Νέες τάσεις για τεχνολογίες storage, στο 2014
Ένα σύνολο από νέες τεχνολογίες αποθήκευσης έχουν έρθει στην επιφάνεια και αναμένεται να μας απασχολήσουν μέσα στο 2014. Οι προβλέψεις εστιάζουν σε τάσεις που βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο. Όπως, όμως συμβαίνει πάντα, την πορεία ανάπτυξής τους θα καθορίσει η ίδια η αγορά.
Της Παναγιώτας Τσώνη
Σε κάθε υποδομή πληροφορικής, ανεξαρτήτως μεγέθους και χρηστικότητας, τα αποθηκευτικά μέσα που χρησιμοποιούνται καθορίζουν τη συνολική λειτουργία και προσδίδουν τεχνολογική ταυτότητα. Οι βελτιώσεις που οι ερευνητές θέλησαν να επιτύχουν σχετικά με τα αποθηκευτικά συστήματα, αφορούσαν σε μία ευρεία γκάμα των χαρακτηριστικών τους – από την αύξηση της χωρητικότητας, τον περιορισμό του όγκου, την επιτάχυνση του χρόνου προσπέλασης, τη μείωση της ενεργειακής κατανάλωσης και την καλύτερη απαγωγή θερμότητας. Όλα αυτά, λίγο έως πολύ έχουν αλλάξει σημαντικά με την πάροδο των ετών.
Η αναζήτηση όμως καινούριων τεχνικών υλοποίησης και βελτίωσης των αποθηκευτικών μέσων δεν έχει σταματήσει – αντιθέτως βρίσκεται πάντα στο επίκεντρο των εξελίξεων. Κάθε χρόνο ανακοινώνονται καινούρια και μεγαλόπνοα σχέδια όσον αφορά στην αποθήκευση, τα οποία καταλήγουν στην αγορά μετά από πολύ προσπάθεια και αυτά τα οποία πριν από μερικά χρόνια ήταν απλώς ιδέες, σήμερα έχουν κατακτήσει σημαντικό μερίδιο της αγοράς και αποτελούν επιλογές στο περιβάλλον των επιχειρήσεων και Οργανισμών. Στόχος του συγκεκριμένου άρθρου είναι να αναδείξει κάποιες νέες τεχνολογικές τάσεις, που σύμφωνα με ειδικούς είναι πολύ πιθανό να γνωρίσουν σημαντική αποδοχή μέσα στο 2014, αλλά και να αναφερθούμε σε πολλά υποσχόμενες πρόσφατες τεχνολογίες που δεν τα κατάφεραν και τόσο καλά τελικά ή που απλώς δεν ήταν αυτό που η αγορά ζητούσε.
Solid -state νέας γενιάς
Η τεχνολογία solid-state έχει κυριολεκτικά κατακλύσει την αγορά, με κορυφαίους κατασκευαστές αλλά και μικρότερου βεληνεκούς εταιρείες να προσφέρουν λύσεις που αφορούν σε υβριδικά συστήματα solid state /disk based, συστήματα εξ ολοκλήρου με SSD arrays, καθώς και server based flash. Η πολλά υποσχόμενη τεχνολογία, όμως, έχει αρχίσει να ανακόπτει την πορεία της, μιας και προέκυψαν εμπόδια που αφορούν τόσο στην τεχνολογία καθαυτή όσο και στην υποστήριξή της σε επίπεδο προδιαγραφών και συνεργασίας μεταξύ συστημάτων.
Από την πλευρά της δημιουργίας προδιαγραφών, το πρόβλημα ανέκυψε όταν εν ονόματι της καλύτερης απόδοσης οι SSDs ξέφυγαν από τη συμβατική διασύνδεση των αποθηκευτικών μέσων, που αφορούσε κυρίως στους μηχανικούς δίσκους και αναπτύχθηκαν ελεγκτές διασύνδεσης για διαύλους του προτύπου PCI Express (PCIe). Η SATA-based διασύνδεση έχει περιορισμούς που αφορούν στη χωρητικότητα του διαύλου μεταφοράς των δεδομένων από το αποθηκευτικό μέσο προς τον επεξεργαστή. Με την PCIe SSD διασύνδεση εξασφαλίζεται μεγαλύτερη απόδοση, λόγω του μεγαλύτερου αριθμού καναλιών από τα οποία μπορούν να διέλθουν τα δεδομένα. Έτσι η τεχνολογία γίνεται καταλληλότερη για εφαρμογές με υψηλή μεταφορά όγκου δεδομένων, όπως είναι οι εφαρμογές video ή η φόρτωση βάσεων δεδομένων.
Όμως οι δίαυλοι PCIe είναι γενικού σκοπού και σχεδιάστηκαν για να μεταφέρουν όλα τα είδη των δεδομένων στον επεξεργαστή, κάτι που καθιστά δύσκολο τον προγραμματισμό τους. Οι εντολές αποθήκευσης δεν είναι καθορισμένες για τους διαύλους PCIe, όπως ήταν για τις διασυνδέσεις SATA και έτσι πρέπει να δημιουργηθούν ελεγκτές που θα εκμεταλλεύονται την ταχύτητα του διαύλου και θα μπορούν να συνεργαστούν μαζί του σε επίπεδο εντολών. Μέχρι πρόσφατα, κάθε κατασκευαστής PCIe προσαρμογέα χρησιμοποιούσε δικό του τρόπο προγραμματισμού και απαιτούσε τη δημιουργία εξειδικευμένου flash ελεγκτή για να εξασφαλιστεί η συνεργασία με τους SSD. Κάτι τέτοιο σήμαινε δυσκολίες στον καθορισμό της επικοινωνίας και στη συντήρηση, καθώς και προβλήματα στη δικτυακή διαλειτουργικότητα.
Η λύση στην ανωτέρω περίπλοκη κατάσταση είναι η δημιουργία ενός προτύπου επικοινωνίας του PCIe που θα ακολουθήσουν όλοι οι κατασκευαστές και θα διευκολύνει κατά πολύ την υποστήριξη οποιουδήποτε υπολογιστικού συστήματος. Η NVMe Work Group αποτελεί μια βιομηχανική κοινοπραξία 80 και πλέον μεγάλων εταιρειών του χώρου και αναπτύσσει από το 2011 ένα βιομηχανικό πρότυπο πάνω στο οποίο σχεδιάζονται ο PCIe ελεγκτής και οι διασυνδέσεις του. Η καθυστέρηση της πλήρους ένταξης του προτύπου στην αγορά, οφείλεται στο χρόνο ζωής των OEM προϊόντων και αναμένεται με τον καιρό τα τελευταία να ακολουθήσουν τις προδιαγραφές, να τις αξιολογήσουν ως προς τη λειτουργικότητά τους και εν συνεχεία να τις εντάξουν στα συστήματά τους. Ήδη υπάρχει λίστα συσκευών που έχουν δοκιμάσει και υιοθετήσει το νέο πρότυπο των flash controllers – συμπεριλαμβανομένων κατασκευαστών όπως η Samsung και η Western Digital – και το 2014 πιστεύεται ότι αυτή η λίστα θα γίνει ακόμα μεγαλύτερη.
Από κατασκευαστικής άποψης, η NAND flash τεχνολογία που χρησιμοποιείται φέρει περιορισμούς, όπως η σταδιακή υποβάθμιση της απόδοσης της μνήμης όσο αυξάνει ο χρόνος λειτουργίας της και ο περιορισμός της αρχικής της χωρητικότητας. Γι’ αυτόν το λόγο προτάθηκε η αρχιτεκτονική 3D, σύμφωνα με την οποία οι μνήμες στοιβάζονται σε κάθετη ταξινόμηση. Με αυτόν τον τρόπο η απόδοση εγγραφής μπορεί έως και να διπλασιαστεί και η αξιοπιστία αυξάνει τουλάχιστον κατά 10 φορές. Οι συσκευές που θα ενσωματώνουν τη 3D NAND flash τεχνολογία αναμένεται να εμφανιστούν το 2014 και να καταλάβουν μεγαλύτερο μερίδιο στην αγορά το 2015.
Κύρια αποθήκευση με Data Deduplication
Από τότε που η τεχνολογία data deduplication εφαρμόστηκε στα συστήματα διατήρησης αντιγράφων ασφαλείας, οι διαχειριστές των αποθηκευτικών μέσων αναμένουν την ενσωμάτωση της τεχνολογίας στον κύριο αποθηκευτικό χώρο. Πρόκειται για μία τεχνολογία που βελτιστοποιεί τη διαδικασία της αποθήκευσης, καθώς μειώνει το χώρο που καταλαμβάνουν τα δεδομένα, εξαλείφοντας τα πολλαπλά αντίγραφα και αποθηκεύοντας αποκλειστικά μοναδικά δεδομένα.
Η τεχνολογία είχε ανακοινωθεί ως πολλά υποσχόμενη και έτοιμη για το μεγάλο βήμα από το 2011, αλλά αποδείχθηκε αρκετά δυσκολότερη η εφαρμογή της και ο χρόνος κύλησε. Πλέον, το 2014 θεωρείται ότι απέκτησε τον «τίτλο» του κοινού χαρακτηριστικού για τις flash μνήμες και θα ενταχθεί ικανοποιητικά σε όλα τα συστήματα.
Η τεχνολογία είναι εξαιρετικά επιθυμητή και γι’ αυτό έγιναν εντατικές προσπάθειες για την τελική υιοθέτησή της από τα SSDs, μιας και βοηθά στην αύξηση της χωρητικότητας και της ταχύτητάς τους και άρα τους καθιστά ικανούς να εργαστούν σε περιβάλλοντα υψηλών απαιτήσεων. Επιπρόσθετα, τεχνολογίες όπως το cloud και το virtualization που έχουν υψηλές απαιτήσεις μεταφοράς δεδομένων μέσω του δικτύου, με την τεχνολογία data deduplication γίνονται αποδοτικότερες. Η τεχνολογία διατίθεται πλέον δωρεάν και ως χαρακτηριστικό σε flash αποθηκευτικά μέσα, “cloud γέφυρες” και λειτουργικά συστήματα των υψηλότερα πωλούμενων arrays και γι’ αυτό αναμένεται το 2014 να είναι η χρονιά που θα εδραιωθεί στην αγορά.
Hyper-converged αποθήκευση (HCS)
Ως “συγκλίνουσα αποθήκευση” (Converged storage) ορίζεται μία αρχιτεκτονική που συνδυάζει το αποθηκευτικό μέσο και την επεξεργαστική ισχύ σε μία οντότητα. Το αποτέλεσμα είναι η δημιουργία των Hyper-converged συστημάτων, τα οποία περιλαμβάνουν αποθηκευτικούς χώρους, δικτύωση και υπολογιστική ισχύ, όλα συσκευασμένα μαζί με ένα hypervisor.
Με τη στροφή στο virtualization, οι μεγαλύτερες προκλήσεις που καλούνται να αντιμετωπίζουν οι διαχειριστές είναι η πολυπλοκότητα του αποθηκευτικού χώρου και η διαχείριση ειδικότερα των σημείων εκείνων που υποβαθμίζουν την απόδοση. Ακόμα και ο εντοπισμός αυτών των σημείων αποτελεί μια επίπονη διαδικασία, ενώ συνήθως συμπεραίνεται ότι το παραδοσιακό αποθηκευτικό σύστημα και η virtual δομή δεν συνεργάζονται με ιδανικό τρόπο και γι’ αυτό δημιουργούνται καθυστερήσεις και σημεία φόρτισης. Τα HCS αντιμετωπίζουν τα ανωτέρω με επιτυχία. Αφενός, γιατί ο αποθηκευτικός χώρος «τακτοποιείται» ευκολότερα μέσω μίας θύρας διαχείρισής του, οπότε δεν υπάρχει πλέον η ανάγκη χαρτογράφησης των LUNs και των δίσκων και αφετέρου γιατί η διαχείριση ενοποιείται σε ένα και μόνο περιβάλλον, καθιστώντας τον εντοπισμό δυσλειτουργιών ευκολότερο και αμεσότερο. Τα HCS συστήματα αποτελούν πλέον δημοφιλή επιλογή για τις μικρές και μεσαίας κλίμακας επιχειρήσεις. Το μόνο μειονέκτημα είναι ότι υπάρχει έλλειψη ποικιλίας σε hypervisor υποστήριξη, με τη VMware να μονοπωλεί σχεδόν στον τομέα. Αναμένεται λοιπόν η αύξηση της ποικιλίας στον τομέα των hypervisor για να θεωρηθεί η τεχνολογία κορυφαία στη χρήση, αν και τίποτα δεν έχει επιβεβαιωθεί ακόμα.
Συσκευές αντιγράφων ασφαλείας (backup appliances)
Ο όγκος των δεδομένων που κρατείται σήμερα σε αντίγραφα ασφαλείας και δευτερεύοντα ή τριτεύοντα αποθηκευτικά μέσα είναι τόσο μεγάλος και εξελισσόμενος, που αποτελεί μία από τις γρηγορότερα αναπτυσσόμενες περιοχές στον τομέα της αποθήκευσης, ξεπερνώντας ακόμα και την αποθήκευση αρχείων. Επιπρόσθετα, οι ανάγκες των επιχειρήσεων για γρήγορη και αξιόπιστη ανάκτηση των δεδομένων τους, οδήγησε στην αναζήτηση λύσεων που θα ενσωματώνονται εύκολα στο υπάρχον σύστημα και θα διαχειρίζονται εύκολα και αποδοτικά.
Με γνώμονα τα ανωτέρω, δημιουργήθηκαν οι συσκευές αντιγράφων ασφαλείας, οι οποίες αποτελούν ολοκληρωμένες λύσεις που συνδυάζουν το υλικό, το λογισμικό και το media server και η ενσωμάτωσή τους γίνεται υπό τη φιλοσοφία «drop & go». Έτσι, κάθε επιχείρηση στις μέρες μας, που αντιμετωπίζει το πρόβλημα της διατήρησης των δεδομένων της με ασφάλεια, αξιοπιστία και ευκολία, στρέφεται στις συσκευές αντιγράφων ασφαλείας. Η λογική πίσω από τη συσκευή είναι ότι με τα ίδια μέσα (ανθρώπινο δυναμικό, πόρους, κεφάλαιο) η επιχείρηση μπορεί να αποκτήσει μία συσκευή που θα κάνει όλη τη δουλειά της, από το να δημιουργούσε όλη αυτή τη δομή μόνη της και κομμάτι κομμάτι και παράλληλα θα λαμβάνει από τον ίδιο κατασκευαστή διαρκή υποστήριξη και αναβάθμιση όποτε το χρειάζεται.
Κατά τη διάρκεια του έτους αναμένεται περαιτέρω άνοδος για τις backup συσκευές, μιας και η υιοθέτησή τους εξαρτάται κυρίως από την τάση της δημιουργίας φορητών γραφείων και υποκαταστημάτων των επιχειρήσεων όπου θα διαμοιράζονται διαρκώς δεδομένα, καθώς και από την ενσωμάτωση των Virtual Machine. Από την άλλη μεριά, εμπόδιο στην εξέλιξή τους είναι η ανάπτυξη των κέντρων δεδομένων που διαχειρίζονται από λογισμικό και αποτελούν τη νέα πολλά υποσχόμενη τάση στο χώρο των κέντρων δεδομένων.
Αποθήκευση Openstack
To Openstack αποτελεί μία ανοικτού κώδικα πλατφόρμα cloud computing, πάνω στην οποία στηρίχθηκε η ανάπτυξη των OpenStack Object Storage and OpenStack Block Storage ή αλλιώς SwiftandCinder αντίστοιχα. Κάθε OpenStack project σχεδιάζεται για να διαχειρίζεται και να επιλύει προβλήματα που ανακύπτουν σε ένα κέντρο δεδομένων. Έτσι, το OpenStack Storage σχεδιάστηκε για να παρέχει την βασική δικτυακή δομή, η οποία θα στηρίζει το κέντρο δεδομένων.
Πιο αναλυτικά, το Cinderπαρέχει το λογισμικό που κεντρικά διαχειρίζεται μια υπηρεσία, η οποία τακτοποιεί τον αποθηκευτικό χώρο υπό τη μορφή των blocks (Cinder volumes) και τα αποδίδει με τη μορφή υπηρεσίας κατ’ απαίτηση. Η βασική αρχή είναι να χρησιμοποιήσει αποθήκευση βασισμένη στην ιδέα του commodity (συνεργαζόμενων μονάδων) και να δημιουργήσει μία πλατφόρμα διαχείρισης και πλήρους εξυπηρέτησης. Το Cinderδιαχειρίζεται αποθήκες όγκου petabytes στατικών δεδομένων σε commodity servers (συνεργαζόμενες υπολογιστικές μονάδες) και διασφαλίζει την αντιγραφή των δεδομένων μεταξύ των διαφορετικών γκρουπ servers. Ως λογισμικό υπερτερεί στον τομέα των αντιγράφων ασφαλείας, της αρχειοθέτησης και της αποθήκευσης περιεχομένου. Το Cinder επιτρέπει στις επιχειρήσεις που το υιοθετούν, να δημιουργήσουν έναν κατάλογο των block-based αποθηκευτικών συσκευών τους, οι οποίες μπορεί να διαφέρουν μεταξύ τους. Μπορεί να πρόκειται για απλούς σκληρούς δίσκους ή SSDs τοποθετημένους εντός του εταιρικού συστήματος ή τοποθετημένους στον cinder server ή ακόμα εγκατεστημένους στον αποθηκευτικό χώρο ενός τρίτου ανεξάρτητου κατασκευαστή. Αν και το λογισμικό παρέχεται δωρεάν και θεωρείται αξιόλογο, τα ΙΤ τμήματα κάθε επιχείρησης επιλέγουν με δισταγμό ένα μη υποστηριζόμενο ανοιχτό κώδικα. Γι’ αυτόν το λόγο καταφεύγουν σε εμπορικές λύσεις που υιοθετούν τον κώδικα και υποστηρίζουν το πελατολόγιό τους. Τέτοιες εμπορικές λύσεις προσφέρουν οι HP, Rackspace, SUSE κ.ά. Το Swift δεν είναι άμεσα έτοιμο για χρήση. Διατίθεται για να το κατεβάσει ο χρήστης, να το εγκαταστήσει και να το χρησιμοποιήσει, αλλά απαιτεί κάποιου είδους παραμετροποίηση, προγραμματισμό και εισαγωγή αλλαγών για να λειτουργήσει ικανοποιητικά στο εκάστοτε περιβάλλον που το φιλοξενεί. Γενικότερα, η πλατφόρμα είναι πολλά υποσχόμενη και εξαιρετικά χρήσιμη, αλλά αποτελεί κυρίως ερευνητικό εργαλείο, παρά άμεσα εφαρμόσιμη εμπορική λύση.
Cloud-integrated storage (CIS)
Ο όρος CIS χρησιμοποιείται για τα SAN (Storage Area Network), δηλαδή αποθηκευτικούς χώρους συνδεδεμένους στο δίκτυο, καθώς και ενοποιημένα αποθηκευτικά συστήματα που αποστέλλουν δεδομένα σε cloud μονάδες αποθήκευσης. Το CIS «φέρεται» όπως τα μέσα κύριας αποθήκευσης, δηλαδή παρουσιάζει την απόδοση και τη λειτουργικότητα που παρατηρείται στα συστήματα κύριας αποθήκευσης, με επιπλέον τις δυνατότητες που αναφέρονται στις cloud δομές. Στις μέρες μας γνωρίζει πλήρη ένταξη στην cloud πραγματικότητα και περιγράφει την cloud αποθήκευση που χρησιμοποιείται σε οποιαδήποτε μορφή και της επιτρέπει να αυξήσει τη χωρητικότητά της με όσο το δυνατόν πιο ήπιο τρόπο.
Οι τεχνολογίες που υποστηρίζουν το CIS κερδίζουν έδαφος στην αγορά. Ουσιαστικά αναφερόμαστε στις πύλες που έχουν εξελιχθεί σε cloud ελεγκτές και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην επέκταση της χωρητικότητας του αποθηκευτικού χώρου, πέρα από τα κέντρα δεδομένων. Τις υβριδικές συσκευές που αποτελούν το πλέον χρήσιμο εργαλείο και τους αποθηκευτικούς χώρους που στηρίζονται σε λογισμικό για τη διαχείρισή τους. Όλα τα προαναφερόμενα υποστηρίζουν το αυξανόμενο ενδιαφέρον των επιχειρήσεων να χρησιμοποιήσουν τις cloud δομές. Γενικά, αρκετές επιχειρήσεις δεν προτιμούν την cloud αποθήκευση ως την κύρια αποθήκη τους, εκτός και αν λειτουργούν εξ ολοκλήρου σε cloud περιβάλλον. Η cloud αποθήκευση προσφέρεται ως ένα μη δαπανηρό δευτερεύον κέντρο δεδομένων, που προσφέρει προστασία των δεδομένων και παρέχει ικανότητες ανάκαμψης. Η ανάγκη χρήσης του CIS σχετίζεται με το γεγονός ότι ο όγκος των δεδομένων των επιχειρήσεων μπορεί και να αυξάνει μεταξύ 40% – 50% κάθε χρόνο και όλες αυτές οι πληροφορίες είναι δύσκολο να αποθηκευτούν τοπικά. Παρόλα αυτά, υποστηρίζεται ότι η ανάγκη ύπαρξης συσκευών για τη διαχείριση της κίνησης των δεδομένων προκύπτει μόνο επειδή δεν υπάρχουν αξιόπιστα λογισμικά που μπορούν να ικανοποιήσουν την αγορά.
Αποτίμηση των περυσινών τάσεων
Κλείνοντας, θα αναφερθούμε στις περυσινές προβλέψεις και τάσεις για τα αποθηκευτικά μέσα και τον τρόπο που οι τεχνολογίες απέδωσαν μέσα στο έτος:
- All-flash storage arrays: Αναμενόταν να κατακλύζουν την αγορά, αλλά αν και εκδηλώθηκε ενδιαφέρον, η ενσωμάτωσή τους σε υπάρχουσες δομές ήταν μικρή και δημιούργησε κάποια προβλήματα.
- Cloud-based disaster recovery: Αν και ακόμα θεωρείται η ιδανικότερη λύση για ανάκαμψη από καταστροφές, η αστάθεια της cloud αποθήκευσης αποδείχθηκε αποτρεπτική για πολλές επιχειρήσεις.
- Snapshot-based backups: Η τεχνολογία ενσωματώθηκε σε αρκετά συστήματα, αλλά όχι σε όσα αναμενόταν από τις προβλέψεις. Η αλλαγή των λειτουργιών λήψης αντιγράφων ασφαλείας αποδεικνύεται τελικά μια αρκετά αργή διαδικασία.
- Server-based flash cache: Οι προβλέψεις ότι θα σημειωθεί άνθηση και γενικά το ενδιαφέρον θα αυξηθεί γύρω από τα SSDs, ήταν επιτυχής.
- Storage systems for virtual environments: Αν και η τάση προς τα συστήματα είναι ισχυρή, οι παραδοσιακοί κατασκευαστές αποθηκευτικών συστημάτων διατηρούν την υπεροχή τους με τη χρήση hypervisor ενσωμάτωσης.
- Cloud-based file sharing and sync services: Ο συγχρονισμός και ο διαμοιρασμός δεδομένων είναι πραγματικότητα και, αν και υπάρχουν θέματα που σχετίζονται με την ασφάλεια των δεδομένων, η τεχνολογία άνθισε και ήρθε για να μείνει.
Της Παναγιώτας Τσώνη
