Сеть хранения данных
Сеть хранения данных (СХД) (англ. Storage Area Network) (SAN) — представляет собой архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таких как дисковые массивы, ленточные библиотеки, оптические накопители к серверам таким образом, чтобы операционная система распознала подключённые ресурсы, как локальные. Несмотря на то, что стоимость и сложность таких систем постоянно падают, по состоянию на 2007 год сети хранения данных остаются редкостью за пределами больших предприятий.
В отличие от SAN, сетевые хранилища данных (NAS) используют сетевые протоколы, так называемые «сетевые файловые системы», для доступа к файлам (такие как NFS или SMB/CIFS); при использовании этих протоколов понятно, что хранилище является удалённым и компьютер запрашивает файл вместо того, чтобы запрашивать блок данных с диска. При этом ключевая разница между SAN и NAS заключается в том, кто обслуживает «файловую систему» в случае сетевого хранилища данных. В случае NAS файловая система находится на системе хранения, и клиент такой системы оперирует понятием «файл». В случае SAN-устройства (также часто используется термин «блочное устройство», так как передача данных осуществляется на уровне SCSI-блоков хранения) задача создания и обслуживания файловой системы, если она нужна, возложена на клиентский компьютер, который получает из SAN так называемое «raw-устройство».
Типы сетей
Большинство сетей хранения данных использует протокол SCSI для связи между серверами и устройствами хранения данных на уровне шинной топологии. Так как протокол SCSI не предназначен для формирования сетевых пакетов, в сетях хранения данных используются низкоуровневые протоколы:
- Fibre Channel Protocol (FCP), транспорт SCSI через Fibre Channel. Наиболее часто используемый на данный момент протокол. Существует в вариантах 1 Gbit/s, 2 Gbit/s, 4 Gbit/s, 8 Gbit/s и 10 Gbit/s.
- iSCSI, транспорт SCSI через TCP/IP.
- FCoE, транспортировка FCP/SCSI поверх «чистого» Ethernet.
- FCIP и iFCP, инкапсуляция и передача FCP/SCSI в пакетах IP.
- HyperSCSI, транспорт SCSI через Ethernet.
- FICON транспорт через Fibre Channel (используется только мейнфреймами).
- ATA over Ethernet, транспорт ATA через Ethernet.
- SCSI и/или TCP/IP транспорт через InfiniBand (IB).
Совместное использование устройств хранения
Движущей силой для развития сетей хранения данных стал взрывной рост объема деловой информации (такой как электронная почта, базы данных и высоконагруженные файловые сервера), требующей высокоскоростного доступа к дисковым устройствам на блочном уровне . Ранее на предприятии возникали «острова» высокопроизводительных дисковых массивов SCSI. Каждый такой массив был выделен для конкретного приложения и виден ему как некоторое количество «виртуальных жестких дисков» (LUN'ов).
Сеть хранения данных позволяет объединить эти «острова» средствами высокоскоростной сети. Так же без использования технологий SCSI транспорта невозможно организовать отказоустойчивые кластера в которых один сервер подключается к двум и более дисковым массивам, находящимся на большом расстоянии друг от друга на случай стихийных бедствий.
Сети хранения помогают повысить эффективность использования ресурсов систем хранения, поскольку дают возможность выделить любой ресурс любому узлу сети.
Не стоит забывать и об устройствах резервного копирования, которые также подключаются к СХД. В данный момент существуют как промышленные ленточные библиотеки (на несколько тысяч лент) от ведущих брендов, так и low-end решения для малого бизнеса. Сети хранения данных позволяют подключить к одному хосту несколько приводов таких библиотек, обеспечив таким образом хранилище данных для резервного копирования от сотен терабайт до нескольких петабайт.
Преимущества
Совместное использование систем хранения как правило упрощает администрирование и добавляет изрядную гибкость, поскольку кабели и дисковые массивы не нужно физически транспортировать и перекоммутировать от одного сервера к другому.
Другим преимуществом является возможность загружать сервера прямо из сети хранения. При такой конфигурации можно быстро и легко заменить сбойный сервер, переконфигурировав SAN таким образом, что сервер-замена, будет загружаться с LUN'а сбойного сервера. Эта процедура может занять, например, полчаса[1]. Идея относительно новая, но уже используется в новейших датацентрах.
Дополнительным преимуществом является возможность на хосте собрать RAID-зеркало с LUNов, которые презентованы хосту с двух разных дисковых массивов. В таком случае полный отказ одного из массивов не навредит хосту.
Также сети хранения помогают более эффективно восстанавливать работоспособность после сбоя. В SAN может входить удаленный участок со вторичным устройством хранения. В таком случае можно использовать репликацию — реализованную на уровне контроллеров массивов, либо при помощи специальных аппаратных устройств. Поскольку каналы WAN на основе протокола IP встречаются часто, были разработаны протоколы Fibre Channel over IP (FCIP) и iSCSI с целью расширить единую SAN средствами сетей на основе протокола IP. Спрос на такие решения значительно возрос после событий 11 сентября 2001 года в США.
Топология сети
Растущие объёмы сетей хранения данных и различные виды их организации привели к необходимости разделения различных топологий СХД. На данный момент различают следующие виды топологий:
«Одно-коммутаторная» структура
«Одно-коммутаторная» структура состоит из одного Fibre Channel коммутатора, сервера и системы хранения данных. Обычно эта топология является базовой для всех стандартных решений. Объединение нескольких «Одно-коммутаторных» структур формирует различные виды топологий, например Каскадируемая структура.[2]
Рис. 1: «Одно-коммутаторная» структура
Древовидная или Каскадируемая структура
Каскадируемая структура представляет собой набор соединённых между собой коммутаторов, организованных в виде дерева, с помощью ISL (Inter-Switch link) соединений. Во время инициализации фабрики коммутаторы между собой выбирают "верхушку дерева" (т.н. principal switch) и присваивают interswitch link'ам статус upstream или downstream в зависимости от того ведет этот линк в сторону принципал свитча или на периферию.
Рис. 2: Каскадируемая структура (Дерево (Cascaded Fabric))
Решётка
Решетка (mesh) — самая дорогостоящая и сложная топология сети. Она представляет собой несколько соединенных между собой коммутаторов соединённых несколькими ISL[3] линками для повышения надёжности структуры. В таком случае, при выходе из строя одного ISL соединения, коммутатор автоматически перенаправляет данные через альтернативный путь ISL.
Рис. 3: Решетка (Meshed Fabric)
Кольцо
Кольцо — практически повторяет схему топологии решётка. Среди преимуществ — использование меньшего количества ISL соединений.
Рис. 4: Кольцо (Ring Fabric)
Производительность
Появление новых высокотехнологичных материалов способствует росту производительности сетей на базе Fibre Channel и EtherNet. Уже существуют коммутаторы, поддерживающие скорость передачи 10Gbit/s. Для этого используется новый тип трансивера - XFP, а также оптоволкно стандарта ОМ3. Росту скорости передачи способствует и то, что коммутаторы могут собирать на Inter Switch Link'ах транкгруппы из нескольких портов. Коммутаторы "SilkWorm" от Brocade могут собирать транк из восьми линков. Транков может быть несколько, если возникает такая необходимость.
См. также
Источники
- ↑ Сильно зависит от масштабов проблемы. В континентальном кластере, например, считается, что если за сутки удалось восстановить сервис, то уже хорошо. Основное время занимает согласование запуска нового сервера с высшим руководством.
- ↑ HP SAN DESIGN GUIDE
- ↑ Inter Switch Link
Ссылки
bg:SAN ca:Storage Area Network cs:Storage Area Network de:Storage Area Network en:Storage area network es:Red de área de almacenamiento eu:SAN fi:Storage area network fr:Réseau de stockage SAN he:SAN hi:स्टोरेज एरिया नेटवर्क it:Storage Area Network ja:ストレージエリアネットワーク ml:സ്റ്റോറേജ് ഏരിയ നെറ്റ്വർക്ക് nl:Storage area network pl:Storage Area Network pt:Storage area network simple:Storage area network sv:Storage Area Network ta:சேமிப்பு பரப்பு வலையமைப்பு te:స్టోరేజ్ ఏరియా నెట్వర్క్ uk:Мережа зберігання даних vi:Mạng SAN zh:存储区域网络
Если вам нравится SbUP.com Сайт, вы можете поддержать его - BTC: bc1qppjcl3c2cyjazy6lepmrv3fh6ke9mxs7zpfky0 , TRC20 и ещё....
