Ennen kuin sukellat verkkotekniikkaan varastointi data (SAN), kannattaa päivittää verkkotietosi siirrot tiedot (SPD). SAN-verkoista on tullut eräänlainen erillinen "sivuhaara" verkkoteollisuuden pääkehityspolusta. Oletetaan kuitenkin, että SAN-kytkimillä on sama rooli tallennusverkoissa kuin Ethernet-kytkimet tai IP-reitittimet tavallisessa SPD:ssä. Tällaisia ​​tuotteita valmistavat useat, vaikkakin pääosin tuntemattomat valmistajat (taulukko 1), ja niiden toimivuus ja tekniset ominaisuudet vaihtelevat suuresti. Mier Communicationsin tekemät testit ovat osoittaneet, että neljän johtavan SAN-kytkinvalmistajan uusimmat mallit ovat täysin erilaisia.

Palkinnoimme laitteille voittajan "Blue Ribbon" -palkinnon SilkWorm 2400 ja 2800 yritykset Brocade Communications. Ne ovat täysin plug and play -käyttöisiä ja niillä on testatuista malleista paras suorituskyky.

Tuli toiselle sijalle SANbox 8 ja SANbox 16 HA yritykset QLogic. Yritykset asentaa niitä ja saada ne toimimaan, vaikka onnistuivatkin, vaativat meiltä paljon enemmän vaivaa kuin vastaavat toimenpiteet SilkWorm-kytkimien kanssa, ja näiden mallien suorituskyky osoittautui erittäin keskinkertaiseksi. Arvostamme kuitenkin SANsurferin tarjoamaa hallinnon helppoutta - luokkansa ylivoimaisesti parasta. (Tänä vuonna QLogic osti nämä laitteet valmistaneen Ancorin, ja kytkimet tulivat meille jälkimmäiseltä jo ennen kuin kaikki kaupan muodollisuudet oli selvitetty. Ostoyhtiön edustajat kuitenkin vakuuttivat, että sen asiakkaille tarjotaan tuotteita identtiset "alkuperäisten" kanssa.)

Mallit sijoittuivat kolmannelle sijalle 7100 ja 7200 yritykset Vixel, joissa on kätevä tapa rekisteröityä tapahtumaan, mutta joiden suorituskyky on erittäin heikko. Lopulta laite täydensi listan Kapellix 2000G tuotantoon Gadgoox, jonka suurin haittapuoli on sen kyvyttömyys toimia kytketyssä SAN-verkossa.

Kolme testaajaa - QLogic, Vixel ja Brocade - tarjosivat meille kaksi 8-porttista ja kaksi 16-porttista kytkintä. Yhden toimittajan laitteiden suorituskyky oli lähes sama, mikä antoi meille mahdollisuuden näyttää jokaiselle parille yhteiset arvot suorituskykykaavioissa. Käytimme samaa lähestymistapaa arvioidessaan kriteerejä "Asennuksen helppous", "Hallinta" ja "Toiminta".

Väylä tai matriisi

Kuten mainittiin, kolme yritystä lähetti meille kaksi kopiota kustakin tuotteestaan. Neljä kytkintä on vähimmäismäärä, jonka avulla voit rakentaa kytkentäverkon vaihtoehtoisilla reiteillä ja testata sitten kytkimien kykyä päättää, reititetäänkö liikenne epäonnistuneen yhteyden ympärille.

Gadzoox toimitti Capellix 2000G -laitteen, jonka valmistaja itse asettaa kytkimeksi jaettujen liityntäverkkojen käyttöön. Tämä tarkoittaa, että muita vaihtoehtoja solmujen yhdistämiseksi verkkoon ei tueta. Yleinen väyläverkko - kuten Fibre Channel Arbitrated Loop (FCAL) -tekniikkaa ammattislangissa kutsutaan - on melko vanha lajike verkkoarkkitehtuuri Kuitukanava, jossa verkkosolmut jakavat jaetun siirtovälineen kaistanleveyden.

Sillä välin, jotta useat kytkimet yhdistetään SAN-verkkoon, jokaisen on tuettava kytkettyä (tai SAN-terminologiassa matriisi) yhteyksiä ainakin joidenkin sen porttien osalta. Tietoliikenneanalogian avulla silmukka- ja kudosarkkitehtuurien välistä eroa voidaan verrata kahden Ethernet-verkon eroon, joista toisessa on keskitin ja toisessa kytkin. Kuten tiedetään, ennen kytkentätekniikoiden aktiivista leviämistä paikallisiin Ethernet-verkot he käyttivät jaettua pääsyä siirtovälineeseen, jonka fyysinen suoritusmuoto oli koaksiaalikaapeli tai keskitin.

Puhelinverkkoyhteyksien ja monikytkimien topologioiden tuen puute vaikutti Gadzoox-laitteiden konfigurointi- ja toiminnallisuuskriteerien pisteisiin. Vain yhdellä kytkimellä käyttäjät eivät pysty rakentamaan verkkoa, joka on erittäin luotettava ja pystyy reitittämään tietoja epäonnistuneiden solmujen tai linkkien ympärille. Tallennusverkossa, johon Capellix 2000G on asennettu, on enintään 11 ​​kytkinporttia (vakiokokoonpanossa tässä laitteessa on kahdeksan porttia ja laajennusliitin, joka mahdollistaa kolmiporttisen moduulin asennuksen). Gadzooxin edustajien mukaan yhtiö kehittää parhaillaan kytkinkangasmoduulia, joka asennetaan Capellix 3000 -moduulikytkimeen.

Yleiset ominaisuudet

Monista eroistaan ​​huolimatta SAN-kytkimillä on paljon yhteistä. Erityisesti kaikissa malleissa on Gigabit Interface Converter (GBIC) -moduulit jokaista porttia varten. Tämän ansiosta yksittäisen portin fyysinen liitin on helppo vaihtaa. Näin ollen optisten ja kaapelilinjojen verkkokokoonpanojen testauksessa jouduimme usein vaihtamaan DB-9-liittimillä varustetuista kaapeliporteista optisiin portteihin, jotka toimivat lyhytaaltoalue. Valmistajat tarjoavat tuotteilleen molempia liittimiä sekä useita muita GBIC-moduuleja - esimerkiksi sellaisia, jotka on suunniteltu toimimaan pitkillä aalloilla yksimuotokuidun kanssa. Yritimme vaihtaa muuntajamoduuleja yhdestä mallista muiden yritysten laitteisiin: yhteensopivuuden tai suorituskyvyn kanssa ei ollut ongelmia. Ilmeisesti GBIC-moduulien ja porttien, joissa niitä käytetään, tasolla voimme puhua Plug-and-Play-periaatteen sataprosenttisesta toteutuksesta.

Kaikki kytkimet tukevat 1 Gbps:n tiedonsiirtonopeuksia kaikissa porteissa, vaikka nykyään on jo olemassa eritelmiä, jotka tarjoavat 2 Gbps:n siirtonopeuden kuitukanavakanavien kautta; Joidenkin raporttien mukaan työtä ollaan lisäämässä viimeinen arvo vielä kaksi kertaa.

Jokaisessa kytkimessä on Ethernet-portti pääsyä varten laitteeseen hallinta-asemalta, ja se voi tunnistaa automaattisesti käytettävän siirtonopeuden (10 tai 100 Mbps). Brocaden, Vixelin ja Gadzooxin tuotteissa on konsoliportti; sen kautta kytkin saa tiedon IP-osoitteesta, jota käytetään myöhemmin hallintaan. Mitä tulee QLogic-tuotteeseen, sen IP-osoite on esiasetettu (eli kiinteä), ja tämä saattaa mielestämme olla negatiivisia seurauksia. Kun laite kytketään verkkoon, käyttäjän on valvottava ennalta määritettyä IP-osoitetta, ja se on jatkossa silti korvattava tietylle verkkolle sopivammalla arvolla.

Kaikki laitteet tukevat yhtä hyvin kaavoitus tallennusverkot. SAN:n "kielellä" tämä termi vastaa virtuaalisten lähiverkkojen järjestämistä SPD:ssä, ts. tarkoittaa kytkimeen kytkettyjen yksittäisten porttien ja solmujen loogista ryhmittelyä samalla kun ne erotetaan muista resursseista. SAN-verkoissa vyöhykejakoa käytetään ensisijaisesti liikenteen ohjaamiseen.

Lopuksi kaikki mallit tukevat samoja Fibre Channel -palveluluokkia - kaksi ja kolme. Kolmannen luokan palvelut, jotka vastaavat ei-hyväksyttyä palvelua eivätkä ole yhteyssuuntautuneita, tarjoavat nykyään kuljetusta SAN-verkkojen kautta lähes kaikille liikennemäärille. Toisen luokan palvelut eroavat aiemmista vahvistusten vuoksi; Ne eivät ole vielä saaneet laajaa levitystä. Testauksen aikana tunnistetut SAN-kytkimien edut ja haitat, joita tarkastelemme alla, on esitetty taulukossa. 2.

Konfiguraatioiden vertailu

Brocaden SilkWorm-laitteet saivat korkeimman pistemäärän tästä kriteeristä, koska ne tukevat kaikkia meitä kiinnostavia vaihtoehtoja - kykyä työskennellä erilaisissa verkkotopologioissa, käyttää GBIC-muuntimia, kytkeä konsoli erityiseen porttiin ja pääsy Ethernet-kanavan kautta automaattivaihteiston nopeuden valinta. Lisäksi vain Brocade toimittaa kytkimilleen (sekä 8- että 16-porttiset) redundanttisilla virtalähteillä. QLogic Corporation asentaa vain lisävirtalähteen 16-porttiseen SANbox 16 HA -malliin, ja Gadzoox ja Vixel eivät tarjoa tällaista vaihtoehtoa ollenkaan.

Myös kehyspuskurointi, joka mahdollistaa tietojen väliaikaisen tallennuksen ennen niiden siirtämistä eteenpäin, on kiinnittänyt huomiomme. Se auttaa estämään pakettien katoamisen tai putoamisen odottamattomien tapahtumien tai odottamattomien lähetysolosuhteiden huonontuessa. Ensinnäkin olimme kiinnostuneita yksittäisten porttien puskuritilan määrästä. Kuten käy ilmi, kehyspuskurointi ei yksinkertaisesti ole mahdollista Gadzoox-kytkimellä. SANbox-laitteissa on kahdeksan puskuria jokaista porttia kohti. SilkWorm-kytkimissä on jo 16 puskuria, ja lisäksi käytössä on yhteinen dynaaminen puskuri, josta osia allokoidaan yksittäisille porteille tarpeen mukaan. Lopuksi Vixelin 7200-laitteissa on 32 puskuria porttia kohden.

Toiminnalliset erot tuotteiden välillä eivät olleet niin ilmeisiä. Ainoa merkittävä asia oli kenties kytkimien kyky olla vuorovaikutuksessa muiden yritysten tuotteiden kanssa. Ennen testauksen aloittamista pyysimme valmistajia toimittamaan meille kaikki asiakkaalle tavallisesti tarjotut ja käyttömahdollisuutta kuvaavat asiakirjat tästä tuotteesta verkkoympäristössä, jossa on SAN-kytkimiä, tallennusjärjestelmiä ja väyläadapterit(Host Bus Adapter, HBA; SAN-terminologiassa tämä on verkkoon liitetyille palvelimille asennettujen Fibre Channel -verkkokorttien nimi) eri toimittajilta. Valitettavasti yksikään valmistajista ei voinut ylpeillä kytkimiensä yhteensopivuudesta muiden yritysten tuotteiden kanssa. Brocaden edustajat ilmoittivat suoraan, että yritys ei takaa tällaista vuorovaikutusta, mutta pyrkii varmistamaan SilkWorm-yhteensopivuuden tiettyjen säilytysjärjestelmien ja mallien kanssa. verkkokortit. QLogic, Vixel ja Gadzoox ovat ottaneet kunnianhimoisemman kannan.

Kytke se päälle ja... toimi?

Asennuksen ja käytön helppoutta arvioitaessa olimme kiinnostuneita seuraavista. Kuinka paljon aikaa käyttäjän tulisi käyttää saadakseen tämä tai tuo tuote toimimaan todellisessa verkossa? Mitä liitäntävaihtoehtoja tallennusjärjestelmille ja sovittimille on käytettävissämme? Lisäksi analysoimme matkan varrella esiin tulleita ongelmia.

Kaikki mallit testattiin samoilla QLogicin HBA-korteilla. On vaikea sanoa, missä määrin tämä valinta vaikutti saamiimme suorituskykyarvoihin ja testaamiemme laitteiden yhteentoimivuuteen. Voimme vain todeta, että työ erilaisten SAN-laitteiden yhteensopivuuden varmistamiseksi on vielä kaukana valmiista, joten on mahdollista, että muita sovittimia tai JBOD-levyjärjestelmiä asennettaessa kirjataan erilaisia ​​tuloksia.

Brocaden SilkWorm 2400 ja 2800 kytkimet ovat täysin plug-and-play-kytkimiä ja saavat siksi korkeimmat arvosanat. Niitä seuraa Capellix-malli: vaikka Gadzoox-yhtiö vapautui yhdellä iskulla monikytkinverkkoympäristöjen tukemiseen liittyvistä ongelmista, yksi laite toimi, kuten sanotaan, puoli kierrosta.

Vixelin 7100 ja 7200 mallit ja vähäisemmässä määrin QLogicin SANbox aiheuttivat paljon ongelmia jo asennusvaiheessa. Syntyneiden vaikeuksien alkuperä jäi epäselväksi, ei vain meille, vaan myös ilmeisesti mainittujen yritysten tekniselle tukihenkilökunnalle. Mielestämme syynä on SAN-kytkimien, sovittimien ja tallennusjärjestelmien huono yhteensopivuus.

Ohjaus

QLogicin tuotteet jättivät parhaan vaikutelman. Javalla kirjoitettu ohjaussovellus SANsurferilla on erittäin intuitiivinen verkkokäyttöliittymä ja se toimii melko vakaasti. Automaattisesti luotu topologiakartta näyttää verkon yksittäisten kytkimien väliset yhteydet yksittäisten porttien tasolle asti. Liikenteen intensiteettitasot näkyvät reaaliajassa, ja ohjelma tarjoaa myös tapahtumien kirjaamisen helposti luettavassa muodossa.

Myös Java-pohjainen Brocaden Web Tools -hallintaohjelmisto oli mielestämme varsin luotettava ja tehokas, mutta siitä puuttui QLogic-tuotteen tietosisältö ja osa ominaisuuksista. Web Tools ei rakenna verkkotopologiakaavioita, eikä hallintaliittymän avulla voit määrittää nopeasti fyysisten kytkinporttien tyyppejä. Liikenneparametrien raportointitoiminto ei aiheuttanut erityisiä valituksia, mutta näytön ohjejärjestelmää ei ole, mikä joissain tapauksissa on yksinkertaisesti välttämätöntä.

Vixelin Java-kielellä kirjoitetun SAN InSite 2000 -hallintapaketin kiistaton etu on sen hyvät tapahtumalokityökalut. Tämä ohjelmisto koostuu kuitenkin useista asiakas- ja palvelinmoduuleista, mikä vaikeuttaa sen käyttöä. Työskentelimme SAN InSite 2000 3.0:n uudempien beta-versioiden kanssa ja löysimme siitä enemmän virheitä kuin odotit. Siten yksi porteista tunnistettiin jatkuvasti kaapeliportiksi, jossa oli DB-9-liitin, vaikka se oli optinen. Kerran reaaliaikainen liikenneraportointi yksinkertaisesti pysähtyi, emmekä yrityksistämme huolimatta pystyneet korjaamaan tilannetta. Tuotteella on massaa hyödyllisiä toimintoja ja erinomainen näytön ohjejärjestelmä, mutta sen toimintaan liittyi jatkuvia virheitä.

Gadzooxin Ventana SANtools Java -sovellus oli grafiikan ja toiminnallisuuden suhteen selvästi muita ohjausohjelmia huonompi. Siitä puuttuu esimerkiksi työkaluja liikenneparametrien reaaliaikaiseen seurantaan. Havaitsimme tiettyjä puutteita käyttöliittymän organisoinnissa ja navigointityökaluissa. Gadzoox on toimittanut sovellukseensa näytön ohjejärjestelmän, mutta näyttää unohtaneen hakutyökalut.

Suorituskyky

Ensimmäinen suoritustesti, joka mittasi tiedonsiirron latenssia, sujui yllättävän sujuvasti. Mitä tahansa laitetta testasimmekin, kokonaisviive kuljetettaessa liikennettä useiden kytkimien matriisin kautta oli 10-15 ms. Capellix 2000G -kytkimen tuoma latenssi oli vielä pienempi; On kuitenkin syytä ottaa huomioon, että tässä tapauksessa liikenne kulki vain yhden laitteen kautta.

Mitä tapahtuu, kun kytkintä pommitetaan kirjaimellisesti tietovirroilla? Mittasimme keskimääräisen ajan, jonka seitsemän Windows NT -palvelinta vaativat satunnaisten luku-/kirjoitustoimintojen suorittamiseen 10 Mt:n tietoryhmissä, ja vaihto tehtiin samalla tavalla. levyjärjestelmä kytketty SAN-kytkimien verkon kautta (katso).

Keskimääräinen I/O-aika toimintoa kohti on keskeinen suorituskykymittari, koska se heijastaa SAN:n todellista suorituskykyä raskaan liikenteen olosuhteissa. SilkWormille, Capellix 2000G:lle ja 7100/7200:lle tämä aika osoittautui lähes samaksi (1,515, 1,512 ja 1,536 ms, vastaavasti). SANbox-kytkimellä kesti vähän kauemmin kuljettaa sama tietomäärä - 2,177 ms.

Suorituskyvyn suhteen mittasimme sen enimmäisarvo Fibre Channel -yhteydelle, jonka kautta asemat liitettiin tallennusverkkoon. Otimme käyttöön yhdestä seitsemään Windows NT -palvelinta, pakottamalla ne suorittamaan luku-, kirjoitus- ja sitten näiden toimintojen yhdistelmän, jälleen kommunikoimaan tallennusjärjestelmän kanssa SAN-kytkinkankaan kautta (testattaessa Gadzooxin Capellix 2000G -laitetta, palvelin ja levyasemat oli kytketty samaan kytkimeen).

Kun kirjoitustoiminnot suoritti yksi palvelin, kaikkien kytkimien suoritusnopeus pysyi lähes samana: ne onnistuivat käsittelemään 77,8 - 79,6 MB/s. On selvää, että tällainen pieni hajonta voidaan yksinkertaisesti jättää huomiotta. Sama tulos havaittiin lukuoperaatioissa: keskimääräinen suorituskyky oli 81,6-85,1 MB/s. Kuitenkin heti kun seitsemän palvelinta alkoi suorittaa lukutoimintoja samanaikaisesti, erot tulivat heti ilmi. Capellix 2000G ja Vixel 7100 ja 7200 kytkimet toimivat vastaavasti 95,3 ja 94,3 MB/s nopeuksilla, mikä on hyvin lähellä kuitukanavalinkin maksimikapasiteettia (100 MB/s). Kahden muun laitteen keskimääräinen suorituskyky oli huomattavasti alhaisempi: SANbox-malleilla se oli 88,9 MB/s ja SilkWormilla - 73,9 MB/s.

Kun palvelimet suorittivat levyn kirjoitustoimintoja sekä satunnaisia ​​luku-/kirjoitustoimintoja, SilkWorm-kytkimet osoittivat parhaat keskimääräiset tulokset. Toiseksi sijoittui Capellix 2000G -malli, kolmanneksi Vixelin 7200 ja 7100 laitteet ja viimeiseksi SANbox-kytkimet. On huomattava, että käytännössä käyttäjät kohtaavat jatkuvasti tilannetta, jossa he suorittavat samanaikaisesti useita luku-/kirjoitustoimintoja.

Kahden muun suoritustestin tulokset yllättivät meidät suuresti. Ensin katkaisimme tietoisesti levyalijärjestelmän kytketystä verkosta, joka ei kuljettanut liikennettä, ja palautimme sitten yhteyden. Samat olosuhteet simuloitiin sitten SAN-verkossa, joka käytti useita kytkimiä suurten tietomäärien siirtämiseen useiden palvelimien ja levyjärjestelmän välillä.

Asemien irrottaminen ja kytkeminen ei vaikuttanut SilkWormin ja Capellix 2000G:n toimintaan, mutta Vixel-tuotteet eivät pystyneet vastaamaan riittävästi verkon topologian muutoksiin. Mitä tulee QLogic SANboxiin, toisinaan kytkentämatriisi käsitteli yhteyden katkeamisen oikein, käynnisti uudelleenalustuksen ja loi uusia reittejä, ja joskus se aiheutti virheitä. Korostamme, että ensimmäisen testin aikana tallennusverkossa ei ollut liikennettä.

Capellix 2000G -kytkintä ei voitu testata ohittamaan epäonnistunutta linkkiä raskaan kuormituksen alaisena, koska, kuten todettiin, tuote ei pysty toimimaan kytketyssä ympäristössä, joka koostuu useista laitteista. Kun vaihdetaan maksimiliikennettä seitsemän Windows NT -palvelimen ja levyjärjestelmän välillä, SilkWorm-kytkin jatkoi automaattisesti lähetystä joka kerta; toipumisaika kesti 8-12 s.

SANbox-laitteet ovat myös osoittaneet suurta luotettavuutta vikojen käsittelyssä suuren liikenteen ympäristöissä. Lisäksi niiden arkkitehtuuri mahdollisti kuorman automaattisen uudelleenjakamisen käytettävissä olevien kuljetusreittien kesken kytkentärakenteen poikki, jolloin tiedonsiirron keskeytykset olivat lähes huomaamattomia.

Vixelin kytkimet 7100 ja 7200 jatkoivat varmuudella lähetystä vain pienillä liikennemäärillä ja vain yhdellä palvelimella osallistui vaihtoon. Heti kun käynnistimme testin täydellä teholla (yhdistimme kaikki seitsemän palvelinta verkkoon), tiedonsiirto pysähtyi eikä sitä voitu palauttaa.

Kun otetaan huomioon kaikkien suorituskykytestien tulokset, Brocade Communicationsin SilkWorm 2400 ja 2800 kytkimet tulisi tunnistaa voittajaksi tässä kategoriassa. Toisella sijalla oli Capellix 2000G -malli.

Brocaden laitteista tuli johtavia koko tämän luokan tuotetestien valikoimassa saaden 8,4 pistettä (taulukko 3). Kuten Mier Communicationsin kokemus osoittaa, jos loppupistemäärä 10 pisteen järjestelmässä ylittää 8, tuotetta voidaan turvallisesti suositella kuluttajille. SilkWorm-kytkimet ovat samassa kotelossa.

Edwin Mier on perustaja ja puheenjohtaja ja Kenneth Percy on testausasiantuntija Mier Communicationsille, verkkotuotteiden konsultointi- ja testausyritykselle. Heihin voi ottaa yhteyttä osoitteessa [sähköposti suojattu] Ja [sähköposti suojattu].

Testausmenettely

Laboratorio-SAN-testeissä käytettiin samoja liikennelähteitä (yhdestä seitsemään palvelinta), samoja Fibre Channel -sovittimia (QLogicin malli QLA2200F/33) ja samaa levyjärjestelmää. Tämä yhdistäminen mahdollisti sen, että tarjotun kaistanleveyden erojen ainoa lähde oli SAN-kytkimet.

Kaikki valmistajat Gadzooxia lukuun ottamatta toimittivat meille neljä SAN-kytkintä, jotka liitettiin toisiinsa timantin muotoisella kuviolla. Saimme vain yhden laitteen Gadzooxilta.

Testattujen tuotteiden integroiminen kytkettyyn verkkoon antoi heille mahdollisuuden testata kykyään havaita vikoja ja välittää liikennettä viallisten kytkimien tai InterSwitch Links (ISL) -linkkien ympärillä. Lisäksi analysoimme kunkin tuotteen suorituskykyä ympäristössä, joka ei sisältänyt muita aktiivisia laitteita; tässä tapauksessa kytkin oli ainoa välilinkki palvelimien ja levytallennusjärjestelmän välillä. Testaushetkellä Gadzoox-tuotevalikoimassa ei ollut tuettuja laitteita verkkotopologiat useilla SAN-kytkimillä, joten Capellix 2000G -mallia ei sisällytetty kaikkiin testeihin. On raportoitu, että yritys on jo aloittanut Fabric Switch Module -tuotteen testauksen, mutta sitä ei ole toimitettu meille.

Liikenteen tuottamiseen, ja meidän tapauksessamme sitä edustivat pyynnöt ja luku-/kirjoitustoimintojen tulokset, käytettiin yhdestä seitsemään palvelinta, jotka käyttivät Windows NT 4.0:aa lisäyksineen Service Pack 6a. Kaikkien palvelimien laitteistokokoonpanot olivat identtiset: Pentium III -prosessori kellotaajuudella 500 MHz, 128 MB muistia. Palvelinliitäntäkortteina (tai HBA-sovittimina lyhytaaltoisille kuituoptisille linjoille Fibre Channel) käytettiin kortteja, joissa oli samat optiset liittimet ja sama ajuri. Konsultoimme erityisesti toimittajia sovittimien valinnassa, ja he kaikki tukivat päätöstämme valita QLogicin valmistamat levyt.

Kytkimien toimintaparametrien mittaamiseksi jokaiselle palvelimelle asennettiin Intelin ilmainen IOMeter Version 1999.10.20 -sovellus. Tämä ohjelmisto pystyy luomaan vaaditun verkon kuormituksen (suorittamalla luku- ja kirjoitustoimintoja kiintolevyille), valvomaan suorituskykyä ja luomaan yksityiskohtaisia ​​raportteja mittaustuloksista. Lisäksi IOMeterin käyttö antoi meille mahdollisuuden muuttaa yhdestä palvelimista päälaitteen, joka ohjasi muiden palvelimien konfigurointiparametreja ja niiden suorittamia testitoimenpiteitä. Sama palvelin vastasi testitulosten keräämisestä ja yhdistämisestä.

Tallennusjärjestelmät, joihin palvelimet käyttivät I/O-toimintojen suorittamiseksi, olivat Eurologic XL-400 -tuotteita, joista jokainen sisälsi seitsemän Seagate 18 Gt Cheetah 18LP -kiintolevyä ja niillä oli oma Fibre Channel -liitäntä. Kaksi levyryhmää yhdistettiin kaskadiksi, minkä seurauksena luku-/kirjoitustoimintojen "kohdistettujen kohteiden" kokonaismäärä nousi 14:ään.

Vahvistaaksemme SAN-suorituskykymme ja latenssimittauksemme käytimme Finistarin Gigabit Traffic Analyzeria, joka sisälsi 256 Mt puskureita.

Sujuvuutta mitattaessa yksi palvelin kommunikoi neljän kiintolevyn kanssa, ja liikenne kulki aluksi yhden kytkimen kautta ja sitten useiden laitteiden kytkinrakenteen kautta. Seuraava testi koski seitsemän palvelinta ja 14 asemaa, ja jälleen liikenne välitettiin ensin yhden ja sitten usean kytkimen kautta. Joka kerta IOMeter-sovelluksella aloitimme lukutoiminnot yhteensä 10 megatavua dataa, sitten kirjoitimme saman datamäärän ja lopuksi luku- ja kirjoitusoperaatioita, joiden kesken data jakautui tasaisesti mutta satunnaisessa järjestyksessä.

Jokainen testi toistettiin vähintään kolme kertaa, ja kaikissa tapauksissa kirjasimme yleistä suorituskykyä I/O-toiminnot (eli kuinka monta kertaa 10 Mt:n tiedosto voitiin lukea tai kirjoittaa 1 sekunnissa), kokonaissuorituskyky ja keskimääräinen vasteaika I/O-operaatioille (tämä oli yhtä suuri kuin yhden luku- tai kirjoitusaika keskimäärin toiminta).

Lähetysviiveen mittaamiseksi Gigabit Traffic Analyzer ajoitti palvelimen ensimmäiset kymmenen SCSI-komentoa multiswitch SAN:lle ja vertasi sitten saatuja arvoja samoihin tietoihin, mutta tällä kertaa vastaten näiden komentojen saapumista lähtöön. tallennusverkosta. Ilmeisesti komennon antamisajan ja verkosta poistumisajan välistä eroa, kymmenen komennon keskiarvona laskettuna, voidaan käyttää arviona lähetysviiveestä.

Määrittääksemme verkon palautumisajan vian jälkeen pakotimme yhdellä palvelimista toimivan IOMeter-sovelluksen luomaan jatkuvan satunnaisten pyyntöjen virran 2 kilotavun tietopalojen lukemiseksi peräkkäin neljältä kiintolevyltä. Sitten kun tunnistimme yhden aktiivisista kytkimien välisistä yhteyksistä, rikkoimme sen. Saman testin monimutkaisemmassa versiossa osallistui seitsemän palvelinta, levyjen määrä, joille pyyntöjä lähetettiin, nostettiin 14:ään, levyjä ei käyty syklisessä järjestyksessä, vaan satunnaisesti, ja lisäksi datamäärä lukumäärä kasvoi 10 megatavuun. Molemmissa tapauksissa Finistarin verkkoanalysaattori tallensi tiedonsiirron lopettamisen ja sen palautumisen välisen ajanjakson.

Lopulta saimme useita valmiita vertailutestit SAN-verkon suorituskyvystä, johon sisältyi NT-palvelimien tietojen varmuuskopiointi tallennusverkon kautta. Tällä kertaa kohteena ei ollut kiintolevymatriisi, vaan nauha-asema.

Peruskriteerit

SAN-kytkimien vertaileva analyysi suoritettiin viiden kriteerin mukaan.

Suorituskyky. Toimimme kymmenillä indikaattoreilla ja mittareilla, mukaan lukien lähetysviive, kun liikenne kulki yhden kytkimen tai useita tällaisia ​​laitteita yhdistävän verkon kautta; siirtoreitin muuttamisen nopeus epäonnistuneen kytkimen tai kytkimien välisen yhteyden ohittamiseksi; luku-, kirjoitus- ja satunnaisten luku-/kirjoitusyhdistelmien suorituskyky (tiedot välitettiin kytketyn ympäristön kautta, joka yhdisti yhdestä seitsemään Windows NT -palvelinta), ja lopuksi yleiset toiminnan vakautta kuvaavat parametrit.

Hallinto ja hallinto. Näitä ovat ohjausliittymän (graafinen tai komentorivipohjainen) intuitiivisuus ja tehokkuus, reaaliaikaisten seurantatyökalujen laatu ja tällaisten lisätoimintoja kuten tapahtumien kirjaaminen, varoitukset ja palveluviestit(tallentamalla tiedot asianmukaisiin tiedostoihin) ja luomalla raportteja.

Kokoonpanon asetukset. Testattiin tuki täysin mesh-verkkotopologialle, jossa on useita kytkimiä, erilaisia ​​Fibre Channel -palveluluokkia, erilaisia ​​yhteystyyppejä (kytketty kangas tai jaettu kaistanleveysmedia), yksittäisten porttien kehyspuskurit, porttitiheys, modulaarisuus ja hot-swap-komponentit redundantin virtalähteen läsnäolo, mikä on välttämätön keino lisätä kytkimen vikasietoisuutta.

Toiminnallisuus. Kiinnostuimme esimerkiksi siitä, tuetaanko erilaisia ​​fyysisiä kuitukanavarajapintoja ja useita kytkimien välisiä yhteyksiä (kuormituksen tasapainottamiseen, verkon ohitukseen ja verkon loogiseen strukturointiin tai kaavoitukseen).

Helppo asentaa ja käyttää. He huomioivat erityisesti Plug-and-Play-periaatteen noudattamisen tallennusjärjestelmiä ja palvelimia liitettäessä sekä dokumentaation laatua ja sisältöä, mukaan lukien tiedot tämän laitteen kyvystä olla vuorovaikutuksessa muiden valmistajien tuotteiden kanssa.

Suurin suorituskyky

Kytkimien maksimikapasiteetti arvioitiin seitsemän Windows NT -palvelimen käynnistämille luku- ja kirjoitustoiminnoille yhdellä levyjärjestelmällä. Toteutettaessa sekaoperaatiot luku/kirjoitus, jokainen palvelin oli määritetty vaihtamaan tietoja yhden levyjärjestelmän kanssa SAN-verkon kautta. Tietojen kokonaismäärä, 10 Mt, jakautui tasan luku- ja kirjoitustoimintojen kesken. Testaushetkellä Gadzooxin Capellix 2000G -malli tuki verkkotopologioita vain yhdellä kytkimellä.

Verkotettujen tietokonejärjestelmien ja globaalien yritysratkaisujen monimutkaistuessa päivittäin, maailma alkoi vaatia teknologioita, jotka antaisivat sysäyksen yritysten tiedontallennusjärjestelmien (tallennusjärjestelmien) elvyttämiselle. 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 virallinen määritelmä Storage Network Industry Associationin (SNIA) tulkitsemana:

”Verkko, jonka päätehtävänä on siirtää tietoa tietokonejärjestelmien ja tiedontallennuslaitteiden välillä sekä itse tallennusjärjestelmien välillä. SAN koostuu tietoliikenneinfrastruktuurista, joka tarjoaa fyysisen liitettävyyden ja vastaa myös hallintakerroksesta, joka integroi viestinnän, tallennuksen 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), tiedontallennusverkko.

Tarkastellaan vastaavien tallennusjärjestelmien topologioita ja niiden ominaisuuksia.

SAS

Palvelimeen yhdistetty tallennusjärjestelmä. Kaikille tuttu perinteisellä tavalla tallennusjärjestelmän liittäminen palvelimen nopeaan rajapintaan, yleensä rinnakkais-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;
• alhaiset kustannukset;
• Korkea suorituskyky yhdessä solmussa;
• Alennettu vastausnopeus ladattaessa tallennustilaa palvelevaa palvelinta.

NAS

Verkkoon kytketty tallennusjärjestelmä. Tämä pääsyn järjestämisvaihtoehto ilmestyi suhteellisen äskettäin. Sen tärkein etu on integroinnin helppous lisäjärjestelmä tietojen tallennus olemassa oleviin verkkoihin, mutta se ei sinänsä 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 helppokäyttöisyys;
• 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 pohjalta, mikä antaa tallennusjärjestelmille LAN/WAN-tekniikoiden edut ja mahdollisuuden organisoida vakioalustoja korkean käytettävyyden ja korkean kysynnän intensiivisille 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:n kasvava suosio johtuu kuitukanavasta. 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?

Kanavan tärkeimmät ominaisuudet:

• Matala latenssi
• Suuret nopeudet
• Korkea luotettavuus
• Point-to-point-topologia
• Pienet etäisyydet solmujen välillä
• Alustariippuvuus

ja verkkoliitännät:

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

yhdistetty Fibre Channeliin:

• Suuret nopeudet
• Protokollariippumattomuus (tasot 0-3)
• Pitkät välimatkat
• Matala latenssi
• 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 läpimenoa 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 valmistajien vuorovaikutuksen harmonisoimiseksi. erilaisia ​​komponentteja, ja kaikki tarvittava tehtiin Fibre Channelin siirtämiseksi puhtaasti konseptuaalisesta tekniikasta todelliseksi, joka sai tukea asennuksilla 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 vikojen kannalta kriittisten 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 (Cebit"2000:ssa esiteltiin näytteitä tuotteista, jotka käyttävät uutta Fibre Channel -standardia nopeuksilla 200 MB/s yhtä rengasta kohden, ja laboratorio-olosuhteissa uuden standardin toteutukset toimivat jo 400 MB/s nopeuksilla, mikä on 800 MB/s kaksoisrengasta käytettäessä (artikkelin julkaisuhetkellä useat valmistajat olivat jo alkaneet toimittaa verkkokortteja ja kytkimiä FC 200 MB/s .) Fibre Channel tukee samanaikaisesti useita vakioprotokollat(mukaan lukien TCP/IP ja SCSI-3) käyttämällä yhtä fyysistä tietovälinettä, mikä mahdollisesti yksinkertaistaa verkkoinfrastruktuurin rakentamista, ja tämä tarjoaa myös mahdollisuuden alentaa asennus- ja ylläpitokustannuksia. Erillisten aliverkkojen käyttämisellä LAN/WAN- ja SAN-verkoille on kuitenkin useita etuja, ja sitä suositellaan oletuksena.

Yksi Fibre Channelin tärkeimmistä eduista nopeusparametrien ohella (jotka eivät muuten ole aina tärkeimpiä SAN-käyttäjille ja voidaan toteuttaa muilla teknologioilla) on kyky työskennellä pitkiä matkoja ja joustavuus. topologiasta, joka tuli uuteen standardiin verkkoteknologioista. Siten tallennusverkon topologian rakentamisen käsite perustuu samoihin periaatteisiin kuin perinteisiä verkkoja, perustuu pääsääntöisesti keskittimiin ja kytkimiin, jotka auttavat estämään nopeuden putoamista solmujen määrän kasvaessa ja luovat mahdollisuuksia järjestelmien kätevään organisointiin ilman yhtäkään vikakohtaa.

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 vuoksi SAN on erittäin hyvä tärkeä ominaisuus - kätevä tilaisuus rakentaa vikasietoisia järjestelmiä.

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

Kuva 4. Ei yhtä vikakohtaa.

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

FC:tä käytettäessä katastrofisietoisten järjestelmien rakentaminen muuttuu läpinäkyväksi. Verkkokanavat sekä tallennus- että paikallisverkot voidaan rakentaa optisen kuidun perusteella (jopa 10 km tai enemmän signaalivahvistimia käyttäen) FC:n fyysisenä kantoaaltoina, kun taas käytetään vakiolaitteita, jotka mahdollistavat tällaisten järjestelmien kustannusten huomattavan alentamisen. .

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 seuraavaa: avoimet standardit, Miten:

• 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 mahdollisuutta 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 hallinnassa on erittäin tärkeää, että verkon avainelementit tukevat hot swap ja asennus dynaamisilla konfigurointiominaisuuksilla. Joten järjestelmänvalvoja voi lisätä tämän tai toisen komponentin tai vaihtaa sen sammuttamatta järjestelmää. Ja koko tämä integraatioprosessi voidaan näyttää visuaalisesti graafisessa SAN-hallintajärjestelmässä.

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.

Näin ollen tallennusverkkojen käyttö tuo ratkaisun varmuuskopiointi- ja palautusongelmaan uusi taso ja tarjoaa mahdollisuuden tehdä varmuuskopioita useita kertoja nopeammin kuin ennen kuormittamatta paikallista verkkoa ja palvelimia tietojen varmuuskopiointityöllä.

Palvelimen klusterointi

Yksi tyypillisistä tehtävistä, joihin SANia käytetään tehokkaasti, on palvelinklusterointi. Koska yksi tärkeimmistä kohdista nopean liikenteen järjestämisessä klusterijärjestelmät, jotka toimivat tietojen kanssa - tämä on pääsy tallennustilaan, sitten SAN:n myötä monisolmuklusterien rakentaminen laitteistotasolla ratkaistaan ​​yksinkertaisesti lisäämällä SAN-verkkoon yhdistetty palvelin (tämä voidaan tehdä edes sammuttamatta järjestelmä, 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 neljän prosessorin palvelimen. Xeon prosessorit, ja hinta on sama."

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 kestää muutaman minuutin ja yleistä työtä tulee olemaan erittäin vaikea työskennellä hänen parissaan. 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, yksinkertainen yhteys asemalta 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. 100 MB/s (200 MB/s full duplex) siirtonopeuden saavuttamiseksi monimuotokuitua käyttämällä 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 kytkemiseen käytetään DB-9- tai HSSD-liittimiä. HSSD:tä pidetään luotettavampana, mutta DB-9:ää käytetään yhtä usein, koska se on yksinkertaisempi ja halvempi. Tavallinen (yleisin) liitin optiset kaapelit on SC-liitin, se tarjoaa laadukkaan ja selkeän liitännän. Tavallisiin yhteyksiin käytetään monimuotoisia SC-liittimiä ja etäyhteyksissä yksimuotoliittimiä. Moniporttisissa sovittimissa käytetään mikroliittimiä.

Yleisimmät FC-sovittimet PCI 64-bittiselle väylälle. Myös monia FC-sovittimia valmistetaan S-BUS-väylälle MCA-, EISA-, GIO-, HIO-, PMC- ja Compact PCI -sovittimia valmistetaan erikoiskäyttöön. Suosituimmat ovat yksiporttisia kortteja, joita on kaksi- ja neliporttisia. PCI-sovittimet käyttävät yleensä 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. Tässä on ymmärtääksesi erot vertailutaulukko QLogicin valmistamat adapterit.

Kuitukanavan isäntäväyläsovittimen perhekaavio
SANblade	64-bittinen	FCAL Publ. Pvt Loop	FL-portti	Luokka 3	F Portti	Luokka 2	Point to Point	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) saavuttamiseksi optimaalinen suhde hinta/suorituskyky. 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 Levy (SSD) tai kirjastot päällä magneettinauhat. 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 SAN-valmistajien komponenttien toteuttamisen ominaisuuksiin ja ohjelmistojen hallintatyökaluihin, koska ilman niitä Storage Area Network on vain joukko elementtejä tallennusjärjestelmien vaihtamiseen, jotka eivät tuota saat kaikki tallennusverkon käyttöönoton edut.

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 määrä keski- ja huippuluokan palvelimia tulee valmiiksi asennetulla Fibre Channel -liittymällä (tämä trendi näkyy jo tänään), ja vain rinnakkais-SCSI-liitäntää käytetään sisäisiin levyyhteyksiin. palvelimissa. Jo nykyään tallennusjärjestelmiä rakennettaessa ja keski- ja korkean tason palvelimia ostettaessa kannattaa kiinnittää huomiota tähän lupaava tekniikka, varsinkin kun nykyään se mahdollistaa useiden tehtävien toteuttamisen paljon halvemmalla kuin erikoisratkaisuilla. Lisäksi, jos sijoitat SAN-teknologiaan tänään, et menetä investointiasi huomenna, koska Fibre Channelin ominaisuudet luovat loistavat mahdollisuudet sijoituksesi tulevaan käyttöön tänään.

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 tallennusalueverkkoteknologiaan edistyneenä teknologiana tallennusjärjestelmien rakentamisessa ja tiedonsaannin järjestämisessä.

Yksinkertaisimmassa tapauksessa SAN koostuu tallennusjärjestelmistä, kytkimistä ja palvelimista, jotka on yhdistetty optisilla viestintäkanavilla. Suoran 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 käyttöjärjestelmää. 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 pysyy samana kuin DAS:n tapauksessa. Mutta NAS eroaa siitä, että metatiedot siirretään myös tallennusjärjestelmään tiedostojen pääsyn varmistamiseksi tässä asiakas voi tukea vain datapalveluita.

SAN:n syntyminen tuli mahdolliseksi sen jälkeen, kun se kehitettiin vuonna 1988 Kuituprotokolla Kanava (FC) ja ANSI:n hyväksymä standardi vuonna 1994. Termi Storage Area Network juontaa juurensa vuodelle 1999. Ajan myötä FC väistyi Ethernetille, ja iSCSI-yhteyksillä varustetut IP-SAN-verkot yleistyivät.

Idea verkkopalvelin NAS-tallennustila kuuluu Brian Randallille Newcastlen yliopistosta ja se toteutettiin UNIX-palvelinkoneilla 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. Siten huippuluokan levyryhmät voivat replikoida tietoja taulukoiden välillä kuitukanavaverkkojen kautta, ja nauhakirjastot voivat siirtää tietoja nauhalle suoraan levymatriisista 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 Fibre Channel -kytkimet (FC-kytkimet), keskittimet (Fibre Channel Hub) ja reitittimet (Fibre Channel-SCSI -reitittimiä käytetään yhdistämään 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

• Korkea luotettavuus pääsyssä sijaitseviin tietoihin ulkoiset järjestelmät varastointi 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.
• Kyky rakentaa vikasietoinen klusteriratkaisut 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 melkoisesti 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

Tietämyksen osalta SAN kohtasi tietyn esteen - perustietojen saavuttamattomuuden. Muiden kohtaamiesi infrastruktuurituotteiden opiskelu on helpompaa - ohjelmistosta on kokeiluversioita, mahdollisuus asentaa ne virtuaalikoneeseen, aiheesta löytyy joukko oppikirjoja, viiteoppaita ja blogeja. Cisco ja Microsoft tuottavat erittäin laadukkaita oppikirjoja, MS on ainakin siivonnut helvetin ullakkonsa nimeltä technet, VMwarestakin löytyy kirja, vaikkakin vain yksi (ja jopa venäjäksi!), ja tehokkuudella noin 100%. Jo itse tiedontallennuslaitteilta saa tietoa seminaareista, markkinointitapahtumista ja asiakirjoista, foorumeista. Varastoverkossa on hiljaisuus ja kuolleet seisovat viikateillä. Löysin kaksi oppikirjaa, mutta en uskaltanut ostaa niitä. Tämä on "Storage Area Networks For Dummies" (sellainenkin on, käy ilmi. Erittäin utelias englanninkieliset "dummyt" kohdeyleisössä ilmeisesti) puolentoista tuhannen ruplan hintaan ja "Distributed Storage Networks: Architecture, Protokollat ​​ja hallinta" - näyttää luotettavammalta, mutta 8200 ruplaa 40% alennuksella. Tämän kirjan lisäksi Ozon suosittelee myös kirjaa "The Art of Bricklaying".

En tiedä mitä neuvoa henkilölle, joka päättää oppia ainakin teorian tietotallennusverkon järjestämisestä tyhjästä. Kuten käytäntö on osoittanut, jopa kalliit kurssit voivat tuottaa nollatuloksia. SAN:iin liittyvät ihmiset jaetaan kolmeen luokkaan: ne, jotka eivät tiedä mitä se on, ne, jotka tietävät, että tällainen ilmiö yksinkertaisesti on olemassa, ja ne, jotka kysyttäessä "miksi tehdä kaksi tai useampi tehdasta tallennusverkkoon" katsovat. niin hämmentyneenä, ikään kuin heiltä kysyttäisiin jotain "miksi neliö tarvitsee neljä kulmaa?"

Yritän täyttää puuttuvani aukon - kuvaile pohjaa ja kuvaile sitä yksinkertaisesti. Harkitsen SAN-verkkoa, joka perustuu sen klassiseen protokollaan - Fibre Channeliin.

Joten, SAN - Tallennusalueverkko- suunniteltu yhdistämään palvelimen levytilaa erityisesti omistetulle levytallennustilalle. Tärkeintä on, että tällä tavalla levyresursseja käytetään taloudellisemmin, niitä on helpompi hallita ja niiden suorituskyky on parempi. Ja virtualisoinnin ja klusteroinnin kysymyksissä, kun useat palvelimet tarvitsevat pääsyn yhdelle levytilalle, tällaiset tiedontallennusjärjestelmät ovat yleensä korvaamattomia.

Muuten, venäjänkielisen käännöksen vuoksi SAN-terminologioissa syntyy hämmennystä. SAN tarkoittaa käännöksessä "tietojen tallennusverkkoa" - tallennusjärjestelmää. Kuitenkin perinteisesti Venäjällä tallennusjärjestelmät tarkoittavat termiä "tietojen tallennusjärjestelmä", eli levyryhmä (Tallennustila), joka puolestaan ​​koostuu ohjauslohkosta ( Tallennusprosessori, tallennusohjain) ja levyhyllyt ( Levykotelo). Alkuperäisessä kappaleessa Storage Array on kuitenkin vain osa SAN:ta, vaikkakin joskus merkittävin. Venäjällä saadaan, että tallennusjärjestelmä (data storage system) on osa tallennusverkkoa (data storage network). Siksi tallennuslaitteita kutsutaan yleensä tallennusjärjestelmiksi, ja tallennusverkko on SAN (ja sekoitetaan "aurinkoon", mutta nämä ovat pieniä).

Komponentit ja ehdot

Teknisesti SAN koostuu seuraavista komponenteista:

1. Solmut, solmut

• Levyryhmät (tietojen tallennusjärjestelmät) - tallennus (kohteet)
• Palvelimet ovat levyresurssien käyttäjiä (käynnistäjiä).

2. Verkkoinfrastruktuuri

• Kytkimet (ja reitittimet monimutkaisissa ja hajautetuissa järjestelmissä)
• Kaapelit

Erikoisuudet

Menemättä liian yksityiskohtiin, FC-protokolla on samanlainen kuin Ethernet-protokolla, jossa on WWN-osoitteet MAC-osoitteiden sijaan. Vain kahden sijasta Ethernet-tasot on viisi (joista neljättä ei ole vielä määritelty, ja viides on kartoitus FC-kuljetuksen ja tämän FC:n kautta lähetettyjen korkean tason protokollien välillä - SCSI-3, IP). Lisäksi FC-kytkimet käyttävät erikoistuneet palvelut, jonka analogit IP-verkkoihin sijaitsevat yleensä palvelimilla. Esimerkiksi: Domain Address Manager (vastaa Domain ID:n määrittämisestä kytkimille), Name Server (tallentaa tietoja yhdistetyistä laitteista, eräänlainen WINS-analogi kytkimessä) jne.

SAN-verkon tärkeimmät parametrit eivät ole vain suorituskyky, vaan myös luotettavuus. Loppujen lopuksi, jos tietokantapalvelin menettää verkkonsa pariksi sekunniksi (tai jopa minuutiksi), se on epämiellyttävää, mutta voit selviytyä. Ja jos samaan aikaan kiintolevy tietokannan tai käyttöjärjestelmän kanssa putoaa, vaikutus on paljon vakavampi. Siksi kaikki SAN:n komponentit ovat yleensä monistettuja - tallennuslaitteiden ja palvelimien portit, kytkimet, kytkimien väliset linkit ja SAN:n keskeinen ominaisuus verrattuna lähiverkkoon - päällekkäisyys verkkolaitteiden koko infrastruktuurin tasolla - kangas.

Tehdas (kangas- joka itse asiassa käännetään englannista tekstiksi kangas, koska... termi symboloi verkon ja päätelaitteiden kietoutunutta kytkentäkaaviota, mutta termi on jo perustettu) - joukko kytkimiä, jotka on kytketty toisiinsa kytkimien välisillä linkeillä ( ISL - InterSwitch Link).

Erittäin luotettavat SAN-verkot sisältävät välttämättä kaksi (ja joskus useampia) kudoksia, koska itse kudos on yksi vikakohta. Ne, jotka ovat koskaan havainneet verkon soittoäänen tai näppäimen näppärän liikkeen seurauksia, jotka saattavat ytimen tai jakelukytkimen koomaan epäonnistuneen laiteohjelmiston tai komennon kanssa, ymmärtävät mistä puhumme.

Tehtailla voi olla identtinen (peili)topologia tai ne voivat olla erilaisia. Esimerkiksi yksi tehdas voi koostua neljä kytkintä, ja toinen on yhdestä, ja siihen voidaan yhdistää vain erittäin kriittisiä solmuja.

Topologia

Seuraavat tehdastopologiat erotetaan:

Kaskadi- kytkimet on kytketty sarjaan. Jos niitä on enemmän kuin kaksi, se on epäluotettava ja tuottamaton.

Rengas- suljettu kaskadi. Se on luotettavampi kuin yksinkertainen kaskadi, vaikka suurella osallistujamäärällä (yli 4) suorituskyky kärsii. Ja yksittäinen ISL:n tai yhden kytkimen vika muuttaa piirin kaskadiksi kaikilla seurauksilla.

verkko). Tapahtuu Full Mesh- kun jokainen kytkin kytkeytyy kuhunkin. Ominaista korkea luotettavuus, suorituskyky ja hinta. Kytkimien väliseen tietoliikenteeseen tarvittavien porttien määrä kasvaa eksponentiaalisesti, kun piiriin lisätään jokainen uusi kytkin. Tietyllä kokoonpanolla solmuille ei yksinkertaisesti jää enää portteja - kaikki ovat ISL:n käytössä. Osittainen verkko- mikä tahansa kaoottinen kytkimien yhdistäminen.

Keskus/reuna (ydin/reuna)- lähellä klassista LAN-topologiaa, mutta ilman jakelukerrosta. Usein tallennustila on yhdistetty Core-kytkimiin ja palvelimet Edgeen. Vaikka ylimääräinen Edge-kytkimien kerros (taso) voidaan varata tallennusta varten. Lisäksi sekä tallennustila että palvelimet voidaan yhdistää yhteen kytkimeen suorituskyvyn parantamiseksi ja vasteajan lyhentämiseksi (tätä kutsutaan lokalisoinniksi). Tälle topologialle on ominaista hyvä skaalautuvuus ja hallittavuus.

Vyöhykejako (aluejako, kaavoitus)

Toinen ominaisuus SAN-tekniikkaa. Tämä on aloitteentekijä-kohde-parien määritelmä. Eli mitkä palvelimet voivat päästä mihinkin levyresursseihin, jotta ei käy ilmi, että kaikki palvelimet näkevät kaikki mahdolliset levyt. Tämä saavutetaan seuraavasti:

• valitut parit lisätään kytkimeen aiemmin luotuihin vyöhykkeisiin;
• vyöhykkeet sijoitetaan siellä luotuihin vyöhykesarjoihin (zone set, zone config);
• vyöhykesarjat aktivoituvat kankaassa.

Mielestäni se riittää SAN-aiheeseen liittyvää ensimmäistä viestiä varten. Pahoittelen monipuolisia kuvia - minulla ei ole vielä mahdollisuutta piirtää niitä itse töissä, eikä minulla ole aikaa kotona. Ajatuksena oli piirtää se paperille ja ottaa valokuva, mutta päätin, että se oli parempi näin.

Lopuksi, jälkikirjoituksena, listaan SAN-kankaiden suunnittelun perusohjeet.

• Suunnittele rakenne siten, että kahden päätelaitteen välillä ei ole enempää kuin kolme kytkintä.
• On toivottavaa, että tehdas koostuu enintään 31 kytkimestä.
• Domain ID kannattaa asettaa manuaalisesti ennen uuden kytkimen tuomista kankaaseen - se parantaa hallittavuutta ja auttaa välttämään saman Domain ID:n ongelmat esimerkiksi tapauksissa, joissa kytkin kytketään uudelleen kankaasta toiseen.
• Jokaisen tallennuslaitteen ja aloittajan välillä on useita vastaavia reittejä.
• Jos suorituskykyvaatimukset ovat epävarmoja, valitse Nx-porttien (päätelaitteiden) ja ISL-porttien lukumäärän suhteesta 6:1 (EMC-suositus) tai 7:1 (Brocade-suositus). Tätä suhdetta kutsutaan ylitilaukseksi.
• Kaavoitussuositukset:
  - käyttää vyöhykkeiden ja vyöhykeryhmien informatiivisia nimiä;
  - käytä WWPN-vyöhykejakoa porttipohjaisen sijaan (perustuu laiteosoitteisiin, ei tietyn kytkimen fyysisiin portteihin);
  - jokainen vyöhyke - yksi initiaattori;
  - puhdista tehdas "kuolleilta" alueilta.
• Varaa vapaita portteja ja kaapeleita.
• Varaa varusteita (kytkimiä). Työmaatasolla - välttämättä, ehkä tehdastasolla.

Tietämyksen osalta SAN kohtasi tietyn esteen - perustietojen saavuttamattomuuden. Muiden kohtaamiesi infrastruktuurituotteiden opiskelu on helpompaa - ohjelmistosta on kokeiluversioita, mahdollisuus asentaa ne virtuaalikoneeseen, aiheesta löytyy joukko oppikirjoja, viiteoppaita ja blogeja. Cisco ja Microsoft tuottavat erittäin laadukkaita oppikirjoja, MS on ainakin siivonnut helvetin ullakkonsa nimeltä technet, VMwarestakin löytyy kirja, vaikkakin vain yksi (ja jopa venäjäksi!), ja tehokkuudella noin 100%. Jo itse tiedontallennuslaitteilta saa tietoa seminaareista, markkinointitapahtumista ja asiakirjoista, foorumeista. Varastoverkossa on hiljaisuus ja kuolleet seisovat viikateillä. Löysin kaksi oppikirjaa, mutta en uskaltanut ostaa niitä. Tämä on "Storage Area Networks For Dummies" (sellainenkin on, käy ilmi. Erittäin utelias englanninkieliset "dummyt" kohdeyleisössä ilmeisesti) puolentoista tuhannen ruplan hintaan ja "Distributed Storage Networks: Architecture, Protokollat ​​ja hallinta" - näyttää luotettavammalta, mutta 8200 ruplaa 40% alennuksella. Tämän kirjan lisäksi Ozon suosittelee myös kirjaa "The Art of Bricklaying".

En tiedä mitä neuvoa henkilölle, joka päättää oppia ainakin teorian tietotallennusverkon järjestämisestä tyhjästä. Kuten käytäntö on osoittanut, jopa kalliit kurssit voivat tuottaa nollatuloksia. SAN:iin liittyvät ihmiset jaetaan kolmeen luokkaan: ne, jotka eivät tiedä mitä se on, ne, jotka tietävät, että tällainen ilmiö yksinkertaisesti on olemassa, ja ne, jotka kysyttäessä "miksi tehdä kaksi tai useampi tehdasta tallennusverkkoon" katsovat. niin hämmentyneenä, ikään kuin heiltä kysyttäisiin jotain "miksi neliö tarvitsee neljä kulmaa?"

Yritän täyttää puuttuvani aukon - kuvaile pohjaa ja kuvaile sitä yksinkertaisesti. Harkitsen SAN-verkkoa, joka perustuu sen klassiseen protokollaan - Fibre Channeliin.

Joten, SAN - Tallennusalueverkko- suunniteltu yhdistämään palvelimen levytilaa erityisesti omistetulle levytallennustilalle. Tärkeintä on, että tällä tavalla levyresursseja käytetään taloudellisemmin, niitä on helpompi hallita ja niiden suorituskyky on parempi. Ja virtualisoinnin ja klusteroinnin kysymyksissä, kun useat palvelimet tarvitsevat pääsyn yhdelle levytilalle, tällaiset tiedontallennusjärjestelmät ovat yleensä korvaamattomia.

Muuten, venäjänkielisen käännöksen vuoksi SAN-terminologioissa syntyy hämmennystä. SAN tarkoittaa käännöksessä "tietojen tallennusverkkoa" - tallennusjärjestelmää. Klassisesti Venäjällä tallennus tarkoittaa kuitenkin termiä "tietojen tallennusjärjestelmä", eli levyryhmää ( Tallennustila), joka puolestaan ​​koostuu ohjauslohkosta ( Tallennusprosessori, tallennusohjain) ja levyhyllyt ( Levykotelo). Alkuperäisessä kappaleessa Storage Array on kuitenkin vain osa SAN:ta, vaikkakin joskus merkittävin. Venäjällä saadaan, että tallennusjärjestelmä (data storage system) on osa tallennusverkkoa (data storage network). Siksi tallennuslaitteita kutsutaan yleensä tallennusjärjestelmiksi, ja tallennusverkko on SAN (ja sekoitetaan "aurinkoon", mutta nämä ovat pieniä).

Komponentit ja ehdot

Teknisesti SAN koostuu seuraavista komponenteista:

1. Solmut, solmut

• Levyryhmät (tietojen tallennusjärjestelmät) - tallennus (kohteet)
• Palvelimet ovat levyresurssien käyttäjiä (käynnistäjiä).

2. Verkkoinfrastruktuuri

• Kytkimet (ja reitittimet monimutkaisissa ja hajautetuissa järjestelmissä)
• Kaapelit

Erikoisuudet

Menemättä liian yksityiskohtiin, FC-protokolla on samanlainen kuin Ethernet-protokolla, jossa on WWN-osoitteet MAC-osoitteiden sijaan. Vain kahden tason sijasta Ethernetissä on viisi (joista neljättä ei ole vielä määritelty, ja viides on FC-kuljetuksen ja tämän FC:n kautta lähetettyjen korkean tason protokollien välinen kartoitus - SCSI-3, IP). Lisäksi FC-kytkimet käyttävät erikoispalveluja, joiden analogit IP-verkkoihin isännöidään yleensä palvelimilla. Esimerkiksi: Domain Address Manager (vastaa Domain ID:n määrittämisestä kytkimille), Name Server (tallentaa tietoja yhdistetyistä laitteista, eräänlainen WINS-analogi kytkimessä) jne.

SAN-verkon tärkeimmät parametrit eivät ole vain suorituskyky, vaan myös luotettavuus. Loppujen lopuksi, jos tietokantapalvelin menettää verkkonsa pariksi sekunniksi (tai jopa minuutiksi), se on epämiellyttävää, mutta voit selviytyä. Ja jos samaan aikaan kiintolevy tietokannan tai käyttöjärjestelmän kanssa putoaa, vaikutus on paljon vakavampi. Siksi kaikki SAN:n komponentit ovat yleensä monistettuja - tallennuslaitteiden ja palvelimien portit, kytkimet, kytkimien väliset linkit ja SAN:n keskeinen ominaisuus verrattuna lähiverkkoon - päällekkäisyys verkkolaitteiden koko infrastruktuurin tasolla - kangas.

Tehdas (kangas- joka itse asiassa käännetään englannista tekstiksi kangas, koska... termi symboloi verkon ja päätelaitteiden kietoutunutta kytkentäkaaviota, mutta termi on jo perustettu) - joukko kytkimiä, jotka on kytketty toisiinsa kytkimien välisillä linkeillä ( ISL - InterSwitch Link).

Erittäin luotettavat SAN-verkot sisältävät välttämättä kaksi (ja joskus useampia) kudoksia, koska itse kudos on yksi vikakohta. Ne, jotka ovat koskaan havainneet verkon soittoäänen tai näppäimen näppärän liikkeen seurauksia, jotka saattavat ytimen tai jakelukytkimen koomaan epäonnistuneen laiteohjelmiston tai komennon kanssa, ymmärtävät mistä puhumme.

Tehtailla voi olla identtinen (peili)topologia tai ne voivat olla erilaisia. Esimerkiksi yksi kudos voi koostua neljästä kytkimestä ja toinen yhdestä, ja siihen voidaan liittää vain erittäin kriittisiä solmuja.

Topologia

Seuraavat tehdastopologiat erotetaan:

Kaskadi- kytkimet on kytketty sarjaan. Jos niitä on enemmän kuin kaksi, se on epäluotettava ja tuottamaton.

Rengas- suljettu kaskadi. Se on luotettavampi kuin yksinkertainen kaskadi, vaikka suurella osallistujamäärällä (yli 4) suorituskyky kärsii. Ja yksittäinen ISL:n tai yhden kytkimen vika muuttaa piirin kaskadiksi kaikilla seurauksilla.

verkko). Tapahtuu Full Mesh- kun jokainen kytkin kytkeytyy kuhunkin. Ominaista korkea luotettavuus, suorituskyky ja hinta. Kytkimien väliseen tietoliikenteeseen tarvittavien porttien määrä kasvaa eksponentiaalisesti, kun piiriin lisätään jokainen uusi kytkin. Tietyllä kokoonpanolla solmuille ei yksinkertaisesti jää enää portteja - kaikki ovat ISL:n käytössä. Osittainen verkko- mikä tahansa kaoottinen kytkimien yhdistäminen.

Keskus/reuna (ydin/reuna)- lähellä klassista LAN-topologiaa, mutta ilman jakelukerrosta. Usein tallennustila on yhdistetty Core-kytkimiin ja palvelimet Edgeen. Vaikka ylimääräinen Edge-kytkimien kerros (taso) voidaan varata tallennusta varten. Lisäksi sekä tallennustila että palvelimet voidaan yhdistää yhteen kytkimeen suorituskyvyn parantamiseksi ja vasteajan lyhentämiseksi (tätä kutsutaan lokalisoinniksi). Tälle topologialle on ominaista hyvä skaalautuvuus ja hallittavuus.

Vyöhykejako (aluejako, kaavoitus)

Toinen SAN:lle tyypillinen tekniikka. Tämä on aloittaja-kohde-parien määritelmä. Eli mitkä palvelimet voivat päästä mihinkin levyresursseihin, jotta ei käy ilmi, että kaikki palvelimet näkevät kaikki mahdolliset levyt. Tämä saavutetaan seuraavasti:

• valitut parit lisätään kytkimeen aiemmin luotuihin vyöhykkeisiin;
• vyöhykkeet sijoitetaan siellä luotuihin vyöhykesarjoihin (zone set, zone config);
• vyöhykesarjat aktivoituvat kankaassa.

Mielestäni se riittää SAN-aiheeseen liittyvää ensimmäistä viestiä varten. Pahoittelen monipuolisia kuvia - minulla ei ole vielä mahdollisuutta piirtää niitä itse töissä, eikä minulla ole aikaa kotona. Ajatuksena oli piirtää se paperille ja ottaa valokuva, mutta päätin, että se oli parempi näin.

Lopuksi, jälkikirjoituksena, listaan SAN-kankaiden suunnittelun perusohjeet.

• Suunnittele rakenne siten, että kahden päätelaitteen välillä ei ole enempää kuin kolme kytkintä.
• On toivottavaa, että tehdas koostuu enintään 31 kytkimestä.
• Domain ID kannattaa asettaa manuaalisesti ennen uuden kytkimen tuomista kankaaseen - se parantaa hallittavuutta ja auttaa välttämään saman Domain ID:n ongelmat esimerkiksi tapauksissa, joissa kytkin kytketään uudelleen kankaasta toiseen.
• Jokaisen tallennuslaitteen ja aloittajan välillä on useita vastaavia reittejä.
• Jos suorituskykyvaatimukset ovat epävarmoja, valitse Nx-porttien (päätelaitteiden) ja ISL-porttien lukumäärän suhteesta 6:1 (EMC-suositus) tai 7:1 (Brocade-suositus). Tätä suhdetta kutsutaan ylitilaukseksi.
• Kaavoitussuositukset:
  - käyttää vyöhykkeiden ja vyöhykeryhmien informatiivisia nimiä;
  - käytä WWPN-vyöhykejakoa porttipohjaisen sijaan (perustuu laiteosoitteisiin, ei tietyn kytkimen fyysisiin portteihin);
  - jokainen vyöhyke - yksi initiaattori;
  - puhdista tehdas "kuolleilta" alueilta.
• Varaa vapaita portteja ja kaapeleita.
• Varaa varusteita (kytkimiä). Työmaatasolla - välttämättä, ehkä tehdastasolla.