SAN-schakelaars. Vaste configuratie Ethernet-switches en modulaire switches. Intel opslagsystemen

SAN-schakelaars

SAN-switches worden gebruikt als centraal schakelapparaat voor SAN-nodes. U steekt het ene uiteinde van de glasvezelkabel in een connector op uw serveradapter of disk-arraycontroller en het andere in een poort op de switch. Een switch kan worden vergeleken met een set draden die onderling zijn verbonden, zodat elk apparaat op het netwerk via één draad tegelijkertijd kan 'praten' met elk ander apparaat in het netwerk. Dat wil zeggen dat alle abonnees tegelijkertijd kunnen praten.
Een of meer schakelaars die onderling zijn verbonden om een ​​weefsel te vormen. Een fabric kan uit één of meerdere switches bestaan ​​(momenteel maximaal 239). Daarom kan een fabric worden gedefinieerd als een netwerk van onderling verbonden switches. Een SAN kan uit meerdere weefsels bestaan. De meeste SAN's bestaan ​​uit ten minste twee fabrics, waarvan er één redundant is.
U kunt servers en opslag op het SAN aansluiten met behulp van één switch, maar het is een goede gewoonte om twee switches te gebruiken om gegevensverlies en downtime te voorkomen als een ervan uitvalt. Afbeelding 1 toont een typische fabric die twee switches gebruikt om servers op een disk-array aan te sluiten.

Fig 1. De eenvoudigste fabriek met 2 schakelaars.

Naarmate het aantal servers en opslag in uw SAN toeneemt, voegt u eenvoudig switches toe.

Afbeelding 2. SAN Fabric-extensie

Modulaire schakelaars

SAN-switches zijn beschikbaar voor elke smaak van 8 tot honderden poorten. De meeste modulaire switches worden geleverd met 8 of 16 poorten. De nieuwste trend is de mogelijkheid om het aantal poorten op een aangeschafte switch met 4 te verhogen. Een typisch voorbeeld van zo'n switch is de Qlogic SANbox 5200 (Fig. 3). U kunt dit product kopen met 8 poorten in de basis en vervolgens uitbreiden tot 16 in één module en tot 64 poorten (!) in vier modules die onderling zijn verbonden door 10 Gigabit FC.

Fig 3. Qlogic SANbox 5200 - 64-poorts stapel met vier modules

Regisseur of regisseurswissels

Director's zijn veel duurder dan modulaire switches en bevatten doorgaans honderden poorten (Afbeelding 4). Directeuren zijn te zien in het midden van zeer grote geschakelde weefsels als de kern van het netwerk. De bestuurders zijn buitengewoon veerkrachtig en onderhouden de gehele infrastructuur 24 uur per dag, 7 dagen per week. Ze maken routineonderhoud en on-the-fly vervanging van modules mogelijk.

Rijst. 4. SilkWorm 1200 128-poort en McData InterPid 6140

De director bestaat uit een platform, hot-swap-poortmodules (meestal 12 of 16 poorten) en hot-swap-processormodules (meestal dual-processor). De director is aan te schaffen met 32 ​​poorten en uit te breiden tot 128 - 140 poorten.
Corporate SAN's gebruiken doorgaans regisseurs als de kern van het netwerk. Modulaire schakelaars zijn ermee verbonden als eindschakelaars (edge). Verbind op hun beurt servers en opslagplaatsen. Deze topologie wordt core-to-edge-topologie genoemd en stelt het netwerk in staat om te schalen naar duizenden poorten (Afbeelding 5).

Rijst. 5. Topologie core-border met behulp van regisseurs.

SAN-routers of multiprotocol-switches

SAN-routers worden gebruikt om afgelegen SAN-eilanden met elkaar te verbinden in een enkel netwerk voor het oplossen van de problemen van bescherming tegen rampen, het consolideren van opslagbronnen, het organiseren van back-upprocedures voor gegevens van externe afdelingen naar tape- en schijfbronnen van het hoofddatacentrum, enz. ( Afb. 6). Het consolideren van externe SAN's in één enkele resource is de volgende stap in de evolutie van opslagnetwerken na de introductie van SAN's in de hoofdstructuur en afdelingen van de onderneming (Figuur 7).

Rijst. 6: McDATA Eclipse 1620, 3300 en 4300

Rijst. Stap 7: Externe SAN's consolideren in één enkele bron

SAN-eilanden kunnen worden aangesloten met behulp van het FC-protocol en conventionele modulaire schakelaars of regisseurs, via single-mode kabel (dark fiber) of met behulp van multiplexapparatuur (DWDM). Met deze methode kunt u echter niet buiten de stad gaan (straal 70 km.). Voor verdere verwijdering hebt u Fibre Channel over IP (FCIP, http://www.iscsistorage.com/ipstorage.htm) nodig, geïmplementeerd in McData's Eclipse-routers (Afbeelding 6). FCIP verpakt elk FC-frame in een IP-pakket voor transport over het IP-netwerk. De ontvangende kant pakt het IP-pakket uit en haalt daar het originele FC-frame uit voor verdere verzending via het lokale FC-netwerk. De afstanden zijn hier onbeperkt. Het draait allemaal om de snelheid van je IP-kanaal.

FC-kabeltypes

Glasvezel- of koperkabel wordt gebruikt als fysiek medium voor datatransmissie in FC-netwerken. Koperkabel is een omhulde twisted pair-kabel en werd voornamelijk gebruikt voor lokale verbindingen op FC 1Gbit/s-netwerken. In moderne FC 2Gbit/s-netwerken wordt voornamelijk glasvezelkabel gebruikt.
Er zijn twee soorten glasvezelkabels: singlemode en multimode.

Singlemode kabel (lange golf)

In een single mode (SM) kabel is er maar één pad voor de voortplanting van een lichtgolf. De kerngrootte is meestal 8,3 micron. Singlemode-kabels worden gebruikt in apparaten waar een laag signaalverlies (verlies) en hoge gegevensoverdrachtsnelheden vereist zijn, zoals lange intervallen tussen twee systemen of netwerkapparaten. Bijvoorbeeld tussen een server en een storage waarvan de afstand enkele tientallen kilometers bedraagt.

De maximale afstand tussen twee knooppunten van het FC 2Gbit-netwerk die zijn verbonden door een singlemode-kabel is 80 km zonder repeaters.

Multimode (korte golf) kabel

Multimode (MM) kabel is in staat om meerdere lichtgolven over een enkele vezel te verzenden, omdat de relatief grote kerngrootte het mogelijk maakt dat licht onder verschillende hoeken kan reizen (breking). Typische MM-kernen zijn 50 µm en 62,5 µm. Multimode glasvezelverbindingen zijn het beste voor korteafstandsapparatuur. Binnen het kantoor, gebouw.

De maximale afstand die een multimode kabel ondersteunt bij 2 Gbit/s is 300 (50um) en 150m (62,5 um).

Typen kabelconnectoren

FC-kabelconnectoren zijn:

Zendontvangertypes (GBIC-types)

Apparaten voor het omzetten van licht in een elektrisch signaal en vice versa worden transceivers genoemd. Ze worden ook wel GBIC's (Gigabit Interface Connectors) genoemd. De transceiver bevindt zich op de FC-adapterkaart (FC HBA), meestal is deze erin gesoldeerd, in de schakelaar - in de vorm van een verwijderbare module (zie afbeelding) en in een of andere vorm op het opslagapparaat.

Zendontvangers zijn:

SFP-LC	HSSDC2

Verwijderbare zendontvangermodules (SFP)

HSSDC2: voor 1/2Gbit FC voor koperen kabel
SFP-LC: (Small Form Factor Pluggable LC) 1/2Gbit FC Korte / Lange golf voor glasvezelkabel met LC-connector
SFP-SC: (Small Form Factor Pluggable SC) 1/2Gbit FC Korte / Lange golf voor glasvezelkabel met SC-connector

Als u uw eigen infrastructuur in uw eigen datacenter beheert, moet u een selectie van verschillende opslagaanbiedingen doorlopen. De keuze voor een opbergoplossing hangt grotendeels af van uw behoefte. Voordat u een specifieke opslagoptie voor uw gebruik afrondt, is het een beetje handig om de technologie te begrijpen.

Ik ging eigenlijk een artikel schrijven over objectopslag (wat de meest actuele cloudopslagoptie is). Maar voordat ik dit deel van de opslagarena ga bespreken, dacht ik dat het beter zou zijn om de twee belangrijkste opslagmethoden te bespreken die al heel lang naast elkaar bestaan ​​en die door binnenlandse bedrijven worden gebruikt voor hun behoeften.

De beslissing voor uw opslagtype is afhankelijk van veel factoren, zoals de onderstaande.

• Het type gegevens dat u wilt opslaan
• Gebruiksschema:
• Schalen
• Eindelijk uw budget

Wanneer je je carrière start als systeembeheerder, hoor je je collega's vaak praten over verschillende opslagmethoden zoals SAN, NAS, DAS, enz. En zonder een beetje te graven, moet je rommelen met verschillende bewaarcondities. Verwarring komt vaak voort uit de overeenkomsten tussen verschillende opslagbenaderingen. De enige snelle en gemakkelijke vuistregel om op de hoogte te blijven van technische termen, is door te blijven lezen (vooral de concepten achter een bepaalde technologie).

Vandaag bespreken we twee verschillende methoden die de opslagstructuur in uw omgeving definiëren. Uw keuze van de twee in uw architectuur zou alleen moeten afhangen van uw gebruiksscenario en het type gegevens dat u opslaat.

Ik hoop dat je aan het einde van deze tutorial een goed begrip hebt van de twee belangrijkste opslagmethoden en welke je moet kiezen voor jouw behoeften.

SAN (Storage Area Network) en NAS (Network Attached Storage)

Hieronder staan ​​de belangrijkste verschillen tussen elk van deze technologieën.

• Hoe de opslag is aangesloten op het systeem. Kortom, hoe de verbinding wordt gemaakt tussen het toegangssysteem en de opslagcomponent (direct aangesloten of genetwerkt)
• Het type kabel dat wordt gebruikt voor de verbinding. Kortom, het is het type kabel dat wordt gebruikt om het systeem aan te sluiten op een opslagcomponent (zoals Ethernet en Fibre Channel)
• Hoe invoer- en uitvoerverzoeken worden gedaan. Kortom, het is het protocol dat wordt gebruikt om I/O-verzoeken te doen (bijvoorbeeld SCSI, NFS, CIFS, etc.)

Laten we eerst SAN bespreken, als tweede NAS, en laten we aan het einde elk van deze technologieën vergelijken om de verschillen tussen hen op te helderen.

SAN (storage area network)

De applicaties van vandaag zijn zeer arbeidsintensief vanwege verzoeken die gelijktijdig per seconde moeten worden verwerkt. Neem het voorbeeld van een e-commerce website waar duizenden mensen bestellingen per seconde plaatsen en ze allemaal correct moeten worden opgeslagen in een database om ze later te kunnen terugvinden. De opslagtechnologie die wordt gebruikt om dergelijke databases met veel verkeer op te slaan, moet snel kunnen worden bediend en gereageerd op verzoeken (kortom, snel in en uit).

In dergelijke gevallen (wanneer je hoge prestaties en snelle I/O nodig hebt), kunnen we SAN gebruiken.

Een SAN is niets meer dan een supersnel netwerk dat verbindingen maakt tussen opslagapparaten en servers.

Traditioneel hebben applicatieservers hun eigen opslagapparaten gebruikt. Gesprekken met deze apparaten via een protocol dat bekend staat als SCSI (Small Computer System Interface). SCSI is niets meer dan een standaard die wordt gebruikt voor communicatie tussen servers en opslagapparaten. Alle gangbare harde schijven, tapedrives, etc. Gebruik SCSI. In het begin werd aan de opslagvereisten van de server voldaan door de opslagapparaten die in de server waren ingeschakeld (de server sprak met dit interne opslagapparaat via SCSI). Het lijkt erg op hoe een normale desktop met zijn interne harde schijf praat. ).

Apparaten zoals cd's maken via SCSI verbinding met de server (die deel uitmaakt van de server). Het belangrijkste voordeel van SCSI voor het verbinden van apparaten met een server was de hoge bandbreedte. Hoewel deze architectuur voldoende is voor lage eisen, zijn er verschillende beperkingen, zoals de onderstaande.

• De server heeft alleen toegang tot gegevens op apparaten die er direct aan zijn gekoppeld.
  Als er iets met de server gebeurt, mislukt de gegevenstoegang (omdat het opslagapparaat deel uitmaakt van de server en ermee is verbonden via SCSI)
• Beperk het aantal opslagapparaten waartoe de server toegang heeft. Als de server meer opslagruimte nodig heeft, is er geen ruimte meer om in te pluggen, aangezien de SCSI-bus slechts een eindig aantal apparaten kan herbergen.
• Bovendien moet de server die SCSI-opslag gebruikt, zich dicht bij het opslagapparaat bevinden (aangezien parallelle SCSI, een gebruikelijke implementatie op de meeste computers en servers, enige afstandsbeperkingen heeft, kan deze oplopen tot 25 meter).

Sommige van deze beperkingen kunnen worden overwonnen door DAS (Directly Tied Store) te gebruiken. De smart die wordt gebruikt om de opslag rechtstreeks met de server te verbinden, kan SCSI, Ethernet, Fiber, enz. zijn). Lage complexiteit, lage investeringen en eenvoudige implementatie hebben ertoe geleid dat DAS door velen is aangenomen voor normale vereisten. De oplossing was zelfs vanuit prestatieoogpunt goed bij gebruik met snellere media zoals glasvezel.

Zelfs een externe USB-stick die op de server is aangesloten, is ook een DAS (conceptueel gezien is het een DAS omdat deze rechtstreeks is aangesloten op de USB-bus van de server). Maar USB-sticks worden meestal niet gebruikt vanwege de snelheidsbeperking van de USB-bus. Meestal worden SAS-media (daisy chain SCSI) gebruikt voor zware en grote DAS-opslagsystemen. Intern kan het opslagapparaat RAID gebruiken (wat meestal het geval is) of iets anders om opslagvolumes op de servers te leveren. SAS-opslagopties zijn momenteel beschikbaar met 6 Gbps.

Een voorbeeld van een DAS-opslagapparaat is de MD1220 van Dell.

Op de server zal de DAS-opslag sterk lijken op de oorspronkelijke opslag of externe opslag die u hebt aangesloten.

Hoewel DAS goed is voor normale behoeften en goede prestaties levert, zijn er beperkingen, zoals het aantal servers dat er toegang toe heeft. Bewaar het apparaat, of zeg dat de DAS zich in de buurt van de server moet bevinden (in hetzelfde rack of binnen de acceptabele afstand van de gebruikte media).

Ongetwijfeld is Direct Attached Storage (DAS) sneller dan elke andere opslagmethode. Dit is te wijten aan het feit dat er geen overhead is voor gegevensoverdracht via het netwerk (alle gegevensoverdracht vindt plaats op een speciale verbinding tussen de server en het opslagapparaat. In feite is dit een in serie geschakelde SCSI of SAS). Vanwege recente verbeteringen in glasvezel en andere caching-mechanismen biedt SAN echter ook een betere DAS-achtige snelheid en in sommige gevallen beter dan de snelheid die door DAS wordt geboden.

Voordat we het SAN betreden, laten we eerst een paar typen en methoden van media begrijpen die worden gebruikt om opslagapparaten aan te sluiten (als ik het heb over opslagapparaten, beschouw het dan niet als één harde schijf. Beschouw het als een array van schijven, misschien op een bepaald niveau van RAID (zie het als zoiets als de Dell MD1200).

Wat zijn SAS (Serial Attached SCSI), FC (Fiber Channel) en iSCSI (Internet Small Computer System Interface)?

Traditioneel worden SCSI-apparaten, zoals een interne harde schijf, aangesloten op een gemeenschappelijke parallelle SCSI-bus. Dit betekent dat alle aangesloten apparaten dezelfde bus zullen gebruiken om gegevens te verzenden/ontvangen. Maar gezamenlijke parallelle verbindingen zijn niet erg goed voor hoge precisie en vormen problemen voor transmissies met hoge snelheid. Een seriële verbinding tussen een apparaat en een server kan echter de algehele gegevensdoorvoer verhogen. SAS tussen opslagapparaten en servers gebruikt een speciale schijfruimte van 300 MB/sec. Denk aan een SCSI-bus die voor alle aangesloten apparaten dezelfde snelheid heeft.

SAS gebruikt dezelfde SCSI-opdrachten om gegevens van het apparaat te verzenden en te ontvangen. Ga er ook niet vanuit dat SCSI alleen wordt gebruikt voor interne opslag. Het wordt ook gebruikt om een ​​extern opslagapparaat op de server aan te sluiten.

Als de prestaties en betrouwbaarheid van gegevensoverdracht de keuze zijn, dan is het gebruik van SAS de beste oplossing. In termen van betrouwbaarheid en foutenpercentage zijn SAS-schijven veel beter dan oudere SATA-schijven. SAS is ontworpen met de prestaties in gedachten die het full-duplex maken. Dit betekent dat gegevens tegelijkertijd kunnen worden verzonden en ontvangen van een apparaat dat SAS gebruikt. Ook kan één SAS-hostpoort verbinding maken met meerdere SAS-schijven met behulp van extenders. SAS maakt gebruik van point-to-point-communicatie met behulp van seriële communicatie tussen apparaten (opslagapparaten zoals diskdrives en disk-arrays) en hosts.

De eerste generatie SAS zorgde voor een snelheid van 3Gb/s. Tweede generatie SAS verbeterde dit naar 6 Gbps. En de derde generatie (die momenteel door veel organisaties wordt gebruikt voor extreem hoge bandbreedte) heeft dit verbeterd naar 12 Gbps.

Fibre Channel-protocol

Fibre Channel is een relatief nieuwe interconnectietechnologie die wordt gebruikt om gegevens snel over te dragen. Het belangrijkste doel van het ontwerp is om gegevensoverdracht met hogere snelheden te bieden met een zeer lage / verwaarloosbare latentie. Het kan worden gebruikt om werkstations, randapparatuur, opslagarrays, enz.

De belangrijkste factor die een glasvezelverbinding onderscheidt van een andere verbindingsmethode, is dat deze zowel netwerk- als I/O-communicatie via dezelfde link kan beheren met dezelfde adapters.

ANSI (American National Standards Institute) standaardiseerde het Fibre Channel in 1988. Als we zeggen dat Fiber (in Fibre Channel) niet denkt dat het alleen glasvezelmedium ondersteunt. Vezel is een term die wordt gebruikt voor alle media die worden gebruikt voor een verbinding met een glasvezelverbindingsprotocol. U kunt zelfs tegen lagere kosten koperdraad gebruiken.

Houd er rekening mee dat de ANSI-glasvezelstandaard netwerken, opslag en verzending ondersteunt. Het Fibre Channel weet niet welk type gegevens u overdraagt. Het kan SCSI-commando's verzenden ingekapseld in een fiberframe (het heeft geen eigen I/O-commando's voor het verzenden en ontvangen van geheugen). Het belangrijkste voordeel is dat het veelgebruikte protocollen zoals SCSI en IP intern kan bevatten.

De onderdelen van een fibre channel-verbinding staan ​​hieronder vermeld. Onderstaande eis is het minimum om een ​​single point verbinding te realiseren. Dit kan meestal worden gebruikt voor een directe verbinding tussen de opslagarray en de host.

• HBA (hoofdbusadapter) met Fibre Channel-poort
• Stuurprogramma voor HBA-kaart
• HBA Fibre Channel-kabels

Zoals eerder vermeld, is het SCSI-protocol ingekapseld in een glasvezelkanaal. Gewoonlijk moeten de SCSI-gegevens dus worden gewijzigd in een ander formaat dat de glasvezel op zijn bestemming kan afleveren. En wanneer de ontvanger de gegevens ontvangt, stuurt hij deze door naar SCSI.

U denkt misschien waarom we deze mapping en hertoewijzing nodig hebben, waarom we SCSI niet rechtstreeks kunnen gebruiken om gegevens te leveren. Dit komt omdat SCSI geen gegevens over lange afstanden kan leveren aan een groot aantal apparaten (of een groot aantal hosts).

Het fibre channel kan worden gebruikt om systemen tot 10 km aan te sluiten (als ze worden gebruikt met optische vezels, kunt u deze afstand vergroten door er repeaters tussen te plaatsen). En u kunt ook 30 m gegevens verzenden met koperdraad om de kosten in het glasvezelkanaal te verlagen.

Met de komst van glasvezelswitches van veel grote leveranciers, is het aansluiten van grote aantallen opslagapparaten en servers een gemakkelijke taak geworden (ervan uitgaande dat u over het investeringsbudget beschikt). De netwerkmogelijkheden van glasvezel hebben geleid tot de geavanceerde toepassing van SAN's (Storage Area Networks) voor snelle, langdurige en betrouwbare gegevenstoegang. Het grootste deel van de computeromgeving (waarvoor een snelle overdracht van grote hoeveelheden gegevens vereist is) maakt gebruik van een glasvezel-SAN-verbinding met glasvezelkabels.

De huidige glasvezelverbindingsstandaard (genaamd 16GFC) kan gegevens overbrengen met 1600 MB / s (onthoud dat deze standaard in 2011 is uitgebracht). De komende standaarden zullen naar verwachting de komende jaren snelheden opleveren van 3200 MB/s en 6400 MB/s.

ISCSI (kleine computerinterface)

iSCSI is niets meer dan een op IP gebaseerde standaard voor het aansluiten van arrays en storagenodes. Het wordt gebruikt om SCSI-verkeer over IP-netwerken te vervoeren. Dit is de eenvoudigste en goedkoopste oplossing (hoewel niet de beste) om verbinding te maken met een opslagapparaat.

Het is een geweldige technologie voor locatieonafhankelijke opslag. Omdat het verbinding kan maken met het opslagapparaat met behulp van lokale netwerken, wide area-netwerken. Het is een standaard voor opslagnetwerken. Er zijn geen speciale kabels en apparatuur voor nodig, zoals bij een netwerk van glasvezelkanalen.

Voor een systeem dat een iSCSI-opslagarray gebruikt, wordt de opslag weergegeven als een lokaal aangesloten schijf. Deze technologie kwam na het vezelkanaal en werd op grote schaal toegepast vanwege de lage kosten.

Het is een netwerkprotocol dat over TCP/IP loopt. Je zou kunnen raden dat dit niet erg goede prestaties zijn in vergelijking met glasvezel (simpelweg omdat alles over TCP werkt zonder speciale hardware of wijzigingen in je architectuur).

iSCSI introduceert een beetje CPU-belasting op de server omdat de server extra verwerking moet doen voor alle opslagverzoeken via het netwerk met behulp van regulier TCP.

iSCSI heeft de volgende nadelen ten opzichte van glasvezel:

• iSCSI introduceert iets meer latentie over glasvezel vanwege IP-headeroverhead
• Databasetoepassingen hebben kleine lees- en schrijfbewerkingen die, wanneer ze op iSCSI worden uitgevoerd,
  Wanneer iSCSI op hetzelfde LAN draait dat ander regulier verkeer bevat (ander infrastructuurverkeer dan iSCSI), zal dit leiden tot lees-/schrijflatentie of slechte prestaties.
• Maximale snelheid / bandbreedte wordt beperkt door de snelheid van uw Ethernet en netwerk. Zelfs als je meerdere links combineert, schaalt het niet naar de glasvezellink.

NAS (Network Attached Storage)

De eenvoudigste definitie van een NAS is: "Elke server die zijn eigen opslag heeft met anderen op het netwerk en fungeert als een bestandsserver, is de eenvoudigste vorm van NAS."

Houd er rekening mee dat Network Attached Storage bestanden deelt via het netwerk. Geen netwerkopslagapparaat.

De NAS zal een Ethernet-verbinding gebruiken om bestanden via het netwerk te delen. Het NAS-apparaat heeft een IP-adres en is dan via het netwerk toegankelijk via dat IP-adres. Wanneer u bestanden opent op een bestandsserver op uw Windows-systeem, is het in feite een NAS.

Het belangrijkste verschil is hoe uw computer of server omgaat met specifieke opslag. Als de computer de opslag als een deel van zichzelf ziet (vergelijkbaar met hoe je een DAS aan je server koppelt), met andere woorden, als de serverprocessor verantwoordelijk is voor het beheer van de gekoppelde opslag, is het een soort DAS. En als een computer/server de aangesloten opslag behandelt als een andere computer die zijn gegevens via het netwerk deelt, dan is het een NAS.

Direct Attached Storage (DAS) kan worden gezien als elk ander randapparaat, zoals een muistoetsenbord, enz. Aangezien de server/computer een direct opslagapparaat is. NAS is echter gewoon een andere server of zeg maar dat hardware zijn eigen computerfuncties heeft die zijn eigen opslag met anderen kunnen delen.

Zelfs SAN-opslag kan ook worden gezien als hardware die zijn eigen verwerkingskracht heeft. Het belangrijkste verschil tussen NAS, SAN en DAS is dus hoe de server/computer het ziet. Het DAS-opslagapparaat verschijnt op de server als onderdeel van zichzelf. De server ziet het als zijn fysieke onderdeel. Hoewel de DAS zich niet in de server kan bevinden (meestal een ander apparaat met een eigen opslagarray), beschouwt de server deze als zijn eigen interne (DAS verschijnt op de server als zijn eigen interne opslag)

Als we het over NAS hebben, moeten we ze aandelen noemen, geen opslagapparaten. Omdat de NAS op de server verschijnt als een gedeelde map in plaats van een gedeeld apparaat via het netwerk. Vergeet niet dat NAS-apparaten op zichzelf computers zijn die hun opslag met anderen kunnen delen. Wanneer u een map deelt met toegangscontrole via SAMBA, de NAS.

NAS is echter een goedkopere optie voor uw opslagbehoeften. Dit is echt ongepast voor een hoogwaardige toepassing op ondernemingsniveau. Denk nooit na over het gebruik van database-opslag (die hoge prestaties zou moeten zijn) met een NAS. Het belangrijkste nadeel van het gebruik van een NAS zijn prestatieproblemen en netwerkafhankelijkheid (in de meeste gevallen wordt het LAN, dat wordt gebruikt voor normaal verkeer, ook gebruikt om opslag te delen met de NAS, waardoor het meer overbelast raakt).

Wanneer je NFS gezamenlijk over het netwerk exporteert, is het ook een vorm van NAS.

Een NAS is niets meer dan een apparaat/apparatuur/server aangesloten op een TCP/IP-netwerk dat zijn eigen opslag heeft met anderen. Als je wat dieper graaft, wanneer een lees-/schrijfverzoek voor een bestand wordt verzonden naar een NAS-share die is verbonden met een server, wordt het verzoek verzonden als een CIFS (Internet Shared File System) of NFS (Network File System) netwerk. De ontvangende kant (NAS-apparaat) bij het ontvangen van een NFS-verzoek, vertaalt CIFS dit vervolgens naar een lokale opslag I / O-opdrachtenset. Om deze reden heeft een NAS-apparaat zijn eigen verwerkingskracht.

NAS is dus opslag op bestandsniveau (omdat het in feite een technologie voor het delen van bestanden is). Dit komt omdat het het eigenlijke bestandssysteem onder de motorkap verbergt. Dit geeft gebruikers een interface om toegang te krijgen tot het gedeelde geheugen met behulp van NFS of CIFS.

Een veelvoorkomend NAS-gebruik dat u misschien tegenkomt, is om elke gebruiker een thuismap te geven. Deze homedirectories worden opgeslagen op het NAS-apparaat en gemonteerd op de computer waarop de gebruiker inlogt. Omdat de homedirectory toegankelijk is op het netwerk, kan de gebruiker inloggen vanaf elke computer op het netwerk.

NAS-voordelen

• NAS heeft een minder complexe architectuur in vergelijking met SAN
• Het is goedkoper om het in een bestaande architectuur in te zetten.
• Er zijn geen wijzigingen nodig in uw architectuur, aangezien normale TCP / IP-netwerken de enige vereiste zijn

Nadelen van NAS

• NAS is traag
• Lage bandbreedte en hoge latentie, dus het kan niet worden gebruikt voor krachtige toepassingen

Keer terug naar SAN

Laten we nu teruggaan naar de bespreking van SAN's (storage area networks) die we eerder in het begin begonnen.

De eerste en belangrijkste uitdaging om SAN te begrijpen (naast wat we in het begin al hebben besproken) is het feit dat het een opslagoplossing op blokniveau is. En het SAN is geoptimaliseerd voor datatransmissie op blokniveau met hoog volume. SAN werkt het beste bij gebruik met een fiberlink-omgeving (optische vezels en fiberlink-switch).

De naam "SAN" impliceert dat de opslag zich op een eigen dedicated netwerk bevindt. Hosts kunnen het opslagapparaat met zichzelf verbinden via Fibre Channel, TCP/IP (SAN gebruikt iSCSI bij gebruik via een tcp/ip-netwerk).

SAN kan worden gezien als een technologie die de beste eigenschappen van zowel DAS als NAS combineert. Als je het je herinnert, verschijnt DAS op de computer als zijn eigen opslagapparaat en is algemeen bekend, DAS is ook een opslagoplossing op blokniveau (als je het je herinnert, hebben we het tijdens DAS nooit over CIFS of NFS gehad). NAS staat bekend om zijn flexibiliteit, basisnetwerktoegang, toegangscontrole en meer. SAN combineert het beste van twee werelden omdat ...

• SAN-opslag verschijnt ook op de server als zijn eigen opslagapparaat
• Zijn opslagoplossing op blokniveau
• Goede prestaties / snelheid
• Netwerkfuncties met iSCSI

SAN en NAS zijn geen concurrerende technologieën, maar zijn ontworpen voor verschillende behoeften en taken. Omdat SAN een opslagoplossing op blokniveau is, is het het meest geschikt voor hoogwaardige opslag, e-mailopslag, enz. De meeste moderne SAN-oplossingen bieden functies voor schijfspiegeling, archivering van back-ups en replicatie.

Een SAN is een speciaal opslagnetwerk (kan tapedrives, RAID-arrays, enz. omvatten) die samenwerken om superieure opslag op blokniveau te bieden. Hoewel een NAS een enkel apparaat / server / computerapparaat is, gebruikt het zijn eigen opslag via het netwerk.

Belangrijkste verschillen tussen SAN en NAS

SAN	NAS
Gegevenstoegang op blokniveau	Toegang tot gegevens op bestandsniveau
Fibre Channel is het primaire medium dat wordt gebruikt met SAN's.	Ethernet is het primaire opslagmedium dat met NAS wordt gebruikt
SCSI is het belangrijkste I/O-protocol	NFS / CIFS wordt gebruikt als het belangrijkste I / O-protocol in NAS
De SAN-opslag verschijnt op de computer als zijn eigen opslag	De NAS downloaden als een gedeelde map naar een computer
Het kan uitstekende snelheid en prestaties hebben bij gebruik met lichtgeleiders	Dit kan soms de prestaties verminderen als het netwerk ook voor andere dingen wordt gebruikt (wat meestal het geval is)
Hoofdzakelijk gebruikt voor het opslaan van gegevens op een hoger prestatieniveau	Gebruikt voor kleine lees- en schrijfbewerkingen over lange afstanden

Bij het leren werd SAN geconfronteerd met een bepaald obstakel: de ontoegankelijkheid van basisinformatie. Wat betreft het bestuderen van andere infrastructuurproducten die ik ben tegengekomen, is het gemakkelijker - er zijn proefversies van de software, de mogelijkheid om ze op een virtuele machine te installeren, er zijn een heleboel studieboeken, naslaggidsen en blogs over het onderwerp . Cisco en Microsoft klinken leerboeken van zeer hoge kwaliteit, MS heeft bovendien op zijn minst zijn helse zolderkast genaamd technet gekamd, zelfs er is een boek over VMware, zij het één (en zelfs in het Russisch!), En met een efficiëntie van ongeveer 100%. Al op de opslagapparaten zelf kunt u informatie krijgen van seminars, marketingevenementen en documenten, forums. Op het opslagnetwerk is het stil en staan ​​de doden met vlechten. Ik vond twee studieboeken, maar durfde niet te kopen. Dit zijn "Storage Area Networks For Dummies" (er is zoiets, zo blijkt. Zeer nieuwsgierige Engelssprekende "dummies" in de doelgroep, blijkbaar) voor anderhalfduizend roebel en "Distributed Storage Networks: Architecture, Protocols and Management" - ziet er betrouwbaarder uit, maar 8200r met 40% korting. Naast dit boek raadt Ozon ook het boek The Art of Brickwork aan.

Ik weet niet wat ik iemand moet adviseren die besluit om op zijn minst de theorie van het helemaal opnieuw organiseren van een opslagnetwerk te bestuderen. Zoals de praktijk heeft aangetoond, kunnen zelfs dure cursussen nul output opleveren. Mensen met betrekking tot SAN zijn onderverdeeld in drie categorieën: degenen die helemaal niet weten wat het is, die weten dat zo'n fenomeen er gewoon is, en degenen die kijken naar de vraag "waarom doen twee of meer fabrieken in een opslagnetwerk " kijken met zo'n verbijstering, alsof ze iets werd gevraagd als "waarom heeft een vierkant vier hoeken nodig?"

Ik zal proberen de leemte op te vullen die ik miste - om de basis te beschrijven en eenvoudig te beschrijven. Ik zal een SAN overwegen op basis van zijn klassieke protocol - Fibre Channel.

Dus SAN- Opslaggebied netwerk- ontworpen om de schijfruimte van servers op speciaal daarvoor bestemde schijfopslagplaatsen te consolideren. Het komt erop neer dat op deze manier schijfbronnen zuiniger worden gebruikt, gemakkelijker te beheren zijn en betere prestaties leveren. En als het gaat om virtualisatie en clustering, wanneer meerdere servers toegang tot dezelfde schijfruimte nodig hebben, zijn dergelijke opslagsystemen over het algemeen onvervangbaar.

Trouwens, in de SAN-terminologie is er dankzij de vertaling in het Russisch enige verwarring. SAN betekent in vertaling "storage area network" - opslagsysteem. In Rusland wordt opslag echter klassiek opgevat als de term "gegevensopslagsysteem", dat wil zeggen, het is de schijfarray ( Opslagarray), die op zijn beurt bestaat uit een Control Block ( Opslagprocessor, opslagcontroller) en schijfplanken ( Schijfbehuizing). In het origineel is Storage Array echter slechts een deel van het SAN, hoewel soms het belangrijkste. In Rusland krijgen we dat het opslagsysteem (gegevensopslagsysteem) onderdeel is van het opslagsysteem (storage area network). Daarom worden opslagapparaten meestal opslagsystemen genoemd en het storage area network - SAN (en verward met "Sun", maar dit is een kleinigheid).

Componenten en voorwaarden

Technologisch bestaat SAN uit de volgende componenten:

1. Knooppunten, knooppunten

• Schijf-arrays (gegevensopslagsystemen) - opslagplaatsen (doelen)
• Servers zijn verbruikers van schijfbronnen (initiators).

2. Netwerkinfrastructuur

• Switches (en routers in complexe en gedistribueerde systemen)
• Kabels

Eigenaardigheden

Zonder in details te treden, is het FC-protocol vergelijkbaar met het Ethernet-protocol met WWN-adressen in plaats van MAC-adressen. Alleen, in plaats van twee lagen, heeft Ethernet er vijf (waarvan de vierde nog niet is gedefinieerd, en de vijfde is de mapping tussen het FC-transport en de protocollen op hoog niveau die via deze FC worden verzonden - SCSI-3, IP) . Bovendien gebruiken FC-switches gespecialiseerde diensten, waarvan analogen voor IP-netwerken zich meestal op servers bevinden. Bijvoorbeeld: Domain Address Manager (verantwoordelijk voor het toewijzen van Domain ID aan switches), Name Server (slaat informatie op over aangesloten apparaten, een soort WINS-analoog binnen de switch), etc.

Voor een SAN zijn de belangrijkste parameters niet alleen prestaties, maar ook betrouwbaarheid. Immers, als de databaseserver zijn netwerk een paar seconden (of zelfs minuten) verliest - nou, dat zal onaangenaam zijn, maar je kunt overleven. En als tegelijkertijd de harde schijf met de basis of het besturingssysteem eraf valt, is het effect veel ernstiger. Daarom worden alle SAN-componenten meestal gedupliceerd - poorten in opslagapparaten en servers, switches, koppelingen tussen switches en, een belangrijk kenmerk van SAN, in vergelijking met LAN, is duplicatie op het niveau van de gehele infrastructuur van netwerkapparaten - fabrieken.

Fabriek (kleding stof- wat over het algemeen uit het Engels wordt vertaald als stof, omdat de term symboliseert een verweven schema voor het verbinden van netwerk- en eindapparatuur, maar de term is al ingeburgerd) - een reeks schakelaars die onderling zijn verbonden door schakelverbindingen ( ISL - InterSwitch-link).

SAN's met hoge beschikbaarheid omvatten noodzakelijkerwijs twee (en soms meer) fabrics, aangezien de fabric zelf een single point of failure is. Degenen die minstens één keer de gevolgen hebben waargenomen van een ring in het netwerk of een behendige beweging van het toetsenbord, het introduceren van een kernelniveauschakelaar of distributie in coma met een mislukte firmware of opdracht, begrijpen waar dit over gaat.

Fabrieken kunnen dezelfde (gespiegelde) topologie hebben of verschillen. Zo kan de ene fabriek uit vier switches bestaan, de andere uit één en kunnen er alleen zeer kritische nodes op worden aangesloten.

topologie

Er zijn de volgende typen fabriektopologieën:

Cascade- schakelaars zijn in serie geschakeld. Als er meer dan twee zijn, is het onbetrouwbaar en onproductief.

Ring- gesloten cascade. Het is betrouwbaarder dan alleen een cascade, hoewel met een groot aantal deelnemers (meer dan 4) de prestaties eronder zullen lijden. Een enkele storing van de ISL of een van de schakelaars verandert het circuit in een cascade met alle gevolgen van dien.

gaas). Het gebeurt Volledig gaas- wanneer elke schakelaar met elk verbinding maakt. Het wordt gekenmerkt door hoge betrouwbaarheid, prestaties en prijs. Het aantal poorten dat nodig is voor verbindingen tussen schakelaars groeit exponentieel met elke nieuwe schakelaar die aan het circuit wordt toegevoegd. Met een bepaalde configuratie zijn er gewoon geen poorten meer voor nodes - iedereen zal bezig zijn met ISL. Gedeeltelijke mesh- elke chaotische samensmelting van schakelaars.

Midden / randapparatuur (kern / rand)- dicht bij de klassieke LAN-topologie, maar zonder de distributielaag. Het is niet ongebruikelijk dat opslag verbinding maakt met Core-switches en servers met Edge. Hoewel een extra laag (tier) van Edge-switches kan worden toegewezen voor opslag. Opslag en servers kunnen ook worden aangesloten op een enkele switch om de prestaties te verbeteren en de responstijd te verkorten (dit wordt lokalisatie genoemd). Deze topologie kenmerkt zich door een goede schaalbaarheid en beheersbaarheid.

Zonering (zonering, zonering)

Een ander technologiekenmerk van SAN. Dit is de definitie van initiator-doelwitparen. Dat wil zeggen, welke servers toegang hebben tot welke schijfbronnen, zodat het niet gebeurt dat alle servers alle mogelijke schijven zien. Dit wordt als volgt bereikt:

• de geselecteerde paren worden toegevoegd aan de zones die eerder op de commutator zijn gemaakt;
• zones worden in zonesets (zoneset, zoneconfiguratie) geplaatst die op dezelfde plaats zijn gemaakt;
• zonesets worden in de fabriek geactiveerd.

Voor een eerste post op SAN denk ik dat dat genoeg is. Mijn excuses voor de bonte foto's - er is geen manier om mezelf op het werk te tekenen, maar er is geen tijd thuis. Ik had het idee om op papier te tekenen en te fotograferen, maar besloot dat het beter zo was.

Tot slot, als een naschrift, zal ik een lijst maken van basisontwerprichtlijnen voor een SAN-stof.

• Ontwerp de structuur zo dat er niet meer dan drie schakelaars zijn tussen twee eindapparaten.
• Het is wenselijk dat een fabriek uit niet meer dan 31 schakelaars bestaat.
• Het is de moeite waard om de domein-ID handmatig in te stellen voordat u een nieuwe switch aan de fabric toevoegt - het verbetert de beheersbaarheid en helpt problemen met dezelfde domein-ID te voorkomen, bijvoorbeeld bij het opnieuw verbinden van een switch van de ene fabric naar de andere.
• Zorg voor meerdere gelijke routes tussen elk opslagapparaat en de initiator.
• In het geval van ongedefinieerde prestatie-eisen, beschouw de verhouding van het aantal Nx-poorten (voor eindapparaten) tot het aantal ISL-poorten als 6:1 (EMC-aanbeveling) of 7:1 (Brocade-aanbeveling). Deze verhouding wordt overinschrijving genoemd.
• Zonering aanbevelingen:
  - gebruik informatieve namen van zones en zone-sets;
  - gebruik WWPN-zonering, niet op poorten gebaseerd (gebaseerd op apparaatadressen, niet op fysieke poorten van een specifieke switch);
  - elke zone is één initiatiefnemer;
  - reinig de fabriek van "dode" zones.
• Zorg voor een reserve aan vrije poorten en kabels.
• Zorg voor een reserve aan apparatuur (schakelaars). Op locatieniveau - vereist, mogelijk op fabrieksniveau.

Laten we eens kijken naar enkele topologieën van opslagnetwerken

Een single-switch fabric bestaat uit één Fibre Channel-switch, server en opslagsysteem. Meestal is deze topologie de basis voor alle standaardoplossingen - andere topologieën worden gecreëerd door enkele schakelcellen te combineren.

Rijst. 1.4.

Een trapsgewijze structuur is een reeks cellen waarvan de schakelaars in een boom zijn verbonden met behulp van verbindingen tussen schakelaars.

Rijst. 1.5.

Een rooster is een verzameling cellen, waarvan de schakelaar met alle andere is verbonden. Als één (en in een aantal combinaties - en meer) verbinding uitvalt, wordt de netwerkverbinding niet verstoord. Nadeel - hoge redundantie van verbindingen

Rijst. 1.6.

De ring herhaalt praktisch het roostertopologieschema. Voordelen zijn onder meer het gebruik van minder aansluitingen.

Rijst. 1.7.

Consolidatie van IT-infrastructuur

Consolidatie is de consolidatie van computerbronnen of beheerstructuren in één enkel centrum.

Analyse van internationale ervaring stelt ons in staat om te spreken van een duidelijke trend in de richting van de consolidatie van IT-middelen van bedrijven. Zij is het die de IT-kosten aanzienlijk kan verlagen. Het gespaarde geld kan worden gebruikt om de kwaliteit van bestaande informatiediensten te verbeteren en om nieuwe te introduceren. Naast het optimaliseren van IT-kosten, kan de consolidatie van IT-middelen de beheersbaarheid van ondernemingen verbeteren door middel van meer actuele en volledige informatie over hun activiteiten. Ze praten meestal over consolidatie:

• servers- het verplaatsen van gedecentraliseerde applicaties verdeeld over verschillende servers van het bedrijf naar één cluster van gecentraliseerde homogene servers;
• opslagsystemen- gezamenlijk gebruik van een gecentraliseerd gegevensopslagsysteem door meerdere heterogene knooppunten;
• toepassingen- hosting van meerdere applicaties op één host.

Tegelijkertijd kunnen twee basistypen van consolidatie worden onderscheiden: fysiek en logisch. Fysieke consolidatie betekent geografische verplaatsing van servers naar een enkele site (datacenter), en logische consolidatie betekent centralisatie van het beheer.

Door computers naar een enkel gegevensverwerkingscentrum te verplaatsen, kunnen comfortabele omstandigheden worden geboden voor apparatuur en technisch personeel, en wordt de mate van fysieke beveiliging van servers verhoogd. Bovendien kan het datacenter productievere en hoogwaardigere hardware gebruiken die niet kosteneffectief is om op elke afdeling te installeren. Door datacenters te bouwen, kunt u de kosten voor het onderhouden en beheren van uw meest kritieke servers in uw onderneming verlagen. Blade-systemen, evenals opslagsystemen en netwerken, zijn een goed voorbeeld van apparatuur die het probleem van het consolideren van computerbronnen in organisaties van elk niveau met succes kan oplossen.

Het duidelijke voordeel van deze oplossing is dat het de levering van ondersteunend personeel en hun werk aan het implementeren en beheren van systemen vereenvoudigt, en de mate van dubbel werk van ervaren personeel vermindert. Centralisatie maakt het ook gemakkelijker om gestandaardiseerde configuraties en beheerprocessen te gebruiken, kosteneffectieve back-upsystemen voor noodherstel te creëren en zakelijke connectiviteit te behouden. De oplossing voor de vraagstukken van het organiseren van hoogwaardige controle over de toestand van het milieu en het zorgen voor fysieke beveiliging is ook vereenvoudigd. De netwerkbeveiliging kan ook worden verbeterd, aangezien de servers worden beschermd door een enkele, centraal beheerde firewall.

Het logische type consolidatie impliceert de herstructurering van het IT-infrastructuurbeheersysteem. Dit is nodig om zowel de schaalbaarheid en beheersbaarheid van een complex gedistribueerd computersysteem te vergroten als om bedrijfsnetwerksegmenten te verenigen. Logische consolidatie maakt gecentraliseerd beheer en unificatie van werk met bedrijfsmiddelen mogelijk op basis van open standaarden. Als gevolg hiervan wordt het mogelijk om wereldwijde informatiediensten van de onderneming te creëren - LDAP-directory, bedrijfsportaal of ERP-systeem, wat uiteindelijk de beheersbaarheid van de onderneming zal verbeteren dankzij meer relevante en volledige informatie over het functioneren ervan.

Logische consolidatie van applicaties centraliseert het beheer van bedrijfskritische systemen en applicaties. De voordelen van logische consolidatie liggen voor de hand: ten eerste is het het vrijgeven van hardwarebronnen die in andere delen van het informatiesysteem kunnen worden gebruikt. Ten tweede maakt een eenvoudigere en logischere structuur van het IT-infrastructuurbeheer het flexibeler en aanpasbaar aan toekomstige veranderingen.

Het homogene consolidatiescenario houdt in dat een grootschalige applicatie, die voorheen op meerdere servers draaide, naar een krachtigere wordt verplaatst (Figuur 1.8). Een voorbeeld van zo'n operatie zijn databases, die vaak enorm uitgebreid worden naarmate de hoeveelheid verwerkte informatie groeit. Consolidatie van gegevens en applicaties op een enkele server versnelt de verwerking en het ophalen aanzienlijk en verhoogt het integriteitsniveau.

Heterogene consolidatie is qua inhoud vergelijkbaar met homogeen, maar in dit geval zijn verschillende toepassingen onderhevig aan unificatie. Meerdere exemplaren van Exchange Server en SQL Server die voorheen op afzonderlijke computers draaiden, kunnen bijvoorbeeld op één machine worden geconsolideerd. De voordelen van heterogene consolidatie zijn een grotere schaalbaarheid van de service en een beter gebruik van systeembronnen.

Rijst. 1.8.

Zoals opgemerkt door experts in cloudtechnologieën - de consolidatie van de IT-infrastructuur - is dit de eerste stap naar de "cloud". Om naar de cloud te gaan, moeten bedrijven eerst de uitdagingen van een niet-geconsolideerde IT-infrastructuur aangaan. "Zonder consolidatie is het onmogelijk om effectief procesgericht beheer op te bouwen, aangezien er geen enkel punt voor dienstverlening is."

Als we de geschiedenis van de ontwikkeling van informatietechnologieën en moderne trends analyseren, kunnen we concluderen dat de evolutionaire ronde van IT, die meer dan vijftig jaar geleden begon met het tijdperk van mainframes, werd afgesloten - samen met de wolken keerden we terug naar de centralisatie van middelen, maar dit keer niet op het niveau van mainframes met hun groene terminals maar op een nieuw technologisch niveau.

Tijdens een conferentie over de problemen van moderne processors zei professor aan het Massachusetts Institute of Technology Anand Agarwal: "Een processor is een transistor van onze tijd." Het nieuwe niveau is anders omdat hier ook mainframes worden geassembleerd, maar virtueel, en niet van individuele transistors, zoals een halve eeuw geleden, maar van hele processors of volledig van computers. Aan het begin van de IT 'boetseerden' tal van bedrijven en organisaties hun eigen computers uit discrete componenten en monteerden ze op zelfgemaakte printplaten - elke organisatie maakte zijn eigen machine, en van standaardisatie of unificatie was geen sprake. En nu, op de drempel van het tweede decennium van de 21e eeuw, herhaalt de situatie zich - op dezelfde manier worden externe en privéclouds verzameld van bladeservers, computers en verschillende netwerkapparatuur. Tegelijkertijd is er dezelfde technologische verdeeldheid en gebrek aan unificatie: Microsoft, Google, IBM, Aptana, Heroku, Rackspace, Ning, Salesforce bouwen wereldwijde mainframes en iemand creëert privéclouds voor hun eigen behoeften, die hetzelfde zijn mainframes, maar op kleinere schaal. ... Het blijft om aan te nemen dat de uitvinding van een geïntegreerde schakeling en een microprocessor in het verschiet ligt.