Новая система Virtual Tape Library Solutions поставляется с программным обеспечением от Diligent

В недавнем пресс-релизе компания Hitachi Data Systems, подразделение японского холдинга Hitachi, сообщила о начале поставок новой версии уникального комплекса модернизации системы резервирования данных предприятия - Virtual Tape Libraries Solutions. В составе новинки появился новый программный комплекс от компании Diligent - ProtecTIER VT. C его помощью Hitachi удалось сделать систему виртуальных ленточных библиотек еще более эффективной - как в плане производительности и надежности, так и в финансовом плане. Давайте разберемся, зачем вообще потребовалось изобретать такую систему, как виртуальные ленточные библиотеки, и за счет чего Hitachi предлагает владельцам крупных предприятий экономить средства, расходуемые на системы резервирования данных.

Лента - традиционный способ резервирования

Проблема резервирования важных данных очень остро стоит перед всеми крупными предприятиями, в особенности теми, которые оказывают круглосуточные услуги доступа к финансовым, экономическим, аналитическим и т.п. данным. Дело в том, что в ходе работы на каждом крупном предприятии накапливаются терабайты данных различного рода. И эти данные жизненно важны для успешного функционирования предприятия. При случайной их порче предприятия несут огромные убытки: работа приостанавливается, ресурсы перенаправляются на восстановление и повторный ввод данных, контракты срываются, партнеры теряют доверие. Поэтому каждое предприятие, заинтересованное в стабильности собственного бизнеса, страхуется от компьютерных сбоев и человеческого фактора, способных привести к потере важных данных. Обычно для этих целей используются различные системы резервного копирования. На крупных предприятиях со сложной IT-инфраструктурой такие системы зачастую имеют многоуровневую и неоднородную структуру, поскольку строятся они постепенно, по мере возрастания объемов информации, подлежащих резервированию. По прогнозам специалистов, в активно развивающейся компании эти объемы ежегодно увеличиваются на 25-50%, поэтому расширению возможностей системы резервного копирования IT-отделы уделяют особое внимание.

Кассеты с магнитной лентой применяются в системах резервного копирования с самого начала появления таких систем. По оценкам специалистов, эти носители, несмотря на столь продолжительный срок, не исчерпали себя и сегодня. И на то есть веские причины.

Как известно, стоимость хранения данных на магнитной ленте в расчете на единицу объема - самая низкая, по сравнению с любыми другими носителями, так как полезная площадь ленты в картридже огромна. Картриджи просты в производстве, достаточно компакты, легко заменяются. Докупая новые картриджи, емкость хранилища можно увеличивать до бесконечности. Еще один их плюс состоит в том, что картриджи могут без проблем транспортироваться на большие расстояния для хранения резервных данных в безопасных местах, удаленных от основного офиса. А последние разработки в этой области позволили существенно увеличить емкость и скорость чтения/записи, повысить надежность хранения на магнитной ленте.

И все же у ленточных накопителей есть существенные недостатки, связанные с самой их конструкцией. Эти недостатки в ряде случаев делают их не лучшим вариантом для целей резервного копирования и восстановления данных.

Как строится система резервного копирования

Проектируя систему резервирования данных, специалисты часто оперируют двумя параметрами - показателем точки восстановления (RPO) и показателем времени восстановления (RTO). Первый показатель определяет, через какой промежуток времени (объем обновленных/добавленных данных) необходимо делать резервное копирование, чтобы в случае потери данных и отката к последней точке восстановления компания могла возобновить свою работу без существенного вреда для бизнеса. Второй показатель определяет, каким должно быть максимальное время восстановления данных, чтобы простой работы не привел к существенным финансовым потерям. Во время процесса восстановления программное обеспечение блокируется, так как доступ к данным в это время невозможен. Следовательно, работа всей компании приостанавливается.

Перед системой резервного копирования ставится задача минимизации обоих показателей - индикаторов ее эффективности. Если требования к системе резервирования умеренные, то накопители на магнитной ленте вполне справляются со своей задачей. Но когда показатели RPO и/или RTO достаточно высоки, что бывает, например, в компаниях, работающих банковской и финансовой сферах, недостатки этих систем начинают сказываться:

1. Процесс резервного копирования на магнитную ленту имеет непредсказуемую продолжительность (показатель "Backup Window"). Связано это с высокой вероятностью отказа при копировании и последующей необходимостью начинать процесс заново. А в процессе копирования программное обеспечение имеет ограниченный доступ к данным, что приводит к простоям в работе ряда служб предприятия.
2. Во время копирования периодически возникает необходимость смены картриджа, а это заметно увеличивает общее время.
3. Запись и чтение на ленте выполняются только последовательно. И если при копировании эту проблему можно решить увеличением количества одновременно работающих приводов, то при восстановлении данных потребуется не только найти нужный картридж, но и отмотать ленту до нужного места.
4. Когда объемы данных возрастают, нельзя обойтись покупкой картриджей - требуется докупить дополнительные приводы и библиотеки, которые стоят больших денег.
5. Транспортировка картриджей на хранение требует больших затрат, если их количество измеряется десятками тысяч (бывает и такое).

Применение специальных политик резервного копирования позволяет сгладить недостатки ленточных систем. Например, политика GFS ("Grandfather-Father-Son") предполагает многоуровневое копирование: ежедневно - инкрементальная копия, еженедельно - полная копия, копия для длительного хранения - каждый месяц, ежегодная полная копия для хранения в течение нескольких лет. Но в таком случае данные, особенно редко изменяемые, многократно дублируются на разных картриджах. А если учесть тот факт, что картридж обычно заполняется не до конца, то выходит, что требуемая суммарная емкость ленты в 12-25 раз превышает реальную емкость полезных данных!

Выход - виртуальная библиотека

IT-отделы крупных предприятий и рады бы перейти на другие системы резервного копирования, но часто это не представляется возможным по ряду причин. Программное обеспечение часто работает на старых системах типа мэйнфрейм. Полностью заменить их, переписав все ПО серверного и клиентского типа, очень сложно и дорого; к тому же процесс наладки нового аппаратного обеспечения и обучения персонала приведет к длительному простою всего предприятия.

И даже если IT-инфраструктура компании построена по принципу гибкости, открытости и модульности, заменить в ней такой важный модуль, как система резервного копирования, иногда не представляется возможным. Ведь придется закрыть все приложения, отключить службы доступа к данным, перезагрузить несколько серверов. А если доступ к данным производится круглосуточно, то возникший простой может нанести большой урон предприятию.

Компании-системные интеграторы предлагают своим клиентам выход - систему виртуальных ленточных библиотек (VTL - Virtual Tape Libraries). Задача этой системы - полная эмуляция работы программного обеспечения, выполняющего копирование на ленту. Система VTL принимает команды на смену картриджей, перемотку ленты, поиск данных, чтение и запись, но на самом деле выполняет хранение данных на других носителях, чаще всего - жестких дисках.

Жесткие диски более надежны, чем картриджи с магнитной лентой, а по быстродействию они далеко впереди. При этом они так же компактны, как картриджи, их емкость с каждым годом практически удваивается. Конечно, по стоимости жесткие диски вряд ли когда-нибудь смогут конкурировать с массивами картриджей, но существуют решения, позволяющие использовать жесткие диски намного меньшей емкости для хранения такого же объема полезной информации.

Сервер ProtecTIER VT

Эта система разработана компанией Diligent специально для систем виртуализации ленточных накопителей. Она поставляется в составе нескольких комплексов резервного копирования различных производителей, в том числе и Hitachi Data System. Разработка Diligent совместима с различными открытыми инфраструктурами, построенными с применением операционных сред типа Unix.

Для использования системы виртуальных библиотек необходимо установить специальный сервер. Данный сервер представляет собой машину под управлением ОС Linux следующей аппаратной конфигурации: 4 процессора AMD Opteron с частотой от 3 ГГц, 16 Гб памяти, 8 портов оптоволоконного интерфейса Fiber Channel. К машине подключаются, с одной стороны, серверы сети предприятия, а с другой - дисковые массивы требуемой емкости. Работающее на сервере программное обеспечение эмулирует работу 16 библиотек, 256 приводов и 8 тыс. картриджей. Реализованные в программе ProtecTIER VT алгоритмы под названием "HyperFactor" выполняют эффективное индексирование данных; в частности, объема памяти в 4 Гб достаточно для индексирования петабайта данных. На жесткие диски попадают только новые данные, дублирование практически исключено. За счет этого, по данным разработчика, полезное дисковое пространство расходуется в 25 раз экономнее, по сравнению с ленточными системами.

Помимо существенного ускорения процессов резервирования и восстановления, виртуальная библиотека позволяет эффективно переносить данные на удаленные хранилища, используя сетевые каналы. Это существенно дешевле и быстрее, чем транспортировать картриджи. Перенос данных в обратную сторону в случае сбоя серверов в главном офисе выполняется практически мгновенно, что в случае с магнитной лентой в принципе невозможно. А для наращивания объема виртуального хранилища достаточно добавить новые жесткие диски.

Реальные примеры применения виртуальных ленточных библиотек доказывают, что суммарная стоимость владения (TCO) при переходе от ленточных массивов к жестким дискам уменьшается практически в два раза. Не говоря уже о значительном выигрыше в обеспечении безопасности данных.

Макс КУРМАЗ,
max@hw.by