RAID Wirujących talerzy - serce systemu

Całkowita pojemność sieciowego repozytorium jest wyznaczana przez iloczyn złączy na fizyczne dyski oraz ich maksymalnej obsługiwanej pojemności Ten drugi parametr dla dysków SATA III to obecnie maksymalnie 6TB. Producenci nośników walczą o rynek NAS (tak w ramach wyposażania fabrycznego, jak i samodzielnej rozbudowy), dostarczając modele produkowane specjalnie do zastosowań w pamięciach sieciowych. Ich wyróżniki to ogromna pojemność (obecnie na rynku jest już kilka modeli mogących zapisać 6TB danych, a kolejnym krokiem jest 10 TB) oraz gwarancja stabilnej pracy w cyklu 24/7/365. Na rynku w tej kategorii prym wiedzie seria dysków WD Red i WD Red Pro konkurując z linią Seagate NAS. Oprócz powyższych zalet producenci gwarantują także ekstensywne testy, odporność na wielokrotny zapis oraz firmware optymalizujący pracę w RAID. Średni czas bezawaryjnej pracy (MTBF) nośników Seagate deklarowany jest na poziomie 1,2 mln godzin dla średnich systemów NAS i obciążeń chmury prywatnej.

Szybkość i bezpieczeństwo NAS zawdzięcza oparciu się na RAID - technologii pozwalającej łączyć wiele fizycznych nośników tak, by stanowiły jeden logiczny zasób. Pomijając przedstawienie wszystkich możliwych konfiguracji przyjąć można, że w najczęściej spotykanych wariantach może mieć na celu maksymalizację czasu dostępu i transferu (wtedy pojemności dysków są sumowane) lub bezpieczeństwo (dane zapisywane są równolegle na dwóch różnych urządzeniach, a widoczna pojemność, to rozmiar pojedynczego dysku). Przy rozbudowie systemu RAID ważne dla jego stabilności i wydajności jest, by dodawane urządzenia miały taką samą pojemność i prędkość obrotową. Zdarza się, że spełnienie tych wymogów nie wystarcza - urządzenia wyższej klasy wymagają zastosowania dokładnie takich samych modeli od konkretnego producenta. Choć idea jest słuszna i ma na celu uniknięcie możliwych konfliktów warto być świadomym takiego wymogu parametru w wybieranym urządzeniu, aby nie zostać zaskoczonym w sytuacji potrzeby pilnego serwisu.

Zobacz również:

• Zewnętrzny dysk, chmura czy dysk sieciowy? Jak zadbać o backup
• Cyfrowa transformacja z AI - co nowego na Google Cloud Next 24
• Google ostrzega przed monopolem Microsoftu w chmurze

Serwery NAS z górnej półki wspierają całą paletę możliwych konfiguracji: maksymalne opcje to: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 5+spare, RAID 6, RAID 10, JBOD z funkcją rozbudowy i zmiany trybu online (dla QNAP TS-EC879U-RP). W modelach dedykowanych dla SME, jak WD My Cloud EX4 i WD Sentinel lista jest krótsza (JBOD, 0, 1 & 5, 10), ale i tak paleta taka znacznie przekracza potrzeby średniej firmy.

Na szybkość działania dysku NAS, oprócz prędkości obrotowej talerzy zastosowanych dysków i użytej konfiguracji RAID składa się też moc procesora odpowiedzialnego za zarządzanie procesami (w zastosowaniach biznesowych prym wiodą Atomy i Xeony od Intel), wbudowana dedykowana pamięć RAM (do 32 GB) i pracujący w niej system operacyjny. Najczęściej jest to profilowana pod kątem działań wersja Linux/BSD, efektywna z racji niskich zapotrzebowań sprzętowych, ale swoje rozwiązania promuje także Microsoft w postaci kolejnych edycji Windows Storage Server.

Lego dla adminów

Skalowalność bedąca domyślną cechą NAS pozwala na rozbudowę systemu o kolejne dyski w sposób prosty, bez potrzeby angażowania zewnętrznych zasobów. W tej operacji kluczowa jest także szybkość - nierzadko potrzeba dodania kolejnych GB powierzchni spowodowana jest sytuacją wyjątkową, gdzie czas jest czynnikiem nie do przecenienia. Niekiedy zdarza się sytuacja odwrotna - konieczność wyjęcia dysku w celu wykorzystania w innym sprzęcie bez rujnowania całego logicznego systemu składowania.

W materiałach marketingowych wszyscy producenci zapewniają o wyjątkowej ergonomii ich rozwiązań i rzeczywiście modularna budowa pozwala wykonać to w przyjazny sposób choć naturalnie operacja taka wygląda inaczej dla sprzętów w obudowie rack np. Synology RS814+, a inaczej dla designerskich skrzynek z “szufladami” (zatokami) w rodzaju WD My Cloud EX.

“Hotswapping”, czyli wymiana nośników pamięci podczas pracy urządzenia to obowiązujący standard w tej klasie urządzeń. Spotykana w lepszych modelach funkcja Hot spare pozwala definiować zapasowe - standardowo niewykorzystane - dyski twarde dla danego RAID, które automatycznie będą zastępowały uszkodzony nośnik w razie awarii. Sterownik sprzętowy urządzenia w trybie rzeczywistym monitoruje SMART dysków pod kątem ich awarii. W razie wykrycia na którymś stanu odbiegającego od normy, system automatycznie migruje dane na nowy dysk z ustalonej wcześniej zapasowej puli. Poza ograniczeniem możliwości zniszczenia danych pozwala to także na przyśpieszanie długotrwałego procesu odbudowy macierzy RAID. Niezależnie od automatyzacji działań ratunkowych, awaria taka, podobnie jak i inne niestandardowe zdarzenia, są alertowane mailem i/lub sms do administratora.

Ceny dysków NAS zaczynają się od kilkuset (~800) złotych za skromne dwuzatokowe systemy, aż po kilkadziesiąt tysięcy za serwery ze wsparciem dla nawet szesnastu napędów fizycznych. Zawsze lepiej jest mieć pole wyboru określane funkcjami dodatkowymi sprzętu, ale powyżej opisywana skalowalność, umożliwiająca stopniową rozbudowę systemu w miarę rosnących potrzeb daje np. możliwość wstrzymania się z zakupem do momentu obniżki cen pożądanych dysków czy uwzględnienie zmian kursu dolara.

Dedykowane do sieciowych magazynów danych dyski 6TB WD Red nabyć można obecnie za 1200 zł/szt. a już mniejsze o jedną trzecią 4TB wymagają tylko nieco połowę tej kwoty.

Składowanie danych czy inteligentna komunikacja

Podstawową kwestią, która wpływa na szybkość, komfort i skalę wykorzystania urządzenia w firmie jest transfer danych. Oprócz obsługi standardowego IPv4 nowoczesny NAS musi wspierać także równolegle protokół sieciowy IPv6, co pozwala na identyfikację urządzenia w obu standardach. Wybór droższego sprzętu ze zdublowanymi kartami sieciowymi (modele z górnej półki wyposażone są aż w cztery interfejsy) daje możliwość znacznego przyśpieszenia przesyłu poprzez ich równoległe wykorzystanie (bonding). Możliwe jest także ustawienie na każdym z portów adresacji dla odrębnych podsieci i współdzielenie danych pomiędzy izolowanymi środowiskami. Odrębne interfejsy Ethernet pozwalają także na przydzielanie dedykowanych zadań do każdego z nich, przykładowo jeden LAN może być wykorzystany do iSCSI, a drugi do udostępniania danych przez SMB/AFP (dla Windows i MacOS). Wbudowana funkcja Load Balancingu jest odpowiedzialna za równomierna obciążenie interfejsu ruchem sieciowym, a monitoring Fail-Over powoduje przejęcie całego ruchu przez jedno z urządzeń na wypadek awarii drugiego z portów lub łącza. Niektóre modele pozwalają na rozszerzenie pamięci o dwie kolejne karty sieciowe (także 10Gbit/s).

W rezultacie urządzenia z wyższej półki osiągają efektywną wartość transferu na poziomie ponad 200 MB/s odczytu i 140 MB/s zapisu w RAID 5. Śrubowanie tych wartości ma tu znaczenie nie tylko w celu jeszcze szybszego przerzucania danych, ale np. w firmach zajmujących się produkcją multimediów oznacza to umożliwienie obróbki olbrzymich plików, bezpośrednio na serwerze, bez potrzeby ich przerzucania na mniej pojemne dyski lokalne.

Designerskie modele dla domu czy mniejszych biznesów (np. seria WD Cloud) zapewniają w standardzie także połączenie bezprzewodowe, co bez wątpienia jest wygodne przy uruchamianiu i zwiększa mobilność samego urządzenia, ale zarządzając lokalnym IT trzeba mieć na uwadze że WiFi zawsze przegrywa z parametrami połączenia Ethernet. Kluczową kwestią jest fakt że finalna wydajność wyznaczana jest nie tylko przez parametry NAS, ale i samej infrastruktury w której działa - i odpowiada ona wydajności najsłabszego elementu.