سیستم های ذخیره سازی اینتل تفاوت بین SAN و NAS

در زمینه دانش، SAN با مانع خاصی روبرو شد - عدم دسترسی به اطلاعات اولیه. وقتی نوبت به مطالعه سایر محصولات زیرساختی که من با آنها برخورد کرده ام، آسان تر است - نسخه های آزمایشی نرم افزار، امکان نصب آنها بر روی یک ماشین مجازی، تعداد زیادی آموزش، راهنمای مرجع و وبلاگ ها در مورد این موضوع وجود دارد. . سیسکو و مایکروسافت کتاب‌های درسی بسیار باکیفیت را پرچ می‌کنند، MS، علاوه بر این، حداقل کمد اتاق زیر شیروانی جهنمی‌اش به نام technet را شانه می‌کنند، حتی یک کتاب در مورد VMware وجود دارد، البته یکی (و حتی به زبان روسی!)، و با کارایی حدود 100 درصد از قبل در خود دستگاه های ذخیره سازی، می توانید از سمینارها، رویدادها و اسناد بازاریابی، انجمن ها اطلاعات دریافت کنید. در شبکه ذخیره سازی - سکوت و مرده با قیطان به ایستادن. دو تا کتاب درسی پیدا کردم ولی جرات خرید نکردم. این «شبکه‌های فضای ذخیره‌سازی برای آدمک‌ها» است (معلوم است که چنین چیزی وجود دارد. «دوم‌های» انگلیسی زبان بسیار کنجکاو در مخاطب هدف، ظاهرا) برای یک و نیم هزار روبل و "شبکه های ذخیره سازی توزیع شده: معماری، پروتکل ها و مدیریت" - قابل اعتمادتر به نظر می رسد، اما 8200r با 40٪ تخفیف. اوزون در کنار این کتاب، هنر آجرکاری را نیز توصیه می کند.

من نمی دانم به شخصی که تصمیم دارد حداقل تئوری سازماندهی شبکه ذخیره سازی داده را از ابتدا مطالعه کند، چه توصیه ای کنم. همانطور که تمرین نشان داده است، حتی دوره های گران قیمت نیز می توانند خروجی صفر داشته باشند. افراد در رابطه با SAN به سه دسته تقسیم می‌شوند: کسانی که اصلاً نمی‌دانند چیست، که می‌دانند چنین پدیده‌ای به سادگی وجود دارد، و کسانی که به این سؤال نگاه می‌کنند که «چرا دو یا چند کارخانه در یک انبار کار می‌کنند. شبکه» با چنان گیجی نگاه می کنند، گویی از آنها چیزی شبیه به «چرا یک مربع چهار گوشه دارد؟» پرسیده شده است.

من سعی خواهم کرد شکافی را که کمبود داشتم پر کنم - پایه را توصیف کنم و آن را ساده توصیف کنم. من SAN را بر اساس پروتکل کلاسیک آن - کانال فیبر - در نظر خواهم گرفت.

بنابراین SAN- شبکه ذخیره سازی- طراحی شده برای ادغام فضای دیسک سرورها در حافظه های مخصوص دیسک اختصاصی. نکته اصلی این است که به این ترتیب منابع دیسک اقتصادی تر استفاده می شود، مدیریت آن آسان تر است و عملکرد بیشتری دارند. و در مسائل مجازی سازی و خوشه بندی، زمانی که چندین سرور نیاز به دسترسی به یک فضای دیسک دارند، چنین سیستم های ذخیره سازی داده ها به طور کلی ضروری هستند.

به هر حال، به دلیل ترجمه به روسی، در اصطلاح SAN سردرگمی وجود دارد. SAN در ترجمه به معنای "شبکه ذخیره سازی داده" - DWH است. با این حال، به طور کلاسیک در روسیه، ذخیره سازی به معنای اصطلاح "سیستم ذخیره سازی داده" است، یعنی یک آرایه دیسک ( آرایه ذخیره سازی، که به نوبه خود از یک بلوک کنترل ( پردازنده ذخیره سازی، کنترل کننده ذخیره سازی) و قفسه های دیسک ( محفظه دیسک). با این حال، در آرایه ذخیره سازی اصلی تنها بخشی از SAN است، اگرچه گاهی اوقات مهم ترین. در روسیه، ما دریافتیم که سیستم ذخیره سازی (سیستم ذخیره سازی داده ها) بخشی از شبکه ذخیره سازی (شبکه ذخیره سازی داده ها) است. بنابراین، دستگاه‌های ذخیره‌سازی معمولاً سیستم‌های ذخیره‌سازی نامیده می‌شوند، و شبکه ذخیره‌سازی SAN نامیده می‌شود (و با «Sun» اشتباه گرفته می‌شود، اما اینها چیزهای کوچکی هستند).

اجزاء و اصطلاحات

1. گره ها، گره ها (گره ها)

• آرایه های دیسک (سیستم های ذخیره سازی داده ها) - ذخیره سازی ها (هدف ها)
• سرورها - مصرف کنندگان منابع دیسک (آغازگر).

2. زیرساخت شبکه

• سوئیچ ها (و روترها در سیستم های پیچیده و توزیع شده)
• کابل ها

ویژگی های خاص

برای SAN، پارامترهای کلیدی نه تنها عملکرد، بلکه قابلیت اطمینان نیز هستند. پس از همه، اگر سرور پایگاه داده شبکه خود را برای چند ثانیه (یا حتی دقیقه) از دست بدهد - خوب، ناخوشایند خواهد بود، اما می توانید زنده بمانید. و اگر هارد دیسک با پایه یا با سیستم عامل همزمان بیفتد، تأثیر بسیار جدی تر خواهد بود. بنابراین، تمام اجزای SAN معمولا تکراری هستند - پورت ها در دستگاه های ذخیره سازی و سرورها، سوئیچ ها، لینک های بین سوئیچ ها و ویژگی های کلیدی SAN، در مقایسه با LAN - تکرار در سطح کل زیرساخت دستگاه های شبکه - کارخانه ها.

کارخانه (پارچه- که در واقع از پارچه انگلیسی ترجمه شده است، زیرا. این اصطلاح نماد یک طرح درهم تنیده برای اتصال شبکه و دستگاه های پایانی است، اما این اصطلاح قبلاً ایجاد شده است) - مجموعه ای از سوئیچ ها که توسط پیوندهای بین سوئیچ به هم متصل شده اند ( ISL - InterSwitch Link).

SANهای بسیار در دسترس لزوماً شامل دو کارخانه (و گاهی اوقات بیشتر) می شوند، زیرا خود کارخانه یک نقطه شکست است. کسانی که تا به حال عواقب یک زنگ در شبکه یا یک حرکت صفحه کلید ماهرانه را مشاهده کرده اند که یک سوئیچ سطح هسته یا توزیع را با یک سیستم عامل یا فرمان ناموفق وارد کما می کند، متوجه می شوند که در مورد چیست.

کارخانه ها می توانند توپولوژی (آینه ای) یکسانی داشته باشند یا متفاوت باشند. به عنوان مثال، یک کارخانه ممکن است از چهار سوئیچ تشکیل شده باشد، و دیگری - از یک، و فقط گره های بسیار بحرانی را می توان به آن متصل کرد.

توپولوژی

آبشار- سوئیچ ها به صورت سری متصل می شوند. اگر بیش از دو نفر باشد، غیرقابل اعتماد و غیرمولد است.

حلقه- آبشار بسته قابل اعتماد تر از یک آبشار، اگرچه با تعداد زیادی شرکت کننده (بیش از 4)، عملکرد آسیب خواهد دید. و یک شکست ISL یا یکی از سوئیچ ها مدار را به یک آبشار با تمام عواقب تبدیل می کند.

مش). اتفاق می افتد توری کامل- زمانی که هر سوئیچ به هر یک وصل می شود. با قابلیت اطمینان بالا، عملکرد و قیمت مشخص می شود. تعداد پورت های مورد نیاز برای ارتباطات اتصال به سوئیچ با هر سوئیچ جدیدی که به مدار اضافه می شود به طور تصاعدی افزایش می یابد. با یک پیکربندی خاص، به سادگی هیچ پورتی برای گره ها وجود نخواهد داشت - همه توسط ISL اشغال خواهند شد. مش جزئی- هر ترکیب هرج و مرج از سوئیچ ها.

مرکز/پیرامون (هسته/لبه)- نزدیک به توپولوژی کلاسیک LAN، اما بدون لایه توزیع. غیرعادی نیست که فضای ذخیره‌سازی به سوئیچ‌های Core و سرورها به Edge متصل شود. اگرچه می توان یک لایه (سطح) اضافی از سوییچ های Edge را برای ذخیره سازی اختصاص داد. همچنین، ذخیره‌سازی و سرورها می‌توانند برای بهبود عملکرد و کاهش زمان پاسخ به یک سوئیچ متصل شوند (به این حالت محلی‌سازی می‌گویند). این توپولوژی با مقیاس پذیری و مدیریت خوب مشخص می شود.

منطقه بندی (منطقه بندی، منطقه بندی)

• جفت های انتخاب شده به مناطق (مناطق) که قبلاً روی سوئیچ ایجاد شده اند اضافه می شوند.
• مناطق در مجموعه های منطقه (مجموعه منطقه، پیکربندی منطقه) ایجاد شده در همان مکان قرار می گیرند.
• مجموعه های زون در کارخانه فعال می شوند.

برای یک پست اولیه در مورد SAN، فکر می کنم این کافی است. من برای تصاویر متنوع عذرخواهی می کنم - راهی برای کشیدن آن در محل کار وجود ندارد، اما در خانه زمانی وجود ندارد. این ایده وجود داشت که روی کاغذ بکشم و عکس بگیرم، اما تصمیم گرفتم که اینطوری بهتر است.

در نهایت، به عنوان پس نویس، فهرست می کنم دستورالعمل های طراحی اولیه برای پارچه SAN.

• ساختار را طوری طراحی کنید که بیش از سه سوئیچ بین دو دستگاه انتهایی وجود نداشته باشد.
• مطلوب است که کارخانه از بیش از 31 سوئیچ تشکیل نشده باشد.
• ارزش آن را دارد که قبل از افزودن سوئیچ جدید به فابریک، Domain ID را به صورت دستی تنظیم کنید - مدیریت پذیری را بهبود می بخشد و به جلوگیری از مشکلات مربوط به همان Domain ID کمک می کند، به عنوان مثال، در مواردی مانند اتصال مجدد سوئیچ از یک کارخانه به کارخانه دیگر.
• چندین مسیر معادل بین هر دستگاه ذخیره سازی و آغازگر داشته باشید.
• در موارد الزامات عملکرد نامشخص، نسبت پورت های Nx (برای دستگاه های پایانی) به تعداد پورت های ISL را 6:1 (توصیه EMC) یا 7:1 (توصیه Brocade) در نظر بگیرید. این نسبتاضافه اشتراک نامیده می شود.
• توصیه های منطقه بندی:
  - از نام های آموزنده مناطق و مجموعه های منطقه استفاده کنید.
  - از پهنه بندی WWPN به جای مبتنی بر پورت (بر اساس آدرس های دستگاه، نه پورت های فیزیکی یک سوئیچ خاص) استفاده کنید.
  - هر منطقه - یک آغازگر؛
  - کارخانه را از مناطق "مرده" تمیز کنید.
• ذخیره پورت و کابل رایگان داشته باشید.
• ذخیره تجهیزات (سوئیچ) داشته باشید. در سطح سایت - اجباری، احتمالاً در سطح کارخانه.

در ساده ترین حالت، یک SAN شامل سیستم های ذخیره سازی، سوئیچ ها و سرورهایی است که توسط کانال های ارتباطی نوری متصل شده اند. علاوه بر سیستم‌های ذخیره‌سازی دیسک مستقیم در SAN، می‌توانید کتابخانه‌های دیسک، کتابخانه‌های نوار (استریمر)، دستگاه‌هایی برای ذخیره داده‌ها روی دیسک‌های نوری (CD / DVD و غیره) و غیره را متصل کنید.

نمونه ای از یک زیرساخت بسیار در دسترس که در آن سرورها به طور همزمان به یک شبکه محلی (سمت چپ) و یک شبکه منطقه ذخیره سازی (راست) متصل می شوند. چنین طرحی دسترسی به داده های موجود در سیستم ذخیره سازی را در صورت خرابی هر ماژول پردازنده، سوئیچ یا مسیر دسترسی فراهم می کند.

استفاده از SAN به شما امکان می دهد:

• مدیریت منابع متمرکز سرورها و سیستم های ذخیره سازی داده ها .
• اتصال آرایه ها و سرورهای دیسک جدید بدون توقف عملکرد کل سیستم ذخیره سازی؛
• استفاده از تجهیزات خریداری شده قبلی در ارتباط با دستگاه های ذخیره سازی جدید؛
• دسترسی سریع و قابل اعتماد به درایوهای داده واقع در فاصله زیاد از سرورها، * بدون تلفات قابل توجه عملکرد؛
• سرعت بخشیدن به فرآیند پشتیبان گیری و بازیابی اطلاعات - BURA.

داستان

توسعه فن آوری های شبکه منجر به ظهور دو راه حل شبکه برای ذخیره سازی - شبکه های ذخیره سازی Storage Area Network (SAN) برای تبادل داده در سطح بلوک پشتیبانی شده توسط سیستم های فایل مشتری، و سرورها برای ذخیره سازی در سطح فایل ذخیره سازی پیوست شده است. NAS). برای تمایز سیستم های ذخیره سازی سنتی از سیستم های ذخیره سازی شبکه، نام متداول دیگری پیشنهاد شد - ذخیره سازی پیوست مستقیم (DAS).

DAS، SAN و NAS که به‌طور متوالی در بازار ظاهر می‌شوند، زنجیره‌های در حال تکامل روابط بین برنامه‌هایی که از داده‌ها استفاده می‌کنند و بایت‌های روی رسانه‌های حاوی این داده‌ها را منعکس می‌کنند. روزی روزگاری، برنامه های کاربردی خودشان بلوک ها را می خواندند و می نوشتند، سپس درایورها به عنوان بخشی از سیستم عامل ظاهر می شدند. در DAS، SAN و NAS مدرن، زنجیره از سه پیوند تشکیل شده است: پیوند اول ایجاد آرایه‌های RAID، دوم پردازش ابرداده است که امکان تفسیر داده‌های باینری را در قالب فایل‌ها و رکوردها فراهم می‌کند، و سومی خدمات است. برای ارائه داده به برنامه آنها در مکان و نحوه پیاده سازی این پیوندها متفاوت هستند. در مورد DAS، ذخیره‌سازی «لخت» است، فقط توانایی ذخیره و دسترسی به داده‌ها را فراهم می‌کند و بقیه کارها در سمت سرور انجام می‌شود، که از رابط‌ها و درایورها شروع می‌شود. با ظهور SAN، ارائه RAID به سمت ذخیره سازی منتقل می شود، همه چیز مانند مورد DAS باقی می ماند. و NAS از این جهت متفاوت است که متادیتا نیز برای دسترسی به فایل به سیستم ذخیره سازی منتقل می شود، در اینجا مشتری فقط باید از خدمات داده پشتیبانی کند.

ظهور SAN پس از توسعه پروتکل کانال فیبر (FC) در سال 1988 و تصویب به عنوان یک استاندارد توسط ANSI در سال 1994 امکان پذیر شد. واژه Storage Area Network به سال 1999 برمی گردد. با گذشت زمان، FC جای خود را به اترنت داد و شبکه های IP-SAN با اتصال iSCSI گسترده شدند.

ایده سرور ذخیره سازی شبکه NAS متعلق به برایان رندال از دانشگاه نیوکاسل است و در سال 1983 در ماشین های سرور یونیکس پیاده سازی شد. این ایده به قدری موفقیت آمیز بود که شرکت های مختلفی از جمله Novell، IBM و Sun آن را پذیرفتند، اما در نهایت رهبران NetApp و EMC را تغییر دادند.

در سال 1995، گارث گیبسون اصول NAS را توسعه داد و سیستم های ذخیره سازی اشیا (Object Storage، OBS) را ایجاد کرد. او با تقسیم تمام عملیات دیسک به دو گروه شروع کرد، یکی شامل عملیات‌های متداول‌تر، مانند خواندن و نوشتن، و دیگری، موارد نادرتر، مانند عملیات نام‌گذاری. سپس کانتینر دیگری را علاوه بر بلوک و فایل پیشنهاد کرد و آن را شیء نامید.

OBS با نوع جدیدی از رابط متمایز می شود که به آن شیء می گویند. خدمات مشتری داده با ابرداده از طریق Object API تعامل دارند. علاوه بر ذخیره داده ها، OBS از RAID نیز پشتیبانی می کند، ابرداده های مربوط به اشیاء را ذخیره می کند و از یک رابط شی پشتیبانی می کند. DAS و SAN و NAS و OBS در طول زمان وجود دارند، اما هر نوع دسترسی برای نوع خاصی از داده ها و برنامه ها مناسب تر است.

معماری SAN

توپولوژی شبکه

SAN یک شبکه داده پرسرعت است که برای اتصال سرورها به دستگاه های ذخیره سازی طراحی شده است. انواع توپولوژی SAN (نقطه به نقطه، حلقه داوری و سوئیچینگ) جایگزین اتصالات گذرگاه سرور به ذخیره‌سازی سنتی می‌شوند و نسبت به آنها انعطاف‌پذیری، عملکرد و قابلیت اطمینان بیشتری را ارائه می‌دهند. مفهوم SAN مبتنی بر توانایی اتصال هر یک از سرورها به هر دستگاه ذخیره سازی است که بر روی پروتکل کانال فیبر کار می کند. اصل تعامل گره ها در یک SAN با توپولوژی های نقطه به نقطه یا سوئیچینگ در شکل ها نشان داده شده است. در یک Arbitrated Loop SAN، انتقال داده به صورت متوالی از گره به گره صورت می گیرد. برای شروع انتقال داده، دستگاه فرستنده داوری را برای حق استفاده از رسانه انتقال داده آغاز می کند (از این رو نام توپولوژی - حلقه داوری).

اساس حمل و نقل SAN پروتکل Fiber Channel است که از اتصالات دستگاه مسی و فیبر نوری استفاده می کند.

قطعات SAN

اجزای SAN به موارد زیر تقسیم می شوند:

• منابع ذخیره سازی داده ها؛
• دستگاه هایی که زیرساخت SAN را پیاده سازی می کنند.

آداپتورهای اتوبوس میزبان

منابع ذخیره سازی

منابع ذخیره سازی شامل آرایه های دیسک، درایوهای نوار و کتابخانه های کانال فیبر می باشد. منابع ذخیره سازی تنها زمانی متوجه بسیاری از قابلیت های خود می شوند که در SAN گنجانده شوند. بنابراین آرایه های دیسک طبقه بالامی‌تواند داده‌ها را بین آرایه‌ها روی شبکه‌های Fiber Channel تکثیر کند، و کتابخانه‌های نوار می‌توانند داده‌ها را مستقیماً از آرایه‌های دیسک با رابط کانال Fiber به نوار انتقال دهند و شبکه و سرورها را دور بزنند (پشتیبان‌گیری بدون سرور). محبوب‌ترین آرایه‌های موجود در بازار آرایه‌های دیسک از EMC، Hitachi، IBM، Compaq (خانواده Storage Works که توسط Compaq از Digital به ارث رسیده است) هستند، و در میان تولیدکنندگان کتابخانه نوار باید به StorageTek، Quantum/ATL، IBM اشاره کرد.

دستگاه های پیاده سازی زیرساخت SAN

دستگاه‌هایی که زیرساخت SAN را پیاده‌سازی می‌کنند، سوئیچ‌های کانال فیبر (سوئیچ‌های کانال فیبر، سوئیچ‌های FC)، هاب‌ها (کانال هاب فیبر) و روترها (روترهای کانال Fibre-SCSI) هستند. FC_AL). استفاده از هاب به شما این امکان را می دهد که دستگاه ها را در یک حلقه بدون توقف سیستم متصل و جدا کنید، زیرا هاب در صورت قطع ارتباط دستگاه به طور خودکار حلقه را می بندد و در صورت اتصال دستگاه جدید به طور خودکار حلقه را باز می کند. هر تغییر حلقه با فرآیند پیچیده اولیه سازی آن همراه است. فرآیند اولیه سازی چند مرحله ای است و قبل از تکمیل آن، تبادل داده در حلقه امکان پذیر نیست.

همه SAN های مدرن بر روی سوئیچ هایی ساخته شده اند که به شما امکان می دهد یک اتصال شبکه کامل را پیاده سازی کنید. سوئیچ ها نه تنها می توانند دستگاه های Fiber Channel را به هم متصل کنند، بلکه دسترسی بین دستگاه ها را نیز محدود می کنند، که اصطلاحاً مناطقی برای سوئیچ ها ایجاد می شود. دستگاه های قرار داده شده در مناطق مختلف، نمی توانند با یکدیگر تبادل اطلاعات کنند. تعداد پورت ها در SAN را می توان با اتصال سوئیچ ها به یکدیگر افزایش داد. به گروهی از سوئیچ های متصل، Fiber Channel Fabric یا به سادگی Fabric می گویند. پیوندهای بین سوئیچ ها Interswitch Links یا به اختصار ISL نامیده می شوند.

نرم افزار

این نرم افزار به شما اجازه می دهد که افزونگی مسیرهای دسترسی سرور به آرایه های دیسک و توزیع بار پویا بین مسیرها را پیاده سازی کنید. برای اکثر آرایه‌های دیسک، یک راه آسان برای تعیین اینکه آیا پورت‌های قابل دسترسی از طریق کنترل‌کننده‌های مختلف برای یک دیسک هستند یا خیر وجود دارد. نرم‌افزار تخصصی جدولی از مسیرهای دسترسی به دستگاه‌ها را نگهداری می‌کند و از غیرفعال شدن مسیرها در صورت تصادف، اتصال پویا مسیرهای جدید و تعادل بار بین آنها اطمینان می‌دهد. به عنوان یک قاعده، سازندگان آرایه های دیسک نرم افزارهای تخصصی از این نوع را برای آرایه های خود ارائه می دهند. نرم افزار VERITAS نرم افزار VERITAS Volume Manager را تولید می کند که برای سازماندهی حجم های دیسک منطقی از دیسک های فیزیکی و ارائه مسیرهای دسترسی اضافی به دیسک ها و همچنین تعادل بار بین آنها برای اکثر آرایه های دیسک شناخته شده طراحی شده است.

پروتکل های مورد استفاده

SAN ها از پروتکل های سطح پایین استفاده می کنند:

• پروتکل کانال فیبر (FCP)، انتقال SCSI از طریق کانال فیبر. پرکاربردترین پروتکل در حال حاضر. در 1 گیگابیت بر ثانیه، 2 گیگابیت بر ثانیه، 4 گیگابیت بر ثانیه، 8 گیگابیت بر ثانیه و 10 گیگابیت بر ثانیه موجود است.
• iSCSI، انتقال SCSI از طریق TCP/IP.
• انتقال FCoE، FCP/SCSI از طریق اترنت خالص.
• FCIP و iFCP، کپسوله‌سازی و انتقال FCP/SCSI در بسته‌های IP.
• HyperSCSI، SCSI از طریق انتقال اترنت.
• انتقال FICON از طریق کانال فیبر (فقط توسط پردازنده های مرکزی استفاده می شود).
• ATA از طریق اترنت، ATA از طریق انتقال اترنت.
• انتقال SCSI و/یا TCP/IP از طریق InfiniBand (IB).

مزایای

• قابلیت اطمینان بالا در دسترسی به داده های واقع در سیستم های ذخیره سازی خارجی. استقلال توپولوژی SAN از سیستم ها و سرورهای ذخیره سازی استفاده شده.
• ذخیره سازی متمرکز داده ها (قابلیت اطمینان، امنیت).
• مدیریت متمرکز راحت سوئیچینگ و داده.
• انتقال ترافیک فشرده I/O به یک شبکه جداگانه - تخلیه شبکه LAN.
• عملکرد بالا و تاخیر کم.
• مقیاس پذیری و انعطاف پذیری طراحی منطقی SAN
• ابعاد جغرافیایی SAN، بر خلاف DAS کلاسیک، عملا نامحدود است.
• توانایی توزیع سریع منابع بین سرورها.
• توانایی ساخت راه حل های خوشه ای مقاوم در برابر خطا بدون هزینه اضافی بر اساس SAN موجود.
• طرح پشتیبان گیری ساده - همه داده ها در یک مکان هستند.
• دسترسی ویژگی های اضافیو خدمات (عکس های فوری، تکرار از راه دور).
• SAN با امنیت بالا

اشتراک‌گذاری سیستم‌های ذخیره‌سازی معمولا مدیریت را ساده می‌کند و انعطاف‌پذیری مناسبی را اضافه می‌کند، زیرا کابل‌ها و آرایه‌های دیسک نیازی به انتقال فیزیکی و سیم‌کشی مجدد از یک سرور به سرور دیگر ندارند.

مزیت دیگر این است که می توان سرورها را مستقیماً از شبکه ذخیره سازی بوت کرد. با این پیکربندی، می توانید به سرعت و به راحتی یک خراب را جایگزین کنید

اطلاعات نیروی محرکه است کسب و کار مدرنو در در حال حاضربه عنوان با ارزش ترین دارایی استراتژیک هر شرکتی در نظر گرفته می شود. حجم اطلاعات همراه با رشد شبکه های جهانی و توسعه تجارت الکترونیک به طور تصاعدی در حال افزایش است. برای موفقیت در جنگ اطلاعاتی، داشتن یک استراتژی موثر برای ذخیره، حفاظت، اشتراک و مدیریت مهمترین دارایی دیجیتال - داده ها - چه در امروز و چه در آینده نزدیک ضروری است.

مدیریت منابع ذخیره سازی به یکی از مهم ترین مسائل استراتژیک پیش روی بخش های فناوری اطلاعات تبدیل شده است. با توجه به توسعه اینترنت و تغییرات اساسی در فرآیندهای کسب و کار، اطلاعات با سرعت بی سابقه ای در حال انباشته شدن است. علاوه بر مشکل فوری اطمینان از امکان افزایش مداوم حجم اطلاعات ذخیره شده، مشکل اطمینان از قابلیت اطمینان ذخیره سازی داده ها و دسترسی مداوم به اطلاعات نیز در دستور کار نیست. برای بسیاری از شرکت ها، فرمول دسترسی به داده "24 ساعت در روز، 7 روز هفته، 365 روز در سال" به یک امر عادی تبدیل شده است.

در مورد یک رایانه شخصی، یک سیستم ذخیره سازی (DS) را می توان به عنوان یک داخلی جداگانه درک کرد HDDیا سیستم دیسک اگر صحبت از ذخیره سازی شرکتی باشد، به طور سنتی سه فناوری برای سازماندهی ذخیره سازی داده ها وجود دارد: ذخیره سازی پیوست شده مستقیم (DAS)، ذخیره سازی پیوست شبکه (NAS) و شبکه منطقه ذخیره سازی (SAN).

ذخیره سازی پیوست مستقیم (DAS)

فناوری DAS به معنای اتصال مستقیم (مستقیم) درایوها به سرور یا رایانه شخصی است. در این مورد، درایوها (هارد دیسک، درایو نوار) ​​می توانند هم داخلی و هم خارجی باشند. ساده ترین حالت یک سیستم DAS یک دیسک منفرد در یک سرور یا رایانه شخصی است. علاوه بر این، سازماندهی یک آرایه RAID داخلی از دیسک ها با استفاده از یک کنترلر RAID نیز می تواند به یک سیستم DAS نسبت داده شود.

لازم به ذکر است که علیرغم امکان رسمی استفاده از اصطلاح سیستم DAS در رابطه با یک دیسک منفرد یا آرایه داخلی از دیسک‌ها، سیستم DAS معمولاً به عنوان یک رک یا سبد خارجی با دیسک شناخته می‌شود که می‌توان آن را به عنوان یک دیسک در نظر گرفت. سیستم ذخیره سازی مستقل (شکل 1). علاوه بر منبع تغذیه مستقل، چنین سیستم های DAS مستقل دارای یک کنترل کننده (پردازنده) تخصصی برای مدیریت مجموعه ای از درایوها هستند. به عنوان مثال، یک کنترلر RAID با توانایی سازماندهی آرایه های RAID در سطوح مختلف می تواند به عنوان یک کنترل کننده عمل کند.

برنج. 1. نمونه ای از سیستم ذخیره سازی DAS

لازم به ذکر است که سیستم های DAS مستقل می توانند چندین کانال ورودی/خروجی خارجی داشته باشند که امکان اتصال همزمان چندین کامپیوتر به سیستم DAS را فراهم می کند.

رابط های SCSI (رابط سیستم های کامپیوتری کوچک)، SATA، PATA و کانال فیبر می توانند به عنوان رابط برای اتصال درایوها (داخلی یا خارجی) در فناوری DAS عمل کنند. در حالی که رابط‌های SCSI، SATA و PATA عمدتاً برای اتصال درایوهای داخلی استفاده می‌شوند، رابط Fiber Channel منحصراً برای اتصال درایوهای خارجی و سیستم‌های ذخیره‌سازی مستقل استفاده می‌شود. مزیت رابط Fiber Channel در این مورد این است که محدودیت طولی دقیقی ندارد و زمانی می توان از آن استفاده کرد که سرور یا کامپیوتر متصل به سیستم DAS در فاصله قابل توجهی از آن قرار گرفته باشد. برای اتصال سیستم های ذخیره سازی خارجی نیز می توان از رابط های SCSI و SATA استفاده کرد (در این مورد رابط SATA eSATA نامیده می شود) اما این رابط ها محدودیت شدیدی در حداکثر طول کابل اتصال سیستم DAS و سرور متصل دارند.

از مزایای اصلی سیستم های DAS می توان به هزینه پایین آنها (در مقایسه با سایر راه حل های ذخیره سازی)، سهولت در استقرار و مدیریت و سرعت بالای تبادل داده بین سیستم ذخیره سازی و سرور اشاره کرد. در واقع، دقیقاً به همین دلیل است که آنها در بخش دفاتر کوچک و شبکه های شرکت های کوچک محبوبیت زیادی به دست آورده اند. در عین حال، سیستم های DAS نیز دارای معایبی هستند که شامل مدیریت ضعیف و استفاده از منابع بهینه نیست، زیرا هر سیستم DAS به یک سرور اختصاصی برای اتصال نیاز دارد.

در حال حاضر، سیستم های DAS جایگاه پیشرو را به خود اختصاص داده اند، اما سهم فروش این سیستم ها به طور مداوم در حال کاهش است. سیستم های DAS به تدریج با هر دو جایگزین می شوند راه حل های جهانیبا امکان مهاجرت روان از سیستم های NAS یا سیستم هایی که امکان استفاده از آنها را هم به عنوان سیستم DAS و NAS و حتی SAN فراهم می کند.

هنگامی که نیاز به افزایش فضای دیسک یک سرور و انتقال آن به خارج از کیس است، باید از سیستم های DAS استفاده شود. سیستم‌های DAS را می‌توان برای استفاده در ایستگاه‌های کاری که حجم زیادی از اطلاعات را پردازش می‌کنند (مثلاً ایستگاه‌های ویرایش غیرخطی ویدیو) توصیه کرد.

ذخیره سازی متصل به شبکه (NAS)

سیستم های NAS هستند سیستم های شبکهدستگاه های ذخیره سازی که مستقیماً مانند سرور چاپ شبکه، روتر یا هر دستگاه شبکه دیگری به شبکه متصل می شوند (شکل 2). در واقع، سیستم‌های NAS تکاملی از سرورهای فایل هستند: تفاوت بین یک سرور فایل سنتی و یک دستگاه NAS تقریباً مشابه بین یک سخت‌افزار است. روتر شبکهو یک روتر نرم افزاری مبتنی بر سرور اختصاصی.

برنج. 2. نمونه ذخیره سازی NAS

برای درک تفاوت بین یک فایل سرور سنتی و یک دستگاه NAS، بیاد داشته باشیم که یک سرور فایل سنتی یک کامپیوتر (سرور) اختصاصی است که اطلاعات در دسترس کاربران شبکه را ذخیره می کند. برای ذخیره اطلاعات می توان از هارد دیسک های نصب شده در سرور استفاده کرد (به طور معمول در سبدهای مخصوص نصب می شوند) یا دستگاه های DAS را می توان به سرور متصل کرد. سرور فایل با استفاده از سیستم عامل سرور مدیریت می شود. این رویکرد برای سازماندهی سیستم های ذخیره سازی داده در حال حاضر محبوب ترین در بخش شبکه های محلی کوچک است، اما یک اشکال قابل توجه دارد. واقعیت این است که یک سرور جهانی (و حتی در ترکیب با یک سیستم عامل سرور) به هیچ وجه راه حل ارزانی نیست. در عین حال، بیشتر عملکرد ذاتی سرور جهانی به سادگی در سرور فایل استفاده نمی شود. ایده ایجاد یک فایل سرور بهینه شده با سیستم عامل بهینه و پیکربندی متعادل است. این مفهومی است که دستگاه NAS تجسم می کند. از این نظر، دستگاه‌های NAS را می‌توان به عنوان سرورهای فایل «نازک» یا، به‌طور دیگری، فایل‌کننده در نظر گرفت.

سیستم‌های NAS علاوه بر یک سیستم‌عامل بهینه‌شده، آزاد از تمام عملکردهایی که به نگهداری سیستم فایل و اجرای ورودی/خروجی داده‌ها مربوط نمی‌شوند، دارای یک سیستم فایل بهینه دسترسی هستند. سیستم های NAS به گونه ای طراحی شده اند که تمام قدرت پردازش آنها صرفاً بر روی عملیات سرویس دهی و ذخیره سازی فایل متمرکز است. خود سیستم عامل در حافظه فلش قرار دارد و توسط سازنده از قبل نصب شده است. طبیعتاً با انتشار نسخه جدیدی از سیستم عامل، کاربر می تواند به طور مستقل سیستم را "رفلش" کند. اتصال دستگاه‌های NAS به شبکه و پیکربندی آنها کار نسبتاً ساده‌ای است و در اختیار هر کاربر باتجربه‌ای است، به جز مدیر سیستم.

بنابراین، در مقایسه با فایل سرورهای سنتی، دستگاه های NAS قدرتمندتر و ارزان تر هستند. در حال حاضر، تقریبا تمام دستگاه های NAS برای استفاده در شبکه های اترنت (Fast Ethernet، Gigabit Ethernet) بر اساس پروتکل های TCP/IP طراحی شده اند. دستگاه‌های NAS با استفاده از پروتکل‌های دسترسی به فایل ویژه قابل دسترسی هستند. رایج ترین پروتکل های دسترسی به فایل CIFS، NFS و DAFS هستند.

CIFS(Common Internet File System) پروتکلی است که دسترسی به فایل ها و سرویس های موجود را فراهم می کند کامپیوترهای راه دور(از جمله اینترنت) و از مدل تعامل مشتری-سرور استفاده می کند. مشتری درخواستی برای دسترسی به فایل به سرور ایجاد می کند، سرور درخواست مشتری را برآورده می کند و نتیجه کار خود را برمی گرداند. پروتکل CIFS به طور سنتی در شبکه های محلی ویندوز برای دسترسی به فایل استفاده می شود. CIFS از پروتکل TCP/IP برای انتقال داده ها استفاده می کند. CIFS عملکردی مشابه FTP (پروتکل انتقال فایل) ارائه می دهد اما به مشتریان کنترل بهتری بر روی فایل ها می دهد. همچنین به شما امکان می دهد با استفاده از مسدود کردن و دسترسی به فایل بین مشتریان به اشتراک بگذارید بازیابی خودکارارتباط با سرور در صورت خرابی شبکه

پروتکل NFS(Network File System - شبکه فایل سیستم) به طور سنتی بر روی پلتفرم های یونیکس استفاده می شود و ترکیبی از یک سیستم فایل توزیع شده و یک پروتکل شبکه است. پروتکل NFS همچنین از مدل تعامل کلاینت و سرور استفاده می کند. پروتکل NFS دسترسی به فایل‌ها را در یک میزبان (سرور) راه دور فراهم می‌کند که گویی در رایانه کاربر هستند. NFS از پروتکل TCP/IP برای انتقال داده ها استفاده می کند. برای عملکرد NFS در اینترنت، پروتکل WebNFS توسعه داده شد.

پروتکل DAFS(Direct Access File System) یک پروتکل استاندارد دسترسی به فایل مبتنی بر NFS است. این پروتکلبه وظایف برنامه اجازه می دهد تا داده ها را با دور زدن سیستم عامل و فضای بافر آن به طور مستقیم به منابع انتقال انتقال دهند. پروتکل DAFS سرعت ورودی/خروجی فایل بالایی را فراهم می کند و با کاهش بسیار زیاد تعداد عملیات و وقفه هایی که معمولاً در پردازش پروتکل شبکه مورد نیاز است، استفاده از CPU را کاهش می دهد.

DAFS برای استفاده در یک محیط خوشه و سرور برای پایگاه های داده و انواع برنامه های اینترنتی متمرکز بر عملکرد مداوم طراحی شده است. کمترین تأخیر دسترسی را برای اشتراک گذاری فایل ها و داده ها فراهم می کند و همچنین از سیستم هوشمند و مکانیزم های بازیابی اطلاعات پشتیبانی می کند که آن را برای استفاده در سیستم های NAS جذاب می کند.

به طور خلاصه، سیستم‌های NAS را می‌توان برای استفاده در شبکه‌های چند پلتفرمی توصیه کرد، زمانی که دسترسی شبکه به فایل‌ها مورد نیاز است و سهولت نصب مدیریت سیستم ذخیره‌سازی یک عامل نسبتاً مهم است. یک مثال عالی استفاده از NAS به عنوان سرور فایل در یک دفتر شرکت کوچک است.

شبکه فضای ذخیره سازی (SAN)

در واقع SAN دیگر یک دستگاه جداگانه نیست، بلکه یک راه حل پیچیده است که یک زیرساخت شبکه تخصصی برای ذخیره داده ها است. SAN ها به عنوان زیرشبکه های تخصصی مجزا در یک شبکه محلی (LAN) یا شبکه گسترده (WAN) ادغام می شوند.

اساسا، SAN ها یک یا چند سرور (سرورهای SAN) را به یک یا چند دستگاه ذخیره سازی پیوند می دهند. SAN به هر سرور SAN اجازه می دهد تا بدون بارگیری سرورهای دیگر یا شبکه محلی به هر دستگاه ذخیره سازی دسترسی داشته باشد. علاوه بر این، امکان تبادل داده بین دستگاه های ذخیره سازی بدون مشارکت سرورها وجود دارد. در واقع SAN به تعداد بسیار زیادی از کاربران اجازه می دهد تا اطلاعات را در یک مکان (با دسترسی متمرکز سریع) ذخیره کرده و به اشتراک بگذارند. آرایه های RAID، کتابخانه های مختلف (نوار، مغناطیسی نوری و غیره)، و همچنین سیستم های JBOD (آرایه های دیسک که در RAID ترکیب نشده اند) می توانند به عنوان دستگاه های ذخیره سازی داده استفاده شوند.

شبکه های ذخیره سازی به شدت شروع به توسعه کردند و تنها از سال 1999 معرفی شدند.

همانطور که اصولاً شبکه های محلی را می توان بر اساس فناوری ها و استانداردهای مختلف ساخت، از فناوری های مختلفی نیز می توان برای ساخت SAN استفاده کرد. اما همانطور که استاندارد اترنت (Fast Ethernet، Gigabit Ethernet) به استاندارد واقعی برای شبکه های محلی تبدیل شده است، شبکه های ذخیره سازی تحت سلطه استاندارد کانال فیبر (FC) قرار دارند. در واقع، توسعه استاندارد کانال فیبر بود که به توسعه مفهوم SAN منجر شد. در عین حال، باید توجه داشت که استاندارد iSCSI به طور فزاینده ای محبوب می شود که بر اساس آن می توان شبکه های SAN را نیز ساخت.

یکی از مهمترین مزایای کانال فیبر در کنار پارامترهای سرعت، قابلیت کار در فواصل طولانی و انعطاف پذیری توپولوژی است. مفهوم ساخت توپولوژی SAN بر اساس همان اصول شبکه های محلی سنتی مبتنی بر سوئیچ ها و روترها است که ساخت پیکربندی های سیستم چند گره را بسیار ساده می کند.

شایان ذکر است که هر دو کابل فیبر نوری و کابل مسی برای انتقال داده در استاندارد Fiber Channel استفاده می شوند. هنگام سازماندهی دسترسی به گره های جغرافیایی از راه دور در فاصله حداکثر 10 کیلومتری، از تجهیزات استاندارد و فیبر نوری تک حالته برای انتقال سیگنال استفاده می شود. اگر گره ها با فاصله بیشتری (ده ها یا حتی صدها کیلومتر) از هم جدا شوند، از تقویت کننده های ویژه استفاده می شود.

توپولوژی SAN

یک SAN کانال فیبر معمولی در شکل نشان داده شده است. 3. زیرساخت چنین شبکه SAN شامل دستگاه های ذخیره سازی با رابط کانال فیبر، سرورهای SAN (سرورهای متصل به یک شبکه محلی از طریق یک رابط اترنت و یک شبکه SAN از طریق رابط کانال فیبر) و یک پارچه سوئیچینگ (Fiber) است. Channel Fabric) که بر اساس سوئیچ های کانال فیبر (هاب) ساخته شده است و برای انتقال بلوک های بزرگ داده بهینه شده است. دسترسی کاربران شبکه به سیستم ذخیره سازی از طریق سرورهای SAN محقق می شود. در عین حال مهم است که ترافیک درون شبکه SAN از ترافیک IP شبکه محلی جدا شود که البته باعث کاهش بار روی شبکه محلی می شود.

برنج. 3. طرح بندی شبکه SAN معمولی

مزایای SAN

مزایای اصلی فناوری SAN عبارتند از عملکرد بالا، سطح بالای در دسترس بودن داده ها، مقیاس پذیری و مدیریت عالی، قابلیت ادغام و مجازی سازی داده ها.

فابریک های سوئیچ کانال فیبر غیر مسدود کننده به چندین سرور SAN اجازه دسترسی همزمان به دستگاه های ذخیره سازی را می دهند.

در معماری SAN، داده ها را می توان به راحتی از یک دستگاه ذخیره سازی به دستگاه دیگر منتقل کرد و امکان قرار دادن بهینه داده ها را فراهم می کند. این امر به ویژه زمانی مهم است که چندین سرور SAN نیاز به دسترسی همزمان به یک دستگاه ذخیره سازی مشابه داشته باشند. توجه داشته باشید که فرآیند یکپارچه سازی داده ها هنگام استفاده از فناوری های دیگر، مانند استفاده از دستگاه های DAS، یعنی دستگاه های ذخیره سازی داده که مستقیماً به سرورها متصل هستند، امکان پذیر نیست.

یکی دیگر از امکان های ارائه شده توسط معماری SAN، مجازی سازی داده ها است. ایده مجازی سازی این است که سرورهای SAN را نه به دستگاه های ذخیره سازی فردی، بلکه به منابع دسترسی داشته باشند. یعنی سرورها باید نه دستگاه های ذخیره سازی، بلکه منابع مجازی را "ببینند". برای اجرای عملی مجازی سازی می توان یک دستگاه مجازی سازی ویژه را بین سرورهای SAN و دستگاه های دیسک قرار داد که از یک طرف دستگاه های ذخیره سازی و از طرف دیگر سرورهای SAN به آن متصل می شوند. علاوه بر این، بسیاری از سوئیچ های مدرن FC و HBA توانایی پیاده سازی مجازی سازی را فراهم می کنند.

قابلیت بعدی ارائه شده توسط SAN ها پیاده سازی Remote Data Mirroring است. اصل انعکاس داده ها شامل کپی کردن اطلاعات در چندین رسانه است که قابلیت اطمینان ذخیره سازی اطلاعات را افزایش می دهد. نمونه ای از ساده ترین حالت انعکاس داده ها، ترکیب دو دیسک در یک آرایه سطح 1 RAID است. در این حالت، اطلاعات یکسان به طور همزمان روی دو دیسک نوشته می شود. نقطه ضعف این روش را می توان محل محلی هر دو دیسک در نظر گرفت (به عنوان یک قاعده، دیسک ها در یک سبد یا قفسه قرار می گیرند). SAN ها بر این نقیصه غلبه می کنند و این قابلیت را فراهم می کنند که نه تنها دستگاه های ذخیره سازی فردی، بلکه خود SAN ها را که می توانند صدها کیلومتر از هم فاصله داشته باشند، منعکس کنند.

یکی دیگر از مزایای SAN ها، سهولت پشتیبان گیری از اطلاعات است. فناوری پشتیبان گیری سنتی که در اکثر شبکه های محلی مورد استفاده قرار می گیرد، نیازمند یک سرور پشتیبان اختصاصی و مهمتر از همه پهنای باند شبکه اختصاصی است. در واقع در حین عملیات پشتیبان گیری، خود سرور برای کاربران شبکه محلی غیر قابل دسترس می شود. در واقع، به همین دلیل است که پشتیبان گیری معمولاً در شب ساخته می شود.

معماری شبکه‌های ذخیره‌سازی، رویکرد متفاوتی را برای مشکل پشتیبان‌گیری فراهم می‌کند. در این حالت سرور پشتیبان است بخشی جدایی ناپذیر SAN و مستقیماً به پارچه متصل می شود. در این حالت، ترافیک Backup از ترافیک شبکه محلی جدا می شود.

تجهیزات مورد استفاده برای ایجاد شبکه های SAN

همانطور که قبلا ذکر شد، استقرار یک شبکه SAN به دستگاه های ذخیره سازی، سرورهای SAN و سخت افزار برای ساخت یک پارچه سوئیچینگ نیاز دارد. کارخانه های سوئیچینگ شامل هر دو دستگاه می شود لایه فیزیکی(کابل ها، کانکتورها) و دستگاه های اتصال (Interconnect Device) برای اتصال گره های SAN به یکدیگر، دستگاه های ترجمه (دستگاه های ترجمه) که وظایف تبدیل پروتکل کانال فیبر (FC) را به پروتکل های دیگر مانند SCSI، FCP انجام می دهند، FICON، Ethernet، ATM، یا SONET.

کابل ها

همانطور که قبلاً اشاره شد، استاندارد کانال فیبر امکان استفاده از کابل های فیبر نوری و مسی را برای اتصال دستگاه های SAN می دهد. در عین حال می توان از انواع مختلف کابل در یک شبکه SAN استفاده کرد. کابل مسی برای مسافت های کوتاه (تا 30 متر) استفاده می شود، در حالی که کابل فیبر نوری هم برای مسافت های کوتاه و هم برای مسافت های تا 10 کیلومتر یا بیشتر استفاده می شود. هر دو کابل فیبر نوری چند حالته (Multimode) و تک حالته (Singlemode) استفاده می شود که چند حالته برای مسافت های تا 2 کیلومتر و تک حالته برای مسافت های طولانی تر استفاده می شود.

همزیستی انواع مختلفکابل کشی در همان شبکه SAN از طریق مبدل های رابط ویژه GBIC (مبدل رابط گیگابیتی) و MIA (آداپتور رابط رسانه ای) ارائه می شود.

استاندارد کانال فیبر دارای چندین نرخ انتقال ممکن است (جدول را ببینید). توجه داشته باشید که در حال حاضر رایج ترین دستگاه های FC استانداردهای 1، 2 و 4 GFC هستند. این امر سازگاری عقب دستگاه های با سرعت بالاتر با دستگاه های کندتر را تضمین می کند، یعنی یک دستگاه 4 GFC به طور خودکار از اتصال دستگاه های استاندارد 1 و 2 GFC پشتیبانی می کند.

دستگاه های متصل

استاندارد کانال فیبر امکان استفاده از توپولوژی های مختلف شبکه را برای اتصال دستگاه ها مانند نقطه به نقطه، حلقه داوری (FC-AL) و پارچه سوئیچ شده فراهم می کند.

یک توپولوژی نقطه به نقطه می تواند برای اتصال یک سرور به یک سیستم ذخیره سازی اختصاصی استفاده شود. در این حالت داده ها با سرورهای SAN به اشتراک گذاشته نمی شود. در واقع این توپولوژی نوعی از سیستم DAS است.

برای پیاده سازی توپولوژی نقطه به نقطه، حداقل به یک سرور مجهز به آداپتور کانال فیبر و یک دستگاه ذخیره سازی با رابط کانال فیبر نیاز دارید.

توپولوژی حلقه دسترسی مشترک (FC-AL) به یک طرح اتصال دستگاه اشاره دارد که در آن داده ها در یک حلقه بسته منطقی منتقل می شوند. در توپولوژی حلقه FC-AL، دستگاه های اتصال می توانند هاب یا سوئیچ کانال فیبر باشند. با هاب ها، پهنای باند بین تمام گره های حلقه به اشتراک گذاشته می شود، در حالی که هر پورت سوئیچ، پهنای باند پروتکل را برای هر گره فراهم می کند.

روی انجیر شکل 4 نمونه ای از حلقه کانال فیبر تقسیم شده را نشان می دهد.

برنج. شکل 4. مثال حلقه شکاف کانال فیبر

این پیکربندی شبیه به ستاره فیزیکی و حلقه منطقی است که در شبکه های محلی مبتنی بر فناوری Token Ring استفاده می شود. همچنین، مانند شبکه‌های Token Ring، داده‌ها در اطراف حلقه در یک جهت حرکت می‌کنند، اما برخلاف شبکه‌های Token Ring، یک دستگاه می‌تواند به جای اینکه منتظر یک توکن خالی از سوییچ باشد، حق انتقال داده را درخواست کند. حلقه های کانال فیبر دسترسی تقسیم می توانند تا 127 پورت را آدرس دهی کنند، اما حلقه های معمولی FC-AL نشان داده شده است که تا 12 گره دارند و پس از اتصال 50 گره، عملکرد به شدت کاهش می یابد.

توپولوژی معماری پارچه سوئیچ شده (Fibre Channel switched-fabric) بر اساس سوئیچ های کانال فیبر پیاده سازی شده است. در این توپولوژی، هر دستگاهی با هر دستگاه دیگری ارتباط منطقی دارد. در واقع سوئیچ های فابریک کانال فابریک همان عملکرد سوئیچ های اترنت سنتی را انجام می دهند. به یاد بیاورید که برخلاف هاب، سوئیچ وسیله ای پرسرعت است که اتصال هر یک به هر یک را فراهم می کند و چندین اتصال همزمان را مدیریت می کند. هر گره متصل به سوئیچ کانال فیبر، پهنای باند پروتکل را دریافت می کند.

در بیشتر موارد، هنگام ایجاد شبکه های SAN بزرگ، از توپولوژی مختلط استفاده می شود. در سطح پایین تر، حلقه های FC-AL استفاده می شود که به سوئیچ های کم کارکرد متصل می شوند، که به نوبه خود به سوئیچ های پرسرعت متصل می شوند که بالاترین حد ممکن را ارائه می دهند. توان عملیاتی. چندین سوئیچ را می توان به یکدیگر متصل کرد.

دستگاه های پخش

دستگاه های ترجمه دستگاه های میانی هستند که پروتکل کانال فیبر را به پروتکل های پیشرفته تر ترجمه می کنند. سطوح بالا. این دستگاه ها برای اتصال شبکه Fiber Channel به یک شبکه WAN خارجی، شبکه محلی و همچنین اتصال دستگاه ها و سرورهای مختلف به شبکه Fiber Channel طراحی شده اند. چنین دستگاه هایی شامل پل ها (Bridge)، آداپتورهای کانال فیبر (Host Bus Adapters (HBA)، روترها، دروازه ها و آداپتورهای شبکه می باشند. طبقه بندی دستگاه های پخش در شکل 5 نشان داده شده است.

برنج. 5. طبقه بندی دستگاه های پخش

رایج ترین دستگاه های ترجمه HBA با رابط PCI، که برای اتصال سرورها به شبکه Fiber Channel استفاده می شود. NIC ها به شما امکان می دهند شبکه های محلی اترنت را به شبکه های Fiber Channel متصل کنید. پل ها برای اتصال دستگاه های ذخیره سازی SCSI به شبکه Fiber Channel استفاده می شوند. لازم به ذکر است که در اخیراتقریباً تمام دستگاه های ذخیره سازی که برای استفاده در SAN طراحی شده اند دارای کانال فیبر داخلی هستند و نیازی به استفاده از بریج ندارند.

دستگاه های ذخیره سازی

هم هارد دیسک و هم درایو نوار را می توان به عنوان ابزار ذخیره سازی در SAN استفاده کرد. از نظر تنظیمات برنامه ممکن دیسکهای سختبه عنوان دستگاه های ذخیره سازی در SAN، می تواند آرایه های JBOD یا آرایه های دیسک RAID باشد. به‌طور سنتی، دستگاه‌های ذخیره‌سازی SAN به شکل قفسه‌های خارجی یا سبدهای مجهز به یک کنترلر RAID تخصصی در دسترس هستند. برخلاف دستگاه‌های NAS یا DAS، دستگاه‌های SAN به یک رابط کانال فیبر مجهز هستند. در عین حال، خود دیسک ها می توانند هر دو رابط SCSI و SATA داشته باشند.

علاوه بر دستگاه های ذخیره سازی مبتنی بر دیسک سخت، درایوهای نوار و کتابخانه ها به طور گسترده در SAN استفاده می شوند.

سرورهای SAN

سرورهای SAN تنها در یک جزئیات با سرورهای کاربردی معمولی تفاوت دارند. علاوه بر آداپتور شبکه اترنت، آنها به آداپتور HBA برای تعامل سرور با شبکه محلی مجهز هستند که به آنها اجازه می دهد به شبکه های SAN مبتنی بر کانال فیبر متصل شوند.

سیستم های ذخیره سازی اینتل

در ادامه به چند مورد می پردازیم نمونه های عینیدستگاه های ذخیره سازی از اینتل به بیان دقیق، اینتل راه حل های کاملی را منتشر نمی کند و در توسعه و تولید پلتفرم ها و اجزای جداگانه برای ساخت سیستم های ذخیره سازی داده ها مشغول است. بر اساس این پلتفرم‌ها، بسیاری از شرکت‌ها (از جمله تعدادی از شرکت‌های روسی) راه‌حل‌های کاملی را تولید می‌کنند و آنها را تحت لوگوی خود به فروش می‌رسانند.

سیستم ذخیره سازی ورودی اینتل SS4000-E

Intel Entry Storage System SS4000-E یک دستگاه NAS است که برای استفاده در دفاتر کوچک و متوسط ​​و شبکه های محلی چند پلتفرمی طراحی شده است. استفاده كردن سیستم های اینتلدسترسی شبکه اشتراکی Entry Storage System SS4000-E به داده ها توسط کلاینت های مبتنی بر سیستم عامل های ویندوز، لینوکس و مکینتاش به دست می آید. علاوه بر این، Intel Entry Storage System SS4000-E می تواند هم به عنوان سرور DHCP و هم به عنوان مشتری DHCP عمل کند.

Intel Entry Storage System SS4000-E یک رک خارجی فشرده با حداکثر چهار درایو SATA است (شکل 6). بنابراین، حداکثر ظرفیت سیستم می تواند 2 ترابایت با استفاده از دیسک های 500 گیگابایتی باشد.

برنج. 6. Intel Entry Storage System SS4000-E

Intel Entry Storage System SS4000-E از یک کنترلر SATA RAID استفاده می کند که از سطوح RAID 1، 5 و 10 پشتیبانی می کند. این سیستمیک دستگاه NAS است، یعنی در واقع یک سرور فایل "نازک" است، سیستم ذخیره سازی باید دارای یک پردازنده تخصصی، حافظه و یک سیستم عامل سیستم عامل باشد. سیستم ذخیره سازی ورودی اینتل SS4000-E از پردازنده اینتل 80219 با کلاک 400 مگاهرتز استفاده می کند. علاوه بر این، این سیستم به 256 مگابایت مجهز شده است حافظه DDRو 32 مگابایت حافظه فلش برای ذخیره سیستم عامل. Linux Kernel 2.6 به عنوان سیستم عامل استفاده می شود.

برای اتصال به یک شبکه محلی، سیستم دارای یک کنترلر شبکه دو کاناله گیگابیتی است. علاوه بر این، دو پورت USB نیز وجود دارد.

Intel Entry Storage System SS4000-E از پروتکل های CIFS/SMB، NFS و FTP پشتیبانی می کند و دستگاه با استفاده از یک رابط وب پیکربندی می شود.

اگر از کلاینت‌های ویندوز استفاده می‌شود (سیستم‌های عامل ویندوز 2000/2003/XP پشتیبانی می‌شوند)، علاوه بر این امکان اجرای پشتیبان‌گیری و بازیابی اطلاعات نیز وجود دارد.

سیستم ذخیره سازی اینتل SSR212CC

Intel Storage System SSR212CC یک پلت فرم همه کاره برای ساخت سیستم های ذخیره سازی DAS، NAS و SAN است. این سیستم در یک شاسی 2 U قرار دارد و برای نصب در یک قفسه استاندارد 19 اینچی طراحی شده است (شکل 7). اینتل Storage System SSR212CC تا 12 درایو SATA یا SATA II را پشتیبانی می کند (پشتیبانی از Hot Swap) که به شما امکان می دهد با استفاده از درایوهای 550 گیگابایتی ظرفیت سیستم را تا 6 ترابایت افزایش دهید.

برنج. 7. سیستم ذخیره سازی اینتل SSR212CC

در واقع، Intel Storage System SSR212CC یک سرور تمام عیار با کارایی بالا است که سیستم عامل های Red Hat Enterprise Linux 4.0 را اجرا می کند. ویندوز مایکروسافت Storage Server 2003، مایکروسافت ویندوز سرور 2003 Enterprise Edition و Microsoft Windows Server 2003 Standard Edition.

هسته اصلی سرور است پردازنده اینتلزئون با فرکانس 2.8 گیگاهرتز (FSB 800 مگاهرتز، اندازه کش L2 1 مگابایت). این سیستم از SDRAM DDR2-400 با ECC حداکثر تا 12 گیگابایت پشتیبانی می کند (شش اسلات DIMM برای نصب ماژول های حافظه ارائه شده است).

اینتل Storage System SSR212CC مجهز به دو کنترلر RAID Intel RAID SRCS28Xs با قابلیت ایجاد سطوح RAID 0، 1، 10، 5 و 50 می باشد، علاوه بر این، Intel Storage System SSR212CC دارای یک کنترلر شبکه دو کاناله گیگابیتی است.

سیستم ذخیره سازی اینتل SSR212MA

Intel Storage System SSR212MA یک بستر ذخیره سازی مبتنی بر iSCSI برای IP SAN است.

این سیستم در یک شاسی 2 U قرار دارد و برای نصب در یک رک استاندارد 19 اینچی طراحی شده است. اینتل Storage System SSR212MA تا 12 درایو SATA را پشتیبانی می کند (پشتیبانی از Hot Swap)، به شما این امکان را می دهد تا با استفاده از درایوهای 550 گیگابایت ظرفیت سیستم را تا 6 ترابایت افزایش دهید.

پیکربندی سخت افزار اینتل Storage System SSR212MA همانند Intel Storage System SSR212CC است.

در این مقاله، انواع سیستم‌های ذخیره‌سازی داده (SDS) را بررسی خواهیم کرد و همچنین یکی از اجزای اصلی سیستم ذخیره‌سازی - رابط‌های اتصال خارجی (پروتکل‌های تعامل) و درایوهایی را که داده‌ها را ذخیره می‌کنند، در نظر خواهیم گرفت. ما همچنین یک مقایسه کلی از قابلیت های آنها انجام خواهیم داد. برای مثال به خط ذخیره سازی ارائه شده توسط DELL اشاره می کنیم.

• نمونه هایی از مدل های DAS
• نمونه های مدل NAS
• نمونه های مدل SAN
• انواع رسانه های ذخیره سازی و پروتکل برای تعامل با سیستم های ذخیره سازی پروتکل Fiber Channel
• پروتکل iSCSI
• پروتکل SAS
• مقایسه پروتکل های اتصال ذخیره سازی

انواع سیستم های ذخیره سازی موجود

در مورد یک رایانه شخصی جداگانه، سیستم ذخیره سازی را می توان به عنوان یک هارد دیسک داخلی یا سیستم دیسک (آرایه RAID) درک کرد. اگر ما در مورد سیستم های ذخیره سازی داده در سطوح مختلف شرکت ها صحبت می کنیم، به طور سنتی می توانیم سه فناوری را برای سازماندهی ذخیره سازی داده ها متمایز کنیم:

• ذخیره سازی پیوست مستقیم (DAS)؛
• ذخیره سازی پیوست شبکه (NAS)؛
• شبکه منطقه ذخیره سازی (SAN).

دستگاه‌های DAS (ذخیره‌سازی پیوست شده مستقیم) - راه‌حلی برای زمانی که یک دستگاه ذخیره‌سازی مستقیماً به یک سرور یا به یک ایستگاه کاری متصل می‌شود، معمولاً از طریق یک رابط با استفاده از پروتکل SAS.

دستگاه های NAS (Network Attached Storage) یک سیستم دیسک یکپارچه مستقل هستند، در واقع یک سرور NAS، با سیستم عامل تخصصی خود و مجموعه ای از عملکردهای مفید برای راه اندازی سریع سیستم و دسترسی به فایل ها. این سیستم به یک شبکه کامپیوتری معمولی (LAN) متصل می شود و راه حلی سریع برای مشکل کمبود فضای خالی دیسک در دسترس کاربران این شبکه است.

Storage Area Network (SAN) یک شبکه اختصاصی است که دستگاه‌های ذخیره‌سازی را به سرورهای برنامه متصل می‌کند، معمولاً بر اساس پروتکل کانال فیبر یا پروتکل iSCSI.

حال بیایید نگاهی دقیق تر به هر یک از انواع سیستم های ذخیره سازی بالا، جنبه های مثبت و منفی آنها بیندازیم.

معماری ذخیره سازی DAS (Direct Attached Storage).

از مزایای اصلی سیستم های DAS می توان به هزینه پایین آنها (در مقایسه با سایر راه حل های ذخیره سازی)، سهولت در استقرار و مدیریت و همچنین سرعت بالای تبادل اطلاعات بین سیستم ذخیره سازی و سرور اشاره کرد. در واقع، دقیقاً به همین دلیل است که آنها در بخش دفاتر کوچک، ارائه دهندگان میزبانی و شبکه های شرکت های کوچک محبوبیت زیادی به دست آورده اند. در عین حال، سیستم‌های DAS دارای اشکالاتی هستند که شامل استفاده از منابع بهینه نیست، زیرا هر سیستم DAS به یک اتصال سرور اختصاصی نیاز دارد و به شما امکان می‌دهد حداکثر 2 سرور را به یک قفسه دیسک در یک پیکربندی خاص متصل کنید.

شکل 1: معماری ذخیره سازی متصل مستقیم

• هزینه نسبتا کم در واقع این سیستم ذخیره سازی یک سبد دیسک با هارد دیسک است که در خارج از سرور قرار می گیرد.
• سهولت استقرار و مدیریت.
• سرعت بالای تبادل بین آرایه دیسک و سرور.

• قابلیت اطمینان پایین اگر سروری که این حافظه به آن متصل است از کار بیفتد، داده دیگر در دسترس نیست.
• درجه کم تلفیق منابع - کل ظرفیت در دسترس یک یا دو سرور است که انعطاف پذیری توزیع داده ها را بین سرورها کاهش می دهد. در نتیجه، یا باید هارد دیسک های داخلی بیشتری خریداری شود یا باید قفسه های دیسک اضافی برای سیستم های سرور دیگر نصب شود.
• استفاده کم از منابع

نمونه هایی از مدل های DAS

از جانب مدل های جالبدستگاه هایی از این نوع، می خواهم به سری DELL PowerVault MD توجه کنم. مدل‌های اولیه قفسه‌های دیسک (JBOD) MD1000 و MD1120 به شما امکان می‌دهند تا آرایه‌های دیسک را با حداکثر 144 دیسک ایجاد کنید. این به دلیل ماژولار بودن معماری به دست آمده است، تا 6 دستگاه را می توان به آرایه متصل کرد، سه قفسه دیسک در هر کانال از کنترلر RAID. به عنوان مثال، اگر از یک رک 6 DELL PowerVault MD1120 استفاده کنیم، آرایه ای با حجم داده موثر 43.2 ترابایت پیاده سازی خواهیم کرد. این قفسه های دیسک با یک یا دو کابل SAS به پورت های خارجی کنترلرهای RAID نصب شده در سرورهای Dell PowerEdge متصل می شوند و توسط کنسول مدیریت خود سرور مدیریت می شوند.

اگر نیاز به ایجاد یک معماری با تحمل خطا بالا باشد، به عنوان مثال، برای ایجاد یک خوشه MS Exchange Failover، سرور SQL، مدل DELL PowerVault MD3000 برای این اهداف مناسب است. این سیستم از قبل دارای منطق فعال در داخل قفسه دیسک است و با استفاده از دو کنترلر RAID فعال فعال داخلی با یک کپی آینه ای از داده های بافر حافظه پنهان کاملاً اضافی است.

هر دو کنترل‌کننده جریان‌های خواندن و نوشتن داده‌ها را به صورت موازی پردازش می‌کنند و در صورت نقص در یکی از آنها، دومی داده‌ها را از کنترل‌کننده همسایه دریافت می‌کند. در عین حال، اتصال به یک کنترلر SAS سطح پایین در داخل 2 سرور (خوشه) می تواند از طریق چندین رابط (MPIO) ایجاد شود که باعث ایجاد افزونگی و تعادل بار در محیط های مایکروسافت می شود. PowerVault MD3000 می تواند به 2 محفظه دیسک MD1000 اضافی برای افزایش فضای ذخیره سازی مجهز شود.

معماری ذخیره‌سازی NAS (ذخیره‌سازی متصل به شبکه).

فن‌آوری NAS (زیر سیستم‌های ذخیره‌سازی شبکه، ذخیره‌سازی متصل به شبکه) به عنوان جایگزینی برای سرورهای جهانی که دارای عملکردهای زیادی هستند (چاپ، برنامه‌ها، سرور فکس، پست الکترونیکو غیره.). در مقابل، دستگاه های NAS تنها یک عملکرد را انجام می دهند - سرور فایل. و آنها سعی می کنند این کار را به بهترین شکل، آسان تر و سریع تر انجام دهند.

NAS به یک LAN متصل می شود و به داده های تعداد نامحدودی از کلاینت های ناهمگن (کلاینت هایی با سیستم عامل های مختلف) یا سایر سرورها دسترسی دارد. در حال حاضر، تقریبا تمام دستگاه های NAS برای استفاده در شبکه های اترنت (Fast Ethernet، Gigabit Ethernet) بر اساس پروتکل های TCP/IP طراحی شده اند. دستگاه‌های NAS با استفاده از پروتکل‌های دسترسی به فایل ویژه قابل دسترسی هستند. رایج ترین پروتکل های دسترسی به فایل CIFS، NFS و DAFS هستند. در داخل چنین سرورهایی سیستم عامل های تخصصی مانند MS Windows Storage Server وجود دارد.

شکل 2: معماری ذخیره سازی متصل به شبکه

• ارزان بودن و در دسترس بودن منابع آن نه تنها برای سرورهای فردی، بلکه برای هر رایانه ای در سازمان.
• سهولت به اشتراک گذاری منابع
• سهولت استقرار و مدیریت
• تطبیق پذیری برای کلاینت ها (یک سرور می تواند به مشتریان MS، Novell، Mac، Unix سرویس دهد)

• دسترسی به اطلاعات از طریق پروتکل های "سیستم فایل شبکه" اغلب کندتر از دسترسی به آن به عنوان یک دیسک محلی است.
• اکثر سرورهای NAS ارزان قیمت، روش سریع و انعطاف‌پذیر دسترسی به داده‌ها را در سطح بلوک ذاتی سیستم‌های SAN، نه در سطح فایل، مجاز نمی‌دانند.

نمونه های مدل NAS

در حال حاضر راه حل های کلاسیک NAS مانند PowerVault NF100/500/600. اینها سیستم‌هایی هستند که مبتنی بر سرورهای بزرگ 1 و 2 Dell هستند که برای استقرار سریع خدمات NAS بهینه شده‌اند. آنها به شما اجازه می دهند تا با استفاده از دیسک های SATA یا SAS و با اتصال این سرور به یک LAN، ذخیره سازی فایل تا 10 ترابایت (PowerVault NF600) ایجاد کنید. راه حل های یکپارچه با کارایی بالاتر نیز در دسترس هستند، مانند PowerVault NX1950 که 15 درایو را در خود جای می دهد و با محفظه های درایو MD1000 اضافی تا 45 درایو قابل ارتقا است.

مزیت جدی NX1950 توانایی کار نه تنها با فایل ها، بلکه همچنین با بلوک های داده در سطح پروتکل iSCSI است. همچنین، یک نسخه از NX1950 می‌تواند به‌عنوان یک «دروازه» کار کند که به شما امکان می‌دهد دسترسی فایل‌ها را به سیستم‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر iSCSI (با روش دسترسی بلوک)، برای مثال، MD3000i یا Dell EqualLogic PS5x00 سازمان‌دهی کنید.

SAN (شبکه فضای ذخیره سازی) معماری ذخیره سازی

Storage Area Network (SAN) یک شبکه اختصاصی ویژه است که دستگاه‌های ذخیره‌سازی را با سرورهای کاربردی ترکیب می‌کند که معمولاً بر اساس پروتکل کانال فیبر یا پروتکل iSCSI ساخته می‌شوند که در حال افزایش است. برخلاف NAS، SAN مفهومی از فایل ندارد: عملیات فایل روی سرورهای متصل به SAN انجام می شود. SAN بر روی بلوک ها مانند یک هارد دیسک بزرگ عمل می کند. نتیجه ایده آل SAN، توانایی هر سرور تحت هر سیستم عامل برای دسترسی به هر بخشی از ظرفیت دیسک واقع در SAN است. عناصر انتهایی SAN سرورهای برنامه و سیستم های ذخیره سازی (آرایه های دیسک، کتابخانه های نوار و غیره) هستند. و بین آنها، مانند یک شبکه معمولی، آداپتورها، سوئیچ ها، پل ها، هاب ها وجود دارد. iSCSI یک پروتکل "دوستانه" تر است زیرا مبتنی بر استفاده از زیرساخت استاندارد اترنت - است کارت های شبکه، سوئیچ ها ، کابل ها. علاوه بر این، این سیستم‌های ذخیره‌سازی مبتنی بر iSCSI هستند که به دلیل سهولت در پیکربندی پروتکل، برای سرورهای مجازی محبوب‌ترین هستند.

شکل 3: معماری شبکه منطقه ذخیره سازی

• قابلیت اطمینان بالا در دسترسی به داده های واقع در سیستم های ذخیره سازی خارجی. استقلال توپولوژی SAN از سیستم ها و سرورهای ذخیره سازی استفاده شده.
• ذخیره سازی متمرکز داده ها (قابلیت اطمینان، امنیت).
• مدیریت متمرکز راحت سوئیچینگ و داده.
• ترافیک سنگین ورودی/خروجی را به یک شبکه جداگانه انتقال دهید و LAN را تخلیه کنید.
• عملکرد بالا و تاخیر کم.
• مقیاس پذیری و انعطاف پذیری طراحی منطقی SAN
• قابلیت سازماندهی پشتیبان گیری، سیستم های ذخیره سازی از راه دور و سیستم از راه دور برای پشتیبان گیری و بازیابی اطلاعات.
• توانایی ساخت راه حل های خوشه ای مقاوم در برابر خطا بدون هزینه اضافی بر اساس SAN موجود.

• هزینه بالاتر
• مشکل در راه اندازی سیستم های FC
• نیاز به گواهی شبکه FC (iSCSI پروتکل ساده تر است)
• الزامات سختگیرانه تر برای سازگاری و اعتبار بخشی.
• با توجه به هزینه بالا، ظهور "جزایر" DAS در شبکه های مبتنی بر پروتکل FC، زمانی که سرورهای تکی با یک داخلی فضای دیسک، سرورهای NAS یا سیستم های DAS به دلیل کمبود بودجه.

نمونه های مدل SAN

آرایه‌های ذخیره‌سازی SAN اکنون برای انتخاب در دسترس هستند، از مدل‌های SMB مانند سری DELL AX که ظرفیت‌های ذخیره‌سازی تا 60 ترابایت را ممکن می‌سازد تا سری‌های بزرگ شرکتی DELL/EMC CX4، آنها به شما امکان می‌دهند تا ظرفیت‌های ذخیره‌سازی تا 950 ترابایت ایجاد کنید. یک راه حل ارزان قیمت مبتنی بر iSCSI وجود دارد، این PowerVault MD3000i است - این راه حل به شما امکان می دهد تا حداکثر 16-32 سرور را متصل کنید، می توانید حداکثر 15 درایو را در یک دستگاه نصب کنید و سیستم را با دو قفسه MD1000 گسترش دهید و یک 45 ترابایت ایجاد کنید. آرایه.

ذکر ویژه شایسته سیستم Dell EqualLogic مبتنی بر پروتکل iSCSI است. این ذخیره‌سازی در مقیاس سازمانی قرار دارد و از نظر قیمت با سیستم‌های Dell قابل مقایسه است EMC CX4، با معماری پورت ماژولار که از پروتکل FC و پروتکل iSCSI پشتیبانی می کند. سیستم EqualLogic همتا به همتا است، به این معنی که هر محفظه دیسک دارای کنترلرهای RAID فعال است. هنگامی که این آرایه ها به یک سیستم متصل می شوند، عملکرد دیسک استخر با رشد حجم ذخیره سازی موجود به آرامی رشد می کند. این سیستم به شما امکان می دهد آرایه های بیش از 500 ترابایت ایجاد کنید، در کمتر از یک ساعت پیکربندی می شود و نیازی به دانش تخصصی مدیران ندارد.

مدل مجوز نیز متفاوت از بقیه است و در حال حاضر شامل تمام گزینه های ممکن برای عکس های فوری، تکرار و ابزارهای ادغام در سیستم عامل ها و برنامه های مختلف در هزینه اولیه است. این سیستم یکی از بهترین ها محسوب می شود سیستم های سریعدر تست های MS Exchange (ESRP).

انواع رسانه های ذخیره سازی و پروتکل برای تعامل با سیستم های ذخیره سازی

پس از تصمیم گیری در مورد نوع سیستم ذخیره سازی که برای حل وظایف خاص مناسب شماست، باید به انتخاب پروتکل برای تعامل با سیستم ذخیره سازی و انتخاب درایوهایی که در سیستم ذخیره سازی استفاده می شود، اقدام کنید.

در حال حاضر از دیسک های SATA و SAS برای ذخیره داده ها در آرایه های دیسک استفاده می شود. اینکه کدام دیسک در فضای ذخیره سازی انتخاب شود به وظایف خاصی بستگی دارد. شایان ذکر است چند واقعیت است.

درایوهای SATA II:

• اندازه دیسک تک تا 1 ترابایت موجود است
• سرعت چرخش 5400-7200 دور در دقیقه
• سرعت ورودی/خروجی تا 2.4 گیگابیت بر ثانیه
• MTBF حدود نصف آن است درایوهای SAS.
• کمتر از درایوهای SAS قابل اعتماد است.
• حدود 1.5 برابر ارزان تر از دیسک های SAS.

• اندازه تک دیسک تا 450 گیگابایت موجود است
• سرعت چرخش 7200 (NearLine)، 10000 و 15000 RPM
• سرعت ورودی/خروجی تا 3.0 گیگابیت بر ثانیه
• MTBF دو برابر درایوهای SATA II است.
• درایوهای قابل اطمینان تر

مهم! سال گذشته تولید صنعتی درایوهای SAS با سرعت چرخش کاهش یافته - 7200 دور در دقیقه (Near-line SAS Drive) آغاز شد. این امر امکان افزایش حجم داده های ذخیره شده روی یک دیسک را تا 1 ترابایت و کاهش مصرف برق دیسک های دارای رابط پرسرعت فراهم کرد. با وجود این واقعیت که هزینه چنین درایوهایی با هزینه درایوهای SATA II قابل مقایسه است و قابلیت اطمینان و سرعت ورودی / خروجی در سطح درایوهای SAS باقی مانده است.

بنابراین، در حال حاضر ارزش آن را دارد که به طور جدی در مورد پروتکل های ذخیره سازی داده ای که قرار است در سیستم ذخیره سازی شرکت استفاده کنید، فکر کنید.

تا همین اواخر، پروتکل های اصلی برای تعامل با سیستم های ذخیره سازی، FibreChannel و SCSI بودند. اکنون پروتکل‌های iSCSI و SAS جایگزین SCSI شده‌اند و عملکرد آن را گسترش داده‌اند. بیایید نگاهی به مزایا و معایب هر یک از پروتکل ها و رابط های مربوطه برای اتصال به سیستم های ذخیره سازی در زیر بیاندازیم.

پروتکل کانال فیبر

در عمل، کانال فیبر مدرن (FC) دارای سرعت های 2 گیگابیت بر ثانیه (کانال فیبر 2 گیگابیت)، 4 گیگابیت بر ثانیه (کانال فیبر 4 گیگابیت) فول دوبلکس یا 8 گیگابیت بر ثانیه است، یعنی این سرعت در هر دو جهت به طور همزمان ارائه می شود. در چنین سرعت هایی، فاصله اتصال عملا نامحدود است - از 300 متر استاندارد در "متداول ترین" تجهیزات تا چند صد یا حتی هزاران کیلومتر هنگام استفاده از تجهیزات تخصصی. مزیت اصلی پروتکل FC توانایی ترکیب بسیاری از دستگاه های ذخیره سازی و میزبان ها (سرورها) در یک شبکه منطقه ذخیره سازی واحد (SAN) است. در عین حال، هیچ مشکلی برای توزیع دستگاه ها در فواصل طولانی، امکان تجمع پیوند، امکان مسیرهای دسترسی اضافی، "وصل کردن داغ" تجهیزات و ایمنی بیشتر در برابر نویز وجود ندارد. اما از سوی دیگر، ما هزینه بالا، و شدت کار بالا برای نصب و نگهداری آرایه های دیسک با استفاده از FC داریم.

مهم! دو عبارت Fiber Channel Protocol و Fiber Channel Fiber Interface باید از هم جدا شوند. پروتکل Fiber Channel می‌تواند روی رابط‌های مختلف کار کند - هم بر روی یک اتصال فیبر نوری با مدولاسیون‌های مختلف و هم روی اتصالات مسی.

• مقیاس پذیری ذخیره سازی انعطاف پذیر.
• به شما امکان می دهد در فواصل قابل توجهی فضای ذخیره سازی ایجاد کنید (اما کمتر از پروتکل iSCSI؛ جایی که، در تئوری، کل شبکه IP جهانی می تواند به عنوان یک حامل عمل کند.
• گزینه های افزونگی عالی

• هزینه بالای راه حل؛
• هزینه حتی بالاتر هنگام سازماندهی یک شبکه FC برای صدها یا هزاران کیلومتر
• شدت کار بالا در طول اجرا و نگهداری.

مهم! علاوه بر ظاهر پروتکل FC8 Gb / s، انتظار می رود پروتکل FCoE (کانال فیبر روی اترنت) ظاهر شود که امکان استفاده از شبکه های IP استاندارد را برای سازماندهی تبادل بسته های FC فراهم می کند.

پروتکل iSCSI

پروتکل iSCSI (SCSI Packet-to-IP Encapsulation) به کاربران اجازه می دهد تا SAN های مبتنی بر IP را با استفاده از زیرساخت اترنت و پورت های RJ45 ایجاد کنند. بنابراین، پروتکل iSCSI راهی برای دور زدن محدودیت‌های ذخیره‌سازی داده‌های متصل مستقیم، از جمله ناتوانی در اشتراک‌گذاری منابع در سرورها و عدم توانایی در افزایش ظرفیت بدون غیرفعال کردن برنامه‌ها، فراهم می‌کند. نرخ انتقال در حال حاضر به 1 گیگابیت بر ثانیه (گیگابیت اترنت) محدود شده است، اما سرعت داده شدهبرای اکثر کاربردهای تجاری در مقیاس شرکت های متوسط ​​کافی است و این با آزمایش های متعدد تأیید شده است. جالب است که آنقدر سرعت انتقال داده در یک کانال مهم نیست، بلکه الگوریتم های کنترل کننده های RAID و امکان تجمیع آرایه ها در یک استخر مهم است، همانطور که در مورد DELL EqualLogic، زمانی که سه 1 وجود دارد، مهم است. در هر آرایه از پورت های GB استفاده می شود و در میان آرایه های یک گروه تعادل بار وجود دارد.

ذکر این نکته حائز اهمیت است که iSCSI SAN مزایای مشابهی با کانال های فایبر SAN دارد و در عین حال استقرار و مدیریت شبکه را ساده می کند و هزینه این سیستم ذخیره سازی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

• در دسترس بودن بالا؛
• مقیاس پذیری؛
• سهولت مدیریت، زیرا از فناوری اترنت استفاده می شود.
• هزینه کمتر سازمان SAN در پروتکل iSCSI نسبت به FC.
• سهولت ادغام در محیط های مجازی سازی

• محدودیت های خاصی وجود دارد استفاده از ذخیره سازیبا پروتکل iSCSI با برخی از برنامه های OLAP و OLTP، با سیستم های Real Time و هنگام کار با تعداد زیادی از جریان های ویدئویی HD
• ذخیره سازی سطح بالا مبتنی بر iSCSI و همچنین ذخیره سازی مبتنی بر FC، نیاز به استفاده از سوئیچ های اترنت سریع و گران قیمت دارد.
• توصیه می شود از سوئیچ های اختصاصی اترنت یا سازماندهی VLAN ها برای جداسازی جریان های داده استفاده کنید. طراحی شبکه از اهمیت کمتری نسبت به توسعه شبکه های FC در پروژه برخوردار نیست.

مهم! در آینده نزدیک، سازندگان قول می دهند SAN را بر اساس پروتکل iSCSI با پشتیبانی از نرخ انتقال داده تا 10 گیگابیت بر ثانیه به تولید انبوه برسانند. همچنین در حال آماده سازی آخرین نسخهپروتکل DCE (اترنت مرکز داده)، ظاهر انبوه دستگاه هایی که از پروتکل DCE پشتیبانی می کنند تا سال 2011 انتظار می رود.

از نظر رابط‌های مورد استفاده، پروتکل iSCSI از رابط‌های اترنت 1Gb/C استفاده می‌کند که می‌توانند هم رابط‌های مسی و هم فیبر نوری در فواصل طولانی باشند.

پروتکل SAS

پروتکل SAS و رابط با همین نام برای جایگزینی SCSI موازی و دستیابی به توان عملیاتی بالاتر از SCSI طراحی شده است. اگرچه SAS برخلاف رابط موازی که توسط SCSI سنتی استفاده می شود از یک رابط سریال استفاده می کند، دستورات SCSI هنوز برای کنترل دستگاه های SAS استفاده می شود. SAS امکان اتصال فیزیکی بین یک آرایه داده و چندین سرور را در فواصل کوتاه فراهم می کند.

• قیمت قابل قبول؛
• سهولت یکپارچه سازی فضای ذخیره سازی - اگرچه ذخیره سازی مبتنی بر SAS نمی تواند به تعداد میزبان ها (سرورها) به اندازه پیکربندی های SAN که از پروتکل های FC یا iSCSI استفاده می کنند متصل شود، هنگام استفاده از پروتکل SAS، هیچ مشکلی با تجهیزات اضافی برای سازماندهی ذخیره سازی مشترک برای چندین سرور وجود ندارد.
• پروتکل SAS با 4 اتصال پیوند در یک رابط واحد، توان عملیاتی بیشتری را فراهم می کند. هر کانال 3 گیگابیت بر ثانیه را ارائه می دهد که به شما امکان می دهد به سرعت انتقال داده 12 گیگابیت بر ثانیه (در حال حاضر بالاترین سرعت انتقال داده برای ذخیره سازی) دست یابید.

• دسترسی محدود - طول کابل نمی تواند بیش از 8 متر باشد. بنابراین، ذخیره‌سازی‌های متصل از طریق پروتکل SAS تنها زمانی بهینه خواهند بود که سرورها و آرایه‌ها در یک رک یا در اتاق سرور یکسان قرار داشته باشند.
• تعداد هاست های متصل (سرورها) معمولاً به چند گره محدود می شود.

مهم! در سال 2009، انتظار می رود فناوری SAS با سرعت انتقال داده در یک کانال - 6 گیگابیت بر ثانیه ظاهر شود، که جذابیت استفاده از این پروتکل را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.

مقایسه پروتکل های اتصال ذخیره سازی

در زیر جدول خلاصه ای از مقایسه قابلیت های پروتکل های مختلف برای تعامل با سیستم های ذخیره سازی آورده شده است.

بنابراین، در نگاه اول، راه حل های ارائه شده به طور کاملا واضح بر اساس نیاز مشتری تقسیم می شوند. با این حال، در عمل، همه چیز چندان واضح نیست، عوامل اضافی در قالب محدودیت های بودجه، پویایی توسعه سازمان (و پویایی افزایش حجم اطلاعات ذخیره شده)، مشخصات صنعت و غیره گنجانده شده است.

سوئیچ های SAN

سوئیچ های SAN به عنوان یک دستگاه سوئیچینگ مرکزی برای گره های شبکه SAN استفاده می شوند. یک سر کابل نوری را به کانکتور آداپتور یا کنترلر سرور خود وصل می کنید آرایه دیسکو دیگری به پورت روی سوئیچ. یک سوئیچ را می توان با مجموعه ای از سیم ها مقایسه کرد که به گونه ای متقاطع شده اند که به هر دستگاه در شبکه اجازه می دهد در یک سیم با هر دستگاه دیگری در شبکه به طور همزمان "گفتگو" کند. یعنی به عبارت دیگر همه مشترکین می توانند همزمان صحبت کنند.
یک یا چند سوئیچ متصل به هم یک کارخانه را تشکیل می دهند. یک پارچه می تواند از یک یا چند کلید (در حال حاضر حداکثر 239) تشکیل شود. بنابراین، پارچه را می توان به عنوان شبکه ای از سوئیچ های متصل به هم تعریف کرد. یک SAN می تواند از چندین پارچه تشکیل شود. اکثر SAN ها حداقل از دو پارچه تشکیل شده اند که یکی از آنها اضافی است.
می‌توانید سرورها و فضای ذخیره‌سازی را با استفاده از یک سوئیچ به SAN متصل کنید، اما استفاده از دو سوئیچ برای جلوگیری از از دست رفتن داده‌ها و خرابی یکی از سوئیچ‌ها، تمرین خوبی است. شکل 1 یک پارچه معمولی را نشان می دهد که از دو سوئیچ برای اتصال سرورها به آرایه دیسک استفاده می کند.

شکل 1. ساده ترین کارخانه با استفاده از 2 سوئیچ.

با افزایش تعداد سرورها و فضای ذخیره سازی در SAN شما، به سادگی سوئیچ ها را اضافه می کنید.

شکل 2 پسوند فابریک SAN

سوئیچ های مدولار یا معمولی (سوئیچ های مدولار)

سوئیچ های SAN برای هر سلیقه ای از 8 تا صدها پورت هستند. اکثر سوئیچ های ماژولار دارای 8 یا 16 پورت هستند. آخرین روند، توانایی افزایش تعداد پورت ها در سوئیچ خریداری شده با افزایش 4 است. یک نمونه معمولی از این سوئیچ Qlogic SANbox 5200 است (شکل 3). شما می توانید این محصول را با 8 پورت در پایه خریداری کنید و سپس تا 16 پورت در یک ماژول و تا 64 پورت (!) در چهار ماژول که توسط یک FC 10 گیگابیتی به هم متصل شده اند، بخرید.

شکل 3. Qlogic SANbox 5200 - پشته چهار ماژول با 64 پورت

مدیران یا سوئیچ های کلاس سازمانی (سوئیچ های کارگردان)

کارگردان ها بسیار گران تر از سوئیچ های مدولار هستند و معمولاً شامل صدها پورت هستند (شکل 4). کارگردان ها را می توان در مرکز پارچه های سوئیچ شده بسیار بزرگ به عنوان هسته شبکه مشاهده کرد. مدیران دارای تحمل خطای استثنایی هستند و کل زیرساخت را در 24 ساعت شبانه روز و 7 روز هفته فعال نگه می دارند. آنها به شما امکان می دهند تعمیر و نگهداری معمولی و جایگزینی ماژول ها را در پرواز انجام دهید.

برنج. 4. SilkWorm 1200 128 Port و McData InterPid 6140

کارگردان شامل یک پلتفرم، ماژول های پورت هات سواپ (معمولاً 12 یا 16 پورت) و ماژول های پردازشگر hot-swap (معمولاً پردازنده دوگانه) است. کارگردان را می توان با 32 پورت خریداری کرد و به 128 - 140 پورت ارتقا داد.
که در شبکه های شرکتی SAN ها معمولا از کارگردان ها به عنوان هسته شبکه استفاده می کنند. سوئیچ های مدولار به عنوان کلیدهای ترمینال (مرز) به آنها متصل می شوند. به نوبه خود سرورها و ذخیره‌سازی‌ها را به آن‌ها متصل کنید. این توپولوژی توپولوژی هسته به لبه نامیده می شود و به شما امکان می دهد شبکه را به هزاران پورت مقیاس دهید (شکل 5).

برنج. 5. توپولوژی مرزی هسته با استفاده از کارگردان ها.

روترهای SAN یا سوئیچ های چند پروتکلی

روترهای SAN برای اتصال جزایر SAN از راه دور به یک شبکه واحد برای حل مشکلات حفاظت در برابر بلایا، یکپارچه سازی منابع ذخیره سازی، سازماندهی رویه ها برای پشتیبان گیری از داده ها از بخش های راه دور به منابع نوار و دیسک مرکز داده سر و غیره استفاده می شود. شکل 6.). ترکیب SAN های راه دور در یک منبع واحد، گام بعدی در تکامل شبکه های ذخیره سازی پس از معرفی SAN در ساختار سر و بخش های سازمانی است (شکل 7).

برنج. 6: McDATA Eclipse 1620، 3300 و 4300

برنج. شکل 7: ترکیب SAN از راه دور در یک منبع واحد

جزایر SAN را می توان با استفاده از پروتکل FC و سوئیچ ها یا کارگردان های مدولار معمولی، از طریق یک کابل نوری تک حالته (کابل تک حالت یا فیبر تاریک) یا با استفاده از تجهیزات مالتی پلکسی (DWDM) متصل کرد. با این حال، این روش به شما اجازه نمی دهد از شهر (شعاع 70 کیلومتر) فراتر بروید. برای حذف بیشتر، به پروتکل Fiber Channel over IP (FCIP، http://www.iscsistorage.com/ipstorage.htm) نیاز دارید که در مسیریاب های Eclipse McData پیاده سازی شده است (شکل 6). FCIP هر فریم FC را در یک بسته IP برای انتقال در سراسر شبکه IP قرار می دهد. طرف دریافت کننده بسته IP را باز می کند و فریم اصلی FC را از آنجا برای انتقال بیشتر از طریق شبکه محلی FC استخراج می کند. فاصله ها در اینجا محدود نیست. همه چیز به سرعت کانال IP شما بستگی دارد.

انواع کابل FC

شبکه های FC از فیبر نوری یا کابل مسی به عنوان رسانه انتقال فیزیکی استفاده می کنند. کابل مسی است جفت پیچ خوردهدر یک پوسته و عمدتا برای اتصالات محلی در شبکه های FC 1Gbit/s استفاده می شد. شبکه های مدرن FC 2 گیگابیت بر ثانیه بیشتر از کابل فیبر نوری استفاده می کنند.
دو نوع کابل فیبر نوری وجود دارد: تک حالته و چند حالته.

کابل تک حالته (موج بلند)

در کابل تک حالته (SM)، تنها یک مسیر برای انتشار موج نور وجود دارد. اندازه هسته معمولاً 8.3 میکرون است. کابل های تک حالته در برنامه هایی استفاده می شود که در آنها از دست دادن سیگنال کم (از دست دادن) و سرعت داده بالا مورد نیاز است، مانند فواصل طولانی بین دو سیستم یا دستگاه های شبکه. به عنوان مثال، بین سرور و ذخیره سازی، که فاصله بین آنها چند ده کیلومتر است.

حداکثر فاصله بین دو گره شبکه FC 2 گیگابیت که توسط یک کابل تک حالته متصل شده اند 80 کیلومتر بدون تکرار کننده است.

کابل چند حالته (موج کوتاه)

یک کابل چند حالته (MM) قادر است امواج نوری متعدد را روی یک فیبر منفرد منتقل کند زیرا اندازه هسته نسبتاً بزرگ اجازه انتشار نور در زوایای مختلف (انکسار) را می دهد. اندازه هسته معمولی برای MM 50 میکرون و 62.5 میکرون است. اتصالات فیبر چند حالته برای دستگاه هایی که در فواصل کوتاه کار می کنند مناسب هستند. داخل ساختمان اداری

حداکثر فاصله ای که یک کابل چند حالته از 2 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند 300 (50um) و 150 متر (62.5 um) است.

انواع کانکتور کابل FC (انواع کانکتور کابل)

کانکتورهای کابل FC عبارتند از:

انواع فرستنده گیرنده (انواع GBIC)

دستگاه های تبدیل نور به سیگنال الکتریکی و بالعکس را فرستنده و گیرنده می نامند. آنها همچنین GBIC (کانکتورهای رابط گیگابیتی) نامیده می شوند. فرستنده و گیرنده روی برد آداپتور FC (FC HBA) قرار دارد، معمولاً به آن لحیم می شود، در سوئیچ - به شکل یک ماژول قابل جابجایی (نگاه کنید به شکل) و به یک شکل روی دستگاه ذخیره سازی.

فرستنده ها عبارتند از:

SFP-LC	HSSDC2

ماژول های فرستنده گیرنده قابل اتصال (SFP)

HSSDC2: برای FC 1/2Gbit برای کابل مسی
SFP-LC: (Small Form Factor Pluggable LC) 1/2Gbit FC موج کوتاه/بلند کابل فیبر نوری با کانکتور LC
SFP-SC: (Small Form Factor Pluggable SC) 1/2Gbit FC موج کوتاه/بلند کابل فیبر نوری با کانکتور SC