SAN, NAS, czy po prostu SCSI?

Jeszcze do niedawna administratorzy sieci nie zaprzątali sobie specjalnie głowy pamięciami masowymi. Pamięć taka kojarzyła się najczęściej z pojemnymi dyskami twardymi dołączonymi do serwerów zainstalowanych w przedsiębiorstwie. I to wszystko. Jednak sytuacja zmieniła się diametralnie. Wymagania użytkowników wzrosły (chodzi nie tylko o pojemność, ale i o dostępność oraz czas oczekiwania na dane), tak iż pamięci masowe zyskały rangę, a producenci oferują rozwiązania oparte na różnych architekturach, takich jak NAS czy SAN. I tu rodzą się pytania...

Jeszcze do niedawna administratorzy sieci nie zaprzątali sobie specjalnie głowy pamięciami masowymi. Pamięć taka kojarzyła się najczęściej z pojemnymi dyskami twardymi dołączonymi do serwerów zainstalowanych w przedsiębiorstwie. I to wszystko. Jednak sytuacja zmieniła się diametralnie. Wymagania użytkowników wzrosły (chodzi nie tylko o pojemność, ale i o dostępność oraz czas oczekiwania na dane), tak iż pamięci masowe zyskały rangę, a producenci oferują rozwiązania oparte na różnych architekturach, takich jak NAS czy SAN. I tu rodzą się pytania...

Na przykład takie. Czy dołączana do sieci pamięć typu NAS (Network Attached Storage) jest dla typowego przedsiębiorstwa lepszym rozwiązaniem niż stacje dysków twardych pracujące w sieci pamięci masowych SAN (Storage Area Network)? Jak nowe technologie wypadają na tle tradycyjnych rozwiązań, w których dysk twardy dołączony jest bezpośrednio do serwera, najczęściej przez łącze SCSI?

Korzystając z pomocy dwóch wiodących producentów sprzętu sieciowego (McData - rozwiązania dla sieci SAN i Compaq - producent serwerów), Network World Global Test Alliance pokusił się o opracowanie testów sprawdzających wydajność różnych środowisk zapewniających dostęp do pamięci masowej.

Stanowisko testowania powyższych rozwiązań zostało tak zaprojektowane, że mogło emulować pracę serwerów plików, serwerów webowych, serwerów wideo i innych aplikacji sieciowych oraz programów korzystających intensywnie z usług pamięci masowej (odczytywanie i zapisywanie danych). Pamięć masową instalowano w różnych środowiskach, aby sprawdzić wydajność trzech rozwiązań opartych na odmiennych architekturach:

1. W pierwszej architekturze rolę stacji docelowej pełniły zewnętrzne dyski twarde zainstalowane w serwerze Compaq (dysponującym kartą Gigabit Ethernet), połączonym z serwerem inicjującym żądania czytania/pisania danych przez przełącznik Gigabit Ethernet i łącza tego samego standardu (typowa architektura NAS). Rolę stacji inicjującej żądania czytania/pisania danych pełnił drugi serwer Compaq, wyposażony też w kartę sieciową Gigabit Ethernet.

2. W przypadku drugiej architektury rolę stacji docelowej pełniła macierz dyskowa Hitachi (11 dysków twardych), połączona z serwerem inicjującym żądania czytania/pisania danych przez przełącznik SAN i przez łącza standardu Fibre Channel (typowa architektura SAN). Rolę stacji inicjującej żądania czytania/pisania danych pełnił serwer Compaq, wyposażony w interfejs HBA (Host Bus Adapter) standardu Fibre Channel.

3. W tej architekturze dysk twardy (stacja docelowa) jest integralnym elementem serwera Compaq (komunikując się z nim przez łącze Wide Ultra3 SCSI).

Trzy testowane architektury

Trzy testowane architektury

Które z zaprezentowanych powyżej rozwiązań pracuje najwydajniej? Testy pokazują, że wydajność zależy od czynników, takich jak: rodzaj aplikacji korzystającej z usług pamięci masowej, rozmiar plików wymienianych między stacją inicjującą żądania czytania/pisania danych i stacją docelową, typ użytej magistrali PCI i sposób, w jaki użytkownicy uzyskują dostęp do danych przechowywanych w stacji docelowej.

Testy prowadziły do wielu interesujących wniosków. Okazało się np., że:

Środowisko NAS - w którym dane przesyłane są między stroną inicjującą (serwer) i stroną docelową (pamięć masowa) przez sieć Gigabit Ethernet - pracuje w pewnych przypadkach szybciej niż środowisko SAN (na przykład wtedy, gdy wymieniane pliki są małe).

Środowisko SAN sprawuje się lepiej od środowiska NAS wtedy, gdy pliki są duże i operacje czytania/pisania danych wykonywane są sekwencyjnie. Ma to miejsce wtedy, gdy serwer wysyła ciągłe strumienie danych wideo, lub wtedy, gdy sporządza kopię zapasową dużej bazy danych.

Gdy serwer inicjujący żądania czytania/pisania danych jest podłączony do sieci SAN, wydajność środowiska sieciowego jest taka sama, niezależnie od tego, czy interfejs SAN używa 32-bitowej, czy też 64-bitowej magistrali PCI.

W przypadku stosowania karty sieciowej Gigabit Ethernet (środowisko NAS) rodzaj magistrali danych odgrywa już pewną rolę. Jeśli karta korzysta z usług 64-bitowej magistrali danych PCI, dane przesyłane są o ok. 10 proc. szybciej niż w przypadku karty korzystającej z usług 32-bitowej magistrali danych.

We wszystkich przypadkach operacja zapisywania danych trwa zawsze nieco dłużej niż operacja czytania danych.

W przypadku losowego odczytywania danych - to jest wtedy, gdy między poszczególnymi operacjami czytania danych nie występują żadne korelacje - dane są przesyłane z dużo większą szybkością niż w przypadku sekwencyjnego odczytywania dużych plików. Uwaga ta odnosi się do wszystkich scenariuszy testowania.


TOP 200