Информация — самый ценный товар на современном рынке и с этим утверждением трудно поспорить. С каждым витком своего развития человечество совершенствовало методы хранения и передачи данных, что было необходимым условиям для гармоничной эволюции и являлось неотъемлемой частью технологического прогресса, ведь без ранее накопленного опыта, мы не смогли бы подняться на ту ступень развития, на которой находимся и, скорее всего, остановились бы на этапе каменного века.
Со временем мы пришли к осознанию, что информацию можно использовать не только для передачи накопленного опыта, но и для автоматизации тех или иных процессов, упрощая нашу продуктивность в различных отраслях нашей жизни. Начало эры носителей информации для автоматизации процессов, как ни странно, положила текстильная промышленность. В начале 19 века французский ткач из Лиона по имени Бэзил Бушон изобрел перфорированную ленту, на которую записывалась “программа” для управления нитями при производстве продукции. Логика её была проста — работник прижимал ленту к горизонтально расположенному полотну игл и при работе станка и сквозь данную ленту проходили только нужные нити, образуя “запрограммированный” узор.
С того знаменательного события прошло почти три столетия и современное представление об информации вышло на удивительный уровень. За последние несколько десятилетий информационные технологии изменили наш мир до неузнаваемости. Мы храним, анализируем информацию, данные размером с мировую библиотеку записаны на носитель, своим размером не превышающий человеческую ладонь, скорость передачи этой информации поражают воображение, расстояние перестало быть для нас преградой, любому ребёнку доступно всё богатство мирового инфопространства. Мог ли это в свое время представить ткач из французского городка, “программируя”? С теми темпами развития, с которыми движутся современные технологии даже мы слабо можем спрогнозировать, как будет выглядеть работа с информации через каких-нибудь 10-20 лет.
Но давайте спустимся с небес на землю и поговорим о системах хранения данных в привычном, для любого современного IT-специалиста, виде и тех технологиях, которые этому предшествовали и которые внесли свой вклад в развитие современных систем.
Мы не будем выстраивать Таймлайн эволюции носителей от перфокарт до твердотельных накопителей, остановимся лишь на некоторых технологиях и важнейших, на наш взгляд, в современной истории событиях, давшим изначальный импульс к самой необходимости создания Систем Хранения Данных и послужившим катализатором их развития.
От магнитного диска к сетевым операционным системам
Одним из таких событий является создание дискового магнитного накопителя. Как всегда, не обошлось без военных, заказ которых и был реализован в виде первого в мире винчестера. После череды проб и ошибок, исследовательская лаборатория под патронажем IBM, во главе с инженером Роем Джонсоном, чью первоначальную разработку IBM в 1952 году купила, попутно предложив Рою место инженера, выпустила первый магнитный носитель IBM 350. Официальной датой этого события можно считать 10 февраля 1954 года, когда на первый в мире магнитный диск была записана первая информация в виде фразы “This has been a day of solid achievement”, что переводится как “Это был день серьезного достижения.” Весил диск почти тонну, шпиндель вращался со скоростью 1200 оборотов в минуту, а количество доступной для записи информации составляло 3.5 MB(Мегабайта). Данные показатели могут показаться современному читателю забавными, но это был настоящий прорыв. Новый носитель способен был заменить свыше 60 тысяч перфокарт и ускорял скорость доступа к информации на порядки. После ряда испытаний и доработок первый такой диск поступил в продажу в 1956 году, а уже в1963 году IBM показала миру винчестер со съемным диском – IBM 1311. Следующим шагом со стороны IBM на пути к появлению первых Систем Хранения Данных стала разработка решения System/360 в 1964 году. В нем было реализовано первое в истории устройство хранения, которое управлялось собственным контроллером, а не центральным процессором.
Толчком для второго знакового события, как ни удивительно, стал запуск 4 октября 1957 год первого советского спутника под именем Спутник-1. Холодная война в принципе была хорошим мотиватором в технологическом прорыве. После запуска, США основывает агентство ARPA (Advanced Research Project Agency), перед которым среди прочего стояла задача создания инструмента для удалённой передачи информации на случай войны.
Так в 1969 году при содействии нескольких исследовательских лабораторий свет увидело творение ARPANET, объединившее в сеть научные учреждения, участвовавшие в разработке. Протоколом передачи данных в то время служил протокол 1822 и заменивший его позже Network Control Protocol. Далее линия прогресса развивалась лавинообразно, в том же году появляется протокол telnet, ещё через пару лет свет увидел протокол ftp. В это же время независимо друг от друга велись разработки протоколов TCP и IP, а 1 января 1983 года ARPANET официально перешёл на связку протоколов TCPIP, в честь чего даже выпустили значок “Я пережил переход на TCPIP”, ведь к этому моменту сеть насчитывала уже более 4000 хостов и обновление модели передачи данных требовало внесения изменений на все из них. К этому времени сеть ARPANET уже разделилась на милитаризованный extranet и общедоступную сеть ARPANET, которая в последствии из научно-исследовательской, переросла в коммерческую, став сегментом Internet. 1984 год — DNS.
Увеличение количества серверов и рост объёмов обрабатываемой ими информации создали необходимость в отдельных решениях, способных хранить необходимый объём данных, а главное — способных эти данные отдавать по требованию всё растущего количества устройств.
Первым устройством, реализовавшим дынные требования стала разработка Ньюкастлского Университета под руководством Брайна Ренделла (Brian Randell) под названием “Newcastle Connection”, позволяющая получать удаленный доступ к данным серверам на операционной системе UNIX. Это событие дало начало эре Систем Хранения Данных, но ключевые актеры вышли на сцену чуть позже.
В 1983 года была анонсирована сетевая операционная система NetWare от компании Novell, построенная на принципах совместного доступа к данным и способной превращать хосты в файловые серверы. О взлётах и падениях этой операционной системы можно написать отдельную статью и кроме предоставления сетевого доступа к информации, NetWare внесла ощутимый вклад в развитие информационных систем.
Через год, в 1984 году, молодая на тот момент компания Sun Microsystems разрабатывает прототип сетевой файловой системы NFS (Network File System), являющейся, по сути, верхнем слоем абстракции файловой системы UNIX и позволяющая обращаться по сети к данным, как если бы они находились локально. NFS не стала первой сетевой ФС (это место занимает FAL), но она первая базировалась на протоколе IP, а также принимая во внимание переход всего ARPANET на этот протокол и повсеместное его использование дало NFS право на дальнейшую популярность и развитие, ведь она находится в стадии разработки и по сей день.
Перед тем как продолжить, нам необходимо вернуться на 30 лет назад и вспомнить одно маленькое, но очень примечательное событие. Во время внутреннего перелета в США, в 1956ом году, на соседних креслах в самолете оказались два выдающихся человека — президент компании America Airlines и человек, отвечавший за продажи в компании IBM. В то время билеты создавались “от руки”, а с ростом количества авиаперевозок данная модель посадочных талонов выглядела как жуткий атавизм, особенно на фоне эры зарождения высоких технологий. Так появился первый коммерческий ЦОД, созданный для обработки информации о посадочных талонах и автоматизации их печати. Но до лавинообразного появления Центров Обработки Данных было ещё около 40 лет, мыльный пузырь доткомов, о котором ниже, ещё даже не виднелся на горизонте. Ну а нам пора вернуться в наши замечательные 80ые и продолжить рассказ о зарождении устройств, без которых современная IT-экосистема себя уже не мыслит.
Рождение СХД
После выхода NetWare, компания Microsoft выпускает MS-Net в 1984 году, которая позже, при сотрудничестве с 3com эволюционирует в продукт LAN Manager, запускаемый на OS/2 (так же была версия под UNIX) и использующий стандарт Server Message Block, изначально разработанный в IBM и доработанный компанией Microsoft. Lan Manager оставался у руля вплоть до выхода первой версии NT и использовался, в частности в серверных решениях компании 3COM, которая покинула этот рынок в 1991 году, успев создать первые сетевые системы хранения для настольных систем.
В 1988 году Дэвид Паттерсон (David Patterson), Гарт Гибсон (Garth Gibson) и Рэнди Катц (Randy Katz) из университета Беркли представили доклад “A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID)” — Решение для избыточных массивов из недорогих дисков, в которой раскрывалась концепция объединения нескольких дисков для увеличения объема и быстродействия работы с ними. В дальнейшем концепция использования RAID-массивов изменилась. Кроме быстродействия индустрия начала делать упор на сохранности данных, контроллеры усложнялись и теперь слово “недорогих” уже не ассоциируется с системами в серьёзном продуктиве.
Говоря о вышеописанных технологиях, мы медленно подошли к очень важному, на наш взгляд, главному событию 80х годов для становления NAS-устройств в том виде, в котором мы привыкли их видеть и использовать, а конкретней — к выпуску компанией Auspex в 1989 году NAS под названием Auspex 5000, который управлялся системой UNIX, использовал протокол NFS и подключался по ставшему классическим стандарту Ethernet. Хотя Auspex и не был в числе пионеров по созданию систем хранения данных (как IBM или EMC, о которой чуть ниже), но использовать связку технологий для предоставления общего файлового доступа по сети начали именно они.
Во второй части расскажем про пионеров рынка СХД — EMC и NetApp, а также эпоху виртуализации и облачного хранения.
Корпоративный блог компании NetApp, Inc. — лидера на рынке дисковых систем хранения данных и решений для хранения и управления информацией.