San коммутатор что это

О SAN (Storage Area Network) на пальцах

В деле познания SAN столкнулся с определённым препятствием — труднодоступностью базовой информации. В вопросе изучения прочих инфраструктурных продуктов, с которыми доводилось сталкиваться, проще — есть пробные версии ПО, возможность установить их на вирутальной машине, есть куча учебников, референс гайдов и блогов по теме. Cisco и Microsoft клепают очень качественные учебники, MS вдобавок худо-бедно причесал свою адскую чердачную кладовку под названием technet, даже по VMware есть книга, пусть и одна (и даже на русском языке!), причём с КПД около 100%. Уже и по самим устройствам хранения данных можно получить информацию с семинаров, маркетинговых мероприятий и документов, форумов. По сети же хранения — тишина и мёртвые с косами стоять. Я нашёл два учебника, но купить не решился. Это «Storage Area Networks For Dummies» (есть и такое, оказывается. Очень любознательные англоговорящие «чайники» в целевой аудитории, видимо) за полторы тысячи рублей и «Distributed Storage Networks: Architecture, Protocols and Management» — выглядит более надёжно, но 8200р при скидке 40%. Вместе с этой книгой Ozon рекомендует также книгу «Искусство кирпичной кладки».

Что посоветовать человеку, который решит с нуля изучить хотя бы теорию организации сети хранения данных, я не знаю. Как показала практика, даже дорогостоящие курсы могут дать на выходе ноль. Люди, применительно к SAN делятся на три категории: те, кто вообще не знает что это, кто знает, что такое явление просто есть и те, кто на вопрос «зачем в сети хранения делать две и более фабрики» смотрят с таким недоумением, будто их спросили что-то вроде «зачем квадрату четыре угла?».

Попробую восполнить пробел, которого не хватало мне — описать базу и описать просто. Рассматривать буду SAN на базе её классического протокола — Fibre Channel.

Итак, SAN — Storage Area Network — предназначена для консолидации дискового пространства серверов на специально выделенных дисковых хранилищах. Суть в том, что так дисковые ресурсы экономнее используются, легче управляются и имеют большую производительность. А в вопросах виртуализации и кластеризации, когда нескольким серверам нужен доступ к одному дисковому пространству, подобные системы хранения данных вообще незаменимая штука.

Кстати, в терминологиях SAN, благодаря переводу на русский, возникает некоторая путаница. SAN в переводе означает «сеть хранения данных» — СХД. Однако классически в России под СХД понимается термин «система хранения данных», то есть именно дисковый массив (Storage Array), который в свою очередь состоит из Управляющего блока (Storage Processor, Storage Controller) и дисковых полок (Disk Enclosure). Однако, в оригинале Storage Array является лишь частью SAN, хотя порой и самой значимой. В России получаем, что СХД (система хранения данных) является частью СХД (сети хранения данных). Поэтому устройства хранения обычно называют СХД, а сеть хранения — SAN (и путают с «Sun», но это уже мелочи).

Компоненты и термины

Технологически SAN состоит из следующих компонентов:

1. Узлы, ноды (nodes)

2. Сетевая инфраструктура

Особенности

Если не вдаваться в детали, протокол FC похож на протокол Ethernet с WWN-адресами вместо MAC-адресов. Только, вместо двух уровней Ethernet имеет пять (из которых четвёртый пока не определён, а пятый — это маппинг между транспортом FC и высокоуровневыми протоколами, которые по этому FC передаются — SCSI-3, IP). Кроме того, в коммутаторах FC используются специализированные сервисы, аналоги которых для IP сетей обычно размещаются на серверах. Например: Domain Address Manager (отвечает за назначение Domain ID коммутаторам), Name Server (хранит информацию о подключенных устройствах, эдакий аналог WINS в пределах коммутатора) и т.д.

Для SAN ключевыми параметрами являются не только производительность, но и надёжность. Ведь если у сервера БД пропадёт сеть на пару секунд (или даже минут) — ну неприятно будет, но пережить можно. А если на это же время отвалится жёсткий диск с базой или с ОС, эффект будет куда более серьёзным. Поэтому все компоненты SAN обычно дублируются — порты в устройствах хранения и серверах, коммутаторы, линки между коммутаторами и, ключевая особенность SAN, по сравнению с LAN — дублирование на уровне всей инфраструктуры сетевых устройств — фабрики.

Фабрика (fabric — что вообще-то в переводе с английского ткань, т.к. термин символизирует переплетённую схему подключения сетевых и конечных устройств, но термин уже устоялся) — совокупность коммутаторов, соединённых между собой межкоммутаторными линками (ISL — InterSwitch Link).

Высоконадёжные SAN обязательно включают две (а иногда и более) фабрики, поскольку фабрика сама по себе — единая точка отказа. Те, кто хоть раз наблюдал последствия кольца в сети или ловкого движения клавиатуры, вводящего в кому коммутатор уровня ядра или распределения неудачной прошивкой или командой, понимают о чём речь.

Фабрики могут иметь идентичную (зеркальную) топологию или различаться. Например одна фабрика может состоять из четырёх коммутаторов, а другая — из одного, и к ней могут быть подключены только высококритичные узлы.

Топология

Различают следующие виды топологий фабрики:

Каскад — коммутаторы соединяются последовательно. Если их больше двух, то ненадёжно и непроизводительно.

Кольцо — замкнутый каскад. Надёжнее просто каскада, хотя при большом количестве участников (больше 4) производительность будет страдать. А единичный сбой ISL или одного из коммутаторов превращает схему в каскад со всеми вытекающими.

Сетка (mesh). Бывает Full Mesh — когда каждый коммутатор соединяется с каждым. Характерно высокой надёжностью, производительностью и ценой. Количество портов, требуемое под межкоммутаторные связи, с добавлением каждого нового коммутатора в схему растёт экспоненциально. При определённой конфигурации просто не останется портов под узлы — все будут заняты под ISL. Partial Mesh — любое хаотическое объединение коммутаторов.

Центр/периферия (Core/Edge) — близкая к классической топологии LAN, но без уровня распределения. Нередко хранилища подключаются к Core-коммутаторам, а серверы — к Edge. Хотя для хранилищ может быть выделен дополнительный слой (tier) Edge-коммутаторов. Также и хранилища и серверы могут быть подключены в один коммутатор для повышения производительности и снижения времени отклика (это называется локализацией). Такая топология характеризуется хорошей масштабируемостью и управляемостью.

Зонинг (зонирование, zoning)

Ещё одна характерная для SAN технология. Это определение пар инициатор-таргет. То есть каким серверам к каким дисковым ресурсам можно иметь доступ, дабы не получилось, что все серверы видят все возможные диски. Достигается это следующим образом:

Для первоначального поста по теме SAN, думаю, достаточно. Прошу прощения за разномастные картинки — самому нарисовать на работе пока нет возможности, а дома некогда. Была мысль нарисовать на бумаге и сфотографировать, но решил, что лучше так.

Напоследок, в качестве постскриптума, перечислю базовые рекомендации по проектированию фабрики SAN.

Источник

Коммутация SAN

SAN Коммутаторы (SAN switches)

SAN коммутаторы используются в качестве центрального коммутирующего устройства для узлов сети SAN. Вы вставляете один конец оптического кабеля в разъем на адаптере вашего сервера или контроллере дискового массива, а другой в порт на коммутаторе. Коммутатор можно сравнить с набором проводов, которые скроссированы таким образом, чтобы позволить каждому устройству сети «говорить» по одному проводу с любым другим устройством сети одновременно. Т.е, иными словами все абоненты могут разговаривать одновременно.
Один или несколько коммутаторов, соединенных между собой образуют фабрику. Одна фабрика может состоять из одного или нескольких коммутаторов (до 239 в настоящее время). Поэтому, фабрику можно определить как сеть, состоящую из соединенных между собой коммутаторов. SAN может состоять из нескольких фабрик. Большинство SAN состоит по крайне мере из двух фабрик, одна из которых является резервной.
Вы можете подключить серверы и хранилища к SAN используя один коммутатор, но правилом хорошего тона является использование двух коммутаторов, дабы избежать потерю данных и простои при выходе из строя одного из них. На рисунке 1 показана обычная фабрика, использующая два коммутатора для соединения серверов с дисковым массивом.

Рис 1. Простейшая фабрика с использованием 2-х коммутаторов.

С увеличением количества серверов и хранилищ в вашей SAN вы просто добавляете коммутаторы.

Рис 2. Расширение SAN Fabric

Модульные или обычные коммутаторы (modular switches)

SAN коммутаторы бывают на любой вкус от 8 до сотен портов. Большинство модульных коммутаторов поставляется с 8 или 16 портами. Последним веянием является возможность наращивать количество портов на приобретенном коммутаторе с инкрементом 4. Типичным примером такого коммутатора может служить Qlogic SANbox 5200 (рис. 3). Этот продукт вы можете приобрести с 8-ю портами в базе, и наращивать затем до 16 в одном модуле и до 64 портов (!) в четырех модулях, соединяемых между собой 10 гигабитным FC.

Директоры или коммутаторы класса предприятия (director switches)

Директоры на много дороже модульных коммутаторов и обычно содержат сотни портов (рис. 4). Директоры можно увидеть в центре очень больших коммутированных фабрик в качестве ядра сети. Директоры обладают исключительной отказоустойчивостью и поддерживают работоспособность всей инфраструктуры 24 часа в сутки, 7 дней в неделю. Они позволяют осуществлять регламентные работы и замену модулей «на лету».

Рис. 4. SilkWorm 1200 128 port и McData InterPid 6140

Директор состоит из платформы, модулей портов горячей замены (обычно 12 или 16 портов) и процессорных модулей горячей замены (обычно двухпроцессорных). Директор можно приобрести с 32 портами и наращивать его до 128 – 140 портов.
В корпоративных сетях SAN обычно используют директоры в качестве ядра сети. К ним подключают модульные коммутаторы в качестве оконечных (граничных) коммутаторов. К тем, в свою очередь подключают серверы и хранилища. Такая топология называется ядро-граница (core-to-edge topology) и позволяет масштабировать сеть до тысяч портов (рис. 5).

Рис. 5. Топология ядро-граница с использованием директоров.

SAN маршрутизаторы или мультипротокльные коммутаторы (multiprotocol switches)

SAN маршрутизаторы служат для соединения удаленных островков SAN в единую сеть для решения задач защиты от катастроф, консолидации ресурсов хранения, организации процедур back-up данных удаленных подразделений на ленточные и дисковые ресурсы головного центра данных и т.д (рис 6.). Объединение удаленных сетей SAN в единый ресурс это следующий шаг в эволюции сетей хранения данных после внедрения SAN в головной структуре и подразделениях предприятий (рис. 7).

Рис. 6: McDATA Eclipse 1620, 3300 и 4300

Рис. 7: Объединение удаленных сетей SAN в единый ресурс

Островки SAN можно соединить, используя протокол FC и обычные модульные коммутаторы или директоры, через одномодовый оптический кабель (single mode cable или dark fiber) или же используя оборудование мультиплексирования (DWDM). Однако такой метод не позволит вам выйти за рамки города (радиус 70 км.). Для большего удаления понадобится протокол Fiber Channel over IP (FCIP, http://www.iscsistorage.com/ipstorage.htm), реализованный в маршрутизаторах Eclipse компании McData (рис. 6). FCIP «заворачивает» каждый кадр FC в пакет IP для транспорта через сеть IP. Принимающая сторона распаковывает пакет IP и достает оттуда оригинальный кадр FC для дальнейшей передачи уже по локальной сети FC. Здесь расстояния не ограничены. Все дело лишь в скорости вашего канала IP.

Типы FC кабелей

В качестве физической среды передачи данных в сетях FC используют оптоволоконный или медный кабель. Медный кабель представляет собой витую пару в оболочке и использовался в основном для местных подключений в сетях FC 1Gbit/s. В современных сетях FC 2Gbit/s в основном используется оптоволоконный кабель.
Существует два вида оптоволоконного кабеля: одномодовый и многомодовый.

Одномодовый кабель (long wave)

В одномодовом кабеле (SM) существует единственный путь распространения световой волны. Размер сердцевины (core size) обычно составляет 8.3 мк. Одномодовые кабели используются в устройствах, в которых требуется низкий уровень исчезновения (потери) сигнала и высокая скорость передачи данных, например на больших интервалах между двумя системами или сетевыми устройствами. Например, между сервером и хранилищем, расстояние между которыми, несколько десятков километров.

Максимальное расстояние между двумя узлами сети FC 2Gbit, соединенных одномодовым кабелем 80км без повторителей.

Многомодовый кабель (short wave)

Многомодовый кабель (MM) способен передавать по одному волокну несколько световых волн, так как относительно большой размер сердцевины позволяет свету распространяться под различными углами (рефракция). Типичными размерами сердцевины для MM являются 50 мк и 62.5 мк. Многомодовые волоконные соединения лучше всего подходят для устройств, работающих на небольших расстояниях. Внутри офиса, здания.

Максимальное расстояние на которое многомодовый кабель поддерживает скорость 2 Gbit/s – 300 (50um) и 150м (62,5 um).

Типы разъемов FC кабелей (Cable connector types)

Разъемы FC кабелей бывают:

Типы трансиверов (GBIC types)

SFP-LC	HSSDC2

HSSDC2: для 1/2Gbit FC для медного кабеля
SFP-LC: (Small Form Factor Pluggable LC) 1/2Gbit FC Short/Long wave для оптоволоконного кабеля с LC коннектором
SFP-SC: (Small Form Factor Pluggable SC) 1/2Gbit FC Short/Long wave для оптоволоконного кабеля с SC коннектором

Кабели с трансиверами

Ряд производителей поставляют кабели уже с трансивером на конце

Кабель HSSDC2-SFP	Кабель SFP-SFP

Типы портов в SAN

Все FC порты на хосте или хранилище называются N_Ports, что означает Node Ports. Несколько сложнее обстоит дело с портами на коммутаторе. Режим работы порта коммутатора меняется в зависимости от того, какое устройство к нему подключено. Он бывает G_Port (Global Port) если к нему ничего не подключено. F_Port (Fabric Port), если к нему подключен хост или хранилище. E_Port (Expansion Port), если к нему подключен порт другого коммутатора (рис 10.)

Источник

Сеть SAN и принципы ее работы

Сеть хранения данных (SAN) — это выделенная независимая высокоскоростная сеть, которая соединяет общие пулы устройств хранения данных друг с другом и предоставляет доступ к ним для нескольких серверов. Каждый сервер может получить доступ к общему хранилищу, которое работает аналогично накопителю, подключенному непосредственно к серверу. Как правило, сеть SAN создается с помощью кабельных подключений, HBA-адаптеров и коммутаторов SAN, подключенных к массивам хранения и серверам. Все коммутаторы и системы хранения в сети SAN должны быть соединены между собой.

Может ли ваша компания получить преимущества виртуализации с помощью имеющихся средств и процессов?

Связанные темы

Сеть SAN: определение

Сеть хранения данных (SAN) — это сеть устройств хранения данных, предоставляющая общий пул хранения, доступ к которому получают несколько серверов или компьютеров. Каждый компьютер в сети может получить доступ к хранилищу в сети SAN, которое работает аналогично локальным дискам, подключенным непосредственно к компьютеру.

Сравнение сети SAN и NAS-системы

Сеть SAN и сетевая система хранения данных (NAS) — это два разных типа сетевых решений для хранения данных с общим доступом. Сеть SAN — это локальная сеть, созданная на базе нескольких устройств, а NAS-система — это одно устройство хранения данных, подключаемое к локальной вычислительной сети.

Коммутатор SAN

Коммутатор SAN — это оборудование, которое подключает серверы к общим пулам устройств хранения данных. Он используется для передачи трафика между хранилищами в сети SAN.

Источник

Коммутаторы локальных сетей vs SAN коммутаторы: в чем разница?

Charlene

В настоящее время многие организации начинают создавать свои собственные сети систем хранения данных для удовлетворения постоянно растущих требований к производительности хранения данных, таких как локальная сеть (LAN) и сеть хранения данных (SAN). Локальная сеть-это группа компьютеров и периферийных устройств, которые совместно используют общую линию связи или беспроводную связь с сервером в пределах определенной географической области. SAN-это выделенная высокоскоростная сеть или подсеть, которая соединяет и представляет общие пулы устройств хранения данных нескольким серверам. В этих двух сетях есть два важных компонента коммутатор в локальных сетях и коммутатор SAN. Что это такое и чем они отличаются друг от друга? В этой статье вы получите ответы на все ваши вопросы.

Что такое коммутатор в локальных сетях и как он работает?

Коммутация LAN-это форма коммутации пакетов, при которой пакеты данных передаются с одного компьютера на другой по локальной сети. Технология коммутации локальной сети является жизненно важной частью проектирования сети, которая помогает повысить общую эффективность локальной сети и решить существующие проблемы пропускной способности. Коммутация локальной сети включает в себя в основном 4 типа коммутаторов: коммутация уровня 2 на основе аппаратных средств, коммутация уровня 3, коммутация уровня 4 и многослойная коммутация (MLS). Все эти три уровня коммутации (2, 3 и 4) объединены в MLS.

Что такое SAN коммутаторы и как он работает?

Прежде всего, SAN-это специализированная высокоскоростная сеть устройств хранения данных и коммутаторов, подключенных к компьютерным системам. Он физически разъединяет хранилище и хост, позволяя перемещать данные между различными устройствами хранения, обмениваться данными между несколькими серверами, а также быстро и эффективно создавать резервные копии и восстанавливать данные.

Что касается коммутатора SAN (также называемого коммутатором оптоволоконного канала), он является базовым компонентом SAN, который основан на протоколе Ethernet или протоколе оптоволоконного канала. Коммутатор SAN может позволить администраторам настроить избыточность пути в случае сбоя пути от хост-сервера к коммутатору или от массива хранения к коммутатору. Коммутатор SAN проверяет заголовок пакета данных, определяет источник и место назначения вычислительных устройств и отправляет пакет в предназначенную систему хранения.

Различия между коммутатором локальных сетей и коммутатором SAN

Коммутатор в локальных сетях и коммутатор SAN являются важными частями LAN и SAN. Но в чем разница между этими двумя видами коммутатора? В следующих частях анализируются различия между коммутатором локальных сетей и коммутатором SAN.

Производительность

В общем коммутатор в локальных сетях использует стандартный медный и оптический интерфейс и работает на базе ip-Ethernet. Коммутатор на основе аппаратных средств в локальных сетях уровня 2 имеет преимущества высокой скорости передачи данных и низкой задержки. Он хорошо работает в некоторых функциях, таких как VoIP, QoS, отчеты о пропускной способности. Коммутатор локальной сети уровня 3 предлагает аналогичную функциональность в качестве маршрутизатора. Что касается коммутатора локальных сетей уровня 4, то это усовершенствованная версия коммутатора локальных сетей уровня 3, которая предоставляет дополнительные приложения, такие как Telnet и FTP. Кроме того, коммутатор локальной сети может поддерживать несколько протоколов, содержащих TCP/IP, TCP/UDP, IPX и Appletalk. Одним словом, коммутатор в локальных сетях-это корпоративный/продвинутый коммутатор с преимуществами простого развертывания и недорогой ценой.

Коммутатор SAN основан на сети хранения данных iSCSI, а также на комбинации оптоволоконного канала и технологии iSCSI. Наиболее важной функцией является то, что коммутатор SAN обрабатывает более выдающиеся возможности хранения данных, чем коммутатор в локальных сетях. Коммутатор также может быть коммутатор Ethernet. В идеальном случае коммутатор SAN на базе Ethernet будет выделен для хранения трафика в сети Интернет по протоколу IP, чтобы обеспечить предсказуемость производительности. В то же время коммутатор SAN может быть объединен для создания больших структур SAN, которые соединяют тысячи серверов и портов хранения данных.

Применение

Коммутатор в локальных сетях доступен для сетей Token Ring и FDDI, которые уступили место Ethernet. Коммутатор в локальных сетях помогает повысить общую эффективность локальных сетей и решает существующие проблемы с пропускной способностью при правильном его использовании.

Коммутатор SAN предназначен для высокопроизводительной сети с низкой латентностью и передачей данных без потерь. Кроме того, он специально разработан для обработки больших транзакционных нагрузок по высокопроизводительным волоконно-канальным сетям

Как выбрать коммутатор в локальных сетях или SAN?

Когда вы решите выбрать свой коммутатор, вы должны хорошо понимать, каковы ваши требования и потребности. коммутатор в локальных сетях в основном используется для сетей Token Ring и FDDI, отличающихся низкой стоимостью и высокой производительностью. В то время как коммутатор SAN доступен для высокопроизводительной сети с низкой латентностью и передачей данных без потерь. Если вы ищете коммутатор, использующий протокол обмена файлами, такой как IPX, Appletalk, то IP-коммутатор в локальных сетях-это ваш лучший выбор. Если вы ищете коммутатор для поддержки хранения данных на основе оптоволоконных каналов, то вы можете развернуть коммутатор SAN.

Заключение

Одним словом, оба коммутатор в локальных сетях и коммутатор SAN могут обеспечить коммуникационный путь для перемещения данных и хранения. Но коммутатор в локальных сетях основан на IP, в то время как коммутатор SAN основан на оптоволоконном канале. При оценке коммутатора локальных сетей или SAN необходимо учитывать требования к производительности, поддерживаемым протоколам и скорости интерфейса. Если вы все еще озадачены выбором подходящего коммутатора локальной сети или коммутатора SAN, обратитесь к FS. Мы предлагаем различные решения для вашего коммутатора с различными тарифами в любое удобное для вас время.

Источник