SAN (Storage Area Network)

SAN (Storage Area Network) -- сеть хранения данных. Наиболее дорогое решение, вместе с тем обеспечивающее немало преимуществ -- независимость топологии SAN от систем хранения данных и серверов, удобное централизованное управление, отсутствие конфликта с трафиком LAN/WAN, удобное резервирование и восстановление данных без загрузки локальной сети и серверов, высокие быстродействие, масштабируемость, гибкость, готовность и отказоустойчивость.

SAN - это высокоскоростная коммутируемая сеть передачи данных, объединяющая серверы, рабочие станции, дисковые хранилища и ленточные библиотеки. Обмен данными происходит по протоколу Fibre Channel, оптимизированному для быстрой гарантированной передачи сообщений и позволяющему передавать информацию на расстояние от нескольких метров до сотен километров.

Задачи, которые позволяет решить SAN:

Одна из наиболее востребованных задач, которую призвана решать SAN – это консолидация дисковых ресурсов и обеспечение высокоскоростного подключения клиентских устройств с гарантированной доставкой данных.

Внедрение сети хранения данных, позволяет за счет хорошей масштабируемости и управляемости сети SAN снизить совокупную стоимость владения оборудованием и ПО, также обеспечивает инструментами необходимыми для организации надежного хранения корпоративной информации. Благодаря поддержке оборудованием SAN полного спектра стандартизированных протоколов обмена информацией (Fibre Channel, Ficon, Escon) достигается совместимость устройств хранения разных моделей и разных производителей. Таким образом, технология актуальна как для компаний, только задумывающихся о приобретении устройств хранения данных, так и для компаний, которые уже имеют большой парк инсталлированных систем и нуждаются в объединении их возможностей.

Использование технологии SAN позволяет:

- повысить скорость и надежность передачи данных;

- обеспечить доступ к устройствам хранения, находящимся на большом расстоянии от серверов, с минимальной потерей производительности;

- решить проблему построения катастрофоустойчивого решения с территориально распределенными узлами обработки и хранения данных;

- подключить новые серверы и дисковые массивы к SAN без остановки системы;

- ускорить резервное копирование и восстановление данных с резервной копии;

- использовать приобретенные ранее устройства совместно с новыми устройствами хранения данных;

- обеспечить централизованное управление подсистемой хранения.

Собственно, SAN — это уже не отдельное устройство, а комплексное решение, представляющее собой специализированную сетевую инфраструктуру для хранения данных. Сети хранения данных интегрируются в виде отдельных специализированных подсетей в состав локальной (LAN) или глобальной (WAN) сети.

По сути, SAN сети связывают один или несколько серверов (SAN серверов) с одним или несколькими устройствами хранения данных. SAN сети позволяют любому SAN серверу получать доступ к любому устройству хранения данных, не загружая при этом ни другие серверы, ни локальную сеть. Кроме того, возможен обмен данными между устройствами хранения данных без участия серверов. Фактически SAN сети позволяют очень большому числу пользователей хранить информацию в одном месте (с быстрым централизованным доступом) и совместно использовать ее. В качестве устройств хранения данных могут использоваться RAID массивы, различные библиотеки (ленточные, магнитооптические и др.), а также JBOD системы (массивы дисков, не объединенные в RAID).

Сети хранения данных начали интенсивно развиваться и внедряться лишь с 1999 года.

Подобно тому как локальные сети в принципе могут строиться на основе различных технологий и стандартов, для построения сетей SAN также могут применять ся различные технологии. Но точно так же, как стандарт Ethernet (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet) стал стандартом дефакто для локальный сетей, в сетях хранения данных доминирует стандарт Fibre Channel (FC). Собственно, именно развитие стандарта Fibre Channel привело к развитию самой концепции SAN. В то же время необходимо отметить, что все большую популярность приобретает стандарт iSCSI, на основе которого тоже возможно построение SAN сетей.

Наряду со скоростными параметрами одним из важнейших преимуществ Fibre Channel является возможность работы на больших расстояниях и гибкость топологии. Концепция построения топологии сети хранения данных базируется на тех же принципах, что и традиционные локальные сети на основе коммутаторов и маршрутизаторов, что значительно упрощает построение многоузловых конфигураций систем.

Стоит отметить, что для передачи данных в стандарте Fibre Channel используются как оптоволоконные, так и медные кабели. При организации доступа к территориально удаленным узлам на расстоянии до 10 км используется стандартная аппаратура и одномодовое оптоволокно для передачи сигнала. Если же узлы разнесены на большее расстояние (десятки или даже сотни километров), применяются специальные усилители.

Типичный вариант SAN сети на основе стандарта Fibre Channel показан на (рис. 3 Типична схема SAN сети). Инфраструктуру такой SAN сети составляют устройства хранения данных с интерфейсом Fibre Channel, SAN серверы (серверы, подключаемые как к локальной сети по интерфейсу Ethernet, так и к SAN сети по интерфейсу Fiber Channel) и коммутационная фабрика (Fibre Channel Fabric), которая строится на основе Fibre Channel коммутаторов (концентраторов) и оптимизирована для передачи больших блоков данных. Доступ сетевых пользователей к системе хранения данных реализуется через SAN серверы. При этом важно, что трафик внутри SAN сети отделен от IP трафика локальной сети, что, безусловно, позволяет снизить загрузку локальной сети.

Преимущества SAN сетей

К основным преимуществам технологии SAN можно отнести высокую производительность, высокий уровень доступности данных, отличную масштабируемость и управляемость, возможность консолидации и виртуализации данных.

Коммутационные фабрики Fiber Channel с неблокирующей архитектурой позволяют реализовать одновременный доступ множества SAN серверов к устройствам хранения данных.

В архитектуре SAN данные могут легко перемещаться с одного устройства хранения данных на другое, что позволяет оптимизировать размещение данных. Это особенно важно в том случае, когда нескольким SAN серверам требуется одновременный доступ к одним и тем же устройствам хранения данных. Отметим, что процесс консолидации данных невозможен в случае использования других технологий, как, например, при применении DAS устройств, то есть устройств хранения данных, непосредственно подсоединяемых к серверам.

Другая возможность, предоставляемая архитектурой SAN, — это виртуализация данных. Идея виртуализации заключается в том, чтобы обеспечить SAN серверам доступ не к отдельным устройствам хранения данных, а к ресурсам. То есть серверы должны «видеть» не устройства хранения данных, а виртуальные ресурсы. Для практической реализации виртуализации между SAN серверами и дисковыми устройствами может размещаться специальное устройство виртуализации, к которому с одной стороны подключаются устройства хранения данных, а с другой — SAN серверы. Кроме того, многие современные FC коммутаторы и HBA адаптеры предоставляют возможность реализации виртуализации.

Следующая возможность, предоставляемая SAN сетями, — это реализация удаленного зеркалирования данных. Принцип зеркалирования данных заключается в дублировании информации на несколько носителей, что повышает надежность хранения информации. Примером простейшего случая зеркалирования данных может служить объединение двух дисков в raid массив уровня 1. В данном случае одна и та же информация записывается одновременно на два диска. Недостатком такого способа можно считать локальное расположение обоих дисков (как правило, диски находятся в одной и той же корзине или стойке). Сети хранения данных позволяют преодолеть этот недостаток и предоставляют возможность организации зеркалирования не просто отдельных устройств хранения данных, а самих SAN сетей, которые могут быть удалены друг от друга на сотни километров.

Еще одно преимущество SAN сетей заключается в простоте организации резервного копирования данных. Традиционная технология резервного копирования, которая используется в большинстве локальных сетей, требует выделенного Backup сервера и, что особенно важно, выделенной полосы пропускания сети. Фактически во время операции резервного копирования сам сервер становится недоступным для пользователей локальной сети. Собственно, именно поэтому резервное копирование производится, как правило, в ночное время.

Архитектура сетей хранения данных позволяет принципиально по иному подойти к проблеме резервного копирования. В этом случае Backup сервер является составной частью SAN сети и подключается непосредственно к коммутационной фабрике. В этом случае Backup трафик оказывается изолированным от трафика локальной сети.

Источник: Компьютер Пресс