Tietojen tallennusjärjestelmät. Tietojen tallennusjärjestelmien liitäntätyypit Tiedontallennusjärjestelmän tarkoitus

on laitteisto- ja ohjelmistoratkaisu tietojen turvalliseen tallentamiseen ja nopeaan ja luotettavaan käyttöön.

Laitteiston käyttöönotto sisään tietojen tallennusjärjestelmät(tallennus) samanlainen kuin arkkitehtuurin toteutus henkilökohtainen tietokone. Miksi sitten ylipäätään käytetään tallennusjärjestelmiä organisaation lähiverkon arkkitehtuurissa, miksi sitä ei voida tarjota ja toteuttaa tavallisen PC:n pohjalta?

Varastointijärjestelmä ylimääräisenä paikallisverkon solmuna, joka perustuu henkilökohtaiseen tietokoneeseen tai jopa tehokkaaseen palvelimeen, ovat olleet olemassa jo pitkään.

Yksinkertaisin pääsy tietoihin protokollien avulla FTP(tiedostonsiirtoprotokolla) ja SMB(protokolla verkkoresurssien etäkäyttöä varten), jota tuetaan kaikissa nykyaikaisissa käyttöjärjestelmissä.

Miksi ne sitten ylipäänsä ilmestyivät? Varastointijärjestelmä?

Se on yksinkertaista, ulkomuoto Varastointijärjestelmä liittyy viiveeseen keskusprosessorin ja RAM-muistin pysyvien tallennuslaitteiden (kiintolevyjen) kehityksessä ja nopeudessa. PC-arkkitehtuurin suurin pullonkaula pidetään edelleen HDD voimakkaasta kehityksestä huolimatta SATA(sarjaliitäntä) jopa 600 MB/s siirtonopeuteen ( SATA3), aseman fyysinen laite on lautanen, jonka tietoihin on päästävä käsiksi lukupäillä, mikä on erittäin hidasta. Viimeisimmät puutteet on nyt korjattu asemilla SSD(ei mekaaninen tallennuslaite), rakennettu muistisirujen pohjalta. Korkean hinnan lisäksi SSD heillä on mielestäni tällä hetkellä puute luotettavuudesta. Insinöörit Varastointijärjestelmä ehdotti tallennuslaitteiden siirtämistä erilliseksi elementiksi ja tällaisten laitteiden RAM-muistin käyttöä usein muuttuvien tietojen tallentamiseen erityisillä algoritmeilla, mikä vaati tuotteen ohjelmistokomponentin. Lopulta varastointijärjestelmät toimivat nopeammin kuin palvelimien kiintolevyasemat, ja tallennuslaitteen (levyalijärjestelmän erilliseen elementtiin) poistaminen vaikutti luotettavuus Ja keskittäminen järjestelmät kokonaisuutena.

Luotettavuus varmisti levyjärjestelmän toteuttamisen erillisessä laitteessa, joka ohjelmistokomponentin kanssa työskennellessään suorittaa yhden toiminnon - nämä ovat toimintoja I/O ja tietojen tallennus.

Paitsi yksinkertainen periaate– yksi laite, yksi toiminto varmistaa luotettavuuden. Kaikki pääsolmut: virtalähteet, ohjaimet Tietojen tallennusjärjestelmät ovat päällekkäisiä, mikä tietysti lisää järjestelmän luotettavuutta entisestään, mutta vaikuttaa lopputuotteen hintaan.

Levyjärjestelmän siirtäminen erilliseen solmuun mahdollistaa keskittää tallennuslaitteet. Pääsääntöisesti ilman erillistä verkkotallennustilaa käyttäjien kotikansiot, sähköpostit, tietokannat tallennetaan erillisiin solmuihin, yleensä verkon palvelimiin, mikä on erittäin hankalaa ja epäluotettavaa. minun pitää tehdä varmuuskopiot, kopioida tiedot verkon varmuuskopiopalvelimelle, joka tuki- ja laitekustannusten lisäksi ohjelmisto, vie osan verkon kaistanleveydestä.

Tältä se näyttää:

Erillinen säilytysjärjestelmä:

Riippuen menetelmästä, liitäntätekniikasta Varastointijärjestelmä tietoverkkoon. Varastointijärjestelmä jaettu: DAS, NAS, SAN

DAS (SuoraanLiitteenävarastointi)– liitäntätapa, joka ei eroa tavallisesta yhdistäminen kovaa levy, levyryhmät (RAID) palvelimelle tai PC:lle. Yleensä käytetään liitäntään SAS.

SAS– Itse asiassa SCSI:n korvaamiseen suunniteltu protokolla käyttää sarjaliitäntää, toisin kuin SCSI, mutta käytetyt komennot ovat samat kuin SCSI:ssä. SAS:lla on suuri läpijuoksu kanavayhteyksien ansiosta yhdessä käyttöliittymässä.

NAS (VerkkoLiitteenävarastointi)– levyjärjestelmä on kytketty yhteiseen LAN-verkkoon, käytössä on TCP-siirtoprotokolla, protokollat ​​toimivat mallin päällä pk-yritys,NFS (etäyhteys tiedostoille ja tulostimille).

SAN (VarastointiAlueverkko) on oma verkko, joka yhdistää tallennuslaitteet palvelimiin. Toimii protokollan avulla Kuitu kanava tai iSCSI.

KANSSA Kuitukanava kaikki on selvää - optiikka. Ja täällä iSCSI– IP-protokollan pakettien kapselointi mahdollistaa Ethernet-infrastruktuuriin perustuvien tallennusverkkojen luomisen, siirtonopeudet 1 Gt ja 10 Gt. Kehittäjien mukaan iSCSI:n nopeuden pitäisi riittää lähes kaikkiin yrityssovelluksiin. Palvelimen yhdistäminen Varastointijärjestelmä Tekijä: iSCSI Vaatii tukevia sovittimia iSCSI. iSCSI:tä käytettäessä kullekin laitteelle luodaan vähintään kaksi reittiä käyttämällä VLAN, jokainen laite ja LUN(määrittää virtuaalisen osion taulukossa, käytetään osoitteisiin) osoite on annettu ( MaailmanLeveäNimi).

Ero NAS alkaen SAN että se on verkossa SAN I/O-toimintojen aikana dataa luetaan ja kirjoitetaan lohkoissa. Varastointijärjestelmä hänellä ei ole aavistustakaan tiedostojärjestelmien rakenteesta.

Tallennuslaitteiden markkinoiden tunnetuimpia myyjiä ovat: NetApp, IBM, HP, DELL, HITACHI, EMC.

Projektimme vaatii säilytysjärjestelmän, jolla on seuraavat ominaisuudet:

• Tilavuus 1 Tt tiedostoille, 1 Tt palvelinkäyttöjärjestelmille ja tietokantoille, 300 – 500 Gt, varmuuskopiopalvelimille + varaus. Kaikki yhteensä vähintään 3 Tt levytilaa
• SMB- ja NFS-protokollien tuki jaettujen tiedostojen jakamiseen käyttäjille, joilla ei ole palvelimia
• Jos haluamme käynnistää hypervisorin Varastointijärjestelmä, tarvitset vähintään iSCSI-protokollan
• Teoriassa sinun on silti otettava huomioon niin tärkeä parametri kuin syöttö-/lähtönopeus (IO), jonka tallennusjärjestelmä voi tarjota. Voit arvioida tämän parametrin mittaamalla IO käyttölaitteistolla, esimerkiksi IOMeter-ohjelmalla.

On syytä ottaa huomioon, että Microsoftin klusterointi toimii vain läpi Kuitukanava.

Tässä on luettelo yrityksistä ja laitteista, joista valita:

Asustor

Asustor AS 606T, AS 608T, 609 RD(lukuun ottamatta mahdollisuutta asentaa enintään 8 levyä, joiden kapasiteetti on 4 Tb VMware tuki, Citrix ja Hyper-V.

Laitteistokomponentti

Prosessori Intel Atom 2.13

RAM 1 Gt (3 Gt) DDR3

Kova 2.5, 3.5, SATA 3 tai SSD

Lan Gigabit Ethernet – 2

LCD-näyttö, HDMI

Netto

Verkko protokollat

Tiedostojärjestelmä

Sisäänrakennetuille kiintolevyille: EXT4, Ulkoisille kiintolevyille: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Varastointi

Tukee useita asemia varalevyillä

Taltion tyyppi: Yksi levy, JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Tukee RAID-tasojen online-siirtoa

Kohteiden enimmäismäärä: 256

LUN-tunnusten enimmäismäärä: 256

Kohteen peittäminen

LUN-näyttö

ISO-kuvien asennus

MPIO- ja MCS-tuki

Jatkuva redundanssi (SCSI-3)

Levynhallinnointi

Etsi huonoja lohkoja aikataulun mukaan

Suunniteltu S.M.A.R.T-skannaus

Tuettu OS

Windows XP, Vista, 7, 8, Server 2003, Server 2008, Server 2012

Mac OS X 10.6 alkaen

UNIX, Linux ja BSD

Varmuuskopioida

Rsync (etäsynkronointi) -tilan tuki

Varmuuskopio pilveen

Varmuuskopiointi FTP:n kautta

Varmuuskopiointi ulkoiselle medialle

Varmuuskopiointi yhdellä napautuksella

Järjestelmän hallinta

Lokityyppi: järjestelmäloki, yhteysloki, tiedostojen käyttöloki

Reaaliaikainen käyttäjän aktiivisuuden tallennin

Reaaliaikainen järjestelmämonitori

Verkko roskakori

Käyttäjän levykiintiö

Virtuaalinen levy (mount ISO-kuvia, max. 16)

UPS-tuki

Kulunvalvonta

Käyttäjien enimmäismäärä: 4096

Ryhmien enimmäismäärä: 512

Jaettujen kansioiden enimmäismäärä: 512

Samanaikaisten yhteyksien enimmäismäärä: 512

Windows Active Directory -tuki

Turvallisuus

Palomuuri: Luvattoman käytön estäminen

Verkkosuodatin: estää verkkohyökkäykset

Uhkailmoitukset: sähköposti, tekstiviesti

Suojatut yhteydet: HTTPS, FTP yli SSL/TLS, SSH, SFTP, Rsync over SSH

käyttöjärjestelmä ADM, jossa on mahdollisuus liittää lisämoduuleja sovelluskeskuksen kautta

Mallit AS 604RD, AS 609RD Toisin kuin AS 606T, AS 608T, eivät sisällä LCD-näyttöä, ne on suunniteltu telineasennukseen ja niissä on redundantti virtalähde, virtualisointialustojen tuki on ilmoitettu

Netgear

Valmis Nas 2100, Valmis Nas 3100, Valmis Nas Pro 6

Laitteistokomponentti

Prosessori Intel SOC 1GHz

Kova 2.5, 3.5, SATA 2 tai SSD

Lan Gigabit Ethernet – 2

Netto

Verkko protokollat

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS

Tiedostojärjestelmä

Sisäänrakennetuille kiintolevyille: BTRFS, Ulkoisille kiintolevyille: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Varastointi

Tukee online-RAID-kapasiteetin laajentamista

Kohteiden enimmäismäärä: 256

LUN-tunnusten enimmäismäärä: 256

Kohteen peittäminen

LUN-näyttö

Levynhallinnointi

Levyn kapasiteetti, suorituskyky, kuormituksen valvonta

Skannaa löytääksesi huonoja lohkoja levyiltä

Tuki HDD S.M.A.R.T.

Levyllä olevien tietojen online-korjaus

Levyn hankaustilan tuki

Eheytystuki

Viestit (SMTP-palvelusta sähköpostitse, SNMP, syslog, paikallinen loki)

Automaattinen sammutus (HDD, tuulettimet, UPS)

Suorituskyvyn palauttaminen, kun virta palautetaan

Tuettu käyttöjärjestelmä

Microsoft Windows Vista(32/64-bittinen), 7 (32/64-bittinen), 8 (32/64-bittinen), Microsoft Windows Server 2008 R2/2012, Apple OS X, Linux/Unix, Solaris, Apple iOS, Google Android)

Varmuuskopioida

Rajoittamaton määrä tilannekuvia jatkuvaan suojaukseen.

Palauta kuvat milloin tahansa. Kautta GUI käyttäjä (hallintakonsoli), ReadyCLOUD tai Windowsin Resurssienhallinta

Mahdollisuus luoda tilannekuva manuaalisesti tai ajastimen kautta

Tiedostojen synkronointi R-syncin kautta

Pilvihallinta Remote Replication (ReadyNAS to ReadyNAS). Ei vaadi lisenssejä laitteille, joissa on Radiator OS v6 -käyttöjärjestelmä.

Kuuma varmuuskopio

eSATA-tuki

Tuki Varakopio päällä ulkoiset asemat toe (USB/eSATA)

Apple Remote -teknologiatuki Aikakone varmuuskopiointi ja palautus (ReadyNAS Remoten kautta)

ReadyNAS Vault Cloud -tuki (valinnainen)

ReadyDROP-synkronointituki (Mac/Windows-tiedostojen synkronointi ReadyNASiin)

Tuki DropBox-palvelulle tiedostojen synkronointia varten (pakollinen Tili DropBox-palvelussa)

Järjestelmän hallinta

ReadyCLOUD laitteiden etsintään ja hallintaan

RAIDar – agentti verkon laitteiden löytämiseen (Windows/Mac)

Määritystiedoston tallentaminen ja palauttaminen

Tapahtumaloki

syslog-palvelimen viestituki

Viestituki SMB:lle

Graafinen käyttöliittymä venäjäksi ja englanniksi

Genie+ markkinapaikka. Sisäänrakennettu sovelluskauppa parantaa laitteen toimintoja

Unicode-merkkien tuki

Levynhallinta

Ohut osakkeet ja LUN-tuki

Välitön hallinta

Kulunvalvonta

Käyttäjien enimmäismäärä: 8192

Ryhmien enimmäismäärä: 8192

Verkkokäyttöön tarkoitettujen kansioiden enimmäismäärä: 1024

Liitäntöjen enimmäismäärä: 1024

ACL-pohjainen pääsy kansioihin ja tiedostoihin

CIFS/SMB:n, AFP:n, FTP:n, Microsoft Active Directory (AD) Domain Controller Authenticationin ACL:ään perustuvat lisäkansio- ja alikansiooikeudet

Mukautetut käyttöoikeusluettelot

ACL-pohjaiset ReadyCLOUD-käyttöoikeusluettelot

käyttöjärjestelmä

ReadyNAS OS 6 perustuu Linux 3.x:ään

Valmis Nas 3100 erottaa Valmis Nas 2100 2GB ECC-muistikapasiteetti

Valmis Nas Pro 6- säilytystila kuudella paikkalla, Intel prosessori Atom D510, 1GB DDR2-muisti

Qnap

TS-869U-RP, TS-869 PRO

Laitteistokomponentti

Prosessori Intel Atom 2.13GHz

Kova 2.5, 3.5, SATA 3 tai SSD

Lan Gigabit Ethernet – 2

Netto

IPv4, IPv6, tukee 802.3ad ja kuutta muuta tilaa kuormituksen tasapainottamiseen ja/tai verkon vikasietotilaan, Vlan

Verkko protokollat

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, Rsync, SSH, SFTP, iSCSI, HTTP, HTTPS

Tiedostojärjestelmä

Sisäänrakennetuille kiintolevyille: EXT3, EXT4, Ulkoisille kiintolevyille: FAT32, NTFS, EXT3, EXT4, HFS+

Varastointi

Volyymityyppi: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Tukee online-RAID-kapasiteetin laajentamista

Kohteiden enimmäismäärä: 256

LUN-tunnusten enimmäismäärä: 256

Kohteen peittäminen

LUN-näyttö

iSCSI Initiator (virtuaalilevy)

Pinoketjutusmestari

Jopa 8 virtuaalilevyä

Levynhallinnointi

RAID-ryhmän levytilan lisääminen ilman tietojen menetystä

Etsi huonoja lohkoja

RAID-palautustoiminto

Bittikarttatuki

Tuettu OS

Varmuuskopioida

Reaaliaikainen replikointi (RTRR)

Toimii sekä RTRR-palvelimena että asiakkaana

Tukee reaaliaikaisia ​​ja ajoitettuja varmuuskopioita

Tiedostojen suodatus, pakkaus ja salaus mahdollista

Painike tietojen kopioimiseen ulkoisesta laitteesta/ulkoiselle laitteelle

Apple Time Machine -tuki varmuuskopionhallinnan kanssa

Lohkotason resurssien replikointi (Rsync)

Toimii sekä palvelimena että asiakkaana

Suojattu replikointi QNAP-palvelimien välillä

Varmuuskopiointi ulkoiselle medialle

Varmuuskopiointi pilvitallennusjärjestelmiin

NetBak Replicator -sovellus Windowsille

Apple Time Machine -tuki

Järjestelmän hallinta

Web-käyttöliittymä AJAX-tekniikalla

Yhteys HTTP/HTTPS:n kautta

Välittömät ilmoitukset sähköpostilla ja tekstiviestillä

Jäähdytysjärjestelmän ohjaus

DynDNS ja erikoispalvelu MyCloudNAS

UPS-tuki SNMP-hallinnan (USB) kanssa

Verkko-UPS-tuki

Resurssien valvonta

Verkkoroskakori CIFS/SMB:lle ja AFP:lle

Yksityiskohtaiset tapahtuma- ja yhteyslokit

Luettelo aktiivisista käyttäjistä

Syslog-asiakas

Laiteohjelmiston päivitys

Järjestelmäasetusten tallentaminen ja palauttaminen

Tehdasasetusten palautus

Kulunvalvonta

Jopa 4096 käyttäjätiliä

Jopa 512 käyttäjäryhmää

Jopa 512 verkkoresurssia

Käyttäjien joukkolisäys

Tuo/vie käyttäjiä

Kiintiöparametrien asettaminen

Alikansioiden käyttöoikeuksien hallinta

käyttöjärjestelmä

TS-869 Pro– malli ilman varavirtalähdettä, muistikapasiteetti 1GB

Synology

RS 2212, DS1813

Laitteistokomponentti

prosessori Intel Core 2,13 GHz

Kova 2.5, 3.5, SATA 2 tai SSD

Lan Gigabit Ethernet – 2

Netto

IPv4, IPv6, tukee 802.3ad:tä ja kuutta muuta tilaa kuormituksen tasapainottamiseen ja/tai verkon vikasietotilaan

Verkko protokollat

CIFS/SMB, AFP, NFS, FTP, WebDAV, SSH

Tiedostojärjestelmä

Sisäänrakennetuille kiintolevyille: EXT3, EXT4, Ulkoisille kiintolevyille: NTFS, EXT3, EXT4

Varastointi

Volyymityyppi: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10

Kohteiden enimmäismäärä: 512

LUN-tunnusten enimmäismäärä: 256

Levynhallinnointi

RAID-tason muuttaminen pysäyttämättä järjestelmää

Tuettu käyttöjärjestelmä

Windows 2000 ja uudemmat, Mac OS X 10.3 ja uudemmat, Ubuntu 9.04 ja uudemmat

Varmuuskopioida

Verkon redundanssi

Paikallinen varaus

Synkronoidaan jaettuja kansioita

Työpöydän varaus

Järjestelmän hallinta

Ilmoitus järjestelmätapahtumista tekstiviestillä, sähköpostilla

Käyttäjäkiintiö

Resurssien seuranta

Kulunvalvonta

Jopa 2048 käyttäjätiliä

Jopa 256 käyttäjäryhmää

Jopa 256 verkkoresurssia

käyttöjärjestelmä

DS1813– 2 Gt RAM-muistia, 4 Gigabit, HASP 1C -tuki, 4 Tt levytuki

Thecus

N8800PRO v2, N7700PRO v2, N8900

Laitteistokomponentti

Prosessori Intel Core 2 1.66GHz

Lan Gigabit Ethernet – 2

LAN-kapasiteetti 10Gb

Netto

IPv4, IPv6, tukee 802.3ad:tä ja kuutta muuta tilaa kuormituksen tasapainottamiseen ja/tai verkon vikasietotilaan

Verkko protokollat

CIFS/SMB, NFS, FTP

Tiedostojärjestelmä

Sisäänrakennetuille kiintolevyille: EXT3, EXT4, Ulkoisille kiintolevyille: EXT3, EXT4, XFS

Varastointi

Volyymityyppi: RAID 0, RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10, RAID 50, RAID 60

Tukee online-RAID-kapasiteetin laajentamista

Kohteen peittäminen

LUN-näyttö

Levynhallinnointi

Levyn kunnon seuranta (S.M.A.R.T)

Etsi huonoja lohkoja

Mahdollisuus kiinnittää ISO-kuvia

Tuettu OS

Microsoft Windows 2000, XP, Vista (32/64-bittinen), Windows 7 (32/64-bittinen), Server 2003/2008

Varmuuskopioida

Acronis True Image

Thecus Backup Utility

Lukeminen optiselta levyltä Nasissa

Järjestelmän hallinta

Palvelimen web-hallintaliittymä

Kulunvalvonta

ADS-tuki

käyttöjärjestelmä

N7700PRO v2– malli ilman varavirtalähdettä

N8900– uusi malli, jossa on tuki SATA 3:lle ja SAS:lle

Yllä olevien tietojen perusteella tarvitset tällä hetkellä vähintään 3 Tb, ja käyttöjärjestelmää ja ohjelmia päivitettäessä tämä luku voidaan kertoa kahdella, jolloin tarvitset levytilaa, jonka kapasiteetti on vähintään 6 Tb ja kasvumahdollisuudella. Siksi tulevaisuuden kirjanmerkin ja RAID 5 -ryhmän järjestämisen myötä lopullinen luku on tarve 12 Tb. 4 Tb:n kiintolevyjärjestelmän tukemiseksi tarvitset järjestelmän, jossa on vähintään kuusi asemapaikkaa.

Valikoima on kaventunut huomattavasti seuraavien mallien ansiosta: AS 609RD, Valmis NAS 3200, TS-869U-RP, RS-1212RP+, N8900. Kaikki mallit sisältävät lisävirtalähde. Ja valmistajan ilmoittama tuki hyvin tunnetuille virtualisointialustoilla. NetGearin malli vaikutti mielenkiintoisimmalta - Valmis NAS 3200, koska vain tämä malli SMARTin lisäksi tuki ainakin joitain lisätekniikoita muiden levyjen kuin SMARTin ja muistin kanssa työskentelyyn ECC:n kanssa, mutta hinta nousi yli 100 000 ruplaa, ja lisäksi oli epäilyksiä mahdollisuudesta työskennellä 4Tb: n kanssa ja siinä SATA3-levyjä. Hinta per RS-1212RP+, lensi myös yli 100 tuhatta. AS 609RD– Tallennusjärjestelmämarkkinoiden toimija on hyvin uusi, joten ei tiedetä, miten tämä käyttäytyy Varastointijärjestelmä.

Jäljelle jäi vain kaksi järjestelmää, joista valita: TS-869U-R.P., N8900.

TS-869U-RP– maksaa tällä hetkellä noin 88 000 ruplaa.

N8900- hinta 95 400 ruplaa, sillä on paljon etuja verrattuna TS-869U-RP– Tämä tukee sekä SATA-asemia että SAS, mahdollisuus lisäsovittimen asennukseen 10 Gb, tehokkaampi kaksiytiminen prosessori, tuki SATA3 4Tb -asemille. Lisäksi varmuuskopiosirussa on laiteohjelmiston redundanssi, mikä tarjoaa muita järjestelmiä edullisemman luotettavuuden.

• Takaisin

Shkera

Verkotettujen tietokonejärjestelmien ja globaalien yritysratkaisujen monimutkaistuessa päivittäin, maailma alkoi vaatia teknologioita, jotka antaisivat sysäyksen renessanssille. yritysten järjestelmät tietojen tallennus (tallennusjärjestelmät). Nyt yksi ainoa teknologia tuo ennennäkemättömän suorituskyvyn, valtavan skaalautuvuuden ja poikkeukselliset kokonaiskustannushyödyt maailman tallennuskehitysten aarreaikaan. Olosuhteet, jotka syntyivät FC-AL (Fibre Channel - Arbitrated Loop) -standardin ja sen pohjalta kehittyvän SAN:n (Storage Area Network) käyttöönoton myötä, lupaavat vallankumouksen datalähtöisessä laskentateknologiassa.

"Merkittävin kehitys varaston alalla, jonka olemme nähneet 15 vuoteen"

Data Communications International, 21. maaliskuuta 1998

SAN:n muodollinen määritelmä Storage Network Industry Associationin (SNIA) tulkitsemana:

”Verkko, jonka päätehtävänä on siirtää tietoa tietokonejärjestelmien ja tiedontallennuslaitteiden välillä sekä itse tallennusjärjestelmien välillä. SAN koostuu viestintäinfrastruktuurista, joka tarjoaa fyysinen yhteys, ja vastaa myös hallintakerroksesta, joka yhdistää viestinnän, tallennustilan ja tietokonejärjestelmät, siirtää tietoja turvallisesti."

SNIA Technical Dictionary, tekijänoikeus Storage Network Industry Association, 2000

Vaihtoehdot tallennusjärjestelmien pääsyn järjestämiseen

Tallennusjärjestelmien pääsyn järjestämiseen on kolme päävaihtoehtoa:

• SAS (Server Attached Storage), palvelimeen liitetty tallennustila;
• NAS (Network Attached Storage), verkkoon liitetty tallennustila;
• SAN (Storage Area Network), tiedon tallennusverkko.

Tarkastellaan vastaavien tallennusjärjestelmien topologioita ja niiden ominaisuuksia.

SAS

Palvelimeen yhdistetty tallennusjärjestelmä. Tuttu, perinteinen tapa liittää tallennusjärjestelmä nopeaan palvelimeen, yleensä rinnakkaiseen SCSI-liitäntään.

Kuva 1. Palvelimeen liitetty tallennustila

Erillisen kotelon käyttö tallennusjärjestelmälle SAS-topologiassa ei ole pakollista.

Palvelimeen yhdistetyn tallennustilan tärkein etu muihin vaihtoehtoihin verrattuna on sen alhainen hinta ja korkea suorituskyky, joka perustuu yhteen tallennustilaan yhtä palvelinta kohti. Tämä topologia on optimaalinen käytettäessä yhtä palvelinta, jonka kautta pääsy tietojärjestelmään on järjestetty. Mutta sillä on edelleen useita ongelmia, jotka saivat suunnittelijat etsimään muita vaihtoehtoja tiedontallennusjärjestelmien pääsyn järjestämiseen.

SAS:n ominaisuuksia ovat mm.

• Pääsy tietoihin riippuu käyttöjärjestelmästä ja tiedostojärjestelmästä (yleensä);
• Korkean käytettävyyden omaavien järjestelmien monimutkaisuus;
• Halpa;
• Korkea suorituskyky yhdessä solmussa;
• Alennettu vastausnopeus ladattaessa tallennustilaa palvelevaa palvelinta.

NAS

Verkkoon kytketty tallennusjärjestelmä. Tämä pääsyn järjestämisvaihtoehto ilmestyi suhteellisen äskettäin. Sen tärkein etu on lisätallennusjärjestelmän helppous integroida olemassa oleviin verkkoihin, mutta sinänsä se ei tuo mitään radikaaleja parannuksia tallennusarkkitehtuuriin. Itse asiassa NAS on puhdas tiedostopalvelin, ja nykyään voit löytää monia uusia tallennustyyppisiä NAS-toteutuksia, jotka perustuvat Thin Server -tekniikkaan.

Kuva 2. Verkkoon liitetty tallennustila.

NAS-ominaisuudet:

• Oma tiedostopalvelin;
• Pääsy tietoihin on riippumaton käyttöjärjestelmästä ja alustasta;
• Helppokäyttöisyys;
• Suurin helppo asennus;
• alhainen skaalautuvuus;
• Ristiriita LAN/WAN-liikenteen kanssa.

NAS-tekniikalla rakennettu tallennustila on ihanteellinen vaihtoehto halvoille palvelimille, joissa on vain vähän toimintoja.

SAN

Tietojen tallennusverkot alkoivat kehittyä intensiivisesti ja otettiin käyttöön vasta vuonna 1999. SAN:n perusta on LAN/WAN-verkosta erillinen verkko, jonka tehtävänä on organisoida pääsy tietoihin suoraan niitä käsitteleviltä palvelimilta ja työasemilta. Tällainen verkko on luotu Fibre Channel -standardin perusteella, mikä antaa tallennusjärjestelmille LAN/WAN-teknologioiden edut ja mahdollisuuden organisoida vakioalustoja korkean käytettävyyden ja suuren kysyntävoiman järjestelmille. SAN:n lähes ainoa haittapuoli nykyään on komponenttien suhteellisen korkea hinta, mutta tallennusalueverkkotekniikalla rakennettujen yritysjärjestelmien kokonaisomistuskustannukset ovat melko alhaiset.

Kuva 3. Storage Area Network.

SAN:n tärkeimmät edut sisältävät melkein kaikki sen ominaisuudet:

• SAN-topologian riippumattomuus tallennusjärjestelmistä ja palvelimista;
• Kätevä keskitetty hallinta;
• Ei ristiriitaa LAN/WAN-liikenteen kanssa;
• Kätevä tietojen varmuuskopiointi lataamatta paikallista verkkoa ja palvelimia;
• Korkea suorituskyky;
• Korkea skaalautuvuus;
• Suuri joustavuus;
• Korkea käytettävyys ja vikasietoisuus.

On myös huomattava, että tämä tekniikka on vielä melko nuori ja lähitulevaisuudessa siihen pitäisi tehdä monia parannuksia SAN-aliverkkojen hallinnan standardoinnin ja vuorovaikutusmenetelmien alalla. Mutta voidaan toivoa, että tämä vain uhkaa pioneereja lisänäkymillä mestaruuteen.

FC perustana SAN:n rakentamiselle

Kuten LAN, SAN voidaan luoda käyttämällä erilaisia ​​topologioita ja mediaa. SAN:ia rakennettaessa voidaan käyttää sekä rinnakkaista SCSI-liitäntää että Fibre Channelia tai vaikkapa SCI:tä (Scalable Coherent Interface), mutta SAN on velkaa jatkuvasti kasvavan suosionsa Fibre Channelille. Tämän rajapinnan suunnittelussa oli mukana asiantuntijoita, joilla oli merkittävää kokemusta sekä kanava- että verkkorajapintojen kehittämisestä, ja he onnistuivat yhdistämään molempien teknologioiden kaikki tärkeät positiiviset ominaisuudet saadakseen jotain todella vallankumouksellista uutta. Mitä tarkalleen?

Perus Avainominaisuudet kanava:

• Alhainen viiveaika
• Suuret nopeudet
• Korkea luotettavuus
• Point-to-point-topologia
• Pienet etäisyydet solmujen välillä
• Alustariippuvuus

ja verkkoliitännät:

• Monipistetopologiat
• Pitkät matkat
• Korkea skaalautuvuus
• Pienet nopeudet
• Pitkät viivytykset

yhdistetty Fibre Channeliin:

• Suuret nopeudet
• Protokollariippumattomuus (tasot 0-3)
• Pitkät matkat
• Alhainen viiveaika
• Korkea luotettavuus
• Korkea skaalautuvuus
• Monipistetopologiat

Perinteisesti tallennusrajapinnat (eli se, mikä sijaitsee isännän ja tallennuslaitteiden välillä) ovat olleet esteenä tallennusjärjestelmien suorituskyvyn ja kapasiteetin kasvulle. Samanaikaisesti sovellustehtävät edellyttävät merkittävää laitteistokapasiteetin lisäystä, mikä puolestaan ​​edellyttää tarvetta lisätä liitäntöjen suorituskykyä tiedonsiirtoon tallennusjärjestelmien kanssa. Fibre Channel auttaa ratkaisemaan juuri joustavan nopean tiedonsaannin rakentamisen ongelmat.

Fibre Channel -standardi valmistui muutaman viime vuoden aikana (1997-1999), jonka aikana tehtiin valtavasti työtä eri komponenttivalmistajien vuorovaikutuksen harmonisoimiseksi ja tehtiin kaikki, jotta Fibre Channel siirtyisi puhtaasti konseptuaalisesta teknologiasta. Real, joka sai tukea asennusten muodossa laboratorioihin ja tietokonekeskuksiin. Vuonna 1997 suunniteltiin ensimmäiset kaupalliset näytteet FC-pohjaisten SAN-verkkojen rakentamisen kulmakivikomponenteista, kuten sovittimista, keskittimistä, kytkimistä ja silloista. Vuodesta 1998 lähtien FC:tä on siis käytetty kaupallisiin tarkoituksiin liiketoiminnassa, tuotannossa ja suurissa projekteissa vikakriittisten järjestelmien toteuttamisessa.

Fibre Channel on avoin alan standardi nopealle sarjaliitännälle. Se tarjoaa yhteyden palvelimiin ja tallennusjärjestelmiin jopa 10 km:n etäisyydellä (vakiovarusteilla) 100 MB/s nopeudella (näytteitä tuotteista, jotka käyttävät uusi standardi Laboratorio-olosuhteissa toimii jo 200 MB/s nopeuksilla kuitukanava rengasta kohti sekä uuden standardin toteutukset 400 MB/s nopeuksilla, mikä on 800 MB/s kaksoisrenkaalla). (Tämän artikkelin julkaisuhetkellä useat valmistajat olivat jo alkaneet toimittaa verkkokortteja ja kytkimiä, joissa on FC 200 MB/s.) Fibre Channel tukee samanaikaisesti useita vakioprotokollia (mukaan lukien TCP/IP ja SCSI-3) käyttämällä yksi fyysinen väline, mikä mahdollisesti yksinkertaistaa rakentamista verkkoinfrastruktuuria Lisäksi tämä tarjoaa mahdollisuuden vähentää asennus- ja ylläpitokustannuksia. Erillisten aliverkkojen käyttämisellä LAN/WAN- ja SAN-verkoille on kuitenkin useita etuja, ja sitä suositellaan oletuksena.

Yksi Fibre Channelin tärkeimmistä eduista nopeusparametrit(jotka eivät muuten ole aina pääasiallisia SAN-käyttäjille ja voidaan toteuttaa muilla teknologioilla) on kyky työskennellä pitkiä etäisyyksiä ja topologian joustavuus, jotka tulivat uuteen standardiin verkkoteknologioista. Näin ollen tallennusverkkotopologian rakentamiskonsepti perustuu samoihin periaatteisiin kuin perinteiset verkot, yleensä keskittimeen ja kytkimiin perustuvat verkot, jotka auttavat estämään nopeuden putoamista solmujen määrän kasvaessa ja luovat mahdollisuuden järjestää järjestelmät kätevästi ilman yhtä pistettä. epäonnistumisesta.

Ymmärtääksemme paremmin tämän käyttöliittymän edut ja ominaisuudet, esitämme vertailevan kuvauksen FC:stä ja rinnakkais-SCSI:stä taulukon muodossa.

Taulukko 1. Kuitukanava- ja rinnakkais-SCSI-tekniikoiden vertailu

Fibre Channel -standardi edellyttää erilaisten topologioiden käyttöä, kuten point-to-point, ring tai FC-AL hub (Loop tai Hub FC-AL), runkoverkkokytkin (Fabric/Switch).

Point-to-point-topologiaa käytetään yhdistämään yksi tallennusjärjestelmä palvelimeen.

Loop tai Hub FC-AL - useiden tallennuslaitteiden yhdistämiseen useisiin isänteihin. Järjestämällä kaksoisrenkaan järjestelmän nopeus ja vikasietoisuus lisääntyvät.

Kytkimiä käytetään tarjoamaan maksimaalista suorituskykyä ja vikasietoisuutta monimutkaisille, suurille ja laajoille järjestelmille.

Verkon joustavuuden ansiosta SAN:lla on erittäin tärkeä ominaisuus - kätevä kyky rakentaa vikasietoisia järjestelmiä.

Tarjoamalla vaihtoehtoisia ratkaisuja tallennusjärjestelmille ja mahdollisuuden yhdistää useita tallennusjärjestelmiä laitteiston redundanssia varten SAN auttaa suojaamaan laitteisto- ja ohjelmistojärjestelmiä laitteistovikoja vastaan. Havainnollistamiseksi annamme esimerkin kahden solmun järjestelmän luomisesta ilman vikakohtia.

Kuva 4. Ei yhtä vikakohtaa.

Kolmen tai useamman solmujärjestelmän rakentaminen tapahtuu yksinkertaisesti lisäämällä lisäpalvelimia FC-verkkoon ja yhdistämällä ne molempiin keskittimiin/kytkimiin).

FC:tä käytettäessä katastrofisietoisten järjestelmien rakentaminen muuttuu läpinäkyväksi. Sekä tallennus- että paikallisverkkojen verkkokanavat voidaan rakentaa optisen kuidun perusteella (jopa 10 km tai enemmän signaalivahvistimia käyttäen) FC:n fyysisenä kantoaaltoina, kun taas käytetään vakiolaitteita, mikä mahdollistaa kustannusten merkittävän alenemisen. tällaisista järjestelmistä.

Koska pystymme käyttämään kaikkia SAN-komponentteja mistä tahansa, meillä on erittäin joustava tietoverkko, jota voidaan hallita. On huomattava, että SAN tarjoaa läpinäkyvyyden (mahdollisuuden nähdä) kaikki komponentit tallennusjärjestelmien levyihin asti. Tämä ominaisuus on saanut komponenttivalmistajat hyödyntämään merkittävää kokemustaan ​​LAN/WAN-hallintajärjestelmien rakentamisesta rakentaakseen monipuoliset valvonta- ja hallintaominaisuudet kaikkiin SAN-komponentteihin. Näitä ominaisuuksia ovat yksittäisten solmujen, tallennuskomponenttien, koteloiden, verkkolaitteiden ja verkon alirakenteiden valvonta ja hallinta.

SAN-hallinta- ja valvontajärjestelmä käyttää avoimia standardeja, kuten:

• SCSI-komentosarja
• SCSI Enclosure Services (SES)
• SCSI Self Monitoring Analysis and Reporting Technology (S.M.A.R.T.)
• SAF-TE (SCSI Accessed Fault Tolerant Enclosures)
• Simple Network Management Protocol (SNMP)
• Web-pohjainen yrityksenhallinta (WBEM)

SAN-teknologioilla rakennetut järjestelmät eivät ainoastaan ​​tarjoa järjestelmänvalvojalle kykyä seurata tallennusresurssien kehitystä ja tilaa, vaan myös avaavat mahdollisuuksia liikenteen seurantaan ja hallintaan. Näiden resurssien ansiosta SAN-hallintaohjelmisto toteuttaa tehokkaimmat tallennuskapasiteetin suunnittelusuunnitelmat ja järjestelmäkomponenttien kuormituksen tasapainotuksen.

Varastointialueverkot on integroitu täydellisesti olemassa oleviin tietoinfrastruktuureihin. Niiden toteuttaminen ei vaadi muutoksia jo olemassa olevaan olemassa oleviin verkkoihin LAN ja WAN, mutta vain laajentaa olemassa olevien järjestelmien ominaisuuksia ja vapauttaa ne suurten tietomäärien siirtämiseen keskittyvistä tehtävistä. Lisäksi SAN-verkkoa integroitaessa ja hallittaessa on erittäin tärkeää, että keskeiset verkkoelementit tukevat kuumaa vaihtoa ja asennusta dynaamisilla konfigurointiominaisuuksilla. Joten järjestelmänvalvoja voi lisätä tämän tai toisen komponentin tai vaihtaa sen sammuttamatta järjestelmää. Ja koko tämä integrointiprosessi voidaan näyttää visuaalisesti grafiikkajärjestelmä SAN-hallinta.

Kun otetaan huomioon yllä olevat edut, voimme korostaa useita keskeisiä kohtia, jotka vaikuttavat suoraan yhteen Storage Area Networkin tärkeimmistä eduista - omistamisen kokonaiskustannuksista (Total Cost Ownership).

Uskomattoman skaalautuvuuden ansiosta SAN-verkkoa käyttävä yritys voi investoida palvelimiin ja tallennustilaan tarpeen mukaan. Ja myös säilyttää investoinnit jo asennettuihin laitteisiin teknologista sukupolvea vaihtaessasi. Jokaisella uudella palvelimella on nopea pääsy tallennustilaan ja jokainen ylimääräinen gigatavu tallennustilaa on kaikkien aliverkon palvelimien käytettävissä järjestelmänvalvojan komennolla.

Erinomaiset ominaisuudet vikasietoisten järjestelmien rakentamiseen voivat tuoda suoria kaupallisia etuja minimoimalla seisokkeja ja säästämällä järjestelmän luonnonkatastrofin tai muun katastrofin sattuessa.

Komponenttien ohjattavuus ja järjestelmän läpinäkyvyys antavat mahdollisuuden hallita kaikkia tallennusresursseja keskitetysti, mikä puolestaan ​​alentaa merkittävästi niiden tuen kustannuksia, jonka kustannukset ovat pääsääntöisesti yli 50 %. laitteiden hinta.

SAN:n vaikutus sovelluksiin

Jotta lukijamme ymmärtäisivät selkeämmin, kuinka hyödyllisiä tässä artikkelissa käsitellyt tekniikat ovat käytännössä, annamme useita esimerkkejä sovelletuista ongelmista, jotka ilman tallennusverkkojen käyttöä ratkeaisisivat tehottomasti, vaatisivat valtavia taloudellisia investointeja tai ei ratkaista ollenkaan vakiomenetelmillä.

Tietojen varmuuskopiointi ja palautus

Perinteistä SCSI-liitäntää käytettäessä tietojen varmuuskopiointi- ja palautusjärjestelmiä rakentaessaan käyttäjä kohtaa useita monimutkaisia ​​ongelmia, jotka voidaan ratkaista erittäin helposti SAN- ja FC-tekniikoilla.

Tallennusverkkojen käyttö nostaa siten varmuuskopiointi- ja palautusongelman ratkaisun uudelle tasolle ja tarjoaa mahdollisuuden tehdä varmuuskopioita useaan otteeseen aiempaa nopeammin kuormittamatta paikallisverkkoa ja palvelimia tietojen varmuuskopiointityöllä.

Palvelimen klusterointi

Yksi tyypillisistä tehtävistä, joihin SANia käytetään tehokkaasti, on palvelinklusterointi. Koska yksi tärkeimmistä tiedon kanssa toimivien nopeiden klusterijärjestelmien organisoinnin avainkohdista on pääsy tallennustilaan, SAN:n myötä monisolmuklusterien rakentaminen laitteistotasolla voidaan ratkaista yksinkertaisesti lisäämällä palvelimeen yhdistettynä SAN (tämä voidaan tehdä edes sammuttamatta järjestelmää, koska FC-kytkimet tukevat hot-plug-toimintoa). Käytettäessä rinnakkaista SCSI-liitäntää, jonka liitettävyys ja skaalautuvuus on paljon huonompi kuin FC:n, olisi vaikeaa luoda tiedonkäsittelyyn suuntautuneita klustereita, joissa on enemmän kuin kaksi solmua. Rinnakkaiset SCSI-kytkimet ovat erittäin monimutkaisia ​​ja kalliita laitteita, mutta FC:lle tämä on vakiokomponentti. Jos haluat luoda klusterin, jossa ei ole yhtä vikakohtaa, riittää, että integroidaan peilattu SAN (DUAL Path -tekniikka) järjestelmään.

Klusteroinnin puitteissa yksi RAIS (Redundant Array of Inexpensive Servers) -teknologioista näyttää erityisen houkuttelevalta tehokkaiden, skaalautuvien Internet-kauppajärjestelmien ja muun tyyppisten tehtävien rakentamiseen, joissa tehotarve on kasvanut. Networkshop Inc:n perustajan Alistair A. Crollin mukaan RAIS:n käyttö on varsin tehokasta: ”Esimerkiksi 12 000–15 000 dollarilla voit ostaa noin kuusi edullista yhden tai kahden prosessorin (Pentium III) Linux/Apache-palvelinta. Tällaisen järjestelmän teho, skaalautuvuus ja vikasietoisuus ovat huomattavasti korkeammat kuin esimerkiksi yhden Xeon-prosessoreihin perustuvan neljän prosessorin palvelimen, ja kustannukset ovat samat.

Samanaikainen videon suoratoisto, tiedon jakaminen

Kuvittele tehtävä, jossa sinun täytyy muokata videota useilla (esimerkiksi > 5) asemalla tai yksinkertaisesti työstää valtavia tietomääriä. 100 Gt:n tiedoston siirtäminen paikallisverkon kautta vie muutaman minuutin, ja kaiken kaikkiaan sen parissa työskenteleminen on erittäin vaikea tehtävä. SAN-verkossa jokainen työasema ja palvelin käyttää tiedostoa nopeudella, joka vastaa paikallista nopeaa levyä. Jos tarvitset toisen aseman/palvelimen tietojenkäsittelyyn, voit lisätä sen SAN-verkkoon sammuttamatta verkkoa yksinkertaisesti yhdistämällä aseman SAN-kytkimeen ja myöntämällä sille käyttöoikeudet tallennustilaan. Jos et ole enää tyytyväinen tietoalijärjestelmän suorituskykyyn, voit yksinkertaisesti lisätä toisen tallennustilan ja saada kaksinkertaisen suorituskyvyn käyttämällä tiedonjakelutekniikkaa (esimerkiksi RAID 0).

SAN-peruskomponentit

keskiviikko

Kuparisia ja optisia kaapeleita käytetään liittämään komponentteja Fibre Channel -standardin sisällä. Molempia kaapeleita voidaan käyttää samanaikaisesti SAN-verkkoa rakennettaessa. Liitäntämuunnos suoritetaan GBIC:llä (Gigabit Interface Converter) ja MIA:lla (Media Interface Adapter). Molemmat kaapelityypit tarjoavat nykyään saman tiedonsiirtonopeuden. Kuparikaapelia käytetään lyhyille etäisyyksille (jopa 30 metriä), optista kaapelia - sekä lyhyille että 10 km:n ja pidemmälle etäisyyksille. Käytetään monimuotoisia ja yksimuotoisia optisia kaapeleita. Multimode-kaapelia käytetään lyhyillä matkoilla (enintään 2 km). Monimuotokaapelin optisen kuidun sisähalkaisija on 62,5 tai 50 mikronia. Jotta monimuotokuitua käytettäessä saavutetaan 100 MB/s siirtonopeus (200 MB/s full duplex), kaapelin pituus ei saa ylittää 200 metriä. Yksimoodikaapelia käytetään pitkiä matkoja varten. Tällaisen kaapelin pituutta rajoittaa signaalilähettimessä käytetyn laserin teho. Yksimuotokaapelin optisen kuidun sisähalkaisija on 7 tai 9 mikronia, se mahdollistaa yhden säteen läpikulun.

Liittimet, adapterit

Kuparikaapeleiden liittämiseen käytetään DB-9- tai HSSD-tyyppisiä liittimiä. HSSD:tä pidetään luotettavampana, mutta DB-9:ää käytetään yhtä usein, koska se on yksinkertaisempi ja halvempi. Optisten kaapeleiden vakioliitin (yleisin) on SC-liitin, joka tarjoaa laadukkaan ja selkeän liitännän. Tavallisissa yhteyksissä käytetään monimuotoisia SC-liittimiä ja etäyhteyksissä yksimuotoliittimiä. Moniporttisissa sovittimissa käytetään mikroliittimiä.

Yleisimmät FC under -sovittimet PCI-väylä 64-bittinen. S-BUS-väylää varten valmistetaan myös monia FC-sovittimia; erikoiskäyttöön tuotetaan sovittimia MCA:lle, EISAlle, GIO:lle, HIO:lle, PMC:lle, Compact PCI:lle. Suosituimmat ovat yksiporttiset kortit, kaksi- ja neliporttisia kortteja. Päällä PCI-sovittimet, yleensä he käyttävät DB-9-, HSSD-, SC-liittimiä. Usein löytyy myös GBIC-pohjaisia ​​sovittimia, jotka tulevat GBIC-moduulien kanssa tai ilman niitä. Fibre Channel -sovittimet eroavat tukemistaan ​​luokista ja tarjoamistaan ​​ominaisuuksista. Ymmärtääksesi erot, tässä on vertailutaulukko QLogicin valmistamista sovittimista.

Kuitukanavan isäntäväyläsovittimen perhekaavio
SANblade	64-bittinen	FCAL Publ. Pvt Loop	FL-portti	Luokka 3	F Portti	Luokka 2	Pisteestä pisteeseen	IP/SCSI	Full Duplex	FC nauha	PCI 1.0 Hot Plug Spec	Solaris Dynamic Reconfig	VIВ	2Gb
2100-sarja	33 ja 66 MHz PCI	X	X	X
2200-sarja	33 ja 66 MHz PCI	X	X	X	X	X	X	X	X	X
	33 MHz PCI	X	X	X	X	X	X	X	X	X	X
	25 MHz Sbus	X	X	X	X	X	X	X	X	X		X
2300-sarja	66 MHz PCI / 133 MHz PCI-X	X	X	X	X	X	X	X	X	X			X	X

Keskittimet

Kuitukanavakeskittimiä (keskittimiä) käytetään yhdistämään solmut FC-renkaaseen (FC Loop), ja niiden rakenne on samanlainen kuin Token Ring -keskittimien. Koska rikkinäinen rengas voi johtaa verkon toiminnan lakkaamiseen, nykyaikaiset FC-keskittimet käyttävät renkaan ohitusportteja (PBC-portin ohituspiiri), jotka mahdollistavat renkaan automaattisen avaamisen/sulkemisen (keskittimeen liitetyt järjestelmät). Tyypillisesti FC HUBit tukevat jopa 10 yhteyttä ja voivat pinota jopa 127 porttia per rengas. Kaikki HUBiin kytketyt laitteet saavat yhteisen kaistanleveyden, jonka ne voivat jakaa keskenään.

Kytkimet

Kuitukanavakytkimillä (kytkimillä) on samat toiminnot kuin lukijalle tutuilla LAN-kytkimillä. Ne tarjoavat täyden nopeuden, estämättömät yhteydet solmujen välillä. Mikä tahansa FC-kytkimeen kytketty solmu vastaanottaa täyden (skaalautuvan) kaistanleveyden. Kun kytketyn verkon porttien määrä kasvaa, sen suorituskyky kasvaa. Kytkimiä voidaan käyttää yhdessä keskittimien kanssa (joita käytetään alueilla, jotka eivät vaadi erillistä kaistanleveyttä jokaiselle solmulle) optimaalisen hinta/suorituskykysuhteen saavuttamiseksi. Cascadingin ansiosta kytkimiä voidaan mahdollisesti käyttää FC-verkkojen luomiseen, joissa on 2 24 osoitetta (yli 16 miljoonaa).

Sillat

FC-siltoja (siltoja tai multipleksereita) käytetään rinnakkaisten SCSI-laitteiden yhdistämiseen FC-pohjaiseen verkkoon. Ne tarjoavat SCSI-pakettien kääntämisen kuitukanava- ja rinnakkais-SCSI-laitteiden välillä, joista esimerkkejä ovat Solid State Disk (SSD) tai nauhakirjastot. On huomattava, että viime aikoina lähes kaikki SAN-verkossa hyödynnettävissä olevat laitteet ovat valmistajien valmistamia, joissa on sisäänrakennettu FC-liitäntä suoraa tallennusverkkoon liittämistä varten.

Palvelimet ja tallennustila

Huolimatta siitä, että palvelimet ja tallennustila ovat kaukana SAN:n vähiten tärkeistä osista, emme viivyttele niiden kuvauksessa, koska olemme varmoja, että kaikki lukijamme tuntevat ne hyvin.

Lopuksi haluaisin lisätä, että tämä artikkeli on vasta ensimmäinen askel kohti tallennusverkkoja. Ymmärtääkseen aiheen täysin lukijan tulee kiinnittää paljon huomiota ominaisuuksiin, jotka liittyvät SAN:n ja komponenttien toteuttamiseen ohjelmisto hallinta, koska ilman niitä Storage Area Network on vain joukko elementtejä tallennusjärjestelmien vaihtamiseen, jotka eivät tuota kaikkia tallennusverkon toteuttamisen etuja.

Johtopäätös

Nykyään Storage Area Network on melko uusi tekniikka, joka saattaa pian yleistyä yritysasiakkaiden keskuudessa. Euroopassa ja USA:ssa yritykset, joilla on melko suuri asennettujen tallennusjärjestelmien kalusto, ovat jo alkaneet siirtyä varastoverkkoihin järjestääkseen varastoinnin parhaimmilla kokonaiskustannuksilla.

Analyytikoiden mukaan vuonna 2005 huomattava osa keski- ja huippuluokan palvelimista tulee valmiiksi asennetulla Fibre Channel -liittymällä (tämä trendi näkyy jo tänään), ja vain rinnakkais-SCSI-liitäntää käytetään sisäiseen levyyn. yhteyksiä palvelimissa. Vielä nykyäänkin tallennusjärjestelmiä rakennettaessa ja keski- ja huippuluokan palvelimia ostettaessa kannattaa kiinnittää huomiota tähän lupaavaan tekniikkaan, varsinkin kun nykyään se mahdollistaa useiden tehtävien toteuttamisen paljon halvemmalla kuin erikoisratkaisujen käyttäminen. Lisäksi, jos sijoitat SAN-teknologiaan tänään, et menetä investointiasi huomenna, koska Fibre Channelin ominaisuudet luovat loistavat mahdollisuudet hyödyntää sijoituksesi tänään tulevaisuuteen.

P.S.

Artikkelin edellinen versio on kirjoitettu kesäkuussa 2000, mutta koska tallennusverkkotekniikkaa kohtaan ei ollut suurta kiinnostusta, julkaisu siirtyi tulevaisuuteen. Tämä tulevaisuus on saapunut tänään, ja toivon, että tämä artikkeli rohkaisee lukijaa ymmärtämään tarpeen siirtyä tallennusalueverkkotekniikkaan edistyneenä teknologiana tallennusjärjestelmien rakentamisessa ja tiedonsaannin järjestämisessä.

Tässä artikkelissa tarkastellaan, minkä tyyppisiä tiedontallennusjärjestelmiä (SDS) on nykyään olemassa, ja tarkastelemme myös yhtä SDS:n pääkomponentteja - ulkoisia yhteysrajapintoja (vuorovaikutusprotokollia) ja asemia, joihin tietoja tallennetaan. Teemme ne samalla tavalla yleinen vertailu tarjottujen mahdollisuuksien mukaan. Esimerkeissä viitataan DELLin tarjoamaan tallennusjärjestelmälinjaan.

• Esimerkkejä DAS-malleista
• Esimerkkejä NAS-malleista
• Esimerkkejä SAN-malleista
• Tallennusvälineiden tyypit ja protokollat ​​vuorovaikutukseen tallennusjärjestelmien kanssa Fibre Channel Protocol
• iSCSI-protokolla
• SAS-protokolla
• Tallennusjärjestelmän yhteysprotokollien vertailu

Olemassa olevat tallennusjärjestelmätyypit

Erillisen PC:n tapauksessa tallennusjärjestelmä voidaan ymmärtää sisäiseksi kiintolevyksi tai levyjärjestelmäksi ( RAID-ryhmä). Kun on kyse tietojen tallennusjärjestelmistä eri yritystasoilla, voidaan perinteisesti erottaa kolme teknologiaa tietojen tallennuksen järjestämiseen:

• Direct Attached Storage (DAS);
• Network Attach Storage (NAS);
• Storage Area Network (SAN).

DAS (Direct Attached Storage) -laitteet ovat ratkaisu, kun tiedontallennuslaite liitetään suoraan palvelimeen tai työasemaan, yleensä SAS-protokollaa käyttävän liitännän kautta.

NAS (Network Attached Storage) -laitteet ovat erillinen integroitu levyjärjestelmä, olennaisesti NAS-palvelin, jolla on oma erikoiskäyttöjärjestelmä ja joukko hyödyllisiä toimintoja. äkkilähtö järjestelmät ja pääsy tiedostoihin. Järjestelmä kytkeytyy tavalliseen tietokoneverkko(LAN) ja on nopea ratkaisu tämän verkon käyttäjien käytettävissä olevan vapaan levytilan puutteen ongelmat.

Storage Area Network (SAN) on erityinen omistettu verkko, joka yhdistää tallennuslaitteet sovelluspalvelimiin yleensä Fibre Channel- tai iSCSI-protokollan perusteella.

Katsotaanpa nyt lähemmin jokaista yllä olevaa tallennusjärjestelmää, niiden positiivisia ja negatiivisia puolia.

DAS (Direct Attached Storage) -tallennusjärjestelmän arkkitehtuuri

DAS-järjestelmien tärkeimpiä etuja ovat alhaiset kustannukset (verrattuna muihin tallennusratkaisuihin), helppo käyttöönotto ja hallinta sekä nopea tiedonvaihto tallennusjärjestelmän ja palvelimen välillä. Itse asiassa juuri tämän vuoksi ne ovat saavuttaneet suuren suosion pienten toimistojen, hosting-palvelujen tarjoajien ja pienten yritysverkkojen segmentissä. Samalla DAS-järjestelmissä on myös haittapuolensa, joihin kuuluu resurssien epäoptimaalinen käyttö, koska jokainen DAS-järjestelmä vaatii erillisen palvelimen liittämisen ja mahdollistaa enintään 2 palvelimen liittämisen levyhyllylle tietyssä kokoonpanossa. .

Kuva 1: Suoraan kiinnitetty tallennusarkkitehtuuri

• Melko alhaiset kustannukset. Pohjimmiltaan tämä tallennusjärjestelmä on levykori, jonka kiintolevyt sijaitsevat palvelimen ulkopuolella.
• Helppo ottaa käyttöön ja hallinnoida.
• Suuri nopeus levyryhmän ja palvelimen välillä.

• Alhainen luotettavuus. Jos palvelin, johon se on yhdistetty, epäonnistuu tämä varasto, tiedot eivät ole enää saatavilla.
• Matala resurssien konsolidointiaste - kaikki kapasiteetti on yhden tai kahden palvelimen käytettävissä, mikä vähentää joustavuutta tiedonjaossa palvelimien välillä. Tämän seurauksena on tarpeen ostaa joko lisää sisäisiä kiintolevyjä tai asentaa lisää levyhyllyjä muita palvelinjärjestelmiä varten
• Matala resurssien käyttö.

Esimerkkejä DAS-malleista

Tämän tyyppisten laitteiden mielenkiintoisista malleista haluaisin mainita DELL PowerVault MD -sarjan. Alkuperäiset levyhyllymallit (JBOD) MD1000 ja MD1120 mahdollistavat jopa 144 levyn levyryhmien luomisen. Tämä saavutetaan arkkitehtuurin modulaarisuuden ansiosta: ryhmään voidaan liittää jopa 6 laitetta, kolme levyhyllyä RAID-ohjainkanavaa kohden. Jos käytämme esimerkiksi 6 DELL PowerVault MD1120:n telinettä, toteutamme taulukon, jonka tehollinen tietomäärä on 43,2 TB. Tällaiset levykotelot on liitetty yhdellä tai kahdella SAS-kaapelilla Dell PowerEdge -palvelimiin asennettujen RAID-ohjainten ulkoisiin portteihin, ja niitä hallitsee itse palvelimen hallintakonsoli.

Jos on tarpeen luoda korkean vikasietoisuuden omaava arkkitehtuuri, esimerkiksi MS Exchangen tai SQL-palvelimen vikasietoklusterin luomiseksi, niin DELL PowerVault MD3000 -malli sopii näihin tarkoituksiin. Tässä järjestelmässä on jo aktiivinen logiikka levykotelon sisällä, ja se on täysin redundantti, koska siinä käytetään kahta sisäänrakennettua aktiivista aktiivista RAID-ohjainta, joissa on peilattu kopio välimuistiin puskuroidusta tiedosta.

Molemmat ohjaimet käsittelevät datan luku- ja kirjoitusvirtoja rinnakkain, ja jos toinen niistä epäonnistuu, toinen "poimii" dataa viereiseltä ohjaimelta. Samalla voidaan muodostaa yhteys matalan tason SAS-ohjaimeen kahden palvelimen (klusterin) sisällä useiden rajapintojen (MPIO) kautta, mikä mahdollistaa redundanssin ja kuormituksen tasapainotuksen Microsoft-ympäristöissä. Voit laajentaa levytilaa liittämällä PowerVault MD3000:een kaksi muuta MD1000-levyhyllyä.

NAS (Network Attached Storage) -tallennusjärjestelmän arkkitehtuuri

NAS-tekniikka (verkkotallennusalijärjestelmät, Network Attached Storage) kehittyy vaihtoehdoksi yleispalvelimille, joilla on monia toimintoja (tulostus, sovellukset, faksipalvelin, Sähköposti ja niin edelleen.). Sitä vastoin NAS-laitteet suorittavat vain yhden toiminnon - tiedostopalvelimen. Ja he yrittävät tehdä sen mahdollisimman hyvin, helpommin ja nopeammin.

NAS muodostaa yhteyden lähiverkkoon ja tarjoaa pääsyn tietoihin rajoittamattomalle määrälle heterogeenisiä asiakkaita (asiakkaita, joilla on eri käyttöjärjestelmä) tai muita palvelimia. Tällä hetkellä lähes kaikki NAS-laitteet on suunniteltu käytettäviksi Ethernet-verkot (Nopea Ethernet, Gigabit Ethernet) perustuvat TCP/IP-protokolliin. NAS-laitteita käytetään erityisten tiedostojen käyttöprotokollien avulla. Yleisimmät protokollat tiedostojen käyttöoikeus Protokollat ​​ovat CIFS, NFS ja DAFS. Tällaiset palvelimet sisältävät erikoistuneita käyttöjärjestelmiä, kuten MS Windows Storage Server.

Kuva 2: Verkkoon liitetty tallennusarkkitehtuuri

• Sen resurssien halpa ja saatavuus ei vain yksittäisille palvelimille, vaan myös kaikille organisaation tietokoneille.
• Resurssien jakamisen helppous.
• Käyttöönoton ja hallinnon helppous
• Monipuolisuus asiakkaille (yksi palvelin voi palvella MS-, Novell-, Mac-, Unix-asiakkaita)

• Tietojen käyttö "verkkotiedostojärjestelmä"-protokollien kautta on usein hitaampaa kuin paikallisen levyn käyttäminen.
• Useimmat edullisista NAS-palvelimista eivät tarjoa nopeaa ja joustavaa tapaa käyttää tietoja SAN-järjestelmille ominaisella lohkotasolla tiedostotason sijaan.

Esimerkkejä NAS-malleista

Tällä hetkellä klassiset NAS-ratkaisut, kuten PowerVault NF100/500/600. Nämä ovat järjestelmiä, jotka perustuvat massamarkkinoiden 1- ja 2-prosessoreihin optimoituihin Dell-palvelimiin nopea käyttöönotto NAS-palvelut. Niiden avulla voit luoda jopa 10 Tt (PowerVault NF600) tiedostotallennustilaa SATA- tai SAS-asemilla ja tämä palvelin LAN:iin. Saatavilla on myös tehokkaampia integroituja ratkaisuja, kuten PowerVault NX1950, johon mahtuu 15 asemaa ja joka voidaan laajentaa 45:een liittämällä ylimääräisiä MD1000-levykoteloita.

NX1950:n suuri etu on kyky työskennellä tiedostojen lisäksi myös tietolohkojen kanssa iSCSI-protokollatasolla. Lisäksi NX1950-mallisto voi toimia yhdyskäytävänä, joka mahdollistaa tiedostojen pääsyn iSCSI-pohjaisiin tallennusjärjestelmiin (estokäyttömenetelmällä), esimerkiksi MD3000i tai Dell EqualLogic PS5x00.

SAN (Storage Area Network) -tallennusjärjestelmän arkkitehtuuri

Storage Area Network (SAN) on erityinen omistettu verkko, joka yhdistää tallennuslaitteet sovelluspalvelimiin yleensä Fibre Channel -protokollan tai yhä suositumman iSCSI-protokollan perusteella. Toisin kuin NAS, SAN:lla ei ole tiedostokäsitettä: tiedostotoiminnot suoritetaan palvelimilla, jotka on kytketty SAN:iin. SAN toimii lohkoissa, kuten suuri kiintolevy. Ihanteellinen SAN-tulos on minkä tahansa käyttöjärjestelmää käyttävän palvelimen kyky käyttää mitä tahansa osaa SAN-verkon levykapasiteetista. SAN-pääteelementit ovat sovelluspalvelimia ja tallennusjärjestelmiä (levyryhmät, nauhakirjastot jne.). Ja niiden välillä, kuten tavallisessa verkossa, on sovittimia, kytkimiä, siltoja ja keskittimiä. ISCSI on "ystävällisempi" protokolla, koska se perustuu tavallisen Ethernet-infrastruktuurin käyttöön - verkkokortit, kytkimet, kaapelit. Lisäksi iSCSI-pohjaiset tallennusjärjestelmät ovat suosituimpia virtualisoiduissa palvelimissa, koska protokolla on helppo määrittää.

Kuva 3: Storage Area Network -arkkitehtuuri

• Ulkoisissa tallennusjärjestelmissä olevien tietojen korkea luotettavuus. SAN-topologian riippumattomuus käytetyistä tallennusjärjestelmistä ja palvelimista.
• Keskitetty tietojen tallennus (luotettavuus, turvallisuus).
• Kätevä keskitetty kytkentä ja tiedonhallinta.
• Siirtää raskaan I/O-liikenteen erilliseen verkkoon ja purkaa lähiverkon.
• Korkea suorituskyky ja alhainen latenssi.
• SAN-loogisen kudoksen skaalautuvuus ja joustavuus
• Mahdollisuus järjestää varmuuskopiointi, etätallennusjärjestelmä ja etävarmuuskopiointi- ja tietojen palautusjärjestelmä.
• Mahdollisuus rakentaa vikasietoisia klusteriratkaisuja ilman lisäkustannuksia olemassa olevan SAN-verkon perusteella.

• Korkeammat kustannukset
• Vaikeus FC-järjestelmien käyttöönotossa
• FC-verkkojen asiantuntijoiden sertifiointitarve (iSCSI on yksinkertaisempi protokolla)
• Tiukemmat vaatimukset komponenttien yhteensopivuudelle ja validoinnille.
• DAS-"saarten" esiintyminen FC-protokollaan perustuvissa verkoissa korkeiden kustannusten vuoksi, kun yrityksillä on yksittäisiä palvelimia sisäisellä levytilalla, NAS-palvelimia tai DAS-järjestelmiä budjettirajoitusten vuoksi.

Esimerkkejä SAN-malleista

Tällä hetkellä SAN:ien rakentamiseen tarkoitettuja levyryhmiä on melko laaja valikoima pienten ja keskisuurten yritysten malleista, kuten DELL AX -sarjasta, joka mahdollistaa jopa 60 TB:n tallennuskapasiteetin luomisen. suurille yrityksille tarkoitettujen DELL/EMC CX4 -sarjan levyryhmien avulla voit luoda jopa 950 TB:n tallennuskapasiteettia. Syödä edullinen ratkaisu iSCSI-pohjainen tämä on PowerVault MD3000i - ratkaisun avulla voit yhdistää jopa 16-32 palvelinta, voit asentaa jopa 15 levyä yhteen laitteeseen ja laajentaa järjestelmää kahdella MD1000-hyllyllä luoden 45 Tt:n matriisin.

Erityismaininnan ansaitsee iSCSI-protokollaan perustuva Dell EqualLogic -järjestelmä. Se on sijoitettu yrityksen mittakaavan tallennusjärjestelmäksi, ja sen hinta on verrattavissa Dellin järjestelmiin | EMC CX4, jossa on modulaarinen porttiarkkitehtuuri, joka tukee sekä FC- että iSCSI-protokollaa. EqualLogic-järjestelmä on peer-to-peer, mikä tarkoittaa, että jokaisessa levykotelossa on aktiiviset RAID-ohjaimet. Kun liität nämä taulukot yhtenäinen järjestelmä, levyvarannon suorituskyky paranee tasaisesti käytettävissä olevan tiedontallennusmäärän kasvaessa. Järjestelmän avulla voit luoda yli 500 Tt:n ryhmiä, se voidaan määrittää alle tunnissa, eikä se vaadi järjestelmänvalvojien erityisosaamista.

Lisenssimalli poikkeaa myös muista ja sisältää jo lähtöhintaan kaikki mahdolliset tilannekuvavaihtoehdot, replikointi- ja integrointityökalut erilaisiin käyttöjärjestelmiin ja sovelluksiin. Tätä järjestelmää pidetään yhtenä suurimmista nopeat järjestelmät MS Exchangen (ESRP) testeissä.

Tallennusvälineiden tyypit ja protokollat ​​vuorovaikutukseen tallennusjärjestelmien kanssa

Kun olet päättänyt tallennusjärjestelmän tyypin, joka sopii sinulle parhaiten tiettyjen ongelmien ratkaisemiseen, sinun on siirryttävä valitsemaan protokolla vuorovaikutukseen tallennusjärjestelmän kanssa ja valitsemaan tallennusjärjestelmässä käytettävät asemat.

Tällä hetkellä SATA- ja SAS-asemia käytetään tietojen tallentamiseen levyryhmiin. Tallennukseen valittavat levyt riippuvat tietyistä tehtävistä. Useita tosiasioita kannattaa huomioida.

SATA II -asemat:

• Saatavilla yksittäisiä levyjä jopa 1 TB
• Pyörimisnopeus 5400-7200 RPM
• I/O-nopeus jopa 2,4 Gbps
• Vikojen välinen aika on noin kaksi kertaa lyhyempi SAS-asemat.
• Vähemmän luotettava kuin SAS-asemat.
• Noin 1,5 kertaa halvempi kuin SAS-levyt.

• Saatavilla yksittäisiä levyjä jopa 450 Gt
• Pyörimisnopeus 7200 (NearLine), 10000 ja 15000 RPM
• I/O-nopeus jopa 3,0 Gbps
• MTBF on kaksi kertaa pidempi kuin SATA II -asemat.
• Luotettavammat asemat.

Tärkeä! Viime vuonna aloitettiin SAS-levyjen teollinen tuotanto, joiden pyörimisnopeus on 7200 rpm (Near-line SAS Drive). Tämä mahdollisti yhdelle levylle tallennetun tiedon määrän kasvattamisen 1 Tt:iin ja levyjen energiankulutuksen pienentämisen nopealla liitännällä. Huolimatta siitä, että tällaisten asemien hinta on verrattavissa SATA II -asemien kustannuksiin, ja luotettavuus ja I/O-nopeus pysyvät SAS-asemien tasolla.

Siksi tällä hetkellä kannattaa todella vakavasti pohtia tiedon tallennusprotokollia, joita aiot käyttää yritystallennuskehyksen puitteissa.

Viime aikoihin asti tärkeimmät protokollat ​​vuorovaikutuksessa tallennusjärjestelmien kanssa olivat FibreChannel ja SCSI. Nyt SCSI on korvattu iSCSI- ja SAS-protokollalla, mikä on laajentanut sen toimintoja. Katsotaanpa alla kunkin protokollan ja vastaavien liitäntöjen etuja ja haittoja tallennusjärjestelmään yhdistämiseksi.

Kuitukanavaprotokolla

Käytännössä nykyaikaisen kuitukanavan (FC) nopeudet ovat 2 Gbit/s (Fiber Channel 2 Gb), 4 Gbit/s (Fiber Channel 4 Gb) full-duplex tai 8 Gbit/sec, eli tämä nopeus tarjotaan samanaikaisesti. molempiin suuntiin. Tällaisilla nopeuksilla yhteysetäisyydet ovat käytännössä rajattomat - "tavanomaisimpien" laitteiden vakio-300 metristä useisiin satoihin tai jopa tuhansiin kilometreihin erikoislaitteita käytettäessä. FC-protokollan tärkein etu on kyky yhdistää useita tallennuslaitteita ja isäntiä (palvelimia) yhdeksi tallennusalueverkoksi (SAN). Samaan aikaan ei ole ongelmaa laitteiden jakamisesta pitkille etäisyyksille, kanavien yhdistämisen mahdollisuus, redundanttien pääsypolkujen mahdollisuus, laitteiden "kuuma kytkeminen" ja suurempi melunsieto. Mutta toisaalta, meillä on korkeat kustannukset ja suuri työvoimaintensiteetti FC:tä käyttävien levyryhmien asentamisesta ja ylläpidosta.

Tärkeä! Kaksi termiä Fibre Channel -protokolla ja Fibre Channel -liitäntä on erotettava toisistaan. Fibre Channel -protokolla voi toimia erilaisilla liitännöillä - sekä valokuituyhteydellä eri modulaatioilla että kupariliitännöillä.

• Joustava tallennustilan skaalautuvuus;
• Mahdollistaa tallennusjärjestelmien luomisen merkittävien etäisyyksien päähän (mutta lyhyempiä kuin iSCSI-protokollan tapauksessa; jossa teoriassa koko globaali IP-verkko voi toimia kantajana.
• Erinomaiset varausmahdollisuudet.

• Ratkaisun korkea hinta;
• Vielä korkeammat kustannukset, kun FC-verkko järjestetään satojen tai tuhansien kilometrien päähän
• Suuri työvoimaintensiteetti toteutuksen ja huollon aikana.

Tärkeä! FC8 Gb/s -protokollan syntymisen lisäksi on odotettavissa FCoE (Fibre Channel over Ethernet) -protokollan syntymistä, mikä mahdollistaa standardien IP-verkkojen käytön FC-pakettien vaihdon järjestämiseen.

iSCSI-protokolla

iSCSI (IP-pohjainen SCSI-kapselointi) antaa käyttäjille mahdollisuuden luoda IP-pohjaisia ​​tallennusverkkoja käyttämällä Ethernet-infrastruktuuria ja RJ45-portteja. Tällä tavalla iSCSI voittaa suoraan liitetyn tallennustilan rajoitukset, mukaan lukien kyvyttömyys jakaa resursseja palvelimien välillä ja kyvyttömyys laajentaa kapasiteettia sulkematta sovelluksia. Tiedonsiirtonopeus per Tämä hetki rajoitettu 1 Gb/s (Gigabit Ethernet), mutta annettu nopeus on riittävä useimpiin keskisuurten yritysten liiketoimintasovelluksiin ja tämän vahvistavat lukuisat testit. On mielenkiintoista, että tärkeänä ei ole niinkään tiedonsiirtonopeus yhdellä kanavalla, vaan RAID-ohjainten toiminta-algoritmit ja kyky koota taulukoita yhdeksi pooliksi, kuten DELL EqualLogicin tapauksessa, kun kolme 1 Gt. portteja käytetään jokaisessa taulukossa, ja kuormituksen tasapainotus tapahtuu yhden ryhmän taulukoiden kesken.

On tärkeää huomata, että iSCSI-protokollaan perustuvat SAN-verkot tarjoavat samat edut kuin Fibre Channel -protokollaa käyttävät SAN-verkot, mutta samalla verkon käyttöönotto- ja hallintamenettelyt yksinkertaistuvat ja tämän tallennusjärjestelmän kustannukset ovat huomattavasti korkeammat. vähennetty.

• Korkea saatavuus;
• Skaalautuvuus;
• Helppo hallinnoida, koska Ethernet-tekniikkaa käytetään;
• Alempi hinta iSCSI-protokollaa käyttävästä SAN:ista kuin FC:stä.
• Helppo integrointi virtualisointiympäristöihin

• Syödä tiettyjä rajoituksia iSCSI-protokollalla varustettujen tallennusjärjestelmien käyttämisestä joidenkin OLAP- ja OLTP-sovellusten kanssa, reaaliaikaisissa järjestelmissä ja työskennellessäsi suuren määrän HD-muotoisten videovirtojen kanssa
• Korkean tason iSCSI-pohjaiset tallennusjärjestelmät sekä FC-protokollalla varustetut tallennusjärjestelmät vaativat nopeiden ja kalliiden Ethernet-kytkimien käyttöä
• On suositeltavaa käyttää joko erityisiä Ethernet-kytkimiä tai VLAN-organisaatiota tietovirtojen erottamiseen. Verkkosuunnittelu on yhtä tärkeä osa hanketta kuin FC-verkkoja kehitettäessä.

Tärkeä! Valmistajat lupaavat pian valmistaa iSCSI-protokollaan perustuvia SAN-verkkoja, jotka tukevat tiedonsiirtonopeuksia jopa 10 Gb/s. Myös DCE (Data Center Ethernet) -protokollan lopullista versiota valmistellaan, DCE-protokollaa tukevien laitteiden massa ilmestyy vuonna 2011.

Käytettävien liitäntöjen näkökulmasta iSCSI-protokolla käyttää 1Gbit/C Ethernet-liitäntöjä, ja ne voivat olla pitkiä matkoja toimittaessa joko kupari- tai kuituoptisia liitäntöjä.

SAS-protokolla

SAS-protokolla ja samanniminen liitäntä on suunniteltu korvaamaan rinnakkainen SCSI ja saavuttamaan suurempi suorituskyky kuin SCSI. Vaikka SAS käyttää sarjaliitäntää perinteisen SCSI:n käyttämän rinnakkaisliittymän sijaan, SCSI-komentoja käytetään edelleen SAS-laitteiden ohjaamiseen. SAS mahdollistaa fyysisen yhteyden muodostamisen tietojoukon ja useiden palvelimien välille lyhyiden etäisyyksien päässä.

• Hyväksyttävä hinta;
• Tallennuksen yhdistämisen helppous – vaikka SAS-pohjaiset tallennusjärjestelmät eivät voi muodostaa yhteyttä niin moneen isäntiin (palvelimiin) kuin FC- tai iSCSI-protokollia käyttävät SAN-kokoonpanot, SAS-protokollaa käytettäessä organisaation lisälaitteiden kanssa ei ole vaikeuksia jaettu tallennustila useille palvelimille.
• SAS-protokolla mahdollistaa suuremman suorituskyvyn käyttämällä 4-kanavaisia ​​yhteyksiä yhdessä rajapinnassa. Jokainen kanava tarjoaa 3 Gb/s, mikä mahdollistaa 12 Gb/s tiedonsiirtonopeuden (tällä hetkellä tämä on suurin nopeus tiedonsiirto tallennusjärjestelmiä varten).

• Rajoitettu ulottuvuus - kaapelin pituus ei saa ylittää 8 metriä. Näin ollen tallennus SAS-protokollan kautta on optimaalinen vain, kun palvelimet ja taulukot sijaitsevat samassa telineessä tai samassa palvelinhuoneessa;
• Yhdistettyjen isäntien (palvelinten) määrä on yleensä rajoitettu useisiin solmuihin.

Tärkeä! Vuonna 2009 SAS-teknologian odotetaan ilmestyvän yhden kanavan yli 6 Gbit/s tiedonsiirtonopeudella, mikä lisää merkittävästi tämän protokollan käytön houkuttelevuutta.

Tallennusyhteysprotokollien vertailu

Alla on yhteenvetotaulukko, jossa verrataan eri protokollien ominaisuuksia vuorovaikutuksessa tallennusjärjestelmien kanssa.

Parametri	Tallennusyhteysprotokollat
Arkkitehtuuri	SCSI-komennot kapseloidaan IP-pakettiin ja lähetetään Ethernetin kautta sarjasiirtona	SCSI-komentojen sarjalähetys	Puhelinverkkoyhteys
Levyryhmän ja solmun (palvelimen tai kytkimen) välinen etäisyys	Vain IP-verkkojen etäisyys rajoittaa.	Enintään 8 metriä laitteiden välillä.	50 000 metriä ilman erikoistuneita toistimia
Skaalautuvuus	Miljoonat laitteet – kun työskentelet IPv6-protokollan yli.	32 laitetta	256 laitetta 16 miljoonaa laitetta, jos käytät FC-SW (kangaskytkimet) -arkkitehtuuria
Esitys	1 Gb/s (suunniteltu kehittää jopa 10 Gb/s)	3 Gb/s käytettäessä 4 porttia, jopa 12 Gb/s (vuonna 2009 jopa 6 Gb/s yhdessä portissa)	Jopa 8 Gb/s
Investointitaso (toteutuskustannukset)	Pieni - Ethernet on käytössä	Keskiverto	Merkittävä

Näin ollen esitellyt ratkaisut jakautuvat ensi silmäyksellä varsin selkeästi sen mukaan, miten ne vastaavat asiakkaan vaatimuksia. Käytännössä kaikki ei kuitenkaan ole niin yksinkertaista; lisätekijöitä ovat budjettirajoitukset, organisaation kehityksen dynamiikka (ja tallennetun tiedon määrän lisäämisen dynamiikka), toimialan erityispiirteet jne.

Yritysten liiketoimintaprosessien riippuvuus IT-sektorista kasvaa jatkuvasti. Nykyään IT-palvelujen jatkuvuuteen kiinnittävät huomiota paitsi suuryritykset, myös keskisuurten ja usein pienten yritysten edustajat.

Yksi vikasietoisuuden varmistamisen keskeisistä elementeistä on tiedontallennusjärjestelmä (DSS) - laite, johon kaikki tiedot on tallennettu keskitetysti. Tallennusjärjestelmälle on ominaista korkea skaalautuvuus, vikasietoisuus ja kyky suorittaa kaikki huoltotoimenpiteet pysäyttämättä laitetta (mukaan lukien komponenttien vaihtaminen). Mutta jopa perusmallin hinta mitataan kymmenissä tuhansissa dollareissa. Esimerkiksi, Fujitsu ETERNUS DX100 12 levyllä Nearline SAS 1 Tb SFF (RAID10 6 Tt) maksaa noin 21 000 USD, mikä on erittäin kallista pienelle yritykselle.

Artikkelissamme ehdotamme harkitsemista vaihtoehtoja budjettivaraston järjestämiseen, joka ei ole suorituskyvyltään ja luotettavuudeltaan huonompi kuin klassisilla järjestelmillä. Sen toteuttamiseksi suosittelemme käyttämään CEPH.

Mikä on CEPH ja miten se toimii?

CEPH– ilmaisiin ohjelmistoihin perustuva tallennus on yhdistelmä useiden palvelimien levytiloja (palvelinten lukumäärää mitataan käytännössä kymmenissä ja sadoissa). CEPH:n avulla voit luoda helposti skaalautuvaa tallennustilaa korkealla suorituskyvyllä ja resurssien redundanssilla. CEPH:ta voidaan käyttää sekä objektimuistina (tiedostojen tallentamiseen) että lohkolaitteena (palvelemaan virtuaalisia kiintolevyjä).

Tallennuksen vikasietoisuus varmistetaan replikoimalla jokainen tietolohko useille palvelimille. Kunkin lohkon samanaikaisesti tallennettujen kopioiden määrää kutsutaan replikointikertoimeksi, oletuksena sen arvo on 2. Tallennuskaavio on esitetty kuvassa 1, kuten näet, tiedot on jaettu lohkoihin, joista jokainen on hajautettu kaksi eri solmua.

Kuva 1 - Tietolohkojen jakautuminen

Jos palvelimet eivät käytä vikasietoisia levyryhmiä, on suositeltavaa käyttää korkeampaa replikointikerrointa luotettavan tiedon tallennuksen varmistamiseksi. Jos jokin palvelimista epäonnistuu, CEPH tallentaa sillä sijaitsevien tietolohkojen (kuva 2) epäkäytettävyyden, odottaa tietty aika(parametri on konfiguroitavissa, oletusarvo on 300 sekuntia), jonka jälkeen se alkaa rekonstruoida puuttuvia tietolohkoja toiseen paikkaan (kuva 3).

Kuva 2 - Yhden solmun vika

Kuva 3 - Redundanssin palauttaminen

Vastaavasti, jos klusteriin lisätään uusi palvelin, tallennus tasapainotetaan uudelleen, jotta kaikkien solmujen levyt täyttyvät tasaisesti. Mekanismia, joka ohjaa tietolohkojen jakeluprosesseja CEPH-klusterissa, kutsutaan CRUSHiksi.

Saadakseen korkea suorituskyky levytilaa CEPH-klustereissa, on suositeltavaa käyttää välimuistin tasoitustoimintoa (monitasoinen välimuisti). Sen tarkoitus on luoda erillinen korkean suorituskyvyn pooli ja käyttää sitä välimuistiin, kun taas päätiedot sijoitetaan halvemmille levyille (kuva 4).

Kuva 4 - Looginen näkymä levyvarannoista

Monitasoinen välimuisti toimii seuraavasti: asiakkaan kirjoituspyynnöt kirjoitetaan nopeimpaan pooliin ja siirretään sitten tallennustasolle. Samoin lukupyynnöt - tiedot, kun niitä käytetään, nousevat välimuistitasolle ja käsitellään. Tiedot pysyvät välimuistitasolla, kunnes ne muuttuvat passiivisiksi tai merkityksettömiksi (kuva 5). On syytä huomata, että välimuisti voidaan määrittää vain luku -muotoiseksi, jolloin kirjoituspyynnöt kirjoitetaan suoraan tallennuspooliin.

Kuva 5 - Käteisrajauksen toimintaperiaate

Katsotaanpa tosielämän skenaarioita CEPH:n käyttämisestä organisaatiossa tietovaraston luomiseen. Pienet ja keskisuuret yritykset, joissa tällä tekniikalla on eniten kysyntää, katsotaan potentiaalisiksi asiakkaiksi. Laskimme 3 skenaariota kuvatun ratkaisun käyttämiseksi:

1. Tuotanto- tai kauppayritys, jonka sisäisen ERP-järjestelmän ja tiedostojen varastoinnin vaatimus on 99,98 % vuodessa, 24/7.
2. Organisaatio, jonka on otettava käyttöön oma yksityinen pilvi liiketoimintatarpeisiinsa.
3. Erittäin budjettiratkaisu Vikasietoisen lohkotietojen tallennuksen järjestämiseen täysin laitteistosta riippumattomalla 99,98 %:n vuosittaisella käytettävyydellä ja edullisella skaalauksella.

Käyttötapaus 1: CEPH-pohjainen tietovarasto

Harkitsemme todellinen esimerkki CEPH:n soveltaminen organisaatiossa. Tarvitsemme esimerkiksi vikasietoisen korkean suorituskyvyn tallennustilaa, jonka kapasiteetti on 6 TB, mutta jopa levyllisen perustallennusjärjestelmän kustannukset ovat n. $21 000 .

Kokoamme CEPH-pohjaisen varastotilan. Suosittelemme käyttämään ratkaisua palvelimina Supermicro Twin(Kuva 6). Tuote koostuu 4 palvelinalustaa yhdessä kotelossa 2 yksikön korkeudella; kaikki laitteen pääkomponentit on kopioitu, mikä varmistaa sen jatkuvan toiminnan. Tehtävämme toteuttamiseksi riittää, että käytät 3 solmua, neljäs on varauksessa tulevaisuutta varten.

Kuva 6 - Supermicro Twin

Määritämme kunkin solmun seuraavasti: 32 Gt RAM-muistia, 4-ytiminen prosessori 2,5 GHz, 4 SATA-levyä, kukin 2 Tt tallennuspoolia varten, yhdistetty 2 RAID1:ksi, 2 taulukkoa SSD-asema välimuistipoolia varten yhdistämme sen myös RAID1:een. Koko projektin kustannukset on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1. CEPH-pohjaisen tallennustilan komponentit

Lisätarvikkeet	Hinta, USD	Määrä	Hinta, USD
	4 999,28	1	4 999,28
	139,28	6	835,68
Prosessori Ivy Bridge-EP 4-ydin 2,5 GHz (LGA2011, 10 Mt, 80 W, 22 nm) alusta	366,00	3	1 098,00
	416,00	12	4 992,00
	641,00	6	3 846,00
KAIKKI YHTEENSÄ			15 770,96

Johtopäätös: Tallennuksen rakentamisen tuloksena saamme 6Tb levyryhmän, jonka kustannukset ovat luokkaa $16 000 , Mitä 25% vähemmän kuin ostaa vähimmäistallennusjärjestelmä, kun taas nykyisellä kapasiteetilla voit käyttää tallennustilaa käyttäviä virtuaalikoneita, mikä säästää lisäpalvelimien ostossa. Pohjimmiltaan tämä on täydellinen ratkaisu.

Palvelimia, joista tallennus on rakennettu, voidaan käyttää paitsi kiintolevyjen tallennusvälineinä myös tallennusvälineinä virtuaalikoneita tai sovelluspalvelimia.

Käyttötapaus 2: Yksityisen pilven rakentaminen

Haasteena on ottaa käyttöön infrastruktuuri yksityisen pilven rakentamiseksi pienin kustannuksin.

Pienenkin pilven rakentaminen, joka koostuu esimerkiksi 3 kantajasta noin $36 000 : 21 000 dollaria – tallennuskustannukset + 5 000 dollaria jokaiselle palvelimelle, jonka kapasiteetti on 50 %.

CEPH:n käyttäminen tallennustilana mahdollistaa tietojenkäsittelyn ja levyresurssien yhdistämisen yhdelle laitteistolle. Eli tallennusjärjestelmiä ei tarvitse ostaa erikseen - suoraan palvelimille asennettuja levyjä käytetään virtuaalikoneiden isännöintiin.

Lyhyt tiedot:
Klassinen pilvirakenne on virtuaalikoneiden klusteri, jonka toiminnan takaa 2 päälaitteistokomponenttia:

1. Laskentaosa (compute) - RAM-muistilla ja prosessoreilla täytetyt palvelimet, joiden resursseja käytetään virtuaalikoneita laskelmia varten
2. Tietojen tallennusjärjestelmä (tallennus) on kiintolevyillä täytetty laite, jolle kaikki tiedot on tallennettu.

Käytämme samoja Supermicro-palvelimia laitteina, mutta asennamme tehokkaammat prosessorit - 8-ytiminen 2,6 GHz:n taajuudella sekä 96 Gt RAM-muistia solmua kohti, koska järjestelmää ei käytetä vain tietojen tallentamiseen, vaan myös virtuaalikoneiden ajamiseen. Otamme joukon levyjä, jotka ovat samanlaisia ​​kuin ensimmäisessä skenaariossa.

Taulukko 2. CEPH-pohjaiset yksityiset pilvikomponentit

Lisätarvikkeet	Hinta, USD	Määrä	Hinta, USD
Supermicro Twin 2027PR-HTR: 4 hot-plugged -järjestelmää (solmua) 2U:n kokoisessa muodossa. Dual socket R (LGA 2011), jopa 512 Gt ECC RDIMM, integroitu IPMI 2.0 KVM:llä ja oma LAN. 6 x 2,5" pikavaihdettavat SATA HDD -paikat. 2000 W:n redundanttivirtalähteet	4 999,28	1	4 999,28
Moduuli Samsungin muisti DDR3 16GB Rekisteröity ECC 1866Mhz 1.5V, Dual Rank	139,28	18	2 507,04
prosessori Intel Xeon E5-2650V2 Ivy Bridge-EP 8-ytiminen 2,6 GHz (LGA2011, 20 Mt, 95 W, 32 nm) alusta	1 416,18	3	4 248,54
Kiintolevy SATA 2TB 2,5" Enterprise Kapasiteetti SATA 6Gb/s 7200rpm 128Mb 512E	416	12	4 992,00
Solid State Drive SSD 2,5"" 400GB DC S3710 Series.	641	6	3 846,00
KAIKKI YHTEENSÄ			20 592,86

Kootulla pilvellä on seuraavat resurssit ottaen huomioon vakauden säilyttäminen, jos ensimmäinen solmu epäonnistuu:

• RAM: 120 GB
• Levytilaa 6000GB
• Fyysiset prosessoriytimet: 16 kpl.

Koottu klusteri pystyy tukemaan noin kymmentä keskikokoista virtuaalikonetta, joilla on seuraavat ominaisuudet: 12 Gt RAM-muistia / 4 prosessoriydintä / 400 Gt levytilaa.

On myös syytä ottaa huomioon, että kaikki 3 palvelinta ovat vain 50% täynnä ja niitä voidaan tarvittaessa täydentää, mikä lisää pilven resurssien määrää 2-kertaiseksi.

Johtopäätös: Kuten näette, olemme saaneet sekä täysimittaisen vikasietoisen virtuaalikoneiden klusterin että redundantin tietotallennustilan - minkään palvelimen vika ei ole kriittinen - järjestelmä jatkaa toimintaansa pysähtymättä, kun taas ratkaisun hinta on noin 1,5 kertaa alhaisempi kuin tallennusjärjestelmien ja yksittäisten palvelimien ostaminen.

Käyttötapaus 3: Erittäin edullisen tietovaraston rakentaminen

Jos budjetti on täysin rajallinen ja yllä kuvattujen laitteiden ostamiseen ei ole rahaa, voit ostaa käytettyjä palvelimia, mutta sinun ei pitäisi säästää levyillä - on erittäin suositeltavaa ostaa uusia.

Suosittelemme harkitsemaan seuraavaa rakennetta: ostettu 4 palvelinsolmua, jokaisessa palvelimessa on 1 SSD-asema välimuistiin ja 3 SATA-asemaa. Supermicro-palvelimia, joissa on 48 Gt RAM-muistia ja 5600-sarjan prosessoreita, voi nyt ostaa noin $800 .

Levyjä ei koota jokaiselle palvelimelle vikasietoisiksi ryhmiksi, vaan ne esitetään erillisenä laitteena. Tässä suhteessa tallennustilan luotettavuuden lisäämiseksi käytämme replikointikerrointa 3. Eli jokaisessa lohkossa on 3 kopiota. Tässä levypeilausarkkitehtuurissa SSD-välimuistia ei tarvita, koska tiedot kopioidaan automaattisesti muihin solmuihin.

Taulukko 3. Varastointikomponentit

Johtopäätös: Tarvittaessa tämä ratkaisu voi käyttää suurempia levyjä tai korvata ne SAS:lla, jos tarvitset maksimi suorituskyky jotta DBMS toimisi. SISÄÄN tässä esimerkissä Tuloksena on 8 TB:n tallennustila erittäin alhaisella hinnalla ja erittäin korkealla vikasietokyvyllä. Yhden teratavun hinta osoittautui 3,8 kertaa halvempi kuin käyttää teollista varastointia 21 000 dollarilla.

Lopputaulukko, johtopäätökset

Kokoonpano	Tallennusjärjestelmä Fujitsu ETERNUS DX100 + 12 Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10)	Tallennusjärjestelmä Fujitsu ETERNUS DX100 + 12 Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10) + Supermicro Twin	Meidän skenaario 1: CEPH-pohjainen tallennus	Skenaario 2: yksityisen pilven rakentaminen	Skenaario 3: erittäin edullisen varastotilan rakentaminen
Hyödyllinen volyymi, GB	6 000	6 000	6 000	6000	8 000
Hinta, USD	21000	36000	15 770	20 592	7 324
Hinta 1 GB, USD	3,5	6	2,63	3,43	0,92
IOP:iden* määrä (70 % luku/30 % kirjoitus, 4K-lohkokoko)	760	760	700	700	675
Tarkoitus	Varastointi	Tallennus + laskenta	Tallennus + laskenta	Tallennus + laskenta	Tallennus + laskenta

*IOP:iden lukumäärä laskettiin luoduille NL SAS -levyryhmille tallennusjärjestelmissä ja SATA-levyille CEPH-tallennustilassa; välimuisti poistettiin käytöstä saatujen arvojen puhtauden varmistamiseksi. Välimuistia käytettäessä IOP:t ovat huomattavasti korkeammat, kunnes välimuisti on täynnä.

Näin ollen voidaan sanoa, että CEPH-klusterin pohjalta voidaan rakentaa luotettavia ja halpoja tietovarastoja. Kuten laskelmat ovat osoittaneet, klusterisolmujen käyttäminen vain varastointiin ei ole kovin tehokasta - ratkaisu on halvempi kuin tallennusjärjestelmien ostaminen, mutta ei paljon - esimerkissämme CEPH:n tallennuskustannukset olivat noin 25 % pienemmät kuin Fujitsu DX100. Todelliset säästöt tuntuvat laskennallisen osan ja varastoinnin yhdistämisessä yhdelle laitteelle - tässä tapauksessa ratkaisun hinta on 1,8 kertaa pienempi kuin rakentaessa klassista rakennetta käyttämällä erillistä tallennustilaa ja erillisiä isäntäkoneita.

EFSOL toteuttaa tämän ratkaisun yksilöllisten vaatimusten mukaisesti. Voimme käyttää olemassa olevia laitteitasi, mikä vähentää entisestään järjestelmän käyttöönoton pääomakustannuksia. Ota yhteyttä, niin tutkimme laitteistosi käytön säilytysjärjestelmien luomisessa.

Yksinkertaisimmassa tapauksessa SAN koostuu tallennusjärjestelmistä, kytkimistä ja palvelimista, jotka on yhdistetty optisilla viestintäkanavilla. Suorien levytallennusjärjestelmien lisäksi voit liittää SAN-verkkoon levykirjastoja, nauhakirjastoja (streamerit), laitteita tietojen tallentamiseksi optisille levyille (CD/DVD ja muut) jne.

Esimerkki erittäin luotettavasta infrastruktuurista, jossa palvelimet ovat yhteydessä samanaikaisesti paikallinen verkko(vasemmalla) ja tallennusverkkoon (oikealla). Tämä malli tarjoaa pääsyn tallennusjärjestelmässä oleviin tietoihin, jos jokin prosessorimoduuli, kytkin tai pääsypolku epäonnistuu.

SAN:n avulla voit tarjota:

• palvelimien ja tietojen tallennusjärjestelmien keskitetty resurssienhallinta;
• uusien levyryhmien ja palvelimien yhdistäminen pysäyttämättä koko tallennusjärjestelmää;
• aiemmin ostettujen laitteiden käyttö uusien tallennuslaitteiden kanssa;
• nopea ja luotettava pääsy suurilla etäisyyksillä palvelimista sijaitseviin tallennuslaitteisiin *ilman merkittäviä suorituskyvyn menetyksiä;
• tietojen varmuuskopiointi- ja palautusprosessin nopeuttaminen - BURA.

Tarina

Verkkoteknologioiden kehitys on johtanut kahden tallennusjärjestelmien verkkoratkaisun syntymiseen - Storage Area Network (SAN) tiedonvaihtoon asiakkaan tukemalla lohkotasolla. tiedostojärjestelmät ja palvelimet tietojen tallentamiseen Network Attached Storage (NAS) -tiedostotasolla. Perinteisten tallennusjärjestelmien erottamiseksi verkkojärjestelmistä ehdotettiin toista retronymiä - Direct Attached Storage (DAS).

Markkinoille ilmestyneet peräkkäiset DAS, SAN ja NAS heijastavat kehittyvää viestintäketjua dataa käyttävien sovellusten ja dataa sisältävän median tavujen välillä. Aikoinaan sovellusohjelmat itse lukivat ja kirjoittivat lohkoja, sitten ajurit ilmestyivät osana käyttöjärjestelmä. Nykyaikaisissa DAS-, SAN- ja NAS-järjestelmissä ketju koostuu kolmesta linkistä: ensimmäinen linkki on RAID-taulukoiden luominen, toinen on metatietojen käsittely, joka mahdollistaa binääritietojen tulkinnan tiedostojen ja tietueiden muodossa, ja kolmas linkki. on palveluja tietojen toimittamiseen sovellukselle. Ne eroavat toisistaan ​​siinä, missä ja miten nämä linkit toteutetaan. DAS:n tapauksessa tallennusjärjestelmä on "paljas"; se tarjoaa vain mahdollisuuden tallentaa ja käyttää tietoja, ja kaikki muu tehdään palvelinpuolella, alkaen liitännöistä ja ohjaimista. SAN:n myötä RAID-tarjonta siirtyy tallennusjärjestelmän puolelle; kaikki muu säilyy ennallaan kuin DAS:n tapauksessa. Mutta NAS eroaa siinä, että metatiedot siirretään myös tallennusjärjestelmään tiedostojen käytön varmistamiseksi; tässä asiakas voi tukea vain datapalveluita.

SAN:n syntyminen tuli mahdolliseksi sen jälkeen, kun Fibre Channel (FC) -protokolla kehitettiin vuonna 1988 ja ANSI hyväksyi sen standardiksi vuonna 1994. Termi Storage Area Network juontaa juurensa vuodelle 1999. Ajan myötä FC väistyi Ethernetille, ja iSCSI-yhteyksillä varustetut IP-SAN-verkot yleistyivät.

Idea verkkoon liitetystä tallennuspalvelimesta (NAS) kuuluu Brian Randallille Newcastlen yliopistosta ja se toteutettiin UNIX-palvelinta käyttävissä koneissa vuonna 1983. Tämä idea oli niin menestyvä, että monet yritykset, kuten Novell, IBM ja Sun, omaksuivat sen, mutta lopulta NetApp ja EMC korvasivat johtajat.

Vuonna 1995 Garth Gibson kehitti NAS:n periaatteet ja loi objektitallennusjärjestelmiä (OBS). Hän aloitti jakamalla kaikki levytoiminnot kahteen ryhmään, joista toinen sisälsi ne, jotka suoritettiin useammin, kuten lukeminen ja kirjoittaminen, ja toinen, jotka suoritettiin harvemmin, kuten toiminnot nimillä. Sitten hän ehdotti toista konttia lohkojen ja tiedostojen lisäksi, joita hän kutsui objektiksi.

OBS:ssä on uudenlainen käyttöliittymä, jota kutsutaan objektipohjaiseksi. Asiakastietopalvelut ovat vuorovaikutuksessa metatietojen kanssa Object API:n avulla. OBS ei vain tallenna tietoja, vaan tukee myös RAID:ia, tallentaa objekteihin liittyviä metatietoja ja tukee objektirajapintaa. DAS ja SAN sekä NAS ja OBS toimivat rinnakkain ajan myötä, mutta jokainen pääsytyyppi sopii paremmin tietyntyyppisille tiedoille ja sovelluksille.

SAN-arkkitehtuuri

Verkkotopologia

SAN on nopea dataverkko, joka on suunniteltu yhdistämään palvelimia tallennuslaitteisiin. Useat SAN-topologiat (pisteestä pisteeseen, välitetty silmukka ja kytkentä) korvaavat perinteiset palvelin-tallennusväyläyhteydet ja tarjoavat niille enemmän joustavuutta, suorituskykyä ja luotettavuutta. SAN-konsepti perustuu mahdollisuuteen yhdistää mikä tahansa palvelin mihin tahansa Fibre Channel -protokollaa käyttävään tiedontallennuslaitteeseen. Kuvissa on esitetty SAN:n solmujen vuorovaikutuksen periaate point-to-point topologioiden tai kytkennän kanssa. Arbitrated Loop SANissa tiedonsiirto tapahtuu peräkkäin solmusta solmuun. Tiedonsiirron aloittamiseksi lähettävä laite käynnistää välitysmenettelyn tiedonsiirtovälineen käyttöoikeudesta (siis topologian nimi - Arbitrated Loop).

SAN:n siirtoperustana on Fibre Channel -protokolla, joka käyttää sekä kupari- että kuituoptisia laiteyhteyksiä.

SAN-komponentit

SAN-komponentit luokitellaan seuraavasti:

• Tietojen tallennusresurssit;
• SAN-infrastruktuurin toteuttavat laitteet;

Isäntäväylän sovittimet

Tallennusresurssit

Tallennusresursseja ovat levyryhmät, nauha-asemat ja Fibre Channel -kirjastot. Tallennusresurssit toteuttavat monet ominaisuuksistaan ​​vain, kun ne sisältyvät SANiin. Joten levyryhmät ylempi luokka voivat replikoida tietoja taulukoiden välillä Fibre Channel -verkkojen kautta, ja nauhakirjastot voivat siirtää tietoja nauhalle suoraan levyryhmistä Fibre Channel -liitännän avulla ohittaen verkon ja palvelimet (palvelinton varmuuskopiointi). Markkinoilla suosituimpia ovat EMC:n, Hitachin, IBM:n, Compaqin (Storage Works -perheen, jonka Compaq peri Digitalilta) levyjärjestelmät ja nauhakirjastojen valmistajista StorageTek, Quantum/ATL ja IBM.

SAN-infrastruktuuria toteuttavat laitteet

SAN-infrastruktuurin toteuttavia laitteita ovat kuitukanavakytkimet (FC-kytkimet), keskittimet (Fibre Channel Hub) ja reitittimet (Fibre Channel-SCSI-reitittimet). Keskittimet yhdistetään Fibre Channel Arbitrated Loop (FC_AL) -tilassa toimivia laitteita. Keskittimien avulla voit kytkeä ja irrottaa laitteita silmukassa pysäyttämättä järjestelmää, koska keskitin sulkee automaattisesti silmukan, jos laite irrotetaan, ja avaa silmukan automaattisesti, jos siihen liitetään uusi laite. Jokaiseen silmukan muutokseen liittyy monimutkainen sen alustusprosessi. Alustusprosessi on monivaiheinen, ja ennen kuin se on valmis, tiedonvaihto silmukassa on mahdotonta.

Kaikki nykyaikaiset SAN-verkot on rakennettu kytkimille, mikä mahdollistaa täyden verkkoyhteyden. Kytkimet eivät voi vain yhdistää Fibre Channel -laitteita, vaan myös rajoittaa laitteiden välistä pääsyä, jota varten kytkimiin luodaan ns. Eri vyöhykkeille sijoitetut laitteet eivät voi kommunikoida keskenään. SAN-verkon porttien määrää voidaan lisätä yhdistämällä kytkimet toisiinsa. Ryhmää toisiinsa kytkettyjä kytkimiä kutsutaan kuitukanavakankaaksi tai yksinkertaisesti kankaaksi. Kytkimien välisiä yhteyksiä kutsutaan nimellä Interswitch Links tai lyhennettynä ISL.

Ohjelmisto

Ohjelmiston avulla voit toteuttaa palvelimen pääsypolkujen redundanssin levyryhmiin ja dynaamisen kuormituksen jakautumisen polkujen välillä. Useimmille levyryhmille on yksinkertainen tapa määrittää, että eri ohjaimien kautta käytettävät portit kuuluvat samalle levylle. Erikoisohjelmisto ylläpitää taulukkoa laitteiden pääsypoluista ja varmistaa, että reitit katkeavat katastrofin sattuessa, yhdistäen dynaamisesti uusia polkuja ja jakaen kuorman niiden välillä. Yleensä levyryhmän valmistajat tarjoavat tämän tyyppisiä erikoisohjelmistoja ryhmilleen. VERITAS Software tuottaa VERITAS Volume Manager -ohjelmistoa, joka on suunniteltu järjestämään loogiset levyasemat fyysisiltä levyiltä ja tarjoamaan redundanssin levyn käyttöpoluille sekä kuormituksen jakautumisen niiden välillä tunnetuimmille levyryhmille.

Käytetyt protokollat

Matalan tason protokollia käytetään tallennusverkoissa:

• Fibre Channel Protocol (FCP), SCSI-siirto kuitukanavan yli. Tällä hetkellä yleisimmin käytetty protokolla. Saatavana vaihtoehdoilla 1 Gbit/s, 2 Gbit/s, 4 Gbit/s, 8 Gbit/s ja 10 Gbit/s.
• iSCSI, SCSI-siirto TCP/IP:n kautta.
• FCoE, FCP/SCSI-siirto puhtaan Ethernetin kautta.
• FCIP ja iFCP, FCP/SCSI:n kapselointi ja siirto IP-paketteihin.
• HyperSCSI, SCSI-siirto Ethernetin kautta.
• FICON-siirto kuitukanavan kautta (käytetään vain keskuskoneissa).
• ATA Ethernetin kautta, ATA-siirto Ethernetin kautta.
• SCSI- ja/tai TCP/IP-siirto InfiniBandin (IB) kautta.

Edut

• Ulkoisissa tallennusjärjestelmissä olevien tietojen korkea luotettavuus. SAN-topologian riippumattomuus käytetyistä tallennusjärjestelmistä ja palvelimista.
• Keskitetty tietojen tallennus (luotettavuus, turvallisuus).
• Kätevä keskitetty kytkentä ja tiedonhallinta.
• Raskaan I/O-liikenteen siirtäminen erilliseen verkkoon – LAN-verkon purkaminen.
• Korkea suorituskyky ja alhainen latenssi.
• SAN-loogisen kudoksen skaalautuvuus ja joustavuus
• SAN:n maantieteellinen koko, toisin kuin klassisessa DAS:ssa, on käytännössä rajoittamaton.
• Mahdollisuus jakaa resursseja nopeasti palvelimien välillä.
• Mahdollisuus rakentaa vikasietoisia klusteriratkaisuja ilman lisäkustannuksia olemassa olevan SAN-verkon perusteella.
• Yksinkertainen varmuuskopiointijärjestelmä - kaikki tiedot ovat yhdessä paikassa.
• Saatavuus lisäominaisuuksia ja palvelut (snapshots, etäreplikointi).
• Korkea SAN-suojaus.

Tallennusjärjestelmien jakaminen tyypillisesti yksinkertaistaa hallintoa ja lisää joustavuutta, koska kaapeleita ja levyryhmiä ei tarvitse fyysisesti kuljettaa ja yhdistää palvelimelta toiselle.

Toinen etu on kyky käynnistää palvelimia suoraan tallennusverkosta. Tällä kokoonpanolla voit nopeasti ja helposti vaihtaa viallisen