Сеть хранения данных

(англ. Storage Area Network , SAN) — представляет собой архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таких как дисковые массивы, ленточные библиотеки, оптические приводы к серверам таким образом, чтобы операционная система распознала подключённые ресурсы как локальные. Несмотря на то, что стоимость и сложность таких систем постоянно падают, по состоянию на 2007 год сети хранения данных остаются редкостью за пределами больших предприятий.

сетевых блочных устройств

Следует обратить внимание, что категорическое разделение вида «SAN — это только сетевые диски, NAS — это только сетевая файловая система» является искусственным: с появлением iSCSI началось взаимное проникновение технологий с целью повышения гибкости и удобства их применения. Например, в 2003 году NetApp уже предоставляли iSCSI на своих NAS, а EMC и HDS — наоборот, предлагали NAS-фронтэнды для своих SAN-массивов [1] .


1. Типы сетей

Большинство сетей хранения данных использует протокол SCSI для связи между серверами и устройствами хранения данных на уровне шинной топологии. Так как протокол SCSI не предназначен для формирования сетевых пакетов, в сетях хранения данных используются низкоуровневые протоколы:

  • fibre channel Protocol (FCP), транспорт SCSI через Fibre Channel. Наиболее часто используемый на данный момент протокол. Существует в вариантах 1 Gbit/s, 2 Gbit/s, 4 Gbit/s, 8 Gbit/s и 10 Gbit/s.
  • iSCSI, транспорт SCSI через TCP/IP.
  • iSER, транспорт iSCSI через InfiniBand / RDMA.
  • SRP, транспорт SCSI через InfiniBand / RDMA
  • FCoE, транспортировка FCP/SCSI поверх «чистого» Ethernet.
  • FCIP и iFCP, инкапсуляция и передача FCP/SCSI в пакетах IP.
  • HyperSCSI, транспорт SCSI через Ethernet.
  • FICON транспорт через Fibre Channel (используется только мейнфреймами).

  • ATA over Ethernet, транспорт ATA через Ethernet.


2. Совместное использование устройств хранения

Движущей силой для развития сетей хранения данных стал взрывной рост объема деловой информации (такой как электронная почта, базы данных и высоконагруженные файловые сервера), требующей высокоскоростного доступа к дисковым устройствам на блочном уровне . Ранее на предприятии возникали «острова» высокопроизводительных дисковых массивов SCSI. Каждый такой массив был выделен для конкретного приложения и виден ему как некоторое количество «виртуальных жестких дисков» (LUN’ов).

7 стр., 3278 слов

Реферат сети хранения данных fibre channel

... топологией FC ошибочно подразумевают топологию сети хранения данных, то есть, взаимное подключение оборудования инфраструктуры и оконечных устройств. 3. Уровни Fibre Channel состоит из пяти уровней: ... потока данных через несколько соединений (маршрутов), отображение множества портов на одно устройство. FC-4 Отображения протоколов Предоставляет возможность инкапсуляции других протоколов (SCSI, ATM, ...

Сеть хранения данных позволяет объединить эти «острова» средствами высокоскоростной сети. Так же без использования технологий SCSI транспорта невозможно организовать отказоустойчивые кластера в которых один сервер подключается к двум и более дисковым массивам, находящимся на большом расстоянии друг от друга на случай стихийных бедствий.

Сети хранения помогают повысить эффективность использования ресурсов систем хранения, поскольку дают возможность выделить любой ресурс любому узлу сети.

Не стоит забывать и об устройствах резервного копирования, которые также подключаются к СХД. В данный момент существуют как промышленные ленточные библиотеки (на несколько тысяч лент) от ведущих брендов, так и low-end решения для малого бизнеса. Сети хранения данных позволяют подключить к одному хосту несколько приводов таких библиотек, обеспечив таким образом хранилище данных для резервного копирования от сотен терабайт до нескольких петабайт.


3. Преимущества

Совместное использование систем хранения как правило упрощает администрирование и добавляет изрядную гибкость, поскольку кабели и дисковые массивы не нужно физически транспортировать и перекоммутировать от одного сервера к другому.

Другим преимуществом является возможность загружать сервера прямо из сети хранения. При такой конфигурации можно быстро и легко заменить сбойный сервер, переконфигурировав SAN таким образом, что сервер-замена, будет загружаться с LUN’а сбойного сервера. Эта процедура может занять, например, полчаса [2] . Идея относительно новая, но уже используется в новейших датацентрах.

Дополнительным преимуществом является возможность на хосте собрать RAID-зеркало с LUNов, которые презентованы хосту с двух разных дисковых массивов. В таком случае полный отказ одного из массивов не навредит хосту.

Также сети хранения помогают более эффективно восстанавливать работоспособность после сбоя. В SAN может входить удаленный участок со вторичным устройством хранения. В таком случае можно использовать репликацию — реализованную на уровне контроллеров массивов, либо при помощи специальных аппаратных устройств. Поскольку каналы WAN на основе протокола IP встречаются часто, были разработаны протоколы Fibre Channel over IP (FCIP) и iSCSI с целью расширить единую SAN средствами сетей на основе протокола IP. Спрос на такие решения значительно возрос после событий 11 сентября 2001 года в США.


4. Сравнение технологий обмена данными

Порой сравнивают SAN и NAS, говоря на самом деле о разнице между сетевым диском и сетевой ФС — которая состоит в том, кто обслуживает файловую систему, хранящую данные.

block device

  • обмен данными с ним по сети осуществляется блоками подобно тому, как и с локальным SCSI- или SATA-диском;
  • файловая система, если нужна, создаётся и управляется клиентом и как правило — используется им одним.

В случае сетевой файловой системы («расшаренный ресурс» — не хранит, а только передаёт данные):

21 стр., 10043 слов

Монтаж локальной вычислительной сети

... сети и предоставляющий услуги рабочим станциям. Сеть серверов - это совокупность серверов и средств связи, обеспечивающих подключение серверов к базовой сети передачи данных. Базовая сеть ... этом уровне работают коммутаторы, мосты. Сетевой уровень ... при изменении структуры; адаптивность - ... хранения и обработки данных. Предоставляемая компьютерной сетью ... того, проектируемая ЛВС должна иметь ...

  • обмен данными по сети происходит с применением более высокоуровневых понятий «файл» и «каталог», соответствующих объектам подлежащей «настоящей» ФС на физических дисках (либо логических поверх них в случае применения RAID, LVM);
  • эта файловая система создаётся и обслуживается в рамках удалённой системы, при этом может одновременно использоваться на чтение и запись множеством клиентов.


5. Топология сети

5.1. Однокоммутаторная структура

Однокоммутаторная структура


5.2. Дерево или Каскадная структура

Каскадная структура


5.3. Решётка

meshed fabric


5.4. Кольцо

ring fabric


6. Производительность

Появление новых высокотехнологичных материалов способствует росту производительности сетей на базе fibre channel и ethernet. Уже существуют коммутаторы, поддерживающие скорость передачи 10Gbit/s. Для этого используется новый тип трансивера — XFP, а также оптоволкно стандарта ОМ3. Росту скорости передачи способствует и то, что коммутаторы могут собирать на Inter Switch Link’ах транкгруппы из нескольких портов. Коммутаторы «SilkWorm» от Brocade могут собирать транк из восьми линков. Транков может быть несколько, если возникает такая необходимость.


Источники

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/sistemyi-hraneniya-dannyih/

  1. iSCSI’s Effect on the Eternal NAS vs. SAN Debate
  2. Сильно зависит от масштабов проблемы. В континентальном кластере, например, считается, что если за сутки удалось восстановить сервис, то уже хорошо. Основное время занимает согласование запуска нового сервера с высшим руководством.
  3. HP SAN DESIGN GUIDE

Данный реферат составлен на основе .