En andere zaken, het medium voor gegevensoverdracht en de daarmee verbonden servers. Meestal voldoende gebruikt grote bedrijven met een ontwikkelde IT-infrastructuur voor betrouwbare gegevensopslag en snelle toegang daartoe.
Simpel gezegd is opslag een systeem waarmee u betrouwbare, snelle schijven met variabele capaciteit kunt distribueren naar servers vanaf verschillende apparaten voor gegevensopslag.

Een beetje theorie.
De server kan op verschillende manieren met de dataopslag worden verbonden.
De eerste en eenvoudigste is DAS, Direct Attached Storage ( directe verbinding), zonder enige moeite installeren we schijven in de server, of een array in de serveradapter - en we krijgen vele gigabytes aan schijfruimte met relatief snelle toegang, en bij gebruik van een RAID-array - voldoende betrouwbaarheid, hoewel de kwestie van betrouwbaarheid is lange tijd kapot.
Dit gebruik van schijfruimte is echter niet optimaal: de ene server heeft bijna geen ruimte meer, terwijl de andere nog voldoende ruimte heeft. De oplossing voor dit probleem is NAS, Network Attached Storage. Maar naast alle voordelen van deze oplossing – flexibiliteit en gecentraliseerd beheer – is er één aanzienlijk nadeel— toegangssnelheid; nog niet alle organisaties hebben een 10 gigabit-netwerk geïmplementeerd. En we komen bij het opslagnetwerk.

Het belangrijkste verschil tussen een SAN en een NAS (naast de volgorde van de letters in de afkortingen) is de manier waarop de aangesloten bronnen op de server worden gezien. Als in NAS-bronnen zijn verbonden via NFS- of SMB-protocollen, krijgen we in SAN een verbinding met een schijf waarmee we kunnen werken op het niveau van blok-I/O-bewerkingen, wat veel sneller is netwerkverbinding(plus een arraycontroller met een grote cache zorgt voor snelheid bij veel bewerkingen).

Met behulp van SAN combineren we de voordelen van DAS – snelheid en eenvoud, en NAS – flexibiliteit en beheerbaarheid. Bovendien krijgen we de mogelijkheid om opslagsystemen op te schalen zolang er voldoende geld is, terwijl we tegelijkertijd nog een aantal vliegen in één klap slaan die niet direct zichtbaar zijn:

* we verwijderen de beperkingen op het verbindingsbereik van SCSI-apparaten, die meestal beperkt zijn door een draad van 12 meter,
* verminder de back-uptijd,
* we kunnen opstarten vanaf SAN,
* bij weigering van NAS ontlasten wij het netwerk,
* we krijgen een hogere I/O-snelheid dankzij optimalisatie aan de kant van het opslagsysteem,
* we krijgen de mogelijkheid om meerdere servers aan één bron te koppelen, dit geeft ons de volgende twee vliegen in één klap:
- we maken volledig gebruik van de mogelijkheden van VMWare - bijvoorbeeld VMotion (migratie van een virtuele machine tussen fysieke machines) en soortgelijke machines,
- we kunnen fouttolerante clusters bouwen en geografisch verspreide netwerken organiseren.

Wat geeft dit?
Naast het beheersen van het budget voor optimalisatie van het opslagsysteem, krijgen we, in aanvulling op wat ik hierboven schreef:

* verbeterde prestaties, taakverdeling en hoge beschikbaarheid opslagsystemen vanwege meerdere toegangspaden tot arrays;
* besparing op schijven door het optimaliseren van de locatie van informatie;
* versneld herstel na storingen - u kunt tijdelijke bronnen creëren, back-ups erop implementeren en servers erop aansluiten, en zelf informatie herstellen zonder haast, of bronnen overbrengen naar andere servers en rustig omgaan met dode hardware;
* vermindering van de back-uptijd - dankzij hoge snelheid Van overdrachten kan sneller een back-up worden gemaakt naar een bandenbibliotheek, of er kan zelfs een momentopname van het bestandssysteem worden gemaakt en deze eenvoudig worden gearchiveerd;
* schijfruimte op aanvraag - wanneer we het nodig hebben - we kunnen altijd een paar planken toevoegen aan het gegevensopslagsysteem.
* we verlagen de kosten voor het opslaan van een megabyte aan informatie - uiteraard is er een bepaalde drempel vanaf welke deze systemen winstgevend zijn.
* een betrouwbare plek om bedrijfskritische en bedrijfskritische gegevens op te slaan (zonder deze gegevens kan een organisatie niet bestaan ​​en normaal functioneren).
* Ik wil VMWare apart noemen: alle functies, zoals het migreren van virtuele machines van server naar server en andere goodies, zijn alleen beschikbaar op het SAN.

Waaruit bestaat het?
Zoals ik hierboven schreef, bestaat het opslagsysteem uit opslagapparaten, transmissiemedia en verbonden servers. Laten we het in volgorde bekijken:

Opslagsystemen bestaat meestal uit harde schijven en controllers, in een zichzelf respecterend systeem zijn er meestal maar 2 - 2 controllers, 2 paden naar elke schijf, 2 interfaces, 2 voedingen, 2 beheerders. Enkele van de meest gerespecteerde systeemfabrikanten zijn HP, IBM, EMC en Hitachi. Hier citeer ik een EMC-vertegenwoordiger op het seminar: “HP maakt uitstekende printers. Dus laat haar ze doen!” Ik vermoed dat HP ook erg van EMC houdt. De concurrentie tussen fabrikanten is ernstig, net als overal elders. De gevolgen van concurrentie zijn soms redelijke prijzen per megabyte opslagsysteem en problemen met de compatibiliteit en ondersteuning van de normen van concurrenten, vooral met oudere apparatuur.

Medium voor gegevensoverdracht.

Meestal is SAN gebouwd op optica, dit geeft huidige moment snelheid is 4, op sommige plaatsen 8 gigabits per kanaal. Bij het bouwen werd vroeger gebruik gemaakt van gespecialiseerde hubs, nu zijn er meer switches, voornamelijk van Qlogic, Brocade, McData en Cisco (de laatste twee heb ik nog nooit op sites gezien). De gebruikte kabels zijn traditioneel voor optische netwerken: single-mode en multimode, single-mode met groter bereik.
Intern wordt FCP gebruikt: Fibre Channel Protocol, een transportprotocol. In de regel draait de klassieke SCSI erin en zorgt FCP voor adressering en bezorging. Er is een optie met een verbinding via een gewoon netwerk en iSCSI, maar deze gebruikt (en zwaar belast) meestal een lokaal netwerk, niet een speciaal netwerk voor gegevensoverdracht, en vereist adapters met iSCSI-ondersteuning, en de snelheid is lager dan via optisch .

Er is ook een slimme woordtopologie, die in alle leerboeken op SAN voorkomt. Er zijn verschillende topologieën, de eenvoudigste optie is point-to-point, we verbinden 2 systemen met elkaar. Dit is geen DAS, maar een bolvormig paard in een vacuüm, de eenvoudigste versie van een SAN. Vervolgens komt de gecontroleerde lus (FC-AL), deze werkt volgens het "doorgeef" -principe - de zender van elk apparaat is verbonden met de ontvanger van het volgende, de apparaten zijn in een ring gesloten. Het initialiseren van lange ketens duurt doorgaans lang.

Welnu, de laatste optie is een geschakelde structuur (Fabric), deze wordt gemaakt met behulp van schakelaars. De structuur van verbindingen wordt opgebouwd afhankelijk van het aantal aangesloten poorten, zoals bij het bouwen van een lokaal netwerk. Het basisprincipe van de constructie is dat alle paden en verbindingen worden gedupliceerd. Dit betekent dat er minimaal 2 verschillende paden zijn naar elk apparaat in het netwerk. Hier zullen we ook het woord topologie gebruiken, in de zin van het organiseren van het aansluitschema van apparaten en het verbinden van schakelaars. In dit geval zijn schakelaars in de regel zo geconfigureerd dat de servers niets anders zien dan de aan hen toegewezen bronnen. Dit wordt bereikt door te creëren virtuele netwerken en heet zonering, de dichtstbijzijnde analogie is VLAN. Aan elk apparaat op het netwerk wordt een analoog van het MAC-adres toegewezen Ethernet-netwerken, heet het WWN - World Wide Name. Het wordt toegewezen aan elke interface en elke bron (LUN) van opslagsystemen. Arrays en switches kunnen WWN-toegang voor servers beperken.

Servers maak verbinding met het opslagsysteem via HBA - Host Bus Adapters. Naar analogie met netwerkkaarten zijn er adapters met één, twee en vier poorten. De beste “hondenfokkers” raden aan om 2 adapters per server te installeren; dit zorgt voor zowel taakverdeling als betrouwbaarheid.

En dan worden de bronnen op de opslagsystemen bezuinigd, het zijn ook schijven (LUN's) voor elke server en er wordt ruimte in reserve gelaten, alles wordt ingeschakeld, de systeeminstallateurs schrijven de topologie voor, vangen problemen op bij het instellen van schakelaars en toegang, alles begint en iedereen leeft nog lang en gelukkig*.
Ik raak niet specifiek aan verschillende soorten havens binnen optisch netwerk, degenen die het nodig hebben, zullen het al weten of zullen het lezen, degenen die het niet nodig hebben, zullen zich er alleen maar druk over maken. Maar zoals gewoonlijk zal niets werken als het poorttype verkeerd is ingesteld.

Uit ervaring.
Bij het maken van een SAN worden doorgaans arrays met verschillende soorten schijven besteld: FC voor snelle toepassingen en SATA of SAS voor niet erg snelle toepassingen. We krijgen dus 2 schijfgroepen met verschillende kosten per megabyte: duur en snel, en langzaam en helaas goedkoop. Normaal gesproken hangen alle databases en andere applicaties met actieve en snelle I/O aan de snelle, bestandsbronnen en al het andere aan de langzame.

Als een SAN helemaal opnieuw wordt gemaakt, is het zinvol om deze te bouwen op basis van oplossingen van één enkele fabrikant. Feit is dat er, ondanks de verklaarde naleving van de normen, onderwaterproblemen zijn met de compatibiliteit van apparatuur, en het is geen feit dat sommige apparatuur met elkaar zal werken zonder te dansen met een tamboerijn en overleg te plegen met fabrikanten. Om dergelijke problemen op te lossen, is het doorgaans gemakkelijker om een ​​integrator te bellen en hem geld te geven dan om te communiceren met fabrikanten die op elkaar overstappen.

Als het SAN is gemaakt op basis van bestaande infrastructuur- alles kan ingewikkeld zijn, vooral als er oude SCSI-arrays en een dierentuin met oude apparatuur aanwezig zijn verschillende fabrikanten. In dit geval is het logisch om de hulp in te roepen van het verschrikkelijke beest van een integrator, die compatibiliteitsproblemen zal ontrafelen en een derde villa op de Canarische Eilanden zal verwerven.

Vaak bestellen bedrijven bij het maken van opslagsystemen geen systeemondersteuning bij de fabrikant. Dit is meestal gerechtvaardigd als het bedrijf beschikt over een staf van bekwame, competente beheerders (die mij al 100 keer een theepot hebben genoemd) en een behoorlijke hoeveelheid kapitaal waarmee ze reserveonderdelen in de benodigde hoeveelheden kunnen kopen. Bekwame beheerders worden echter meestal weggelokt door integrators (ik heb het zelf gezien), maar er wordt geen geld uitgetrokken voor de aankoop, en na mislukkingen begint een circus met kreten van "Ik ontsla iedereen!" in plaats van de ondersteuning te bellen en een monteur te laten komen met een reserveonderdeel.

Ondersteuning komt meestal neer op het vervangen van dode schijven en controllers, en het toevoegen van planken met schijven en nieuwe servers aan het systeem. Er doen zich veel problemen voor na plotseling onderhoud van het systeem door lokale specialisten, vooral na een volledige uitschakeling en demontage en hermontage van het systeem (en dit gebeurt).

Over VMWare. Voor zover ik weet (virtualisatie-experts, corrigeer mij alstublieft), hebben alleen VMWare en Hyper-V functionaliteit waarmee u virtuele machines direct tussen fysieke servers kunt overbrengen. En om het te implementeren, is het vereist dat alle servers waartussen het beweegt virtuele machine, waren verbonden met één schijf.

Over clusters. Vergelijkbaar met het geval met VMWare, de mij bekende bouwsystemen failover-clusters(Zonnecluster, Veritas Clusterserver) - opslag vereist die op alle systemen is aangesloten.

Terwijl ik het artikel aan het schrijven was, werd mij gevraagd welke RAID's gewoonlijk door schijven worden gevormd?
In mijn praktijk maakten we meestal RAID 1+0 voor elke schijfplank met FC-schijven, waarbij we 1 reserveschijf (Hot Spare) overhielden en LUN's uit dit stuk sneden voor taken, of RAID5 maakten van langzame schijven, waarbij er weer 1 schijf overbleef voor vervanging . Maar hier is de vraag complex, en meestal wordt de methode voor het organiseren van schijven in een array voor elke situatie gekozen en gerechtvaardigd. Dezelfde EMC gaat bijvoorbeeld nog verder, en dat hebben ze ook gedaan extra maatwerk array voor toepassingen die ermee werken (bijvoorbeeld voor OLTP, OLAP). Ik heb niet zo diep gegraven bij andere leveranciers, maar ik denk dat iedereen de fine-tuning heeft.

* vóór de eerste ernstige storing, waarna doorgaans ondersteuning wordt ingekocht bij de fabrikant of systeemleverancier.

Op het gebied van kennis stuitte SAN op een bepaald obstakel: de ontoegankelijkheid van basisinformatie. Als het gaat om het bestuderen van andere infrastructuurproducten die u bent tegengekomen, is het eenvoudiger: dat is zo proefversies Software, de mogelijkheid om ze op een virtuele machine te installeren, er zijn een heleboel leerboeken, naslaggidsen en blogs over dit onderwerp. Cisco en Microsoft produceren leerboeken van zeer hoge kwaliteit, MS heeft in ieder geval zijn helse zolder genaamd technet opgeruimd, er is zelfs een boek over VMware, zij het slechts één (en zelfs in het Russisch!), en met een efficiëntie van ongeveer 100%. Al op de gegevensopslagapparaten zelf kunt u informatie krijgen van seminars, marketingevenementen en documenten, forums. Op het opslagnetwerk heerst stilte en de doden staan ​​met zeisen. Ik vond twee leerboeken, maar durfde ze niet te kopen. Dit zijn "Storage Area Networks For Dummies" (er bestaat zoiets, zo blijkt. Zeer nieuwsgierige Engelssprekende "dummies" in de doelgroep, blijkbaar) voor anderhalfduizend roebel en "Distributed Storage Networks: Architecture, Protocollen en beheer" - ziet er betrouwbaarder uit, maar 8200 roebel met 40% korting. Naast dit boek beveelt Ozon ook het boek ‘The Art of Bricklaying’ aan.

Ik weet niet wat ik iemand moet adviseren die besluit op zijn minst de theorie te leren van het helemaal opnieuw organiseren van een gegevensopslagnetwerk. Zoals de praktijk heeft geleerd, kunnen zelfs dure cursussen nul resultaat opleveren. Mensen met betrekking tot SAN zijn onderverdeeld in drie categorieën: degenen die niet weten wat het is, degenen die weten dat een dergelijk fenomeen gewoon bestaat, en degenen die, wanneer gevraagd wordt “waarom twee of meer fabrieken in een opslagnetwerk maken”, kijken met zoveel verbijstering, alsof hen zoiets werd gevraagd als “waarom heeft een vierkant vier hoeken nodig?”

Ik zal proberen de leemte op te vullen die ik miste: beschrijf de basis en beschrijf deze eenvoudig. Ik zal een SAN overwegen op basis van zijn klassieke protocol - Fibre-kanaal.

Dus, SAN- Opslag Gebiedsnetwerk - ontworpen om de schijfruimte van servers op speciaal daarvoor bestemde servers te consolideren schijf opslag. Het komt erop neer dat schijfbronnen op deze manier zuiniger worden gebruikt, gemakkelijker te beheren zijn en betere prestaties leveren. En op het gebied van virtualisatie en clustering, wanneer meerdere servers toegang tot één server nodig hebben schijfruimte zijn dergelijke gegevensopslagsystemen over het algemeen onvervangbaar.

Trouwens, als gevolg van de vertaling in het Russisch ontstaat er enige verwarring in de SAN-terminologieën. SAN betekent in vertaling "gegevensopslagnetwerk" - opslagsysteem. Klassiek gezien betekent opslag in Rusland echter de term ‘gegevensopslagsysteem’, dat wil zeggen een schijfarray ( Opslagmatrix), dat op zijn beurt bestaat uit een Control-blok ( Opslagprocessor, opslagcontroller) en schijfplanken ( Schijfbehuizing). In het origineel is de Storage Array echter slechts een deel van het SAN, hoewel soms het belangrijkste. In Rusland krijgen we te horen dat het opslagsysteem (dataopslagsysteem) deel uitmaakt van het opslagnetwerk (dataopslagnetwerk). Daarom worden opslagapparaten meestal opslagsystemen genoemd en is het opslagnetwerk SAN (en verward met "Zon", maar dit is triviaal).

Componenten en voorwaarden

Technologisch gezien bestaat SAN uit de volgende componenten:

1. Knooppunten, knooppunten

• Disk-arrays (gegevensopslagsystemen) - opslag (doelen)
• Servers zijn consumenten van schijfbronnen (initiatoren).

2. Netwerkinfrastructuur

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

Eigenaardigheden

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

Voor SAN belangrijkste parameters zijn niet alleen prestaties, maar ook betrouwbaarheid. Als de databaseserver een paar seconden (of zelfs minuten) zijn netwerk verliest, zal het immers onaangenaam zijn, maar je kunt overleven. En als tegelijkertijd de harde schijf met de database of het besturingssysteem uitvalt, zal het effect veel ernstiger zijn. Daarom zijn alle SAN-componenten meestal gedupliceerd: poorten in opslagapparaten en servers, switches, koppelingen tussen switches, enz. belangrijkste kenmerk SAN, vergeleken met LAN - duplicatie op het niveau van de gehele infrastructuur netwerk apparaten- fabrieken.

Fabriek (stof- wat eigenlijk vanuit het Engels vertaald wordt als stof, omdat... de term symboliseert een met elkaar verweven verbindingsdiagram van netwerk- en eindapparaten, maar de term is al vastgesteld) - een reeks schakelaars die met elkaar zijn verbonden door verbindingen tussen schakelaars ( ISL - InterSwitch-link).

Uiterst betrouwbare SAN's omvatten noodzakelijkerwijs twee (en soms meer) fabrics, aangezien de fabric zelf één enkel storingspunt is. Degenen die ooit de gevolgen hebben waargenomen van een ring in het netwerk of een behendige beweging van het toetsenbord die een kernel- of distributieschakelaar in coma brengt met mislukte firmware of commando's, begrijpen waar we het over hebben.

Fabrieken kunnen een identieke (spiegel)topologie hebben of verschillend zijn. Eén fabriek kan bijvoorbeeld bestaan ​​uit vier schakelaars, en de andere is van de ene, en alleen zeer kritieke knooppunten kunnen erop worden aangesloten.

Topologie

Er worden de volgende typen fabriekstopologieën onderscheiden:

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

Ring- gesloten cascade. Het is echter betrouwbaarder dan een eenvoudige cascade grote hoeveelheden deelnemers (meer dan 4), zullen de prestaties eronder lijden. En een enkele storing van de ISL of een van de schakelaars verandert het circuit in een cascade met alle gevolgen van dien.

gaas). Gebeurt Volledig gaas- wanneer elke schakelaar met elkaar wordt verbonden. Gekenmerkt door hoge betrouwbaarheid, prestaties en prijs. Het aantal poorten dat nodig is voor communicatie tussen schakelaars groeit exponentieel met de toevoeging van elke nieuwe schakelaar aan het circuit. Met een bepaalde configuratie zullen er simpelweg geen poorten meer over zijn voor knooppunten - iedereen zal bezet zijn door ISL. Gedeeltelijk gaas- elke chaotische associatie van schakelaars.

Midden/periferie (Kern/Rand)- dicht bij de klassieke LAN-topologie, maar zonder distributielaag. Vaak is opslag verbonden met Core-switches en zijn servers verbonden met Edge. Hoewel er een extra laag (laag) Edge-switches kan worden toegewezen voor opslag. Bovendien kunnen zowel opslag als servers op één switch worden aangesloten om de prestaties te verbeteren en de responstijd te verkorten (dit wordt lokalisatie genoemd). Deze topologie wordt gekenmerkt door goede schaalbaarheid en beheersbaarheid.

Zonering (zonering, zonering)

Een andere technologie die kenmerkend is voor SAN. Dit is de definitie van initiator-doelparen. Dat wil zeggen welke servers toegang kunnen krijgen tot welke schijfbronnen, zodat niet blijkt dat alle servers alle mogelijke schijven zien. Dit wordt als volgt bereikt:

• de geselecteerde paren worden toegevoegd aan de zones die eerder op de schakelaar zijn aangemaakt;
• zones worden in zonesets (zoneset, zoneconfiguratie) geplaatst die daar worden aangemaakt;
• zonesets worden in het doek geactiveerd.

Voor een eerste bericht over het onderwerp SAN denk ik dat dit voldoende is. Mijn excuses voor de gevarieerde foto's - ik heb nog niet de mogelijkheid om ze zelf op het werk te tekenen en ik heb thuis geen tijd. Er was een idee om het op papier te tekenen en er een foto van te maken, maar ik besloot dat het op deze manier beter was.

Ten slotte zal ik als naschrift een opsomming geven Basisrichtlijnen voor het ontwerpen van SAN-stoffen.

• Ontwerp de structuur zo dat er niet meer dan drie schakelaars tussen twee eindapparaten zijn.
• Het is wenselijk dat de fabriek uit niet meer dan 31 schakelaars bestaat.
• Het is de moeite waard om de Domein-ID handmatig in te stellen voordat u een nieuwe switch in de fabric introduceert. Dit verbetert de beheerbaarheid en helpt problemen met dezelfde Domein-ID te voorkomen, bijvoorbeeld als een switch opnieuw wordt aangesloten van de ene fabric naar de andere.
• Zorg voor meerdere gelijkwaardige routes tussen elk opslagapparaat en de initiator.
• Bij onzekere prestatie-eisen kunt u uitgaan van een verhouding tussen het aantal Nx-poorten (voor eindapparaten) en het aantal ISL-poorten van 6:1 (EMC-aanbeveling) of 7:1 (Brocade-aanbeveling). Deze verhouding wordt overinschrijving genoemd.
• Aanbevelingen voor bestemmingsplannen:
  - gebruik informatieve namen van zones en zonesets;
  - gebruik WWPN-zonering in plaats van poortgebaseerd (gebaseerd op apparaatadressen, niet op fysieke poorten van een specifieke switch);
  - elke zone - één initiatiefnemer;
  - maak de fabriek schoon van “dode” zones.
• Zorg voor een reserve aan vrije poorten en kabels.
• Zorg voor een reserve aan uitrusting (schakelaars). Op locatieniveau – noodzakelijkerwijs, misschien op fabrieksniveau.

7 juli 2010 om 15:12 uur

SN6000 – switch voor de ontwikkeling van opslagnetwerken

• Hewlett Packard Enterprise-blog

Vandaag vertellen we u over de nieuwe StorageWorks SN6000 stapelbare switch met twintig acht gigabit Fibre Channel-poorten. Zo'n apparaat is vooral bedoeld om een ​​SAN-opslagnetwerk in te bouwen klein bedrijf, waar de IT-professional doorgaans geen ervaring heeft met het configureren van Fibre Channel-apparatuur.

De HP StorageWorks SN6000 wordt standaard geleverd met het hulpprogramma Simple SAN Connection Manager (SSCM), dat grafische wizards gebruikt om zelfs degenen die nieuw zijn op het gebied van SAN-technologieën te helpen de SAN-apparaten correct te configureren, inclusief de switch zelf, server-HBA's en de HP StorageWorks MSA of EVA disk array (uiteraard als de klant er een heeft).

Normaal gesproken gebruikt elk van deze SAN-componenten een afzonderlijk Fibre Channel-configuratiehulpprogramma, en SSCM vervangt ze door één universeel gereedschap. Hierdoor wordt de SAN-implementatie sterk vereenvoudigd en wordt de kans op configuratiefouten verkleind. SSCM herkent automatisch op het opslagnetwerk aangesloten Fibre Channel-switches, servers en schijfarrays HP StorageWorks. Met behulp van de handige grafische interface van het hulpprogramma kunt u het opslagnetwerk ook in zones verdelen en schijfbronnen daartussen verdelen.

De mogelijkheden van SSCM houden daar niet op: met het hulpprogramma kunt u de status van SAN-componenten volgen vanaf een grafische console en wijzigingen aanbrengen in de configuratie wanneer u nieuwe apparatuur aan het opslagnetwerk toevoegt. Het automatiseert SAN-onderhoudsprocessen, zoals het bewaken van de status, het distribueren van LUN's en het bijwerken van de microcode van het apparaat, het weergeven van de netwerktopologie, het bijhouden van een gebeurtenislogboek en het volgen van wijzigingen in de SAN-configuratie.

Om de kosten te verlagen kan de SN6000-switch worden aangeschaft in een basisconfiguratie met acht poorten. HP biedt ook een SAN Starter Kit voor bedrijven die willen overstappen naar externe opslag en hun eerste SAN willen bouwen. De set bestaat uit een nieuwe HP StorageWorks P2000 G3 FC MSA-array () met twee RAID-controllers, twee SN6000-switches, vier HP 81Q Single-Port PCI-e FC server HBA-adapters, 12 HP 8Gb Short Wave FC SFP+ modules en 8 vijf- meter Vezelkabels Kanaal. Met deze kit kan zelfs een beginner op het gebied van Fibre Channel-technologieën eenvoudig worden ingezet klein netwerk opslag met vier hosts.

Naarmate het SAN-netwerk zich ontwikkelt en er nieuwe apparaten op worden aangesloten, kunt u de resterende SN6000-poorten activeren door extra licenties aan te schaffen voor vier extra poorten. Om de fouttolerantie van de schakelaar, waarvan de werking van het SAN afhangt, te vergroten, is het bovendien mogelijk om een ​​tweede voeding te installeren en te voorzien hot-swap defecte stroomvoorziening.

Als alle 20 poorten van de SN6000 worden gebruikt, dan verdere expansie SAN-netwerken maken gebruik van het stapelen van switches. SN6000 verschilt van andere Fibre Channel-switches instapniveau de aanwezigheid van vier speciale tien-gigabit Fibre Channel-poorten voor stapelen (Inter-Switch Link, ISL), dus bij het combineren van switches in een stapel is het niet nodig om enkele poorten vrij te maken waarop servers en SAN-opslagsystemen zijn aangesloten.

Hierdoor kan er hot worden gestapeld (zonder de normale SAN-werking te verstoren) en wordt het risico op verkeerd aangesloten kabels tussen switches verminderd. Houd er rekening mee dat stapelpoorten lange tijd standaard zijn geweest op modulaire Ethernet-switches, maar dat ze pas sinds kort worden gebruikt in apparatuur voor Fibre Channel-netwerken. De stapelpoorten van de SN6000 maken gebruik van 10-Gigabit Fibre Channel met de optie om te upgraden naar een 20-Gigabit interface zonder de noodzaak om kabels te vervangen die de ISL-poorten verbinden na het upgraden naar een snellere interface.

Er kunnen maximaal zes switches met 120 poorten worden gestapeld, en SSCM beheert de gehele stack als één apparaat. Bovendien kunt u maximaal vijf stapels SN6000-switches met elkaar verbinden.

Vergeleken met het aggregeren van niet-stapelbare Fibre Channel-switches met behulp van een mesh-topologie, vermindert de SN6000-stack het aantal poorten en kabels dat betrokken is bij het verbinden van individuele switches. Voor een configuratie met 80 poorten zijn bijvoorbeeld vier SN6000's met zes kabels nodig versus vijf niet-stapelbare 24-poorten. -poortschakelaars met 20 kabels. Om de poorten van niet-stapelbare switches aan te sluiten, moet u bovendien SFP-modules aanschaffen voor de poorten die ISL-functies uitvoeren, en de stapelbare SN6000-poorten bieden een hogere doorvoer dan de belangrijkste 8-Gigabit-switchpoorten.

Om de prestaties van de stapelpoorten van de SN6000 te optimaliseren, herverdeelt de Adaptive Trunking-functie het verkeer automatisch over meerdere stapelende ISL-paden. Een andere I/O StreamGuard-functie zorgt voor continue datastromen over het opslagnetwerk voor bedrijfskritische toepassingen (zoals tapeback-up) wanneer een van de servers die op het SAN is aangesloten, opnieuw wordt opgestart.

SN6000 is ook geschikt voor het uitbreiden van een bestaande groot netwerk SAN van een grote onderneming. Vanwege compatibiliteitsproblemen met Fibre Channel-switches bij het bouwen en uitbreiden van een SAN proberen klanten doorgaans apparatuur van dezelfde fabrikant in een opslagnetwerk te gebruiken. Met de SN6000 kunt u een heterogeen netwerk opbouwen dankzij de Transparent Routing-functie die in deze switch is geïmplementeerd en die hem op transparante wijze verbindt met grote Fibre Channel-switches (de zogenaamde director, bijvoorbeeld HP StorageWorks B-Series en C-Series) en Als resultaat hiervan verbonden met SN6000-opslagsystemen en -servers, maar de stapelbare switch zelf zal onzichtbaar zijn voor het oude SAN.

Dit SN6000-implementatiescenario voor het uitbreiden van een bestaand SAN kan worden gebruikt bij gebruik van deze switches om een ​​extra back-up-SAN te bouwen met tapebibliotheken, of een afzonderlijk afdelings-SAN aangesloten op het hoofdopslagnetwerk van de onderneming, evenals voor een geleidelijke overgang van het SAN van technologieën 2 of 4 Gbps op de acht-gigabitversie van Fibre Channel.

In het eenvoudigste geval bestaat een SAN uit opslagsystemen, switches en servers die met elkaar zijn verbonden via optische communicatiekanalen. Naast directe schijfopslagsystemen kunt u schijfbibliotheken, tapebibliotheken (streamers) en apparaten voor het opslaan van gegevens op het SAN aansluiten optische schijven(CD/DVD en andere), enz.

Een voorbeeld van een zeer betrouwbare infrastructuur waarbij servers gelijktijdig zijn aangesloten op een lokaal netwerk (links) en een opslagnetwerk (rechts). Dit schema biedt toegang tot gegevens op het opslagsysteem in het geval van een storing in een processormodule, switch of toegangspad.

Door SAN te gebruiken, kunt u het volgende bieden:

• gecentraliseerd resourcebeheer van servers en gegevensopslagsystemen;
• het verbinden van nieuwe disk-arrays en servers zonder het hele opslagsysteem te stoppen;
• gebruik van eerder aangeschafte apparatuur in combinatie met nieuwe apparaten voor gegevensopslag;
• snelle en betrouwbare toegang tot gegevensopslagapparaten die zich op grote afstand van servers bevinden, *zonder significant prestatieverlies;
• het proces van gegevensback-up en -herstel versnellen - BURA.

Verhaal

De ontwikkeling van netwerktechnologieën heeft geleid tot de opkomst van twee technologieën netwerk oplossingen voor opslagsystemen – Storage Area Network (SAN) voor gegevensuitwisseling op blokniveau, ondersteund door clientbestandssystemen, en servers voor het opslaan van gegevens op bestandsniveau van Network Attached Storage (NAS). Om traditionele opslagsystemen te onderscheiden van netwerksystemen, werd een ander retroniem voorgesteld: Direct Attached Storage (DAS).

De opeenvolgende DAS, SAN en NAS die op de markt zijn verschenen, weerspiegelen de zich ontwikkelende communicatieketen tussen de applicaties die data gebruiken en de bytes op de media die die data bevatten. Er waren eens applicatieprogramma's die zelf blokken lazen en schreven, waarna stuurprogramma's verschenen als onderdeel van besturingssysteem. In moderne DAS, SAN en NAS bestaat de keten uit drie schakels: de eerste schakel is het creëren van RAID-arrays, de tweede is de verwerking van metadata waarmee binaire gegevens kunnen worden geïnterpreteerd in de vorm van bestanden en records, en de derde zijn diensten voor het verstrekken van gegevens aan de applicatie. Ze verschillen in waar en hoe deze koppelingen worden geïmplementeerd. In het geval van DAS is het opslagsysteem ‘kaal’; het biedt alleen de mogelijkheid om gegevens op te slaan en te openen, en al het andere gebeurt aan de serverkant, te beginnen met interfaces en stuurprogramma’s. Met de komst van SAN wordt de RAID-voorziening overgebracht naar de kant van het opslagsysteem; al het andere blijft hetzelfde als in het geval van DAS. Maar NAS verschilt doordat metadata ook naar het opslagsysteem worden overgebracht om toegang tot bestanden te garanderen; hier kan de client alleen dataservices ondersteunen.

De opkomst van SAN werd mogelijk nadat het Fibre Channel (FC)-protocol in 1988 werd ontwikkeld en in 1994 door ANSI als standaard werd goedgekeurd. De term Storage Area Network stamt uit 1999. Na verloop van tijd maakte FC plaats voor Ethernet, en IP-SAN-netwerken met iSCSI-verbindingen raakten wijdverspreid.

Idee netwerkserver NAS-opslag is eigendom van Brian Randall van de Universiteit van Newcastle en in 1983 geïmplementeerd in UNIX-servermachines. Dit idee was zo succesvol dat het door veel bedrijven werd opgepikt, waaronder Novell, IBM en Sun, maar uiteindelijk de leiders verving door NetApp en EMC.

In 1995 ontwikkelde Garth Gibson de principes van NAS en creëerde objectopslagsystemen (OBS). Hij begon met het verdelen van alle schijfbewerkingen in twee groepen: de ene groep omvatte de bewerkingen die vaker werden uitgevoerd, zoals lezen en schrijven, en de andere groep die minder vaak werd uitgevoerd, zoals bewerkingen met namen. Vervolgens stelde hij naast blokken en bestanden nog een andere container voor, die hij een object noemde.

OBS beschikt over een nieuw type interface, het heet objectgebaseerd. Klantdataservices communiceren met metadata met behulp van de Object API. OBS slaat niet alleen gegevens op, maar ondersteunt ook RAID, slaat metagegevens op die verband houden met objecten en ondersteunt de objectinterface. DAS, SAN, NAS en OBS bestaan ​​in de loop van de tijd naast elkaar, maar elk van de toegangstypen is consistenter een bepaald type gegevens en applicaties.

SAN-architectuur

Netwerktopologie

SAN is een supersnel datanetwerk dat is ontworpen om servers met opslagapparaten te verbinden. Een verscheidenheid aan SAN-topologieën (point-to-point, Arbitrated Loop en switches) vervangen traditionele server-naar-storage busverbindingen en zorgen voor meer flexibiliteit, prestaties en betrouwbaarheid. Het SAN-concept is gebaseerd op de mogelijkheid om elk van de servers te verbinden met elk gegevensopslagapparaat dat gebruikmaakt van het Fibre Channel-protocol. Het principe van interactie van knooppunten in een SAN met point-to-point topologieën of schakelen wordt weergegeven in de figuren. In een Arbitrated Loop SAN vindt de gegevensoverdracht opeenvolgend plaats van knooppunt naar knooppunt. Om de datatransmissie te starten, initieert het verzendende apparaat arbitrage voor het recht om het datatransmissiemedium te gebruiken (vandaar de naam van de topologie - Arbitrated Loop).

De transportbasis van SAN is het Fibre Channel-protocol, dat zowel koper- als glasvezelapparaatverbindingen gebruikt.

SAN-componenten

SAN-componenten zijn als volgt geclassificeerd:

• Gegevensopslagbronnen;
• Apparaten die een SAN-infrastructuur implementeren;

Hostbusadapters

Opslagbronnen

Opslagbronnen omvatten disk-arrays, tapedrives en Fibre Channel-bibliotheken. Opslagbronnen realiseren veel van hun mogelijkheden pas als ze zijn opgenomen in het SAN. Zo kunnen hoogwaardige disk-arrays gegevens repliceren tussen arrays via Fibre Channel-netwerken, en kunnen tapebibliotheken gegevens rechtstreeks van disk-arrays naar tape overbrengen met Vezelinterface Kanaal, waarbij het netwerk en de servers worden omzeild (serverloze back-up). De meest populaire op de markt zijn disk-arrays van EMC, Hitachi, IBM, Compaq (Storage Works-familie, die Compaq heeft geërfd van Digital), en onder de fabrikanten van tapebibliotheken moeten StorageTek, Quantum/ATL en IBM worden genoemd.

Apparaten die een SAN-infrastructuur implementeren

Apparaten die de SAN-infrastructuur implementeren zijn Fibre Channel-switches (FC-switches), hubs (Fiber Channel Hub) en routers (Fiber Channel-SCSI-routers worden gebruikt om apparaten te combineren die in Fibre Channel Arbitrated Loop (FC_AL)-modus werken). Door het gebruik van hubs kunt u apparaten in een lus aansluiten en loskoppelen zonder het systeem te stoppen, aangezien de hub de lus automatisch sluit als een apparaat wordt losgekoppeld en de lus automatisch opent als er een nieuw apparaat op wordt aangesloten. Elke lusverandering gaat gepaard met een complex proces van initialisatie. Het initialisatieproces bestaat uit meerdere fasen en totdat het is voltooid, is gegevensuitwisseling in de lus onmogelijk.

Alle moderne SAN’s zijn gebouwd op switches die een volwaardige netwerkverbinding mogelijk maken. Switches kunnen niet alleen Fibre Channel-apparaten verbinden, maar ook de toegang tussen apparaten beperken, waarvoor op switches zogenaamde zones worden gecreëerd. Apparaten die in verschillende zones zijn geplaatst, kunnen niet met elkaar communiceren. Het aantal poorten in een SAN kan worden vergroot door switches met elkaar te verbinden. Een groep onderling verbonden switches wordt een Fibre Channel Fabric of kortweg Fabric genoemd. De verbindingen tussen switches worden Interswitch Links of kortweg ISL genoemd.

Software

Met de software kunt u redundantie van servertoegangspaden naar schijfarrays en dynamische belastingverdeling tussen paden implementeren. Voor de meeste schijfarrays bestaat er een eenvoudige manier om te bepalen of poorten die toegankelijk zijn via verschillende controllers tot dezelfde schijf behoren. Gespecialiseerde software houdt een tabel bij met toegangspaden naar apparaten en zorgt ervoor dat paden worden verbroken in het geval van een ramp, waardoor nieuwe paden dynamisch met elkaar worden verbonden en de belasting daartussen wordt verdeeld. Fabrikanten van diskarrays bieden in de regel gespecialiseerde software van dit type aan voor hun arrays. VERITAS Softwarebedrijf produceert VERITAS Volume Manager-software, ontworpen voor het organiseren van logische schijfvolumes fysieke schijven en het verschaffen van redundantie van toegangspaden naar schijven, evenals belastingverdeling daartussen voor de meeste bekende schijfarrays.

Gebruikte protocollen

Protocollen op laag niveau worden gebruikt in opslagnetwerken:

• Fibre Channel Protocol (FCP), SCSI-transport via Fibre Channel. Het meest gebruikte protocol op dit moment. Verkrijgbaar in de opties 1 Gbit/s, 2 Gbit/s, 4 Gbit/s, 8 Gbit/s en 10 Gbit/s.
• iSCSI, SCSI-transport via TCP/IP.
• FCoE, FCP/SCSI-transport via puur Ethernet.
• FCIP en iFCP, inkapseling en overdracht van FCP/SCSI in IP-pakketten.
• HyperSCSI, SCSI-transport via Ethernet.
• FICON-transport via Fibre Channel (alleen gebruikt door mainframes).
• ATA over Ethernet, ATA-transport over Ethernet.
• SCSI- en/of TCP/IP-transport via InfiniBand (IB).

Voordelen

• Hoge betrouwbaarheid van toegang tot gegevens op externe systemen opslag Onafhankelijkheid van de SAN-topologie van de gebruikte opslagsystemen en servers.
• Gecentraliseerde gegevensopslag (betrouwbaarheid, veiligheid).
• Handig gecentraliseerd schakel- en gegevensbeheer.
• Verplaats zwaar I/O-verkeer naar een apart netwerk – ontlast het LAN.
• Hoge prestaties en lage latentie.
• Schaalbaarheid en flexibiliteit logische structuur SAN
• De geografische omvang van een SAN is, in tegenstelling tot klassieke DAS, vrijwel onbeperkt.
• De mogelijkheid om snel bronnen tussen servers te verdelen.
• De mogelijkheid om zonder extra kosten fouttolerante clusteroplossingen te bouwen op basis van een bestaand SAN.
• Een eenvoudig back-upschema: alle gegevens bevinden zich op één plek.
• Beschikbaarheid van extra functies en services (snapshots, replicatie op afstand).
• Hoge mate van SAN-beveiliging.

Het delen van opslagsystemen vereenvoudigt doorgaans het beheer en voegt een behoorlijke hoeveelheid flexibiliteit toe, omdat kabels en disk-arrays niet fysiek hoeven te worden getransporteerd en opnieuw hoeven te worden aangesloten van de ene server naar de andere.

Een ander voordeel is de mogelijkheid om servers rechtstreeks vanaf het opslagnetwerk op te starten. Met deze configuratie kunt u snel en eenvoudig een defect vervangen