Всё больше компаний, в том числе российских, пользуются облачными услугами: IaaS, SaaS, PaaS и т. д. Однако немало и таких, что своими силами (а чаще — с привлечением системных интеграторов) модернизируют либо строят с нуля собственную инфраструктуру хранения данных.

Один из важнейших вопросов, который при этом встаёт, — как выбирать физическую среду хранения? Отдавать предпочтение HDD или SSD? Накопители какой марки, какой ёмкости гарантируют наилучшую ТСО, создадут минимум проблем в ходе работы и в целом обеспечат скорейший возврат инвестиций?

Вполне вероятно, что опыт, накопленный за долгие годы американской компанией Backblaze, окажется в этом плане полезным как для планирующих малые локальные ЦОДы интеграторов, так и для их клиентов.

Опыт мини-ЦОДа

Backblaze — сравнительно небольшой провайдер облачных услуг резервирования и хранения данных. Рабочая ёмкость её ЦОДа, который не сертифицирован даже как Tier I, достигает лишь 800 Пб, а общее число задействованных в нём жёстких дисков — менее 120 тыс. Компания возникла в 2007 г. как совместное предприятие нескольких ИТ-специалистов, которым в ту глубоко дооблачную эпоху понадобилось независимое онлайновое хранилище, где они свободно могли бы размещать резервные копии своих рабочих и персональных данных.

Тем не менее, сегодня Backblaze довольно широко известна всем, кто интересуется проблемами надёжности и долговечности HDD. Это едва ли не единственная компания в мире, регулярно публикующая детальные отчёты о состоянии пула своих магнитных накопителей: диски каких ёмкостей и под какими марками сколько раз выходили из строя за всё время эксплуатации, каково их реальное время наработки на отказ под непрерывными длительными нагрузками и т. п. Более крупных ЦОДов с миллионами высоконагруженных HDD и SSD в мире множество, однако ни один из них не снисходит до обнародования подробных статистических выкладок.

Тем интереснее опыт Backblaze для средних предприятий, нуждающихся в организации собственных систем хранения данных. Эта компания не пользуется готовыми СХД-решениями, стремясь как можно эффективнее расходовать каждый доллар, и достаточно долго приобретала жёсткие диски потребительского, а не корпоративного класса, — просто потому, что они дешевле. Теперь её ЦОД состоит из «погребов» (vaults) — стоек под дисковые полки по 1200 HDD в каждой стойке, и как минимум два, а то и четыре новых «погреба» вводятся в строй каждый месяц. В таких объёмах закупать жёсткие диски в розничном канале невозможно (да и дорого) даже в Америке, и Backblaze напрямую приобретает HDD у всех трёх оставшихся в мире их производителей — Western Digital, Toshiba и Seagate.

SSD или HDD?

По свидетельству Ариеля Эллиса, главы снабженческой службы компании, время исповедовать подход all-flash для некрупных ЦОДов ещё не пришло. Пока цена за 1 Тб доступного пространства для полупроводникового накопителя втрое выше, чем для магнитного жёсткого диска (сравниваются оптовые цены при прямых поставках внутри США по состоянию на конец осени 2019 г.), экономического смысла отказываться от HDD нет. SSD компания использует в качестве системных и кэширующих накопителей для «погребов» с клиентскими данными, но не более того.

Форм-фактор: 3,5 или 2,5?

Вне всякого сомнения, 3,5 дюйма. С точки зрения ТСО накопитель с меньшим диаметром пластин должен потреблять меньше энергии, поскольку его двигателю приходится раскручивать более лёгкие магнитные диски. Однако современные экономичные 3,5-дюймовые HDD, в особенности сверхъёмкие (на 8 Тб и выше) с гелиевым заполнением, всё-таки опережают 2,5-дюймовые модели — если просуммировать расход энергии на обеспечение операций с одним и тем же объёмом данных. Из уст представителя Backblaze это заверение звучит с особой весомостью, поскольку её ЦОД уже потребляет около 1,5 МВт и позволить себе спустя рукава подходить к оптимизации энергопотребления компания попросту не может.

Чем выше ёмкость HDD, тем лучше?

Ответ неоднозначный. С точки зрения роста фактической ёмкости очередного «погреба» на 1200 3,5-дюймовых посадочных мест и увеличения энергоэффективности на каждый доступный терабайт данных — да, разумеется. Но в то же время цена выхода из строя более ёмкого HDD значительно выше, чем менее ёмкого. В частности, после замены отказавшего накопителя на новый требуется перестраивать RAID-массив, что при использовании 14-Тб дисков может продолжаться едва ли не сутками.

Инженеры компании предложили остроумную идею: разбивать сверхкрупные диски на два независимых логических раздела каждый. В результате, скажем, вместо 60 16-Тб накопителей в дисковой полке система будет видеть 120 8-Тб. Выяснилось, что современные процессоры отлично справляются с таким увеличением нагрузки, а метаоперации (вроде той же перестройки RAID-массива) с логическими разделами меньшей ёмкости исполняются значительно быстрее.

С чего начать и как продолжить

Какую процедуру ввода в строй новых «погребов» для данных практикует Backblaze? Первым делом намечает, какими именно HDD будет заполнять дисковые полки в очередной стойке. В компании стараются не отдавать предпочтение какой-то одной модели или даже одному бренду: разнообразие накопителей различных конструкций, поступивших заведомо из разных партий, служит дополнительной гарантией от проявления системных ошибок.

Определившись с дисками, заказав их и смонтировав в стойку, инженеры Backblaze проводят нагрузочное тестирование, прежде чем начать заполнять новый «погреб» данными клиентов. Фиксируются реальные скорости чтения и записи, замеряется энергопотребление в различных режимах. Если данная разновидность HDD приобретена впервые, такие диски после испытаний стараются постепенно распределить по уже действующим «погребам», а новый частично укомплектовать уже проверенными экземплярами из прежних партий со склада.

Потребности Backblaze в новых накопителях, как уже говорилось, составляют от 2 до 5 тыс. дисков в месяц. По сравнению с объёмами, нужными для ЦОДов хотя бы Tier II, — смехотворно мало. Но есть в этом и свои плюсы: так, в памятные времена перебоев с поставками HDD после сильного наводнения в Таиланде в 2011 г. компании удалось оперативно пополнить складские запасы силами, что называется, друзей и знакомых. Был брошен клич, и множество людей по всем городам и весям США отправились в местные розничные магазины. Каждый приобрёл сколько смог — по три, пять, десять HDD, но в результате на складах компании образовался достаточный запас дисков, чтобы безболезненно пережить несколько наиболее сложных месяцев, пока объёмы поставок более-менее не восстановились.

Цена вопроса

Ариель Эллис оценил стоимость ввода в строй очередного «погреба» на 1200 HDD в пределах от 350 до 500 тыс. долл., — в зависимости от ёмкости выбранных дисков. Однако чтобы вычислить на основании этой суммы ТСО, придётся учесть потреблённую дисками за время фактической эксплуатации энергию, расходы на охлаждение и коммунальные услуги, арендную плату, обеспечение широкополосного выделенного канала связи, зарплату персонала и т. п.

Главный для компании операционный параметр (точную величину которого она по понятным причинам не раскрывает) — итоговая стоимость хранения 1 Тб клиентских данных за квартал. На протяжении последнего десятка лет Backblaze удаётся поступательно сокращать эту величину в пределах 5-10% ежеквартально. Частично — за счёт и общего тренда к удешевлению удельной цены пространства на HDD, частично — вследствие тщательного подхода к выбору наиболее экономичных и надёжных накопителей на основе собственных измерений и наблюдений.

Сейчас запасы жёстких дисков на складах компании поддерживаются на таком уровне, чтобы обеспечить не менее полугода последовательного ввода в строй новых «погребов» с прежним темпом. Особое внимание в последнее время уделяют разворачивающимся в том числе и на ИТ-рынке торговым войнам: никакого аппаратного обеспечения made in China стараются не приобретать.

Может показаться поразительным, но на достаточно насыщенном облачными предложениями американском рынке Backblaze и подобные ей мини-провайдеры чувствуют себя неплохо. Клиентов привлекают доступность сервиса, простота выбора пакета наиболее подходящих услуг, заботливое отношение и персональный подход к каждому заказчику — вплоть до частных потребителей, которым просто требуется раз в месяц сохранять в мини-облако содержимое HDD своего домашнего компьютера. Сравнительно малая интенсивность потока операций означает, что все они остаются под неусыпным контролем службы ИБ компании, что заметно снижает вероятность массированной компрометации клиентских данных.

Для России подобная схема организации внешнего облака пока не слишком актуальна: компании предпочитают либо сохранять развитые СХД внутри локальной ИТ-инфраструктуры, либо пользоваться коммерческими ЦОДами для размещения в них собственных же серверных стоек — или уже полностью доверяют свои данные крупным облачным провайдерам. Однако в перспективе, особенно на региональном уровне, такие бюджетные мини-облака с прозрачной для клиентов политикой оптимизации подбора «железа» и ценообразования способны привлечь немало заказчиков из сегмента СМБ. Цифровизацию не остановить, — а хранение необходимых для неё данных лучше всё-таки доверять профессионалам.