Программно-определяемое хранилище SDS: что это и как пользоваться

Любой проект или организация имеют значительный объем данных, которые необходимо не только где-то хранить, но и обеспечить эффективное управление. Наряду с классическими вариантами хранения данных как сетевые хранилища и сети хранения данных свое место заняло программно-определяемое хранилище на основе технологии виртуализации.

Что такое программно-определяемое хранилище?

SDS - software-defined storage

Программно-определяемое хранилище (SDS) - это особый тип программного обеспечения для хранения данных, использующий виртуализацию. Оно отделяет ресурсы от аппаратной части, обеспечивая большую гибкость и масштабируемость в управлении и развертывании хранилища. ПО SDS позволяет управлять инфраструктурой хранения данных с помощью единого интерфейса, а также автоматизировать и оптимизировать управление всей системой данных.

В это же время традиционные варианты NAS и SAN, о которых речь пойдет позже, являются аппаратно-ориентированными. Считается, что элементарно легче внести изменения в SDS, чем в системах зависящих от аппаратуры. Однако и у виртуализации есть свои недостатки, из-за чего некоторые организации отказываются от внедрения технологии SDS software.

Преимущества и недостатки SDS хранилища

К преимуществам программного обеспечения SDS можно отнести:

• Совместно с SDS в своем проекте вы можете использовать аппаратное обеспечение, которое легко поддается модернизации или замене. Это дает определенную гибкость в управлении ресурсами.
• Программное обеспечение SDS может масштабироваться горизонтально и вертикально, что позволяет организациям легко добавлять больше ресурсов хранения по мере необходимости.
• Экономическая эффективность программно-определяемого хранилища заключается в отсутствии необходимости в собственном оборудовании. Специальное аппаратное обеспечение SDS делает этот вариант хранения выгоднее, чем традиционные решения.
• Единый интерфейс управления для всех ресурсов хранилища значительно упрощает работу с системой и снижает административную нагрузку. Грамотно подобранный API позволит вам максимально автоматизировать работу и упростить систему мониторинга.
• Используя SDS, вы можете сохранять и реплицировать данные в несколько “местоположений” одновременно. Это необходимо в экстренных ситуациях (сбой в работе оборудования, форс-мажоры и т.п.).
• С технологией хранения SDS software можно объединять разные типы хранения данных (блочный, объектный и файловый, например) в одну инфраструктуру, что улучшает доступность данных для разных отделов организации.

Среди недостатков пользователи данной технологии хранения данных отмечают:

• Зависимость от программного обеспечения для нормального функционирования SDS software. А для некоторых организаций может стать проблемой создание надежного ПО и, в целом, IT инфраструктуры.
• Для внедрения и управления программно-определяемым хранилищем требуются специальные навыки и знания. То есть потребуется время и привлечение опытного специалиста, который обучит других сотрудников.
• ПО SDS может вызывать проблемы с безопасностью, поскольку оно абстрагирует ресурсы хранения от аппаратного обеспечения, что усложняет защиту данных.

Архитектуры SDS

Гиперконвергентные инфраструктуры (HCI) и конвергентные инфраструктуры (CI) - две популярные архитектуры SDS software. Главными отличиями двух архитектур является их гибкость и финансовые затраты.

Гиперконвергентные инфраструктуры объединяют вычислительные ресурсы, ресурсы хранения и сетевые ресурсы в единую систему с помощью виртуализации. Это упрощает управление и увеличивает возможности масштабирования. Системы HCI часто используются в виртуализированных средах. В целом, гиперконвергентная инфраструктура выгодна с точки зрения гибкости, но требует больше затрат.

Конвергентные инфраструктуры также объединяют перечисленные в единую систему, но для каждого компонента используется отдельное оборудование. Выделенная сеть объединяет все компоненты, что повышает производительность. CI инфраструктуры могут быть более экономичными, но могут не обеспечивать такого уровня гибкости и масштабируемости, как HCI.

Безопасность и защита данных в средах SDS

Остро стоит вопрос защиты данных при использовании software-defined хранилища. В данном случае рекомендуется обратить внимание на несколько ключевых моментов в системе безопасности.

Обратите внимание на порты, сетевые службы и критически важные операции, чтобы в системе было меньше уязвимостей. Также стоит взять под особый контроль протоколирование, мониторинг подозрительной активности и права доступа: изменения в административных файлах должны производиться не часто и лишь несколько пользователей должны иметь полный доступ к SDS software. Для обеспечения большего контроля, используйте систему оповещения обо всех вносимых изменениях.

Помимо перечисленного, необходимо обеспечить надежное шифрование данных как на стороне клиента, так и на стороне сервера. Шифрование на сетевом уровне должно быть обязательным для всех публичных сервисов.

SDS software с открытым исходным кодом не используют собственное шифрование и могут быть доработаны сообществом разработчиков. Исправления багов часто выносятся на общее обозрение, поэтому пользователи этой технологии могут получить представление о том, как обезопасить SDS. Однако не пренебрегайте собственными силами и позаботьтесь о защите заранее.

Основные поставщики технологии хранения данных SDS

Среди наиболее известных поставщиков программно-определяемых систем хранения данных:

IBM предлагает IBM Spectrum Storage, ряд решений SDS, которые позволяют организациям управлять данными на различных типах носителей, включая флэш-память и диски.

Dell EMC предлагает ряд решений SDS, включая Dell EMC Unity и Dell EMC Isilon для хранения и управления большими объемами данных.

VMware vSAN предлагает гиперконвергентную инфраструктуру (HCI), которая использует локальную память каждого сервера. Оно позволяет организациям легко масштабировать инфраструктуру хранения данных по мере роста потребностей, как и другие решения в этой области.

Программно-определяемое хранилище от HPE StoreVirtual VSA предлагает такие функции, как кластеризация хранилищ, выделение ресурсов и моментальные снимки (snapshots).

Система NetApp ONTAP Select поддерживает различные протоколы и предлагает такие функции, как многоуровневое хранение данных, дедупликация и снэпшоты.

EMC ScaleIO отличается динамическим выделением ресурсов, встроенной защитой данных и возможностями гибкой настройки.

Huawei Fusion Storage, StarWind Virtual SAN, Datacore SANsymphony и другие игроки на рынке также предлагают необходимые инструменты для работы с данным видом хранилища. В целом, у владельцев бизнеса есть из чего выбирать.

Примеры использования технологии SDS

В каких случаях стоит использовать SDS?

• SDS software позволяет легко хранить и управлять виртуальными машинами, рабочими столами и хранилищами;
• Если вы изучаете поведение клиентов, движущие факторы развития вашего бизнеса, тенденции рынка и другие используемые коммерческие данные, технологии SDS поможет вам принять обоснованные решения;
• SDS - идеальное решение для облачных вычислений, независимо от того, используете ли вы публичные, частные или гибридные облака;
• С помощью программно-обеспеченного хранения вы обеспечите себе не только гибридную инфраструктуру, но и возможности быстро реагировать на форс-мажоры благодаря резервным копиям и аварийному восстановлению.

Помимо прочего SDS находит применения в:

• финансовом секторе (компания J.P. Morgan внедрила SDS для повышения производительности и надежности своей инфраструктуры хранения данных о сделках и рыночных тенденциях);
• медицинской сфере (SDS использоваться для хранения данных о пациентах, включая электронные медицинские карты);
• СМИ (CBS Interactive эффективно управляет хранением и доставкой пользователям цифрового контента);
• розничной торговле (так Walmart управляет значительными объемами данных о клиентах и сети магазинов и принимает решения на основе анализа этих массивов данных);
• производстве (компания Bosch внедрила технологию SDS для хранения и анализа данных о всех заводах);
• правительственных учреждениях (для управления данными в информационных, налоговых, правоохранительных, здравоохранительных и иных государственных системах).

SDS vs Сетевые хранилища (NAS) vs (SAN)

Для работы SDS используется виртуализация, благодаря чему ресурсы отделяются от аппаратной части и могут легко масштабироваться. Это дает возможность быстро реагировать в экстренных ситуациях, объединять несколько типов хранения данных и снизить затраты.

Сетевые хранилища (NAS) - это файловая архитектура хранения, которая позволяет пользователям получать доступ к данным через сеть, обычно используя протокол NFS или SMB.

NAS, как правило, более масштабируема, чем SAN, поскольку позволяет увеличить емкость хранилища путем простого добавления дополнительных дисков к существующей системе. Сетевые хранилища обычно легче в управлении именно благодаря простой серверной архитектуре и их стоимость варьируется именно исходя из ее размеров.

SAN, или сети хранения данных, представляет собой архитектуру хранения данных на основе блоков, которая соединяет серверы с хранилищем с помощью выделенной сети, благодаря протоколам Fibre Channel или iSCSI.

Гибкостью SAN уступает своему “классическому” оппоненту, так как требует добавления дополнительных массивов хранения или коммутаторов для увеличения емкости. Сети хранения данных подойдут опытным пользователям, умеющим работать с протоколами на уровне блоков и более сложным интерфейсом. Однако SAN выделяются на фоне сетевых хранилищ своей производительностью и низкой задержкой связи.

Вопрос выбора одного из трех вариантов может стоять у любого проекта. В данном случае мы бы сводили принятие решения к желанию или нежеланию виртуализировать ресурсы.

Лучшие практики управления SDS

Правильное планирование емкости необходимо для эффективного управления программно-определяемыми системами хранения данных. Вы должны четко понимать потребности вашей организации в хранении данных и прогнозы роста. Это поможет вам избежать избыточного или недостаточного предоставления ресурсов.

Средства автоматизации помогут вам упростить задачи управления и снизить риск человеческих ошибок. Сюда можно отнести инструменты для предоставления ресурсов хранения, мониторинга производительности, а также управления защитой и восстановлением данных.

Не забывайте про мониторинг таких параметров, как задержка связи, IOPS и пропускная способность, а также мониторинг потенциальных проблем с емкостью или других ограничений ресурсов.

Моментальные снимки, репликация, резервное копирование и восстановление данных. Обо всем это следует позаботиться заранее для непрерывной работы бизнеса в случае аварии или сбоя.

Важно внедрить передовые методы обеспечения безопасности, такие как контроль доступа, шифрование и мониторинг, чтобы защитить ресурсы хранения от несанкционированного доступа или утечки данных.

Наконец, выбирайте поставщика с качественной технической поддержкой. Своевременная помощь специалиста необходима для управления программно-определяемой средой хранения данных в течение длительного времени.

Как SDS будет развиваться в будущем?

Стратегическая дорожная карта и прогноз Gartner для систем хранения данных четко показывает, что к 2024 году 50% глобальной емкости хранения данных будет развернуто в виде SDS. Программно-определяемые системы хранения данных часто используется вместе с SSD или NVMe, что существенно повышает скорость работы и уменьшение задержки.

SDS дают разработчикам и администраторам гибкость, которую традиционные аппаратные хранилища обеспечить не могут. В данном случае речь идет о масштабируемости в любой момент времени в зависимости от возросших или снизившихся потребностей организации. Такое хранение экономически выгоднее, чем поддержка аппаратуры, которая потенциально может и не использоваться.

Решения SDS c открытым исходным кодом и крупные игроки на рынке СХД лишь мотивируют разработчиков к развитию хранения данных на основе виртуализации. Дело остается за временем и приверженности пользователей к новым технологиям.