Birleşik veri depolama sistemi. Intel depolama sistemleri

Ağa bağlı bilgisayar sistemlerinin ve küresel kurumsal çözümlerin günlük karmaşıklığı ile dünya, rönesansa ivme kazandıracak teknolojileri talep etmeye başladı. kurumsal sistemler bilgi depolama (depolama sistemleri). Ve böylece, tek bir teknoloji, dünyanın depolama geliştirme hazinesine benzeri görülmemiş hız, muazzam ölçeklenebilirlik ve olağanüstü toplam sahip olma maliyeti avantajları getiriyor. FC-AL (Fibre Channel - Arbitrated Loop) standardının ve bu standart temelinde gelişen SAN'ın (Storage Area Network) ortaya çıkmasıyla şekillenen koşullar, veri odaklı bilgi işlem teknolojilerinde bir devrim vaat ediyor.

"Depolamada 15 yılda gördüğümüz en önemli gelişme"

Data Communications International, 21 Mart 1998

Storage Network Industry Association'ın (SNIA) yorumunda SAN'ın resmi tanımı:

“Ana görevi bilgisayar sistemleri ile veri depolama cihazları arasında ve ayrıca depolama sistemlerinin kendi aralarında veri aktarmak olan bir ağ. SAN, aşağıdakileri sağlayan bir iletişim altyapısından oluşur: fiziksel bağlantı iletişim, depolama ve bilgisayar sistemlerini entegre eden, veri transferini güvenli ve güvenilir bir şekilde gerçekleştiren yönetim katmanından da sorumludur.

SNIA Teknik Sözlüğü, telif hakkı Storage Network Industry Association, 2000

Depolama sistemlerine erişimi düzenleme seçenekleri

Depolama sistemlerine erişimi düzenlemek için üç ana seçenek vardır:

• SAS (Sunucuya Bağlı Depolama), sunucuya bağlı depolama;
• NAS (Ağa Bağlı Depolama), ağa bağlı depolama;
• SAN (Depolama Alanı Ağı), depolama alanı ağı.

Karşılık gelen depolama sistemlerinin topolojilerini ve özelliklerini göz önünde bulundurun.

SAS

Sunucuya bağlı depolama sistemi. Bir depolama sistemini bir sunucudaki yüksek hızlı bir arabirime, genellikle paralel bir SCSI arabirimine bağlamanın bilinen, geleneksel yolu.

Şekil 1. Sunucuya Bağlı Depolama

SAS topolojisi içinde depolama sistemi için ayrı bir muhafazanın kullanılması isteğe bağlıdır.

Diğer seçeneklerle karşılaştırıldığında sunucuya bağlı depolamanın ana avantajı, Düşük fiyat ve bir sunucu için bir depolama oranında yüksek performans. Böyle bir topoloji, veri dizisine erişimin organize edildiği tek bir sunucu kullanılması durumunda en uygun olanıdır. Ancak yine de, tasarımcıları veri depolama sistemlerine erişimi düzenlemek için başka seçenekler aramaya sevk eden bir dizi sorunu var.

SAS özellikleri şunları içerir:

• Verilere erişim işletim sistemine ve dosya sistemine (genel olarak) bağlıdır;
• Yüksek kullanılabilirliğe sahip düzenleme sistemlerinin karmaşıklığı;
• Düşük maliyetli;
• Tek bir düğümde yüksek performans;
• Depolama hizmeti veren bir sunucu yüklenirken yanıt hızı düşürüldü.

NAS

Ağa bağlı depolama sistemi. Erişim organizasyonunun bu çeşidi nispeten yakın zamanda ortaya çıktı. Ana avantajı, ek bir depolama sistemini mevcut ağlara entegre etme kolaylığıdır, ancak tek başına depolama mimarisinde herhangi bir radikal iyileştirme getirmez. Aslında NAS saf bir dosya sunucusudur ve bugün İnce Sunucu teknolojisine dayalı NAS tipi depolamanın birçok yeni uygulamasını bulabilirsiniz.

Şekil 2. Ağa Bağlı Depolama.

Özellikler:

• Özel dosya sunucusu;
• Veri erişimi işletim sisteminden ve platformdan bağımsızdır;
• Yönetim kolaylığı;
• Maksimum kurulum kolaylığı;
• Düşük ölçeklenebilirlik;
• LAN/WAN trafiğiyle çakışma.

NAS teknolojisi kullanılarak oluşturulan depolama, minimum özelliklere sahip düşük maliyetli sunucular için ideal bir seçenektir.

SAN

Depolama ağları yoğun bir şekilde gelişmeye ve yalnızca 1999'dan beri tanıtılmaya başlandı. SAN'ın temeli, doğrudan işlenmesinde yer alan sunuculardan ve iş istasyonlarından gelen verilere erişimi düzenlemeye hizmet eden LAN / WAN'dan ayrı bir ağdır. Bu ağ, depolama sistemlerine LAN / WAN teknolojilerinin avantajlarını ve yüksek kullanılabilirliğe ve yüksek talebe sahip sistemler için standart platformlar düzenleme yeteneği sağlayan Fiber Kanal standardına dayanmaktadır. Bugün SAN'ların neredeyse tek dezavantajı, nispeten yüksek bileşen maliyetidir, ancak SAN teknolojisi kullanılarak oluşturulan kurumsal sistemlerin toplam sahip olma maliyeti oldukça düşüktür.

Şekil 3. Depolama Alanı Ağı.

SAN'ın ana avantajları, neredeyse tüm özelliklerini içerir:

• Depolama sistemlerinden ve sunuculardan bağımsız SAN topolojisi;
• Kullanışlı merkezi yönetim;
• LAN/WAN trafiği ile çakışma yok;
• Yerel ağı ve sunucuları yüklemeden uygun veri yedekleme;
• Yüksek performans;
• Yüksek ölçeklenebilirlik;
• Yüksek esneklik;
• Yüksek kullanılabilirlik ve hata toleransı.

Ayrıca, bu teknolojinin hala oldukça genç olduğu ve yakın gelecekte yönetimin standardizasyonu ve SAN alt ağları arasındaki etkileşim yöntemleri alanında birçok iyileştirmeden geçmesi gerektiği belirtilmelidir. Ancak bunun yalnızca öncüleri şampiyonluk için ek umutlarla tehdit etmesi umulabilir.

SAN oluşturmanın temeli olarak FC

Bir LAN gibi, çeşitli topolojiler ve ortamlar kullanılarak bir SAN oluşturulabilir. Bir SAN oluştururken, hem paralel bir SCSI arabirimi hem de bir Fiber Kanal veya örneğin SCI (Ölçeklendirilebilir Tutarlı Arabirim) kullanılabilir, ancak Fiber Kanal sürekli artan popülaritesini SAN'a borçludur. Bu arayüzün tasarımı, hem kanalın hem de kanalın geliştirilmesinde önemli deneyime sahip uzmanların katılımıyla gerçekleştirilmiştir. Ağ arayüzleri ve gerçekten devrim niteliğinde yeni bir şey elde etmek için her iki teknolojinin tüm önemli olumlu özelliklerini birleştirmeyi başardılar. Tam olarak ne?

Ana ana Özellikler kanal:

• Düşük gecikme süresi
• yüksek hızlar
• Yüksek güvenilirlik
• Noktadan noktaya topoloji
• Düğümler arasındaki küçük mesafeler
• platform bağımlılığı

• Çoklu damla topolojileri
• uzun mesafeler
• yüksek ölçeklenebilirlik
• Düşük hızlar
• Büyük gecikmeler

• yüksek hızlar
• Protokol bağımsızlığı (0-3 seviye)
• uzun mesafeler
• Düşük gecikme süresi
• Yüksek güvenilirlik
• yüksek ölçeklenebilirlik
• Çoklu damla topolojileri

Geleneksel olarak, depolama arabirimleri (ana bilgisayar ve depolama aygıtları arasında bulunanlar), hız ve depolama büyümesinin önünde bir engel olmuştur. Aynı zamanda, uygulanan görevler, donanım kapasitesinde önemli bir artış gerektirir ve bu da, Bant genişliği depolama sistemleri ile iletişim için arabirimler. Fiber Kanalın çözülmesine yardımcı olduğu tam da esnek yüksek hızlı veri erişimi oluşturma sorunlarıdır.

Fiber Kanal standardı nihayet son birkaç yılda (1997'den 1999'a kadar) tanımlandı; laboratuvarlarda ve bilgisayar merkezlerinde kurulum şeklinde destek alan gerçeğe dönüştü. 1997 yılında adaptörler, hub'lar, anahtarlar ve köprüler gibi FC tabanlı bir SAN oluşturmak için köşe taşı bileşenlerinin ilk ticari örnekleri tasarlandı. Bu nedenle, 1998'den beri FC ticari amaçlarla iş, üretim ve arızalar için kritik olan sistemlerin uygulanması için büyük ölçekli projelerde kullanılmaktadır.

Fiber Kanal, yüksek hızlı seri arabirim için açık bir endüstri standardıdır. Sunucu ve depolama sistemlerinin 10 km mesafeye kadar (standart ekipman kullanılarak) 100 MB/sn hızında bağlanmasını sağlar (Cebit "2000'de, kullanılan ürün örnekleri sunulmuştur. yeni standart Halka başına 200 MB/s hızında Fiber Kanal ve yeni standardın laboratuvar uygulamaları halihazırda 400 MB/s hızında çalışmaktadır, bu, çift halka kullanıldığında 800 MB/s'dir). (Bu makalenin yazıldığı sırada, bazı satıcılar zaten FC 200 MB/sn NIC'ler ve anahtarlar göndermeye başlamıştır.) Fiber Kanal, tek bir fiziksel ağ kullanarak aynı anda bir dizi standart protokolü (aralarında TCP/IP ve SCSI-3) destekler. potansiyel olarak bir ağ altyapısı oluşturmayı basitleştiren ortam, ayrıca kurulum ve bakım maliyetlerini düşürme fırsatları sunar. Ancak, LAN/WAN ve SAN için ayrı alt ağlar kullanmanın çeşitli avantajları vardır ve önerilen varsayılan ağdır.

Fiber Kanalın en önemli avantajlarından biri, hız parametreleriyle birlikte (bu arada, SAN kullanıcıları için her zaman ana parametreler değildir ve diğer teknolojiler kullanılarak uygulanabilir), uzun mesafelerde çalışabilme ve topoloji esnekliğidir. , yeni standarda gelen ağ teknolojileri. Bu nedenle, bir depolama ağı topolojisi oluşturma konsepti, genellikle düğüm sayısındaki artışla hız düşüşlerini önlemeye yardımcı olan ve sistemlerin uygun bir şekilde düzenlenmesi için fırsatlar yaratan hub'lara ve anahtarlara dayanan geleneksel ağlarla aynı ilkelere dayanmaktadır. tek başarısızlık noktası.

Bu arayüzün avantajlarını ve özelliklerini daha iyi anlamak için, karşılaştırmalı karakteristik Tablo olarak FC ve Paralel SCSI.

Tablo 1. Fiber Kanal ve paralel SCSI teknolojilerinin karşılaştırılması

Fiber Kanal standardı, noktadan noktaya (Noktadan Noktaya), halka veya FC-AL hub (Döngü veya Hub FC-AL), omurga anahtarı (Fabric / Switch) gibi çeşitli topolojilerin kullanıldığını varsayar. .

Tek bir depolama sistemini bir sunucuya bağlamak için noktadan noktaya bir topoloji kullanılır.

Döngü veya Hub FC-AL - birden çok depolama cihazını birden çok ana bilgisayara bağlamak için. Çift halka düzenlerken, sistemin hızı ve hata toleransı artar.

Anahtarlar, karmaşık, büyük ve dallanmış sistemler için maksimum performans ve hata toleransı sağlamak için kullanılır.

Ağ esnekliği sayesinde, SAN'da son derece önemli bir özellik gömülüdür - hataya dayanıklı sistemler oluşturmak için uygun yetenek.

SAN, alternatif depolama çözümleri ve birden fazla depolamayı donanım yedekliliği için birleştirme yeteneği sunarak, aygıtları ve yazılım sistemlerini donanım arızalarından korumaya yardımcı olur. Göstermek için, arıza noktaları olmayan iki düğümlü bir sistem oluşturmaya bir örnek vereceğiz.

Şekil 4. Tek Hata Noktası Yok.

Üç veya daha fazla düğüm sisteminin oluşturulması, yalnızca FC ağına ek sunucular ekleyerek ve bunları her iki hub'a / anahtara bağlayarak gerçekleştirilir).

FC kullanıldığında, hataya dayanıklı sistemler oluşturmak şeffaf hale gelir. Hem depolama hem de yerel ağ için ağ kanalları, FC için fiziksel bir taşıyıcı olarak fiber temelinde (sinyal yükselticiler kullanılarak 10 km'ye kadar veya daha fazla) döşenebilir ve standart ekipman kullanılırken bu tür maliyetleri önemli ölçüde düşürmeyi mümkün kılar. sistemler.

SAN'ın tüm bileşenlerine SAN'ın herhangi bir yerinden erişme yeteneği sayesinde, yönetilmesi gereken son derece esnek bir veri ağımız var. Aynı zamanda, SAN'ın depolama sistemlerinde disklere kadar tüm bileşenleri şeffaflık (görme yeteneği) sağladığına dikkat edilmelidir. Bu özellik, bileşen üreticilerini LAN/WAN kontrol sistemleri oluşturma konusundaki hatırı sayılır deneyimlerini kullanmaya sevk etti. geniş fırsatlar SAN'ın tüm bileşenlerinde izleme ve yönetim için. Bu yetenekler, bireysel düğümlerin, bileşen depolamanın, muhafazaların izlenmesini ve yönetilmesini içerir. ağ cihazları ve ağ altyapıları.

SAN yönetim ve izleme sistemi aşağıdakiler gibi açık standartları kullanır:

• SCSI komut seti
• SCSI Muhafaza Hizmetleri (SES)
• SCSI Kendi Kendini İzleme Analizi ve Raporlama Teknolojisi (S.M.A.R.T.)
• SAF-TE (SCSI Erişimli Hata Toleranslı Muhafazalar)
• Basit Ağ Yönetim Protokolü (SNMP)
• Web Tabanlı Kurumsal Yönetim (WBEM)

SAN teknolojileri kullanılarak oluşturulan sistemler, yöneticiye yalnızca depolama kaynaklarının gelişimini ve durumunu izleme yeteneği sağlamakla kalmaz, aynı zamanda trafik izleme ve kontrol fırsatları da açar. Bu kaynaklarla SAN yönetim yazılımı, sistem bileşenleri için en verimli depolama planlama ve yük dengeleme şemalarını uygular.

SAN'lar, mevcut bilgi altyapılarına mükemmel bir şekilde entegre edilmiştir. Uygulamaları, zaten herhangi bir değişiklik gerektirmez. mevcut ağlar LAN ve WAN, ancak yalnızca olasılıkları genişletir mevcut sistemler, onları büyük miktarda veri aktarımına odaklanan görevlerden kurtarıyor. Ayrıca, bir SAN'ı entegre ederken ve yönetirken, ağın temel öğelerinin çalışırken değiştirmeyi ve dinamik yapılandırma yetenekleriyle kurulumu desteklemesi çok önemlidir. Böylece yönetici, sistemi kapatmadan şu veya bu bileşeni ekleyebilir veya değiştirebilir. Ve tüm bu entegrasyon süreci görsel olarak görüntülenebilir. grafik sistemi SAN yönetimi.

Yukarıdaki avantajları göz önünde bulundurarak, Depolama Alanı Ağının ana avantajlarından biri olan toplam sahip olma maliyeti (Toplam Sahip Olma Maliyeti) doğrudan etkileyen bir dizi kilit noktayı vurgulayabiliriz.

İnanılmaz ölçeklenebilirlik, SAN kullanan bir kuruluşun gerektiği gibi sunuculara ve depolamaya yatırım yapmasına olanak tanır. Ayrıca, teknolojik nesilleri değiştirirken zaten kurulu olan ekipmanlara yaptığınız yatırımlardan tasarruf edin. Her yeni sunucu, depolamaya yüksek hızlı erişime sahip olacak ve her ek gigabayt depolama, yöneticinin komutuyla alt ağdaki tüm sunucular tarafından kullanılabilir olacaktır.

Hataya dayanıklı sistemler oluşturmak için büyük fırsatlar, bir doğal afet veya başka bir afet durumunda arıza süresini en aza indirme ve sistemi kurtarma gibi doğrudan ticari faydalar sağlayabilir.

Bileşenlerin yönetilebilirliği ve sistemin şeffaflığı, tüm depolama kaynaklarının merkezi olarak yönetilmesini sağlar ve bu da, maliyeti kural olarak maliyetinin% 50'sinden fazla olan destek maliyetlerini önemli ölçüde azaltır. teçhizat.

SAN'ın uygulamalar üzerindeki etkisi

Bu yazıda tartışılan teknolojilerin ne kadar pratik olduğunu okuyucularımıza daha iyi anlatabilmek için, depolama ağları kullanılmadan verimsiz bir şekilde çözülebilecek, büyük finansal yatırımlar gerektirecek veya çözülemeyecek uygulamalı sorunlara birkaç örnek vereceğiz. hiç de standart yöntemlerle.

Veri Yedekleme ve Kurtarma

Geleneksel SCSI arayüzünü kullanan kullanıcı, veri yedekleme ve kurtarma sistemleri oluştururken, SAN ve FC teknolojileri kullanılarak kolayca çözülebilen bir dizi karmaşık sorunla karşılaşır.

Bu nedenle, depolama ağlarının kullanılması, yedekleme ve kurtarma sorununun çözümünü yeni bir düzeye taşır ve veri yedekleme üzerinde çalışan yerel ağ ve sunucuları yüklemeden eskisinden birkaç kat daha hızlı yedekleme olanağı sağlar.

Sunucu Kümelemesi

SAN'ın etkili bir şekilde kullanıldığı tipik görevlerden biri, sunucu kümelemesidir. Verilerle çalışan yüksek hızlı küme sistemlerini düzenlemenin kilit noktalarından biri, depolamaya erişim olduğundan, SAN'ın gelişiyle, donanım düzeyinde çok düğümlü kümeler oluşturmak, SAN'a bağlı bir sunucunun eklenmesiyle çözülür (bu FC anahtarları çalışır durumda tak-çıkar özelliğini desteklediğinden, sistemi kapatmadan bile yapılabilir). FC'den önemli ölçüde daha zayıf bağlantı ve ölçeklenebilirliğe sahip paralel bir SCSI arabirimiyle, ikiden fazla düğümle veri merkezli kümeler oluşturmak zor olacaktır. Paralel SCSI anahtarları çok karmaşık ve pahalı cihazlardır ve FC için bu standart bir bileşendir. Tek bir hata noktasına sahip olmayacak bir küme oluşturmak için sisteme bir ayna SAN'ı (DUAL Path teknolojisi) entegre etmek yeterlidir.

Kümeleme çerçevesinde, RAIS (Yedekli Ucuz Sunucular Dizisi) teknolojilerinden biri, güçlü ölçeklenebilir İnternet ticaret sistemleri ve artan güç gereksinimleri olan diğer görev türleri oluşturmak için özellikle çekici görünmektedir. Networkshop Inc'in kurucu ortağı Alistair A. Croll'a göre, RAIS kullanmak oldukça etkilidir: “Örneğin, 12.000-15.000$'a yaklaşık altı ucuz bir-iki işlemcili (Pentium III) Linux/Apache sunucusu satın alabilirsiniz. Böyle bir sistemin gücü, ölçeklenebilirliği ve hata toleransı, örneğin Xeon işlemcilere dayalı tek bir dört yuvalı sunucudan önemli ölçüde daha yüksek olacaktır ve maliyeti aynıdır.”

Eşzamanlı video erişimi ve veri paylaşımı (Eşzamanlı video akışı, veri paylaşımı)

Birkaç (> 5) istasyonda video düzenlemeniz veya yalnızca büyük veriler üzerinde çalışmanız gerektiğinde bir görev hayal edin. 100 GB'lık bir dosyayı yerel ağ üzerinden aktarmanız birkaç dakikanızı alacaktır ve Genel çalışma onun üzerinde çok olacak zorlu görev. SAN kullanırken, her iş istasyonu ve ağ sunucusu, dosyaya yerel bir yüksek hızlı diske eşdeğer bir hızda erişir. Veri işleme için başka bir istasyona/sunucuya ihtiyacınız varsa, istasyonu SAN anahtarına bağlayıp depolama erişim hakları vererek ağı kapatmadan SAN'a ekleyebilirsiniz. Veri alt sisteminin hızından artık memnun değilseniz, bir depolama alanı daha ekleyebilir ve iki kat hız elde etmek için bir veri dağıtım teknolojisi (örneğin, RAID 0) kullanabilirsiniz.

Temel SAN Bileşenleri

Çarşamba

Fiber Kanal standardındaki bileşenleri bağlamak için bakır ve optik kablolar kullanılır. Bir SAN oluşturulurken her iki kablo türü de aynı anda kullanılabilir. Arayüz dönüştürme, GBIC (Gigabit Arayüz Dönüştürücü) ve MIA (Medya Arayüz Adaptörü) kullanılarak gerçekleştirilir. Bugün her iki kablo türü de aynı veri aktarım hızını sağlıyor. Bakır kablo kısa mesafeler için (30 metreye kadar), optik - hem kısa mesafeler için hem de 10 km veya daha uzun mesafeler için kullanılır. Çok modlu ve tek modlu optik kablolar kullanın. Kısa mesafeler için (2 km'ye kadar) çok modlu kablo kullanılır. Çok modlu bir kablonun iç fiber çapı 62,5 veya 50 mikrondur. Çok modlu fiber kullanırken 100 Mb/s (200 Mb/s çift yönlü) iletim hızları için kablo uzunluğu 200 metreyi geçmemelidir. Uzun mesafeler için tek modlu kablo kullanılır. Böyle bir kablonun uzunluğu, sinyal vericide kullanılan lazerin gücü ile sınırlıdır. Tek modlu fiber, tek bir ışının geçmesine izin veren 7 veya 9 mikronluk bir iç çapa sahiptir.

Konnektörler, adaptörler

Bakır kabloları bağlamak için DB-9 veya HSSD konektörleri kullanılır. HSSD daha güvenilir kabul edilir, ancak daha basit ve daha ucuz olduğu için DB-9 da aynı sıklıkta kullanılır. Optik kablolar için standart (en yaygın) konektör, yüksek kaliteli ve net bir bağlantı sağlayan SC konektörüdür. Normal bağlantı için çok modlu SC konektörleri, uzak bağlantı için tek modlu konektörler kullanılır. Çoklu bağlantı noktalı adaptörler mikro konektörler kullanır.

FC veri yolu PCI 64 bit için en yaygın adaptörler. Ayrıca, S-BUS veri yolu için çok sayıda FC adaptörü üretilmektedir. özel kullanım MCA, EISA, GIO, HIO, PMC, Compact PCI için adaptörler mevcuttur. En popüler olanları tek bağlantı noktalı, iki ve dört bağlantı noktalı kartlar var. Açık PCI adaptörleri, kural olarak DB-9, HSSD, SC konektörlerini kullanın. GBIC modülleri olan veya olmayan GBIC tabanlı bağdaştırıcılar da yaygındır. Fiber Kanal bağdaştırıcıları, destekledikleri sınıflara ve çeşitli özelliklere göre farklılık gösterir. Farklılıkları anlamak için, QLogic tarafından üretilmiş karşılaştırmalı bir adaptör tablosu sunuyoruz.

Merkezler

Fiber Kanal HUB'ları (hub'lar), düğümleri FC halkasına (FC Loop) bağlamak için kullanılır ve Token Ring hub'larına benzer bir yapıya sahiptir. Bir halka kopması ağ arızasına yol açabileceğinden, modern FC hub'ları, halkayı otomatik olarak açmanıza / kapatmanıza (hub'a bağlı sistemleri bağlamanıza / bağlantısını kesmenize) izin veren halka baypas bağlantı noktalarını (PBC bağlantı noktası baypas devresi) kullanır. Tipik olarak FC HUB'lar 10'a kadar bağlantıyı destekler ve halka başına 127'ye kadar bağlantı noktası yığınlayabilir. HUB'a bağlı tüm cihazlar, kendi aralarında paylaşabilecekleri ortak bir bant genişliği alır.

Anahtarlar

Fiber Kanal Anahtarları (anahtarlar), okuyucunun aşina olduğu LAN anahtarlarıyla aynı işlevlere sahiptir. Düğümler arasında tam hızlı, engellenmeyen bağlantı sağlarlar. FC anahtarına bağlı herhangi bir düğüm tam (ölçeklenebilir) bant genişliğine sahip olur. Anahtarlamalı bir ağdaki bağlantı noktası sayısı arttıkça aktarım hızı da artar. Anahtarlar, en iyi fiyat/performans oranını elde etmek için hub'larla (düğüm başına ayrılmış bant genişliği gerektirmeyen siteler için kullanılır) birlikte kullanılabilir. Basamaklı bağlantı nedeniyle, anahtarlar potansiyel olarak 2 24 adresli (16 milyondan fazla) FC ağları oluşturmak için kullanılabilir.

Köprüler

FC Köprüleri (köprüler veya çoklayıcılar), paralel SCSI cihazlarını FC tabanlı bir ağa bağlamak için kullanılır. Örnekleri Katı Hal Diski (SSD) veya teyp kitaplıkları olan Fiber Kanal ve Paralel SCSI aygıtları arasında SCSI paketlerinin çevrilmesini sağlarlar. Son zamanlarda, SAN içinde atılabilen hemen hemen tüm cihazların, üreticilerin, depolama ağlarına doğrudan bağlantı için yerleşik bir FC arayüzü ile üretmeye başladıklarına dikkat edilmelidir.

Sunucular ve Depolama

Sunucuların ve depolamanın SAN'ın en önemsiz bileşenleri olmaktan uzak olmasına rağmen, tüm okuyucularımızın bunlara aşina olduğundan emin olduğumuz için açıklamaları üzerinde durmayacağız.

Son olarak, bu makalenin depolama ağlarına yönelik yalnızca ilk adım olduğunu eklemek isterim. Konunun tam olarak anlaşılması için okuyucu, SAN üreticileri tarafından bileşenlerin uygulanmasının özelliklerine çok dikkat etmelidir ve yazılım araçları yönetimi, çünkü onlar olmadan Depolama Alanı Ağı, size bir depolama ağı uygulamanın tüm faydalarını sağlamayacak olan, depolama sistemlerini değiştirmek için yalnızca bir dizi öğedir.

Çözüm

Bugün, Depolama Alanı Ağı, kurumsal müşteriler arasında yakında ana akım haline gelebilecek oldukça yeni bir teknolojidir. Avrupa ve ABD'de, oldukça büyük bir kurulu depolama sistemleri filosuna sahip kuruluşlar, şimdiden en iyi toplam sahip olma maliyetine sahip depolama için depolama ağlarına geçiş yapmaya başlıyor.

Analistlerin tahminlerine göre, 2005 yılında önemli sayıda orta sınıf ve Üst düzey Fiber Kanal arabirimi (bugün görülen bir trend) önceden yüklenmiş olarak gelir ve yalnızca sunuculardaki dahili sürücü bağlantıları paralel bir SCSI arabirimi kullanır. Zaten bugün, depolama sistemleri oluştururken ve orta ve üst düzey sunucular satın alırken, bu umut verici teknolojiye dikkat edilmelidir, çünkü bugün bir dizi görevi özel çözümler kullanmaktan çok daha ucuza gerçekleştirmeyi mümkün kılmaktadır. Ayrıca, Fiber Kanalın özellikleri bugünün yatırımlarını geleceğe taşımak için harika fırsatlar yarattığından, bugün SAN teknolojisine yatırım yapmak yarın yatırımınızı kaybetmez.

Not:

Makalenin bir önceki versiyonu Haziran 2000'de yazıldı, ancak SAN teknolojisine kitlesel ilginin olmaması nedeniyle yayın geleceğe ertelendi. Bu gelecek şimdi ve umarım bu makale, okuyucuyu, depolama sistemleri oluşturmak ve veri erişimini organize etmek için en son teknoloji olan SAN teknolojisine geçme ihtiyacını fark etmeye teşvik eder.

Sunucular ise evrensel cihazlarçoğu durumda performans
- ya uygulama sunucusunun işlevi (sunucu çalışırken özel programlar ve yoğun hesaplamalar yapılıyor),
- bir dosya sunucusunun işlevi (yani, veri dosyalarının merkezi olarak depolanması için bir yer)

daha sonra SHD (Veri Depolama Sistemleri) - veri depolama gibi sunucu işlevlerini gerçekleştirmek için özel olarak tasarlanmış cihazlar.

Depolama alanı satın alma ihtiyacı
genellikle oldukça olgun işletmelerde görülür, örn. nasıl diye düşünenler
- şirketin en değerli varlığı olan bilgileri depolamak ve yönetmek
- iş sürekliliğini ve veri kaybı korumasını sağlayın
- BT altyapısının uyarlanabilirliğini artırın

Depolama ve sanallaştırma
Rekabet, KOBİ'leri daha verimli, kesinti olmadan ve yüksek verimlilikle çalışmaya zorlamaktadır. Değişen üretim modelleri tarife planları, hizmet türleri giderek daha sık oluyor. Modern şirketlerin tüm işi bilgi teknolojisine "bağlıdır". İş ihtiyaçları hızla değişir ve anında BT'ye yansır - BT altyapısının güvenilirliği ve uyarlanabilirliği için gereksinimler artar. Sanallaştırma bu yeteneği sağlar, ancak düşük maliyetli, bakımı kolay depolama sistemleri gerektirir.

Depolama sistemlerinin bağlantı türüne göre sınıflandırılması

DAS. İlk disk dizileri, sunuculara şu yollarla bağlandı: SCSI arabirimi. Aynı zamanda, bir sunucu yalnızca bir disk dizisi ile çalışabilir. Bu, Doğrudan Bağlı Depolama (DAS) bağlantısıdır.

NAS. Veri merkezi yapısının daha esnek bir organizasyonu için - her kullanıcının herhangi bir depolama sistemini kullanabilmesi için - depolama sistemini şuraya bağlamanız gerekir: yerel ağ. Bu, NAS - Ağa Bağlı Depolama'dır). Ancak sunucu ile depolama sistemi arasındaki veri alışverişi, istemci ile sunucu arasındakinden çok daha yoğundur, bu nedenle bu sürümde Ethernet ağının bant genişliğiyle ilgili nesnel zorluklar vardı. Ve güvenlik açısından, depolama sistemlerini ortak bir ağa göstermek tamamen doğru değildir.

SAN. Ancak sunucular ve depolama sistemleri arasında kendi ayrı, yüksek hızlı ağınızı oluşturabilirsiniz. Bu ağa SAN (Depolama Alanı Ağı) adı verildi. Hız, oradaki fiziksel iletim ortamının optik olmasıyla sağlanır. Özel adaptörler (HBA) ve optik FC anahtarları, 4 ve 8 Gbit / s hızlarında veri aktarımı sağlar. Böyle bir ağın güvenilirliği, kanalların (adaptörler, anahtarlar) fazlalığı (çoğaltılması) ile artırılmıştır. Ana dezavantaj, yüksek fiyattır.

iSCSI. Ucuz 1Gbit/sn ve 10Gbit/sn Ethernet teknolojilerinin ortaya çıkmasıyla, 4Gbit/sn optikler, özellikle fiyat düşünüldüğünde artık o kadar çekici değil. Bu nedenle, iSCSI (İnternet Küçük Bilgisayar Sistemi Arayüzü) protokolü, SAN ortamı olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bir iSCSI SAN, IP protokolünü destekleyen yeterince hızlı herhangi bir fiziksel temel üzerine kurulabilir.

Kapsamına Göre Veri Depolama Sistemlerinin Sınıflandırılması:

Sınıf	Tanım
kişisel	Çoğu zaman normal 3,5 "veya 2,5" veya 1,8" dir. HDDözel bir kasaya yerleştirilmiş ve donanımlı USB arayüzleri ve/veya FireWire 1394 ve/veya Ethernet ve/veya eSATA. Böylece bir bilgisayara / sunucuya bağlanabilen ve işlevleri yerine getirebilen taşınabilir bir cihazımız var. Harici Sürücü. Bazen kolaylık sağlamak için cihaza işlevler eklenir. kablosuz erişim, yazıcı ve USB bağlantı noktaları.
küçük çalışma grubu	Genellikle bu, birkaç tane kurabileceğiniz sabit veya taşınabilir bir cihazdır (çoğunlukla 2'den 5'e kadar) sabit diskler SATA, çalışır durumda değiştirilebilir veya çalışırken değiştirilemez, Ethernet arabirimi. Diskler, yüksek depolama güvenilirliği ve erişim hızı elde etmek için çeşitli düzeylerde RAID - diziler halinde düzenlenebilir. Depolama sistemi, genellikle Linux tabanlı özel bir işletim sistemine sahiptir ve erişim düzeyini kullanıcı adı ve parola ile ayırt etmenize, disk alanı kotalarını düzenlemenize vb. olanak tanır. Bu tür depolama sistemleri, dosya sunucularının yerine küçük çalışma grupları için uygundur.
çalışma grubu	12-24 HotSwap SATA veya SAS sabit sürücülerini kabul eden, tipik olarak 19" raf montajına monte edilen bir aygıt. Harici bir Ethernet arabirimi ve/veya iSCSI'ye sahiptir. Sürücüler, yüksek depolama güvenilirliği ve erişim hızı elde etmek için diziler halinde düzenlenmiştir - RAID depolama sistemi, erişim düzeyini farklılaştırmanıza, disk alanı kotalarını düzenlemenize, Yedekleme (bilgi yedekleme) düzenlemenize vb. izin veren özel bir yazılımla birlikte gelir. Bu depolama sistemleri orta ve büyük ölçekli işletmeler için uygundur ve bir veya daha fazla sunucu ile birlikte kullanılır.
girişim	Yüzlerce adede kadar sabit sürücüyü barındırabilen sabit veya 19" rafa monte bir aygıt. Önceki depolama sistemleri sınıfına ek olarak, sistemi durdurmadan, izleme sistemleri olmadan yükseltilebilir, yükseltilebilir ve değiştirilebilirler. Yazılım, "anlık görüntüleri" ve diğer "gelişmiş" özellikleri destekleyebilir. Bu depolama sistemleri, büyük işletmeler için uygundur ve kritik veriler için daha fazla güvenilirlik, hız ve koruma sağlar.
üst düzey kurumsal	Önceki sınıfa ek olarak, depolama binlerce sabit sürücüyü destekleyebilir. Bu tür depolama sistemleri birkaç 19" kabini kaplar ve toplam ağırlık birkaç tona ulaşır. Depolama sistemleri, devlet / şirketler düzeyinde stratejik olarak önemli verilerin depolanması, en yüksek güvenilirlik derecesi ile kesintisiz çalışma için tasarlanmıştır.

Soru geçmişi.

İlk sunucular, hem bilgi işlem (uygulama sunucusu) hem de veri depolama (dosya sunucusu) olmak üzere tüm işlevleri (bilgisayarlar gibi) tek bir durumda birleştirdi. Ancak bir yandan bilgi işlem gücüne olan talep ve diğer yandan işlenen veri miktarı arttıkça, her şeyi tek bir pakete yerleştirmek tamamen elverişsiz hale geldi. Disk dizilerini ayrı kasalara koymanın daha verimli olduğu ortaya çıktı. Ancak daha sonra disk dizisini sunucuya bağlama sorusu ortaya çıktı. İlk disk dizileri, bir SCSI arabirimi aracılığıyla sunuculara bağlandı. Ancak bu durumda, bir sunucu yalnızca bir disk dizisi ile çalışabilir. İnsanlar, herhangi bir sunucunun herhangi bir depolama sistemini kullanabilmesi için veri merkezi yapısının daha esnek bir şekilde düzenlenmesini istedi. Tüm cihazları doğrudan yerel ağa bağlamak ve Ethernet üzerinden veri alışverişini organize etmek elbette basit ve evrensel bir çözümdür. Ancak sunucular ve depolama sistemleri arasındaki veri alışverişi, istemciler ve sunucular arasındakinden çok daha yoğundur, bu nedenle bu sürümde (NAS - aşağıya bakın), Ethernet ağının verimiyle ilgili nesnel zorluklar vardır. Sunucular ve depolama sistemleri arasında ayrı bir yüksek hızlı ağ oluşturma fikri vardı. Böyle bir ağa SAN adı verildi (aşağıya bakın). Ethernet'e benzer, yalnızca fiziksel iletim ortamı optiktir. Sunuculara ve anahtarlara (optik) takılan adaptörler (HBA) da vardır. Optikler üzerinden veri aktarım hızı standartları - 4Gbit / s. Gelmesiyle birlikte Ethernet teknolojileri 1Gbit/s ve 10Gbit/s ile iSCSI protokolünün yanı sıra Ethernet, SAN ortamı olarak giderek daha fazla kullanılmaktadır.

Kurumsal iş süreçlerinin BT sektörüne bağımlılığı sürekli artıyor. Günümüzde BT hizmetlerinin sürekliliği konusu sadece büyük şirketler tarafından değil, aynı zamanda orta ve genellikle küçük işletmelerin temsilcileri tarafından da önemsenmektedir.

Hata toleransını sağlamanın merkezi unsurlarından biri, tüm bilgilerin merkezi olarak depolandığı bir cihaz olan bir veri depolama sistemidir (DSS). Depolama sistemi, yüksek ölçeklenebilirlik, hata toleransı, cihazın çalışmasını durdurmadan (bileşenlerin değiştirilmesi dahil) tüm servis işlemlerini gerçekleştirme yeteneği ile karakterize edilir. Ancak temel modelin bile maliyeti onbinlerce dolarla ölçülüyor. Örneğin, Fujitsu ETERNUS DX100 12 diskli Nearline SAS 1Tb SFF (RAID10 6TB) siparişe değer 21 000 USD ki bu da küçük bir şirket için çok pahalı.

Makalemizde, dikkate almayı öneriyoruz bütçe depolama seçenekleri performans ve güvenilirlik açısından klasik sistemlere kaybetmez. Bunu uygulamak için kullanmayı öneriyoruz CEPH.

CEPH nedir ve nasıl çalışır?

CEPH– birkaç sunucunun disk alanlarının bir kombinasyonu olan ücretsiz yazılıma dayalı depolama (uygulamada sunucu sayısı onlarca ve yüzlerce olarak ölçülür). CEPH, yüksek performans ve kaynak yedekliliği ile üst düzeyde ölçeklenebilir depolama oluşturmanıza olanak tanır. CEPH, hem bir nesne deposu (dosyaları depolamak için hizmet eder) hem de bir blok aygıtı (sanal sabit diskler vererek) olarak kullanılabilir.

Depolama hata toleransı, her bir veri bloğunun birden çok sunucuya kopyalanmasıyla sağlanır. Her bloğun aynı anda saklanan kopyalarının sayısına çoğaltma faktörü denir, varsayılan olarak değeri 2'dir. Depolama şeması Şekil 1'de gösterilmektedir, görebileceğimiz gibi, bilgi bloklara bölünmüştür ve her biri ikiye dağıtılmıştır. farklı düğümler

Şekil 1 - Veri bloklarının dağılımı

Sunucular hataya dayanıklı disk dizileri kullanmıyorsa, güvenilir veri depolama için daha yüksek bir çoğaltma faktörü değeri kullanılması önerilir. Sunuculardan birinin arızalanması durumunda CEPH, üzerinde bulunan veri bloklarının (Şekil 2) kullanılamamasını düzeltir, belirli bir süre bekler (parametre varsayılan olarak 300 saniye yapılandırılmıştır), ardından eksik bilgi bloklarını başka bir yerde yeniden oluşturmaya başlar (Şekil 3 ).

Şekil 2 - Bir düğümün arızası

Şekil 3 - Artıklık kurtarma

Benzer şekilde, kümeye yeni bir sunucu eklenirse, tüm düğümlerdeki diskleri eşit şekilde doldurmak için depolama yeniden dengelenir. CEPH kümesindeki bilgi bloklarının dağıtımını kontrol eden mekanizmaya CRUSH denir.

CEPH kümelerinde yüksek disk alanı performansı elde etmek için önbellek katmanlama işlevinin (çok düzeyli önbelleğe alma) kullanılması önerilir. Anlamı, ayrı bir yüksek performanslı havuz oluşturmak ve bunu önbellekleme için kullanmaktır, ana bilgiler ise daha ucuz disklere yerleştirilecektir (Şekil 4).

Şekil 4 - Disk havuzlarının mantıksal gösterimi

Katmanlı önbelleğe alma şu şekilde çalışır: istemci yazma istekleri en hızlı havuza yazılır ve ardından depolama katmanına taşınır. Benzer şekilde okuma talepleri için - erişildiğinde, bilgi önbellek düzeyine yükseltilecek ve işlenecektir. Veriler, devre dışı kalana veya süresi dolana kadar önbellek düzeyinde kalmaya devam eder (Şekil 5). Önbelleğe almanın salt okunur olarak ayarlanabileceğini ve bu durumda yazma isteklerinin doğrudan depolama havuzuna yazılacağını belirtmekte fayda var.

Şekil 5 - Önbellek-tirring'in çalışma prensibi

Bir kuruluşta veri ambarı oluşturmak için CEPH kullanımına ilişkin gerçek hayat senaryolarına bakalım. Potansiyel bir müşteri olarak, bu teknolojinin en çok talep göreceği küçük ve orta ölçekli işletmeler dikkate alınır. Açıklanan çözümü kullanmak için 3 senaryo hesapladık:

1. Dahili bir ERP sisteminin kullanılabilirliği ve yılda %99,98, 7/24 dosya depolama gereksinimi olan bir üretim veya ticaret kuruluşu.
2. İş ihtiyaçları için şirket içi özel bir bulut dağıtması gereken bir kuruluş.
3. Tamamen bağımsız, hataya dayanıklı bir blok veri depolama düzenlemek için çok düşük maliyetli bir çözüm donanım yılda %99,98 kullanılabilirlik ve ucuz ölçeklendirme ile.

Kullanım örneği 1. CEPH'ye dayalı veri ambarı

CEPH'nin bir kuruluşta nasıl kullanıldığına dair gerçek hayattan bir örneğe bakalım. Örneğin, hataya dayanıklı 6 TB'lık yüksek performanslı bir depolamaya ihtiyacımız var, ancak diskli temel bir depolama modelinin maliyeti bile $21 000 .

CEPH'ye göre depolama topluyoruz. Çözümü sunucu olarak kullanmanızı öneririz Süper Mikro İkiz(Şekil 6). Ürün, 2 üniteli tek bir yüksek kasada 4 sunucu platformundan oluşur, cihazın tüm ana bileşenleri çoğaltılır, bu da sürekli çalışmasını sağlar. Görevimizi gerçekleştirmek için 3 düğüm kullanmak yeterli olacak, 4. düğüm gelecek için stokta olacak.

Şekil 6 - Süper Mikro İkiz

Düğümlerin her birini şu şekilde tamamlıyoruz: 32 GB RAM, 4 nükleer işlemci 2,5 GHz, 4 SATA sürücüsü Depolama havuzu için 2 TB, RAID1, 2 olmak üzere 2 dizide birleştirilir SSD sürücüönbelleğe alma havuzu için, onu RAID1'de de birleştiriyoruz. Tüm projenin maliyeti Tablo 1'de gösterilmektedir.

Tablo 1. CEPH depolama aksesuarları

Çözüm: Depolamayı oluşturmanın bir sonucu olarak, sipariş maliyetleriyle birlikte 6 TB'lık bir disk dizisi elde edeceğiz. $16 000 , Ne %25 daha az minimum bir depolama sistemi satın almaktansa, mevcut kapasitede depolama ile çalışan sanal makineleri çalıştırabilir ve böylece ek sunucu satın alımından tasarruf edebilirsiniz. Aslında, bu tam bir çözümdür.

Depolamanın oluşturulduğu sunucular, yalnızca sabit sürücüler için bir kapsayıcı olarak değil, aynı zamanda depolama ortamı olarak da kullanılabilir. Sanal makineler veya uygulama sunucuları.

2. Kullanım Örneği: Özel bir bulut oluşturma

Zorluk, minimum maliyetle özel bir bulut oluşturmak için altyapıyı devreye almaktır.

Örneğin, yaklaşık olarak 3 taşıyıcıdan oluşan küçük bir bulut bile oluşturmak $36 000 : 21.000 ABD Doları - %50 içeriğe sahip her sunucu için depolama maliyeti + 5.000 ABD Doları.

CEPH'yi depolama olarak kullanmak, bilgi işlem ve disk kaynaklarını aynı donanım üzerinde birleştirmenize olanak tanır. Yani, ayrıca depolama alanı satın almanıza gerek yoktur - sanal makineleri barındırmak için doğrudan sunuculara kurulan diskler kullanılacaktır.

Hızlı referans:
Klasik bulut yapısı, çalışması 2 ana donanım bileşeni tarafından sağlanan bir sanal makineler kümesidir:

1. Hesaplama kısmı (bilgi işlem) - kaynakları kullanılan RAM ve işlemcilerle dolu sunucular Sanal makineler bilgi işlem için
2. Bir depolama sistemi, tüm verileri depolayan sabit disklerle dolu bir cihazdır.

Ekipman olarak aynı Supermicro sunucularını alıyoruz, ancak daha fazlasını kuruyoruz güçlü işlemciler – 2,6 GHz frekanslı 8 çekirdekli ve her düğümde 96 GB RAM, çünkü sistem sadece bilgi depolamak için değil, aynı zamanda sanal makinelerin çalışması için de kullanılacaktır. İlk senaryoya benzer bir dizi disk alıyoruz.

Tablo 2. CEPH'ye dayalı özel bir bulut için bileşenler

Toplanan bulut, 1. düğümün arızalanması durumunda kararlılığın korunması dikkate alınarak aşağıdaki kaynaklara sahip olacaktır:

• Veri deposu: 120GB
• Disk alanı 6000 GB
• İşlemci çekirdekleri fiziksel: 16 adet.

Birleştirilmiş küme, aşağıdaki özelliklere sahip yaklaşık 10 orta ölçekli sanal makineyi destekleyebilecektir: 12 GB RAM / 4 işlemci çekirdeği / 400 GB disk alanı.

Ayrıca, 3 sunucunun da yalnızca %50 dolu olduğunu ve gerekirse yetersiz personel çalıştırılabileceğini ve bu nedenle bulut için kaynak havuzunu 2 kat artırabileceğini dikkate almakta fayda var.

Çözüm: Gördüğünüz gibi, hem tam teşekküllü bir sanal makine yük devretme kümesi hem de yedekli veri depolama aldık - sunuculardan herhangi birinin arızası kritik değil - sistem durmadan çalışmaya devam edecek çözümün maliyeti yaklaşık 1,5 kat daha düşük depolama ve ayrı sunucular satın almaktansa.

3. Kullanım Örneği: Son derece düşük maliyetli bir veri ambarı oluşturmak

Bütçe çok sınırlıysa ve yukarıda açıklanan ekipmanı satın alacak para yoksa, kullanılmış sunucular satın alabilirsiniz, ancak disklerden tasarruf etmemelisiniz - yenilerini satın almanız şiddetle tavsiye edilir.

Aşağıdaki yapıyı dikkate almayı öneriyoruz: satın alındı 4 sunucu düğümü, her sunucuda önbelleğe alma için 1 SSD disk ve 3 SATA disk bulunur. 48 GB RAM ve 5600 serisi işlemcilere sahip Supermicro sunucular artık yaklaşık olarak satın alınabiliyor $800 .

Diskler, her sunucuda yük devretme dizilerinde toplanmayacak, ayrı bir cihaz olarak sunulacaktır. Bu bağlamda, depolamanın güvenilirliğini artırmak için çoğaltma faktörü 3 kullanacağız. Yani her bloğun 3 kopyası olacaktır. Bu yansıtma mimarisi ile SSD sürücüler Bilgi otomatik olarak diğer düğümlere kopyalandığından önbellek gerekli değildir.

Tablo 3. Depolama için aksesuarlar

Çözüm: Bu çözümde gerekirse daha büyük diskler kullanabilir veya DBMS için maksimum performans almanız gerekiyorsa bunları SAS ile değiştirebilirsiniz. İÇİNDE bu örnek sonuç, çok düşük maliyetli ve çok yüksek hata toleranslı 8 TB depolamadır. Bir terabaytın fiyatı ortaya çıktı 3,8 kat daha ucuz 21.000 dolarlık endüstriyel depolamadan daha fazla.

Nihai tablo, sonuçlar

*Depolama sistemindeki NL SAS disklerinden ve CEPH depolamasındaki SATA disklerinden oluşturulan diziler için GİB sayısı hesabı yapıldı, elde edilen değerlerin saflığı için önbelleğe alma devre dışı bırakıldı. Önbelleğe alma kullanılırken, önbellek dolana kadar GİB'ler önemli ölçüde daha yüksek olacaktır.

Sonuç olarak CEPH kümesini temel alarak güvenilir ve ucuz veri ambarları kurabileceğinizi söyleyebiliriz. Hesaplamaların gösterdiği gibi, yalnızca depolama için küme düğümlerini kullanmak çok etkili değildir - çözüm, depolama sistemleri satın almaktan daha ucuzdur, ancak çok fazla değildir - örneğimizde, CEPH'de depolama maliyeti Fujitsu DX100'den yaklaşık %25 daha azdı. Bilgi işlem bölümü ile depolamayı aynı ekipman üzerinde birleştirmenin bir sonucu olarak gerçek tasarruf hissedilir - bu durumda, çözümün maliyeti, özel depolama ve ayrı ana makineler kullanılarak klasik bir yapı oluşturmaya göre 1,8 kat daha az olacaktır.

EFSOL, bu çözümü bireysel gereksinimlere göre uygular. Sistemi uygulama sermaye maliyetini daha da azaltacak olan sahip olduğunuz ekipmanı kullanabiliriz. Bizimle iletişime geçin, ekipmanınızı depolama sistemlerinin oluşturulmasında kullanımı açısından inceleyelim.

Doğrudan Bağlı Depolama Sistemleri (DAS), en iyi bilinen bağlantı türünü uygular. DAS kullanılırken, sunucunun depolama sistemiyle kişisel bir bağlantısı vardır ve neredeyse her zaman aygıtın tek kullanıcısıdır. Bu durumda sunucu, veri depolama sistemine blok erişimi alır, yani veri bloklarına doğrudan erişir.

Bu tür depolama sistemleri oldukça basit ve genellikle ucuzdur. dezavantaj direkt yöntem bağlantı kısa mesafe sunucu ve depolama aygıtı arasında. Tipik bir DAS arabirimi SAS'tır.

Ağa Bağlı Depolama (NAS)

Dosya sunucuları olarak da bilinen ağa bağlı depolama sistemleri (NAS), ağ kaynaklarını istemcilere ağ üzerinden paylaşılan dosyalar veya dizin bağlama noktaları biçiminde sağlar. İstemciler, SMB (eski adıyla CIFS) veya NFS gibi ağ dosyası erişim protokollerini kullanır. Dosya sunucusu, sırayla, istemcilerden gelen dosya isteklerini işlemek için dahili depolama birimine blok erişim protokollerini kullanır. NAS ağa bağlı olduğundan, depolama istemcilerden çok uzakta olabilir. Çok sayıda ağ depolama sistemi sağlar Ek fonksyonlar depolama görüntüleme, tekilleştirme veya veri sıkıştırma ve diğerleri gibi.

Depolama Alanı Ağı (SAN)

Bir depolama alanı ağı (SAN), istemcilere bir ağ (Fiber Kanal veya Ethernet gibi) üzerinden verilere blok erişimi sağlar. Bir SAN'daki aygıtlar tek bir sunucuya ait değildir, ancak tüm SAN istemcileri tarafından kullanılabilir. Disk alanını, bireysel ana sunuculara tahsis edilen mantıksal birimlere bölmek mümkündür. Bu birimler, SAN bileşenlerinden ve yerleşimlerinden bağımsızdır. İstemciler, tıpkı bir DAS bağlantısı gibi bir blok tipi erişim kullanarak depolamaya erişir, ancak SAN bir ağ kullandığından, depolama aygıtları istemcilerden uzağa yerleştirilebilir.

Şu anda SAN mimarileri, veri iletmek ve almak için SCSI (Küçük Bilgisayar Sistemi Arayüzü) protokolünü kullanır. Fiber Kanal (FC) SAN'ları, SCSI protokolünü Fiber Kanal çerçevelerinde kapsüller. iSCSI (Internet SCSI) kullanan SAN'lar, SCSI aktarımı olarak TCP/IP paketlerini kullanır. Ethernet Üzerinden Fiber Kanal (FCoE), Fiber Kanal protokolünü nispeten kullanarak Ethernet paketlerine kapsüller. yeni teknoloji Geleneksel Ethernet'e bir dizi iyileştirme getiren ve şu anda 10GbE altyapısına kurulabilen DCB (Veri Merkezi Köprüleme). Bu teknolojilerin her biri, uygulamaların aynı SCSI protokolünü kullanarak veri deposuna erişmesine izin verdiği için, hepsini tek bir şirkette kullanmak veya bir teknolojiden diğerine geçmek mümkün hale gelir. Sunucuda çalışan uygulamalar FC, FCoE, iSCSI arasında ayrım yapamaz ve hatta DAS'ı SAN'dan ayırt edemez.

Bir depolama alanı ağı oluşturmak için FC veya iSCSI seçimine ilişkin birçok tartışma vardır. Bazı şirketler bir iSCSI SAN'ın düşük ilk devreye alma maliyetine odaklanırken diğerleri bir Fiber Kanal SAN'ın yüksek güvenilirliğini ve kullanılabilirliğini seçer. Düşük kaliteli iSCSI çözümleri Fiber Kanaldan daha ucuz olsa da, iSCSI SAN'ların performansı ve güvenilirliği arttıkça fiyat avantajı ortadan kalkıyor. Ancak, kullanımı çoğu iSCSI çözümünden daha kolay olan bazı FC uygulamaları vardır. Bu nedenle, belirli bir teknolojinin seçimi iş gereksinimlerine, mevcut altyapıya, uzmanlığa ve bütçeye bağlıdır.

SAN kullanan çoğu büyük kuruluş Fiber Kanalı seçer. Bu şirketler genellikle kanıtlanmış teknolojiye ihtiyaç duyar, yüksek bant genişliğine ihtiyaç duyar ve en güvenilir ve yetenekli donanımı satın alacak bütçeye sahiptir. Ayrıca, SAN'ı yönetecek personele sahiptirler. Bu şirketlerden bazıları Fiber Kanal altyapısına yatırım yapmaya devam etmeyi planlarken, diğerleri sanallaştırılmış sunucuları için başta 10GbE olmak üzere iSCSI çözümlerine yatırım yapıyor.

Daha küçük şirketlerin, SAN'ı daha da ölçeklendirmeye devam ederken düşük giriş fiyatı nedeniyle iSCSI'yi seçme olasılığı daha yüksektir. Düşük maliyetli çözümler genellikle 1 GbE teknolojisini kullanır; 10GbE çözümleri önemli ölçüde daha pahalıdır ve genellikle giriş seviyesi SAN'lar olarak kabul edilmez.

birleşik depolama

Evrensel depolama sistemleri (Unified Storage), NAS ve SAN teknolojilerini tek bir entegre çözümde birleştirir. Bu çok yönlü depolar, paylaşılan kaynaklara hem blok hem de dosya erişimi sağlar ve merkezi yönetim yazılımıyla yönetimi daha kolaydır.

En basit durumda, bir SAN, optik iletişim kanallarıyla birbirine bağlanan depolama sistemleri, anahtarlar ve sunuculardan oluşur. SAN'daki doğrudan disk depolama sistemlerine ek olarak, disk kitaplıklarını, teyp kitaplıklarını (flamalar), optik disklerde (CD / DVD ve diğerleri) veri depolamak için aygıtları vb. bağlayabilirsiniz.

Sunucuların aynı anda bir yerel ağa (solda) ve bir depolama alanı ağına (sağda) bağlandığı yüksek düzeyde kullanılabilir bir altyapı örneği. Böyle bir şema, herhangi bir işlemci modülünün, anahtarın veya erişim yolunun arızalanması durumunda depolama sisteminde bulunan verilere erişim sağlar.

SAN'ı kullanmak şunları sağlamanıza olanak tanır:

• sunucuların ve veri depolama sistemlerinin merkezileştirilmiş kaynak yönetimi;
• tüm depolama sisteminin çalışmasını durdurmadan yeni disk dizilerinin ve sunucuların bağlanması;
• önceden satın alınan ekipmanın yeni depolama cihazlarıyla birlikte kullanılması;
• sunuculardan çok uzakta bulunan veri sürücülerine * önemli performans kayıpları olmadan hızlı ve güvenilir erişim;
• yedekleme ve veri kurtarma sürecini hızlandırma - BURA.

Hikaye

Ağ teknolojilerinin gelişimi iki teknolojinin ortaya çıkmasına neden olmuştur. ağ çözümleri depolama sistemleri için - depolama ağları, istemci dosya sistemleri tarafından desteklenen blok düzeyinde veri alışverişi için Depolama Alanı Ağı (SAN) ve dosya düzeyinde Ağa Bağlı Depolama (NAS) veri depolamak için sunucular. Geleneksel depolama sistemlerini ağ depolama sistemlerinden ayırmak için başka bir retro ad önerildi - Doğrudan Bağlı Depolama (DAS).

Piyasada art arda ortaya çıkan DAS, SAN ve NAS, verileri kullanan uygulamalar ile bu verileri içeren ortamdaki baytlar arasındaki gelişen ilişki zincirlerini yansıtır. Bir zamanlar, uygulama programlarının kendileri blokları okur ve yazardı, ardından sürücüler bir parçası olarak ortaya çıktı. işletim sistemi. Modern DAS, SAN ve NAS'ta zincir üç bağlantıdan oluşur: ilk bağlantı RAID dizilerinin oluşturulması, ikincisi ikili verilerin dosya ve kayıt biçiminde yorumlanmasına izin veren meta verilerin işlenmesi ve üçüncüsü hizmetlerdir. uygulamaya veri sağlamak için. Bu bağlantıların nerede ve nasıl uygulandığı konusunda farklılık gösterirler. DAS söz konusu olduğunda, depolama "çıplaktır", yalnızca verileri depolama ve bunlara erişme olanağı sağlar ve diğer her şey, arabirimler ve sürücülerden başlayarak sunucu tarafında yapılır. SAN'ın gelişiyle, RAID provizyonu depolama tarafına aktarılır, diğer her şey DAS durumunda olduğu gibi kalır. Ve NAS, dosya erişimi sağlamak için meta verilerin de depolama sistemine aktarılması bakımından farklıdır, burada müşterinin yalnızca veri hizmetlerini desteklemesi gerekir.

SAN'ın ortaya çıkışı, Fiber Kanal (FC) protokolünün 1988'de geliştirilmesi ve 1994'te ANSI tarafından bir standart olarak onaylanmasıyla mümkün olmuştur. Depolama Alanı Ağı terimi 1999 yılına dayanmaktadır. FC zamanla yerini Ethernet'e bıraktı ve iSCSI bağlantılı IP-SAN ağları yaygınlaştı.

Bir ağ depolama sunucusu NAS fikri, Newcastle Üniversitesi'nden Brian Randall'a aittir ve 1983 yılında bir UNIX sunucusundaki makinelerde uygulanmıştır. Bu fikir o kadar başarılıydı ki aralarında Novell, IBM ve Sun'ın da bulunduğu çeşitli şirketler tarafından benimsendi, ancak sonunda NetApp ve EMC'den liderler değişti.

1995 yılında Garth Gibson, NAS'ın ilkelerini geliştirdi ve nesne depolama sistemlerini (Object Storage, OBS) yarattı. Tüm disk işlemlerini, biri okuma ve yazma gibi daha sık işlemleri içeren, diğeri ise adlandırma işlemleri gibi daha seyrek olanları içeren iki gruba ayırarak başladı. Sonra bloklara ve dosyalara ek olarak başka bir kapsayıcı önerdi, buna bir nesne adını verdi.

OBS, yeni bir arayüz türü ile ayırt edilir, buna nesne denir. Veri istemci hizmetleri, Object API aracılığıyla meta verilerle etkileşime girer. OBS, veri depolamanın yanı sıra RAID'i de destekler, nesnelerle ilgili meta verileri depolar ve bir nesne arabirimini destekler. DAS ve SAN ve NAS ve OBS zamanla bir arada bulunur, ancak her erişim türü, belirli bir veri ve uygulama türü için daha uygundur.

SAN mimarisi

Ağ topolojisi

SAN, sunucuları depolama aygıtlarına bağlamak için tasarlanmış yüksek hızlı bir veri ağıdır. Çeşitli SAN topolojileri (noktadan noktaya, Arbitrated Loop ve anahtarlama), geleneksel sunucudan depolamaya veri yolu bağlantılarının yerini alır ve onlardan daha fazla esneklik, performans ve güvenilirlik sağlar. SAN kavramı, herhangi bir sunucuyu Fiber Kanal protokolü üzerinde çalışan herhangi bir depolama aygıtına bağlama yeteneğine dayanır. Bir SAN'daki düğümlerin noktadan noktaya topolojiler veya anahtarlama ile etkileşim ilkesi şekillerde gösterilmiştir. Arbitrated Loop SAN'da veri aktarımı, düğümden düğüme sıralı olarak gerçekleşir. Veri transferini başlatmak için, verici cihaz, veri transfer ortamını kullanma hakkı için tahkim başlatır (dolayısıyla topolojinin adı - Tahkim Döngüsü).

SAN'ın taşıma temeli, hem bakır hem de fiber optik cihaz bağlantılarını kullanan Fiber Kanal protokolüdür.

SAN Bileşenleri

SAN bileşenleri aşağıdakilere ayrılmıştır:

• Veri depolama kaynakları;
• SAN altyapısını uygulayan cihazlar;

Ana Bilgisayar Veri Yolu Adaptörleri

Depolama kaynakları

Depolama kaynakları, disk dizilerini, teyp sürücülerini ve Fiber Kanal kitaplıklarını içerir. Depolama kaynakları, yeteneklerinin birçoğunu yalnızca SAN'a dahil olduklarında gerçekleştirir. Yani disk dizileri üst sınıf Fiber Kanal ağları üzerinden diziler arasında veri çoğaltabilir ve teyp kitaplıkları, ağı ve sunucuları atlayarak (Sunucusuz yedekleme) bir Fiber Kanal arabirimiyle verileri doğrudan disk dizilerinden teybe aktarabilir. Piyasadaki en popüler disk dizileri EMC, Hitachi, IBM, Compaq (Compaq tarafından Digital'den devralınan Storage Works ailesi) ve teyp kitaplığı üreticileri arasında StorageTek, Quantum / ATL, IBM'den bahsedilmelidir.

SAN Altyapısını Uygulayan Cihazlar

SAN altyapısını uygulayan cihazlar, Fiber Kanal anahtarları (Fiber Kanal anahtarları , FC anahtarları), hub'lar (Fiber Kanal Hub) ve yönlendiricilerdir (Fiber Kanal-SCSI yönlendiriciler). Hub'lar, Fiber Kanal Tahkim Döngüsünde çalışan cihazları birleştirmek için kullanılır ( FC_AL ). Hub'ların kullanımı, bir aygıtın bağlantısı kesildiğinde hub otomatik olarak döngüyü kapattığı ve kendisine yeni bir aygıt bağlandığında döngüyü otomatik olarak açtığı için, sistemi durdurmadan aygıtları bir döngüye bağlayıp bağlantısını kesmenize olanak tanır. Her döngü değişikliğine, başlatılmasının karmaşık bir süreci eşlik eder. Başlatma işlemi çok aşamalıdır ve tamamlanmadan önce döngüde veri alışverişi mümkün değildir.

Tüm modern SAN'lar, tam teşekküllü bir ağ bağlantısı uygulamanıza izin veren anahtarlar üzerine kuruludur. Anahtarlar yalnızca Fiber Kanal aygıtlarını bağlamakla kalmaz, aynı zamanda anahtarlarda sözde bölgelerin oluşturulduğu aygıtlar arasındaki erişimi de kısıtlar. Farklı bölgelere yerleştirilen cihazlar birbirleriyle haberleşemezler. Bir SAN'daki bağlantı noktası sayısı, anahtarları birbirine bağlayarak artırılabilir. Bir grup bağlı anahtar, Fiber Kanal Yapısı veya kısaca Yapı olarak adlandırılır. Anahtarlar arasındaki bağlantılara Interswitch Links veya kısaca ISL denir.

Yazılım

Yazılım, disk dizilerine sunucu erişim yollarının yedekliliğini ve yollar arasında dinamik yük dağıtımını uygulamanıza olanak tanır. Çoğu disk dizisi için, farklı denetleyiciler aracılığıyla erişilen bağlantı noktalarının aynı disk için olup olmadığını belirlemenin kolay bir yolu vardır. uzman yazılım cihazlara erişim yollarının bir tablosunu tutar ve bir kaza durumunda yolların devre dışı kalmasını, yeni yolların dinamik bağlantısını ve bunlar arasında yük dengelemesini sağlar. Kural olarak, disk dizisi üreticileri, dizileri için bu türden özel yazılımlar sunar. VERITAS Software, fiziksel disklerden mantıksal disk birimlerini düzenlemek ve disklere yedekli erişim yolları sağlamak ve ayrıca bilinen çoğu disk dizisi için diskler arasında yük dengeleme sağlamak üzere tasarlanmış VERITAS Volume Manager yazılımı üretir.

Kullanılan Protokoller

SAN'lar düşük seviyeli protokoller kullanır:

• Fiber Kanal Protokolü (FCP), Fiber Kanal üzerinden SCSI aktarımı. En sık kullanılan şu an protokol . 1 Gbit/sn, 2 Gbit/sn, 4 Gbit/sn, 8 Gbit/sn ve 10 Gbit/sn olarak mevcuttur.
• iSCSI, TCP/IP üzerinden SCSI aktarımı.
• Saf Ethernet üzerinden FCoE, FCP/SCSI aktarımı.
• IP paketlerinde FCIP ve iFCP , FCP/SCSI kapsülleme ve iletim.
• HyperSCSI, Ethernet üzerinden SCSI aktarımı.
• Fiber Kanal üzerinden FICON aktarımı (yalnızca ana bilgisayarlar tarafından kullanılır).
• Ethernet üzerinden ATA, Ethernet üzerinden ATA aktarımı.
• InfiniBand (IB) aracılığıyla SCSI ve/veya TCP/IP aktarımı.

Avantajlar

• Harici depolama sistemlerinde bulunan verilere yüksek erişim güvenilirliği. SAN topolojisinin kullanılan depolama sistemleri ve sunuculardan bağımsızlığı.
• Merkezi veri depolama (güvenilirlik, güvenlik).
• Anahtarlama ve verilerin kullanışlı merkezi yönetimi.
• Yoğun G / Ç trafiğini ayrı bir ağa aktarma - LAN'ı boşaltma.
• Yüksek performans ve düşük gecikme.
• SAN Mantıksal Tasarımının Ölçeklenebilirliği ve Esnekliği
• SAN'ın coğrafi boyutları, klasik DAS'ın aksine pratik olarak sınırsızdır.
• Kaynakları sunucular arasında hızlı bir şekilde dağıtma yeteneği.
• Mevcut SAN'a dayalı olarak hiçbir ek maliyet olmaksızın hataya dayanıklı küme çözümleri oluşturma yeteneği.
• basit devre Yedek kopya- tüm veriler tek bir yerde.
• Ek özelliklerin ve hizmetlerin kullanılabilirliği (anlık görüntüler, uzaktan çoğaltma).
• Yüksek güvenlikli SAN.

Depolama sistemlerini paylaşmak, tipik olarak yönetimi basitleştirir ve makul miktarda esneklik ekler çünkü kabloların ve disk dizilerinin fiziksel olarak taşınması ve bir sunucudan diğerine yeniden bağlanması gerekmez.

Diğer bir avantaj da, sunucuları doğrudan depolama ağından başlatabilme yeteneğidir. Bu konfigürasyonla, arızalı bir cihazı hızlı ve kolay bir şekilde değiştirebilirsiniz.