra Storage и 3PAR с функциями детальной аналитики, протокола доступа NVMe для уменьшения задержки и увеличения пропускной способности, а также оптимизации нагрузок для виртуализации и баз данных.

Производители СЗД предлагают разные возможности, поэтому выбор конкретного поставщика и системы хранения данных зависит от потребностей бизнеса, бюджета и требований к производительности при работе с данными.

Как выбрать систему хранения данных: практические советы

Если вы планируете подобрать СЗД для своей компании, следует учитывать не только текущие потребности, но и планы на расширение и масштабирование. Только в таком случае система хранения данных станет надежным основанием для непрерывного функционирования сервисов, оптимизации процессов, защиты информации и снижения операционных расходов.

Мы в Netwave помогаем нашим клиентам выбирать и внедрять оптимальные решения для хранения данных, ориентируясь на потребности бизнеса и требования к производительности. Мы подробно анализируем задачи, которые должна выполнять СХД, чтобы выбрать правильный объем дискового массива и программного обеспечения. Наша команда предпочитает решения со встроенными функциями безопасности, например: контроль доступа к сети, система ролей для администраторов, фильтрация потоков и т.д.

При выборе СХД рекомендуем обращать внимание на следующие аспекты:

• Производительность. Это критический параметр для любых типов СХД, особенно, если вы работаете с большими объемами информации, которые нужно быстро обрабатывать. Здесь следует оценивать IOPS (input/output operations per second), пропускную способность и типы накопителей.
• Интеграция и сетевой доступ. Оцените совместимость с текущей инфраструктурой, сетью и текущим программным обеспечением (операционные системы, базы данных, виртуальные среды). Убедитесь, что система хранения легко интегрируется с другими компонентами ИТ-экосистемы.
• Способность к масштабированию. Бизнес-потребности изменяются и эволюционируют, поэтому современные системы хранения данных должны иметь возможность расти и расширяться параллельно с вашей компанией. Убедитесь, что выбранное решение СХД поддерживает добавление новых компонентов и новые стандарты подключения во избежание дорогих апгрейдов в будущем.
• Совокупная стоимость владения (TCO). Оцените бюджетные ограничения и сравните их с необходимым функционалом. К примеру, DAS предлагает меньшую начальную стоимость, но может не подойти для больших сетей. Также учитывайте затраты на обслуживание, модернизацию компонентов, поддержку, расширение функций и т.д.
• Безопасность решения. Системы хранения информации для бизнеса должны обеспечивать высокий уровень защиты. Это может включать шифрование на уровне дисков и во время передачи, гибкие возможности управления доступом и ролями, политики безопасности, соответствие отраслевым стандартам для регулируемых отраслей типа финансового или медицинского сектора.

Расчет СХД: как определить необходимую емкость и производительность

Расчет СХД должен учитывать потребности бизнеса: объем текущих данных, перспективы их роста и дополнительный резерв для дублирования и бекапирования.

При расчете производительности систем хранения данных руководствуйтесь следующим алгоритмом:

• Проанализируйте текущий объем данных, с которыми работает компания: категоризируйте активно используемую информацию и ту, которую можно перенести в облака или архивы.
• Оцените потенциальные темпы роста количества данных в будущем. Например, в e-commerce или медиа показатель может составлять 70-100% в год, а в юридической компании или медцентре – 20-30%. При учете этого параметра горизонт планирования должен составлять не 12 месяцев, а 3-5 лет во избежание частых обновлений.
• Позаботьтесь о резерве. Если вы планируете использовать резервное копирование, следует дополнительно закладывать 20-50% емкости для резерва.
• Оцените типы нагрузок, преобладающих на предприятии, рассчитайте IOPS (количество операций ввода/вывода в секунду), определяющее количество операций, которые система должна выполнять одновременно, а также оцените пропускную способность.

Рекомендации по обслуживанию современных систем хранения данных

Эффективное обслуживание системы хранения данных поддерживает ее стабильную работу и минимизирует риск потери данных и простоя.

Обслуживание СХД включает в себя постоянный мониторинг и диагностику системы. Современные решения предлагают встроенные мониторинговые инструменты, которые в реальном времени следят за производительностью, контролируют ключевые метрики, фиксируют ошибки и потенциальные проблемные места. Также для этой цели можно использовать специализированные решения от вендоров, например VMware Aria Operations.

Время от времени сеть хранения данных требует технического обслуживания, которое может включать в себя замену компонентов, техосмотр системы охлаждения, обновление ПО контроллеров и дисков и т.д.

При росте бизнеса важно проводить ревизию данных и оценивать актуальность модернизации СЗД системы хранения данных, чтобы добавить новые узлы или перейти на более современные технологии.

Вывод

Выбор системы хранения данных оказывает непосредственное влияние на стабильность операционной работы, эффективность процессов и безопасность вашего бизнеса. Современные решения СХД предлагают широкие возможности для компаний разного размера, главное – правильно оценить свои текущие потребности и планы масштабирования.

Команда Netwave предлагает комплекс услуг по проектированию, внедрению и поддержке современных систем хранения данных, а также услугу аудита и оптимизации систем хранения данных.

При создании системы хранения данных наши специалисты подготовят перечень обязательной документации (общая функциональная схема, спецификация оборудования, описание принципа работы и т.п.), а после внедрения системы вы получите эксплуатационную документацию (кабельные журналы, функциональные и структурные схемы, рекомендации по использованию и т.п.). Это позволит вам четко понимать архитектуру системы и ее компонентов, а также поможет при эксплуатации, профилактическом обслуживании и дальнейшем развитии.