СТЭП ЛОДЖИК | Сервера и системы хранения данных

Центры обработки данных

Постоянный рост автоматизации бизнес-процессов предприятий всех отраслей, а также стремление к централизации вычислительных мощностей ставят задачу построения вычислительных систем высокой доступности на новый уровень, от которого зависит эффективность функционирования предприятий и учреждений. В таких условиях грамотное проектирование Центра Обработки Данных (ЦОД) является ключевым звеном для достижения успеха в работе предприятия.

Основными компонентами ЦОД являются:

Вычислительные платформы. ЦОД - ядро современной информационной системы любой организации. «Сердце» ЦОД составляют серверные вычислительные платформы. В проектах используется продукция ведущих мировых производителей: от мощных серверов корпоративного уровня, способных обеспечить работу СУБД с высокой нагрузкой, до "легких" горизонтально масштабируемых блейд-серверов для использования в качестве Web-серверов.
Системы хранения данных. Наиболее ценное, что есть в информационной системе предприятия - это данные, поэтому их целостности и доступности должно уделяться максимальное внимание. Мы предлагаем заказчикам построение систем хранения, резервного копирования и восстановления данных, обеспечивающие должный уровень целостности и доступности, наиболее зарекомендовавшими себя в этой области являются сети хранения данных, построенные по технологии SAN (Storage Area Network).
Резервные центры. В случае, когда требования к надёжности функционирования ИС особенно высоки и выдвигаются требования по катастрофоустойчивости, рекомендуется построение Резервного Вычислительного Центра на удалённой площадке. Резервный центр дублирует основные функции ЦОД. При построении прорабатываются вопросы передачи данных, регламенты пуска и остановки приложений, а также организационные вопросы по переводу деятельности из основного центра в резервный и восстановлению ЦОД.
Инфраструктура ВЦ. Обеспечить надёжное функционирование оборудования ЦОД невозможно без создания специальной инфраструктуры самого помещения ЦОД. При реализации проектов по созданию инфраструктуры ЦОД, мы придаем особое внимание построению системы гарантированного электропитания, климатической подсистеме, монтажному оборудованию (шкафы и стойки), подсистеме пожарной сигнализации, системе контроля и оповещения.

Для построения ЦОД компания использует самые передовые технологи ведущих мировых производителей, таких как Hewlett Packard, IBM, Fujitsu-Siemens Computer, SUN, EMC, Cisco Systems, Oracle, CA и других. Опыт и квалификация специалистов StepLogic позволят решить задачи любой степени сложности.

Требования каждой информационной системы предприятия уникальны - также уникален наш опыт в проектировании области построения ЦОД, позволяющий гарантировать в каждом случае оптимальный результат. В итоге заказчик получает ЦОД, максимально соответствующий его техническим и бизнес-требованиям, как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.

Системы хранения данных

С целью упорядочивания функций управления и сведения к минимуму расходов предприятия и организации стремятся оптимизировать существующие бизнес-процессы по соотношениям параметров цены, производительности, доступности и масштабируемости. При этом информация становится самым важным активом, а ее доступность и актуальность является ключевым фактором успеха в конкурентной среде. Такая ситуация стимулирует широкомасштабное развитие технологий хранения данных.

Современная система хранения данных, обеспечивая надежное хранение информационных ресурсов, должна также предоставлять оперативный доступ к ним. Такие системы строятся на основе дисковых массивов, инфраструктуры доступа к ним, аппаратно-программных комплексов управления хранением (миграции) данных и систем резервирования/архивирования.

Сетевое хранение данных

Инфраструктура доступа к устройствам хранения данных отвечает за оперативное предоставление информации для приложений и конечных пользователей, поэтому эта подсистема развивается наиболее динамично: от традиционного прямого подключения дисковых массивов к серверам (DAS - Direct Attached Storage) к бурно распространяющейся технологии с использованием сети в качестве инфраструктуры доступа к данным. Технология SAN (Storage Area Network) использует выделенную сеть на основе протокола Fibre Channel и производит обмен данными на уровне блоков. Устройства NAS (Network Attached Storage), по сути, специализированные файл-сервера, в качестве транспорта задействуют существующие IP-сети, и оперирует на уровне файлов. Оптимальным вариантом представляется использование SAN в качестве консолидированной инфраструктуры хранения данных, в том числе для NAS-устройств, при котором тип доступа к данным определяется исходя из конкретных требований.

Основными достоинствами сетевого хранения данных являются:

высокая масштабируемость. По мере роста объемов данных масштабируемость решения приобретает все большее значение, снижая стоимость хранения данных в целом;
высокая производительность. Применение протокола Fibre Channel для SAN (Gigabit Ethernet для NAS) обеспечивает высокие скорости обмена данными;
высокая доступность и надежность. Благодаря модульной архитектуре становится возможным горячее резервирование компонент систем хранения и устранение единых точек отказа;
эффективное выполнение процедур миграции данных (резервного копирования, репликации и т.п.); сокращение нагрузок на локальную вычислительную сеть (LAN) и вычислительные комплексы, благодаря использованию выделенной сети хранения SAN и аппаратных средств миграции данных;
осуществление передачи данных на большие расстояния и возможность создания распределенных ЦОД;
гибкие возможности перераспределения дисковой памяти и консолидация устройств хранения данных;
осуществление безопасного доступа к данным из гетерогенных сред.

По мере роста объема данных применение SAN становится наиболее оправданным решением с экономической точки зрения. Благодаря широким адаптивным возможностям сетей хранения данных внедрение этих технологий позволяет прогнозировать риски и времена простоя сервисов, обеспечивая высокую доступность к данным любого типа, что значительно снижает стоимость хранения информации.

Внедрение сетей хранения данных - одно из наиболее перспективных направлений развития корпоративных информационных систем. Нашими партнерами являются лидеры в области построения SAN - компании Brocade Communication Systems, EMC2, HP, IBM, VERITAS, СА и Symantec.

Репликация данных

Репликация данных позволяет решить наиболее актуальные задачи:

резервирование данных - безопасное хранение актуальной копии информации на альтернативных устройствах хранения или на удалённой площадке;
консолидация данных - копирование данных с удаленных узлов на центральный узел;
управление локальными копиями данных для обеспечения информационной поддержки организации в целом.

Такая операция может быть обеспечена встроенными средствами программных комплексов, однако в этом случае осуществление централизованного процесса репликации невозможно. При этом репликация данных на уровне приложений вызовет дополнительные нагрузки на вычислительные мощности серверов. С целью нивелирования этих недостатков применяются специальные программные репликаторы или используются аппаратные средства репликации данных без участия серверов.

Вне зависимости от способа репликации может быть применен один из двух режимов - синхронный либо асинхронный. Синхронный режим репликации обеспечивает абсолютную актуальность данных, но требует применения высокоскоростной коммуникационной инфраструктуры, например, внедрения SAN.

Резервирование данных

Эффективным способом устранить потери информации, возникающие вследствие сбоев, служит зеркалирование. Однако при таком способе резервировании данных невозможно устранить одну существенную причину потерь - ошибочные действия пользователей. Резервное копирование данных позволяет избежать потерь как в случае программных или аппаратных сбоев, так и ошибок операторов, возникающих впоследствии.

При построении систем резервного копирования и восстановления данных требуют решения две важнейшие задачи:

сокращение «окна» резервного копирования (времени останова приложений - zero downtime);
сокращение трафика данных резервного копирования и затрат вычислительных ресурсов.

При решении первой задачи время останова приложений можно свести к минимуму, применяя специальные методы, такие как создание моментальных копий (snapshots). В этом случае время простоя исчисляется секундами. Моментальная копия - это «снимок» состояния и запись местонахождения данных. С помощью этой информации данные могут быть восстановлены в ситуации потери или повреждения.

Решить вторую задачу можно, применяя коммутируемую архитектуру SAN, тогда процессы резервного копирования и восстановления данных могут быть организованы без использования ресурсов локальной сети (внесетевое резервное копирование - LAN-free backup), а также серверов (внесерверное копирование - server-free backup). Благодаря такой централизованной схеме резервирования данных сокращается число устройств (ленточных накопителей, и т.п.), участвующих в этом процессе.

При внесетевом резервном копировании данные с дисковых массивов транспортируются внутри SAN, на ленточные накопители, подключенные непосредственно к сети хранения.

При внесерверном копировании данные перемещаются с устройств хранения данных на ленточные накопители без прямого участия серверов - обмен данными происходит непосредственно между устройствами хранения внутри SAN на уровне блоков данных, однако при необходимости возможно пофайловое восстановление информации. Главное преимущество внесерверного копирования заключается в высвобождении вычислительных серверных ресурсов.

Территориально разнесённые, катастрофоустойчивые центры обработки данных

С повышением роли информационных систем в обеспечении бесперебойности функционирования бизнес-процессов предприятий и организаций возросли риски, связанные с недоступностью данных и информационных сервисов, реализующих основные бизнес-процессы. От доступности информационной системы предприятия находится в прямой зависимости непрерывность и эффективность бизнеса.

Доступность данных и информационных сервисов зависит от надежности всех элементов информационной системы и организации их взаимодействия. Однако на уровень доступности могут оказывать влияние ошибочные или злонамеренные действия пользователей, а также внешние факторы: техногенные катастрофы, стихийные бедствия, террористические акты и т.п. Таким образом, даже если все компоненты информационной системы дублируются на случай отказа, но сосредоточены в одном месте, это не может служить гарантией полной доступности данных и сервисов. Эффективным решением в этом случае является создание резервного центра обработки данных (ЦОД).

Допустимое время простоя информационных служб и недоступности данных определяется исходя из характера задач, решаемых вычислительным центром. По оценкам Gartner, убытки от часового простоя ИС брокерской компании составляют 6,5 млн. долл. Для центра резервирования авиабилетов потери составляют порядка 100 тыс. долл.

Резервный ЦОД необходимо в тех случаях, когда время восстановления вышедшего из строя основного цента превышает допустимое время простоя информационной системы предприятия. Решение о создании резервного ЦОД основывается на анализе рисков, которые показывают степень возможных потерь, вызванных остановкой информационной системы.

Резервный ЦОД должен дублировать только наиболее критичные функции основного, в отсутствие которых деятельность предприятия будет невозможна, поэтому не является его точной копией. Для этого необходимо обеспечить выполнение следующих задач:

наличие актуальных копий данных, позволяющих в случае сбоя на основном ЦОД продолжить функционирование информационной системы на ресурсах резервного центра;
перевод информационных служб на вычислительные ресурсы резервного ЦОД.

Учитывая роль информационных систем в осуществлении бизнес-процессов, для выполнения первой задачи копии данных в резрвный ЦОД должны передаваться в режиме реального времени. Для этого между основным и резервным вычислительными центрами необходимо наличие высокопроизводительных каналов связи и применение технологий репликации и резервирования данных.

Современный подход к созданию вычислительных систем высокой доступности подразумевает развертывание сети хранения данных (SAN - Storage Area Network), которая предоставляет необходимый уровень производительности каналов связи и методы репликации и резервирования. Сеть хранения данных, развертываемая на основной и резервной площадках, позволяет обеспечить резервирование данных в режиме реального времени и обеспечить тем самым наличие актуальных копий корпоративных данных на резервной площадке.

Высокоскоростной протокол Fibre Channel, служащий основой SAN, позволяет передавать блоки данных со скоростями до 4 Гбит/сек. на расстояния до 100 км . Такие характеристики позволяют производить синхронную репликацию данных в резервный ЦОД. В тех случаях, когда резервный находится от основного ЦОД на большом удалении, для передачи трафика Fibre Channel может использоваться технология спектрального мультиплексирования (DWDM - Dense Wavelength Division Multiplexing) или протоколы, допускающие инкапсуляцию пакетов Fibre Channel в IP-пакеты.

Допустимый срок восстановления работоспособности ИС также определяет, в каком из режимов - горячем резерве (hot standby) или в режиме постепенного восстановления (gradual recovery) - должен функционировать резервный ЦОД. Режим горячего резерва означает, что вычислительные мощности резервного центра готовы к действию в любой момент. В этом случае перевод операций на резервные мощности может быть произведен автоматически. Для этого используются кластерные технологии, объединяющие серверные комплексы основного и резервного вычислительных центров в единый кластерный комплекс с удаленными узлами.

Кроме функций дублирования, резервный центр может использоваться для частичной разгрузки вычислительного комплекса основного ЦОД. В этом случае вычислительные центры будут осуществлять взаимное резервирование, а их ресурсы будут использоваться оптимальным образом. В дополнение резервный ЦОД может использоваться в качестве испытательной площадки для подготовки и тестирования программных и аппаратных средств, планируемых к внедрению.

Выполняя мероприятия по созданию резервного ЦОД, необходимо параллельно решить организационные задачи, предусматривающие ряд оперативных мер для обнаружения и нейтрализации нештатных ситуаций. Аварийный план действий (disaster recovery plan) по переводу информационных служб на мощности резервного центра и восстановлению работоспособности основного ЦОД должен быть сформирован и отработан заблаговременно. Аналогичные мероприятия должны быть проведены на случай возникновения аварийной ситуации на резервной площадке.

В ходе планирования восстановительных работ, проведение которых будет необходимо при аварии на основной площадке, включает следующее:

выявление критически важных функций основного ЦОД;
установление приоритетов восстановительных работ;
разработка стратегии восстановительных работ;
проверка выработанной стратегии.

Во избежание повторных сбоев в дальнейшем, после устранения последствий возникающих аварий необходимо разработать комплекс мер для анализа причин инцидента и оценки эффективности проведенных восстановительных работ.

При создании резервного ЦОД предлагаем решения, минимизирующие риски при возникновении различного рода аварийных ситуаций, вызванных стихийными бедствиями, преднамеренным разрушением или искажением данных, ошибками прикладных комплексов, некорректными действиями обслуживающего персонала и т.д.