Как выбрать СХД в 2024 году, на что обратить внимание

В 2024 году любому бизнесу приходится хранить терабайты данных — от документов до видеозаписей. Как выбрать систему хранения, которая справится с задачами сегодня и не устареет завтра? Разбираем ключевые типы СХД и критерии выбора простым языком.

В этой статье:

• Основные типы СХД
• Как определить потребности бизнеса при выборе СХД
• Основные параметры выбора СХД
• Сравнение СХД с альтернативами
• Заключение. На что обратить внимание при выборе систем хранения данных?
• Вопрос - ответ

Сегодня даже небольшой компании приходится иметь дело с огромным количеством информации — от бухгалтерских документов и договоров до коммерческих предложений, прайс-листов и видео с камер наблюдения.

Эпоха бумажных архивов давно осталась в прошлом. В 2024-м электронный документооборот стал стандартом, а значит, бизнесу нужно надежное место для хранения данных. Эту задачу решает СХД — система хранения данных.

По сути, это комплекс «железа» и софта, который не только сохраняет информацию, но и быстро выдает ее пользователям по запросу. Форматы могут быть разными: текст, видео, базы данных, архивы.

Классическая СХД обычно включает:

• диски (HDD или SSD),

• кэш-накопители для «горячих» данных,

• RAID-контроллеры,

• корпус для всех компонентов,

• блоки питания.
  
  

Системы делят на три типа:

• Файловые — если нужен общий доступ к документам.

• Блочные — когда важна максимальная производительность (например, для интернет-магазина с базами данных).

• Объектные — лучший вариант для хранения больших массивов неструктурированных данных.
  
  

Но одного понимания «что внутри» мало. На практике при выборе СХД стоит учитывать целый ряд нюансов — об этом и поговорим дальше. На чтение уйдет минут 15–20, и они точно будут полезными.

Основные типы СХД

Выше уже говорилось о разновидностях систем хранения данных. Но есть еще одна классификация, заслуживающая отдельного внимания.


Источник фото: cherryservers.com

Основные типы:

1. DAS (Direct-Attached Storage). Накопитель может быть внешним или внутренним. Подключение к серверу выполняется напрямую через интерфейсы FC, SATA, eSATA, SAS, USB и Thunderbolt. В основном обслуживается один сервер или ПК, но допускается и совместная работа с кластером.
   
   Самым простым DAS-накопителем можно считать жесткий диск ноутбука или компьютера. Более сложные варианты оснащены не только основными, но и резервными блоками питания, модулями охлаждения, RAID-контроллерами.
   
   К преимуществам DAS-накопителей можно отнести простоту монтажа и минимальную стоимость в сравнении с аналогами других типов. Но есть и существенный минус — ограничения в части масштабирования.

2. NAS (Network-Attached Storage). Здесь уже речь идет о подключении к серверу через сеть, преимущественно по каналам Ethernet. В основном NAS предназначены для хранения именно файлов. Значит, для организации связи применяются именно файловые протоколы, например, SMB/CIFS, NFS, FTP, SFTP, HTTP, WebDAV, DC, BitTorrent.
   
   К преимуществам NAS можно отнести возможность организовать совместный доступ к хранилищу для десятков и сотен пользователей. Данные можно защитить от несанкционированного доступа, удаления, изменения за счет изменения настроек СХД. Есть возможность организовать резервное копирование файлов.
   
   Но есть и существенный минус. Производительность NAS падает, если речь идет о повышенных рабочих нагрузках.

3. SAN (Storage Area Network). В случае с SAN можно говорить уже не об отдельном накопителе, а о специальной инфраструктуре, позволяющей размещать данные в централизованном или распределенном формате. Также речь не идет о хранении отдельных файлов. Хранилища относятся к блочному типу.
   
   При необходимости система может включать не только собственно сервер и СХД, но и коммутаторы, патч-корды, блоки управления всей системой и резервного копирования. Дополнением могут стать даже хранилища по типу DAS или NAS. К преимуществам SAN можно отнести максимальную производительность среди аналогов в сочетании с гибкостью. Также есть возможность архивировать «старые» данные, восстанавливать информацию в случае сбоя или несанкционированного доступа. Именно такие хранилища выбирают крупные компании, работающие с критически важными данными.
   
   Но не стоит забывать и о недостатках. Системы SAN отличаются высокой стоимостью в сравнении с DAS или NAS. К тому же настройкой, вводом в эксплуатацию, обслуживанием должны заниматься только специалисты, а это сопряжено со значительными затратами.

4. Гибридные СХД. Так называют логические и/или физические устройства для хранения данных. Здесь совмещают жесткие диски (НЖМД, HDD) и NAND-память (SSD-накопитель).

На практике это позволяет записывать, считывать данные на максимальной скорости при значительных объемах собственно накопителей. Твердотельные блоки в этом случае становятся своеобразной кэш-памятью для быстрого доступа к нужным пакетам данным. Жесткие диски необходимы для постоянного хранения информации.

К преимуществам гибридных СХД можно отнести высокую плотность записи и минимальные расходы на обслуживание 1Гб информации. В основном их используют там, где объем текущих транзакций относительно невелик, но нужно хранить большие объемы самых разных данных, в том числе файлов. Это относится к архивированию информации, созданию резервных копий.

Как определить потребности бизнеса при выборе СХД

Ошибкой будет покупка случайной системы хранения, в том числе от того же производителя, что выпускает серверное оборудование. Необходимо внимательно и тщательно изучить множество критериев, чтобы сделать правильный выбор.

Источник фото: dipolnet.com

Ниже обозначены основные параметры, которые точно нельзя оставлять без внимания:

Объем данных

Можно обратить внимание на уже занятый объем на дисках ПК. Это относится и к базам данных, и к стандартным файлам. Далее следует учесть перспективы в части развития, увеличения хранимых объемов, ввода в эксплуатацию новых рабочих станций с подключением к серверу и системе хранения данных.

При покупке СХД можно, конечно, ориентироваться на текущие потребности бизнеса в размещении информации. Но всегда стоит учитывать возможность резервирования и масштабирования оборудования, например, в виде добавления дисковых полок или накопителей.

Тип данных

Об этом пункте уже говорилось во введении. Если в компании преобладают текстовые или графические файлы, то и СХД выбирают соответствующего типа. Для работы с БД пригодятся блочные хранилища, а неструктурированные данные (в том числе записи с систем видеонаблюдения) записывают в сегментах объектных СХД.

Частота доступа

Какие-то данные нужны постоянно. Их относят к «горячим». Значит, и хранить их нужно так, чтобы время доступа было минимальным.

«Теплые» данные требуются периодически. «Холодные» же файлы созданы практически один раз, и больше к ним практически никто не обращается. Значит, их можно записать так, чтобы сохранить, но больше не считывать и не менять.

Требования к производительности

Речь здесь идет о скорости записи и считывания данных. Если система сервер+СХД только проектируется, производительность прогнозируют с учетом планируемой нагрузки, объема обрабатываемых данных.

В компании может уже быть сервер. В этом случае при выборе системы хранения данных ориентируются именно на его параметры, чтобы избежать задержек со считыванием или записью данных.

Применительно к вопросу производительности нужно рассмотреть вопрос с выбором между накопителями. Они могут быть HDD (жесткие) и SSD (твердотельные). Первые имеют более низкую производительность при работе с файлами небольшого объема. На значительных блоках разница практически нивелируется.

SSD-накопители пока стоят дороже жестких аналогов. К тому же они отличаются ограниченным количеством циклов записи-удаления пакетов. На практике это означает, что твердотельные накопители лучше выбирать, если в СХД детально проработаны вопросы дедупликации и сжатия данных.

Еще один фактор, влияющий на производительность — применяемый протокол доступа. HDD в основном подключают через SATA. А они уже работают под AHCI-контроллерами, которые на данный момент считаются достаточно медленными. Для твердотельных накопителей (SSD) выбраны NVMe-контроллеры, позволяющие минимизировать размер задержек при записи-считывании данных. Это особенно важно, если сервер базируется на процессорах с двумя и более ядрами. Как вариант, пользователи обрабатывают не текстовый, а видеоконтент.

Требования к масштабируемости

Компания в процессе своей деятельности может столкнуться с тем, что объема уже имеющихся систем недостаточно для хранения данных. В этом случае возможны два варианта:

1. Полная замена СХД.

2. Масштабирование имеющейся системы.

Первый вариант сопряжен со значительными затратами. Масштабирование предполагает, что уже имеющуюся систему дополняют дисками, полками или даже серверами. При этом важно сохранить не только производительность СХД, но и следующие параметры:

1. Отказоустойчивость. Система увеличивается, усложняются процессы управления ей. СХД должна работать в прежнем режиме даже в ситуации, когда один, два и более элемента выходят из строя.

2. Надежность. Пользователю важна уверенность в том, что не будет изменений данных даже при критических сбоях, отказах одного или нескольких носителей в составе СХД.

3. Самовосстановление. Этот пункт тесно связан с предыдущим. Если произошел сбой (технический или программный), пользователю важна уверенность в том, что данные будут восстановлены до исходного состояния.

4. Универсальность. Клиенты должны получать доступ к своим данным любым удобным для себя способом. Это в первую очередь относится к протоколам. Если СХД файлового типа, необходимо использовать протоколы POSIX, NFS. На блочном уровне задействуют iSCSI, SMB/CIFS.
   
   
   

Основные параметры выбора СХД

Чтобы правильно выбрать СХД, нужно обращать внимание на следующие моменты:

Тип накопителей

Если предстоит хранить гигабайты баз данных или обычных текстовых файлов, целесообразно выбирать СХД на жестких носителях или HDD. Они дешевле, в том числе в пересчете на хранение единицы информации.

Источник фото: nevateka.ru

Если в приоритете — производительность, предпочтение отдают твердотельным накопителям SSD с NVMe-контроллерами. Основной проблемой в данном случае можно считать ограничения по количеству циклов записи-считывания данных. Пользователь может столкнуться с тем, что ранее записанную информацию считать можно, а записать на диск уже ничего не получится.

Поддержка отказоустойчивости

Снизить вероятность отказа СХД помогут следующие способы:

• журналирование файловых систем. Это позволяет зафиксировать любое изменение в системе. Специально для этого создаются особые логи. На практике это позволяет быстро восстановить любую информацию при сбоях в системе;

• RAID-массивы. Их использование также позволяет сделать СХД более устойчивой к сбоям. В этом случае задействуется комплекс дисков разных типов, чтобы получить некоторую избыточность. Она незаменима в ситуации, когда один или несколько дисков выходят из строя по самым разным причинам. RAID-массивы при правильном подборе позволяют найти баланс между емкостью дисков и производительностью всей системы;

• резервные копии. Они наиболее важны в отношении, например, критически важных данных. Резервная копия позволяет быстро восстановить информацию при сбоях любого характера, в том числе при злонамеренных действиях пользователей или третьих лиц;

• контрольные суммы. С их помощью можно выявлять ошибки в пакетах данных, проверять файлы на сохранность и целостность;

• «горячая» замена дисков. На практике это означает, что поврежденный, вышедший из строя модуль можно заменить на новый, не останавливая полностью работу СХД и сервера. Система в этом случае автоматически перенесет данные с поврежденного блока на подменный.
  
  

Сетевые интерфейсы

Для доступа к данным в СХД используют следующие протоколы:

• SAS/SATA. Относятся к наиболее распространенным при эксплуатации как серверов, так и рядовых рабочих станций (в случае с SATA). SAS-протокол считается более быстродействующим и надежным в сравнении с SATA. Этому способствует наличие нескольких каналов доступа к дискам. Но SAS-варианты отличаются значительной стоимостью.

• NVMe. Этот протокол используется совместно с твердотельными накопителями (SSD). Пропускная способность у него существенно выше, чем у SAS/SATA.

• IDE (PATA). Протокол достаточно долго считался стандартом для серверов и рядовых ПК. На данный момент считается устаревшим.

• SCSI. Протокол также практически не используется на данный момент времени. Его особенность в том, что несколько серверов или ПК можно подключить к одному порту.

• Fibre Channel (FC). Протокол относится к сетевым и высокоскоростным. Его нередко используют совместно с SAN. Но в данный момент времени его используют редко, так как появились новые варианты, например, NVMe over Fabrics (NVMe-oF) для твердотельных дисков.

• iSCSI (Internet Small Computer System Interface). Базой для создания этого протокола стали SCSI (позволяет пересылать пакеты данных между ПК и СХД) и IP (относится к транспортным протоколам, незаменимым в сетях Ethernet). ISCSI имеет более низкую производительность в сравнении с Fibre Channel, но затраты на его внедрение можно считать незначительными.
  
  

Источник фото: osp.ru

Энергопотребление и охлаждение

Любая вычислительная система, в том числе СХД, потребляет определенные объемы электроэнергии. Это относится как к пиковым нагрузкам, так и к режиму простоя. Конкретные значения зависят от модификации конкретной системы, ее характеристик.

Нужно отметить, что энергия в основном тратится не на поддержание работоспособности собственно дисков, а на обеспечение работоспособности приводов. На практике это означает, что в СХД нужно устанавливать минимальное количество накопителей, дисковых полок.

Еще один способ сократить энергопотребление — замена HDD-дисков на SSD. Но нельзя забывать, что последние стоят дороже. Это может полностью нивелировать экономию на оплате электроэнергии.

Охлаждение может быть воздушным и жидкостным. Первый вариант считается «классическим», но для охлаждения крупных систем все чаще выбирают именно второй — с применением специальных жидкостей.

Управление и мониторинг

Этот пункт может быть очень большим. Программное обеспечение может быть универсальным или узкоспециальным, рассчитанным на отдельные виды серверов и СХД. Ниже обозначены только некоторые варианты:

• HPE Helion Open Stack. ПО на базе одноименной технологии для работы с облачными СХД;

• HPE OneView, HPE StoreFront Analytics. В первом случае можно управлять СХД и серверами из линейки HPE ProLiant. Второй вариант незаменим при работе с виртуализированными СХД StoreVirtual. В любом случае можно держать под контролем производительность, состояние всех компонентов системы;

• Red Hat Ceph Storage. Это ПО считается самым простым и унифицированным. Позволяет достаточно быстро проводить масштабирование СХД.
  
  

Примеры использования СХД в разных масштабах бизнеса

• Для микропредприятий оптимальным вариантом будет использование NAS-хранилищ, когда к одной СХД подключается несколько рабочих станций, в том числе через Ethernet. Компания получает возможность защитить корпоративные данные от несанкционированного доступа, но рассчитывать на высокую производительность не приходится, например, при повышенных рабочих нагрузках.

• Для субъектов МСП наиболее важными задачами являются создание резервных копий БД и используемых файлов. Многие юрлица переходят на работу с облачными системами. В этом случае уже можно переходить на работу с SAN и SDD-накопителями.

• В крупных компаниях ежедневно приходится обрабатывать гигабайты информации. Справиться с подобными задачами помогут только SAN-системы.

• Специализированные решения. Организация может столкнуться с тем, что приходится хранить записи с систем видеонаблюдения, результаты медицинского обследования пациентов и т. д. Здесь уже приходится подбирать СХД с учетом множества факторов: производительности, объема и т. д.
  
  

Источник фото: fcenter.ru

Сравнение СХД с альтернативами

СХД или локальные жесткие диски

Локальные HDD в основном предназначены для установки на конкретном ПК (рабочей станции). В короткой перспективе они позволяют записывать и считывать данные на значительной скорости. Но в длительной преимущества в части производительности теряются.

СХД изначально рассчитаны для работы с большими массивами данных. Их подбирают так, чтобы обеспечить максимальную производительность и устойчивость к отказам и сбоям.

Источник фото: dipolnet.com

СХД или облачные хранилища

Однозначно сказать, какое решение будет оптимальным в том или ином случае, невозможно. Многое зависит от того, какие задачи решает пользователь.

Среди преимуществ облачных систем можно выделить следующие:

1. Экономия на резервировании и закупке оборудования, обустройстве помещения и систем охлаждения. В случае с облачными хранилищами все капитальные расходы перекладываются на оператора ЦОДа.

2. Надежность. Обслуживание облачных систем доверяют только специалистам высочайшей квалификации. К тому же ЦОДы стандартно не экономят на обновлении оборудовании, апгрейде используемого ПО.

3. Безопасность. Пользователи физически не могут уничтожить данные. А ЦОДы тщательно защищают свое оборудование от любого несанкционированного доступа.

Нужно отметить, что и СХД имеют определенные преимущества. Например, компания может полностью контролировать процессы доступа к данным, обеспечить их резервное копирование, в том числе на сторонних дисках.

Источник фото: yizuo-media.com

СХД или гибридные решения

И снова нужно учитывать следующие моменты:

• для гибридных систем характерна максимальная производительность за счет использования флэш-памяти. В то же время такие СХД включают в себя значительный объем стандартных жестких дисков (HDD), что позволяет вести резервное копирование, восстанавливать данные после сбоев или несанкционированного доступа;

• СХД на базе HDD используют в случае, если нет требований к уровню производительности. К их преимуществам можно отнести минимальную стоимость при сохранении должного уровня надежности. Минус — повышенное потребление электроэнергии при выделении значительных объемов тепла.

Заключение. На что обратить внимание при выборе систем хранения данных?

Чтобы выбрать оптимальный вариант СХД, нужно учитывать следующие моменты:

1. Тип СХД и накопителей.

2. Производительность.

3. Тип используемых протоколов.

4. Уровень энергопотребления и т. д.

Учесть все необходимые критерии и факторы поможет конфигуратор СХД на этой странице.

FAQ’s

Что такое RAID, и зачем он нужен в СХД?

RAID — это особая технология, использование которой позволяет физические накопители рассматривать в качестве одного логического. Это позволяет, например, в автоматическом режиме проводить резервное копирование информации.

Чем отличается DAS от NAS и SAN?

DAS — это самый простой вариант хранилища, подключаемый напрямую к серверу при помощи протоколов FC, SATA, eSATA, SAS, USB и Thunderbolt.

Какой тип накопителей выбрать для моей СХД?

Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. Нужно учитывать требования к объему дисков, характер данных, потребности в масштабировании и прочие критерии.

Как масштабировать СХД при увеличении объема данных?

Масштабирование в большинстве случаев предполагает добавление накопителей/дисковых полок. При этом важно следить за тем, чтобы на должном уровне сохранялись производительность и безопасность данных.

Какие меры защиты данных важны для СХД?

В первую очередь можно говорить о создании резервных копий данных. Но есть и иные методы защиты, в том числе:

• предотвращение несанкционированного доступа, в том числе к логическим томам, общим хранилищам;

• создание «снимков» томов, секторов, сегментов. Это позволяет за минимальное время перейти к работе с сохраненной копией;

• контроль полос пропускания данных QoS. Это позволяет избежать DoS-атак, заражения всех данных вирусами;

• переход на использование сетевых конфигураций, гарантирующих безопасность. На практике это означает, что под контролем нужно держать весь трафик и запросы от пользователей;

• сегментация сети. Это позволяет защитить отдельные приложения, узлы от несанкционированного доступа.

Можно ли использовать СХД для резервного копирования?

Да. Именно в создании резервных копий и заключается одна из задач СХД.

Какое программное обеспечение нужно для управления СХД?

Здесь вариантов много. Например: HPE Helion Open Stack, HPE OneView, HPE StoreFront Analytics, Red Hat Ceph Storage.

Какие бренды СХД считаются наиболее надежными?

Среди всех производителей можно выделить HPE, DELL, Lenovo.

Как выбрать СХД для малых компаний?

Для небольшой организации достаточно NAS-хранилища с прямым подключением к серверу. Этого достаточно, чтобы обслуживать несколько рабочих станций.

Какие требования к помещению для установки СХД?

Оно должно быть достаточной площади, с хорошим проветриванием, в том числе для отведения вырабатываемого тепла. Не менее важно обеспечить качественную уборку помещений/обеспыливание оборудования.