Hệ thống lưu trữ DAS, NAS, SAN, VSA, iSCSI, Fiber Channel SAN Giới thiệu chung Máy chủ lưu trữ là một loại máy chủ sử dụng để lưu trữ và quản lý dữ liệu kỹ thuật số và hoạt động như một máy chủ sao lư.
Hệ thống lưu trữ DAS, NAS, SAN, VSA, iSCSI, Fiber Channel SAN Giới thiệu chung: Máy chủ lưu trữ loại máy chủ sử dụng để lưu trữ quản lý liệu kỹ thuật số hoạt động máy chủ lưu để lưu trữ liệu Một máy chủ lưu trữ sử dụng để lưu trữ số lượng thông tin nhỏ thông tin liệu lớn qua mạng chia sẻ Mặc dù nhu cầu lưu trữ điều hiển nhiên, có loạt tùy chọn có sẵn, phổ biến lưu trữ gắn trực tiếp DAS, lưu trữ mạng qua hệ thống NAS mạng lưu trữ vùng SAN Lựa chọn giải pháp lưu trữ tốt nhất? Ở khơng có câu trả lời cho trường hợp Thay vào đó, điều quan trọng nhu cầu cụ thể mục tiêu kinh doanh lâu dài tổ chức bạn mà có lựa chọn tối ưu phù hợp Một số tiêu chí quan trọng để lựa chọn thiết bị lưu trữ liệu bao gồm: - Công suất Hiệu suất Khả mở rộng Độ tin cậy Bảo vệ liệu Nhân viên IT hỗ trợ Ngân sách Căn Storage Overview- Datastore: khái niệm trừu tượng Nó gộp tất thiết bị lưu trữ bên hạ tầng bạn thành datastore đại diện Đối với máy ảo, chúng không cần biết hệ thống lưu trữ bạn loại mà cần kết nối tới datastore Datastore giống lớp trung gian máy ảo thiết bị lưu trữ, giúp làm giảm độ phức tạp vấn đề giao tiếp - Cluster Là nhóm máy chủ riêng biệt kết nối với nhằm cung cấp khả quản lý chia sẻ tài nguyên hệ thống nhằm mục đích tăng khả hoạt động toàn hệ thống Các máy chủ cluster gọi node - Datastore cluster: Nhiều datastore gộp lại thành datastore cluster Ưu điểm datastore cluster giúp cân tải (load-balance) datastore thơng qua tính Storage I/O, Storage vMotion… Điểm quan trọng client không cần phải quan tâm tới hệ thống phần cứng vật lý cluster Điều có nghĩa client cô lập bảo vệ khỏi thay đổi phần cứng vật lý cluster - Giải pháp Cluster mang lại nhiều lợi điểm cho hệ thống thông tin như: Khả thực thi: Với cluster, ta thực phân tải công việc, dịch vụ tới node khác hệ thống, giúp cho tăng khả phục vụ người sử dụng Khả sẵn sàng cao: Nếu node cluster bị cố, tồn cơng việc mà đảm nhiệm chuyển tới nhiều node khác cluster Điều khơng thể có hệ thống riêng lẻ trước Các giải pháp Cluster cho phép hệ thống đạt mức sẵn sàng cao tới 99,99% với chi phí thấp nhiều so với giải pháp xây dựng đặc biệt có độ dự phịng lớn Khả mở rộng: Khi khối lượng công việc hệ thống tăng lên đòi hỏi yêu cầu tăng trưởng, với cluster cần cấu hình thêm vào node đáp ứng yêu cầu đạt hiệu cao nhiều so với hệ thống không dùng cluster (chỉ tăng CPU, nhớ hệ thống SMP khả công nghệ có giới hạn định, ví dụ nhớ tăng đối đa khả hổ trợ phần cứng máy chủ hệ điều hành) Giảm chi phí: Hệ thống cluster giải pháp có chi phí thấp mà lại có khả đạt khả sẵn sàng khả thực thi cao Khả quản trị: Hồn tồn sử dụng cơng cụ quản trị đồ hoạ việc quản trị hệ thống, di chuyển tài nguyên node Datastore Datastore nơi lưu trữ vật lý dùng để lưu trữ file máy ảo loại liệu khác Tùy vào dạng storage mà ta sử dụng, datastore chia thành hai định dạng sau: VMFS NFS 2.1 VMFS volume: VMware vStorage VMFS: hệ thống file cluster, cho phép nhiều máy chủ vật lý truy cập vào thiết bị lưu trữ thời điểm Trong VMFS volume có nhiều LUNs đĩa DAS SCSI, FC SAN, iSCS VMFS volume mở rộng dung lượng mà khơng làm gián đoạn hệ thống, ví dụ bạn thêm LUNs vào mở rộng (span) thêm dung lượng cho LUNs Với VMFS ta mở rộng phân vùng cách dễ dàng kích thước block 8MB với subblock cho phép lưu trữ file từ lớn đến nhỏ cách hiệu VMFS giúp thực công việc liên quan đến ảo hóa như: di chuyển máy ảo (vMotion, SvMotion), tự khởi động lại máy ảo máy chủ bị lỗi (HA, FT) Khi có LUNs chết, máy ảo LUNs bị ảnh hưởng, LUNs khác VMFS volume hoạt động bình thường 2.2 NFS: NFS datastore sử dụng để kết nối máy chủ với thiết bị NAS thông qua giao thức chia file NFS Các ESXi host kết nối tới NFS Server giao thức NFS NFS Server có đầy đủ tính chất VMFS có tính vMotion ESXi host dùng chung NFS Storage Server Virtual machine: Các máy ảo kết nối tới virtual disk LUNs VMFS thông qua virtual SCSI Controller Các SCSI controller chứa (BusLogic Parallel, LSI Logic Parallel, LSI Logic SAS VMware Paravirtual) Các Virtual SCSI controller tạo từ datastore Một vài công nghệ hỗ trợ Vmware ESXi môi trường Vmware Vsphere DAS - Direct-attached storage: Fibre Channel: FCoE – Fibre Channel iCSI NAS – Network Attached Storage iCSI, NAS FCoE chạy 1Gbps 10 Gbps 1 DAS (Direct Attached Storage): Lưu trữ gắn trực tiếp (DAS) thiết bị lưu trữ kỹ thuật số gắn trực tiếp đến máy chủ máy tính thơng qua cáp, có nghĩa DAS khơng phải phần mạng lưu trữ Một thiết bị DAS ổ đĩa cứng nội hay ổ cứng bên máy tính Những ổ đĩa bảo vệ với cấp độ RAID khác nhau, tùy thuộc vào tầm quan trọng liệu tính chất Đối với máy chủ, thiết bị lưu trữ DAS tương tự nhiều ổ đĩa nội ổ đĩa cắm vào Các giao diện sử dụng cho kết nối DAS bao gồm: - Advanced Technology Attachment (ATA) - Serial Advanced Technology Attachment (SATA), eSATA - Hệ thống máy tính nhỏ Interface (SCSI), - Serial Attached SCSI (SAS), - Fiber Channel Ưu điểm: - Tốc độ truy cập cao Khả mở rộng lớn Dung lượng lưu trữ tối đa Bảo mật liệu tuyệt đối Khả chịu lỗi cao số ưu điểm DAS Tuy nhiên, lợi ích DAS bao gồm chi phí thấp đơn giản sử dụng Vì khơng cần thành phần hệ thống lưu trữ mạng router, switch cáp thích hợp để kết nối Nhược điểm: - DAS không cho phép truy cập nhiều nhóm người sử dụng có người sử dụng thời điểm cho phép - DAS sản phẩm lưu trữ Các thiết bị lưu trữ phần máy chủ kết nối trực tiếp đến máy chủ nhất, máy trạm phải truy cập vào máy chủ để kết nối với thiết bị lưu trữ NAS (Network Attached Storage): NAS loại thiết bị lưu trữ tập tin kết nối vào mạng Thiết bị lưu trữ NAS thường khơng có bàn phím hình, cung cấp nút Local Area Network (LAN) với lưu trữ tập tin thông qua kết nối Ethernet Trong thực tế, NAS sử dụng kết nối Ethernet để chia sẻ tập tin qua mạng NAS mạng LAN hoạt động nút mạng độc lập có địa IP Khi thiết bị NAS có địa IP, truy cập qua mạng thơng qua địa IP Thiết bị NAS xây dựng với ổ đĩa đơn nhiều ổ đĩa Và NAS cung cấp công suất cao bảo vệ liệu lớn Sự tồn nhiều máy tính mạng cho việc sử dụng thiết bị mạng lưu trữ đính kèm (NAS) hiệu Một số máy chủ NAS sử dụng để lưu chia sẻ tập tin qua mạng, người khác làm nhiều nhiệm vụ, chẳng hạn chia sẻ máy in máy tính nối mạng, hoạt động streamer phương tiện truyền thơng chí hệ thống giám sát cách hỗ trợ camera IP Ưu điểm: - Đọc tất loại liệu hiệu suất văn Dữ liệu dự phòng tốt Cung cấp bảo mật thơng qua mã hóa liệu Chia sẻ file Sao lưu liệu từ Windows, Mac, máy Linux Cung cấp số dịch vụ đám mây để lưu trữ lưu Các ứng dụng NAS lưu trữ phục vụ tập tin đa phương tiện lưu tự động Ví dụ, nhiều TV thơng minh sử dụng NAS để cung cấp lưu trữ tập trung… Nếu thiết bị NAS có chế độ máy chủ, hoạt động email, đa phương tiện, sở liệu máy chủ in cho doanh nghiệp nhỏ Ở cấp độ doanh nghiệp, mảng NAS sử dụng lưu để lưu trữ phục hồi Ngoài ra, số sản phẩm NAS hỗ trợ RAID để bảo vệ lưu trữ liệu lớn Đối với hệ thống phải lưu trữ lượng lớn video hình ảnh cho số lượng lớn NAS lựa chọn tốt NAS phục vụ tập tin mạng cung cấp linh hoạt việc tiếp cận liệu, độc lập 3 SAN (Storage Area Network): SAN Storage Area Network mạng truyền liệu tốc độ cao an tồn, thiết bị lưu trữ truy cập vào nhiều máy chủ Nó mạng lưới lưu trữ hiệu suất cao chuyển liệu máy chủ thiết bị lưu trữ tách biệt với mạng lưới khu vực địa phương SAN thường sử dụng nơi khu vực lớn hơn, lưu trữ tốc độ cao không gian đầu vào, đầu nhanh SAN cho phép để cung cấp mức độ cao hiệu suất độ tin cậy SAN cung cấp truyền liệu nhanh giảm độ chậm trễ máy chủ có khối lượng công việc lớn Ngược lại với DAS NAS, tối ưu hóa cho liệu chia sẻ cấp độ đầu tiên, sức mạnh SAN nằm khả di chuyển khối lượng lớn liệu Điều quan trọng cho ứng dụng chuyên sâu Band-Width IP / Megapixel ghi hệ thống camera SAN thực hai loại sau đây: - Fiber channel (FC): Lưu trữ máy chủ kết nối thông qua mạng tốc độ cao thiết bị chuyển mạch kênh quang thống Điều sử dụng cho ứng dụng quan trọng, nơi truy cập liệu liên tục yêu cầu Fiber channel cung cấp tốc độ truy xuất liệu Gbps - Internet Small Computer System Interface (iSCSI) Protocol: SCSI chuẩn sử dụng để giao tiếp máy chủ thiết bị lưu trữ Trong mạng SAN, liệu chuyển giao từ lưu trữ khác tiến hành mà khơng có can thiệp từ máy chủ SAN cung cấp bảo vệ chuyển đổi động dự phịng, có nghĩa máy chủ khơng bảo trì liên tục vận hành mạng tiếp tục Ngồi ra, khả bổ sung thêm vào theo yêu cầu Những điều này, lợi SAN Nhược điểm: Những khó khăn SAN chi phí tính phức tạp Bởi phần cứng SAN địi hỏi phải lớn chi phí cao địi hỏi phải có người quản lý hiệu VSA (Virtual Storage Appliance): Virtual Storage Appliance (VSA) điều khiển lưu trữ mà chạy máy ảo để tạo lưu trữ chia sẻ mà không cần thêm phần cứng Nó trình bày hai cấp độ file lưu trữ khối cấp vào mạng VSA thiết bị vật lý kết nối với phần cứng cụ thể Nó sử dụng đĩa từ hệ thống máy chủ để lưu trữ ổ đĩa ảo truy cập vào ổ đĩa vật lý trực tiếp Trong thực tế, VSA tạo khu vực lưu trữ ảo tương tự để lưu trữ mạng cách kết hợp khả gắn trực tiếp máy chủ vật lý iSCSI iSCSI (Internet Small Computer System Interface) chuẩn lưu trữ mạng tảng IP sử dụng để kết nối thiết bị lưu trữ liệu Thông qua việc chứa lệnh SCSI mạng IP, iSCSI sử dụng để lưu trữ liệu truyền tải qua mạng quản lý liệu từ xa Các thiết bị iSCSI SAN (hay IP SAN) Server có cài tính hỗ trợ iSCSI phía server (gọi iSCSI target) Các máy truy cập đến thiết bị IP SAN iSCSI phải hỗ trợ tính iSCSI client (gọi iSCSI source) iSCSI source (client) cài sẵn Windows từ Windows Vista trở sau này, VMWare Esxi… Đối với iSCSI target, có nhiều phần mềm hổ trợ OpenFiler CentOS, FreeNAS, NAS4free FreeBSB… hệ thống SAN hãng chuyên câp cấp giải pháp lưu trữ iSCSI dễ dùng, linh hoạt, dễ mở rộng, hoạt động dựa IP Ethernet / Internet, khơng địi hỏi phần cứng đặc biệt Đặc biệt hiệu mạng Ethernet 10G phổ biến Nếu giao thức iSCSI hoạt động IP, từ lớp Internet trở lên, giao thức Fiber Channel (1 loại SAN khác) hoạt động mức Physical layer, nên phụ thuộc nhiều vào phần cứng, cần đến phần cứng riêng biệt, bao gồm Switch, NIC (HBA) thiết bị lưu trữ/cáp hỗ trợ Fiber channel Vì khơng hoạt động IP nên không linh động khó mở rộng, so với IP SAN Dù khó dùng đắt tiền, Fiber Channel SAN giải pháp SAN nhiều hệ thống lớn 6 Fibre Channel Fibre Channel giao thức tầng transport tốc độ cao sử dụng SAN Việc truyền liệu từ Server đến hệ thống lưu trữ SAN sử dụng dựa cổng quang để truyền liệu : GBb/s Fiber Channel , GBb/s Fiber Channel , GBb/s Fiber Channer , GBb/s Fiber Channer , GBb/s iSCSI , Chi phí triển khai hệ thống SAN đắt, địi hỏi phải dùng thiết bị Fiber Chennel Networking, Fiber Channel Swich Các ổ đĩa chạy hệ thống lưu trữ SAN thường dùng: FIBRE CHANNEL , SAS , SATA, Tính : Lưu trữ truy cập theo Block qua SCSI Khả I/O với tốc độ cao Tách biệt thiết bị lưu trữ Server FCoE Với việc sử dụng rộng rãi cơng nghệ Ethernet 10Gbps chi phí thấp kết hợp với trung tâm lưu trữ liệu công nghệ kênh quang Ethernet (FCoE) tạo hội tụ mạng nội mạng lưu trữ (LAN/SAN) Nó đem lại nhiều lợi ích FCoE cơng nghệ mạng máy tính, thực đóng gói đóng gói Fibre Channel over Ether (FCoE) frames Điều cho phép Fibre channel sử dụng mạng Ethernet có tốc độ 10 Gigabit (hoặc cao hơn) giữ giao thức Fibre channel Data centers sử dụng Ethernet TCP/IP Fibre channel cho Storage Area Networks (SAN) Những frames FCoE truyền mạng với lưu lượng networking Đã có nhiều hãng hỗ trợ thiết bị chuyển mach chuẩn FCoE Brocade, Cisco, HP Mellanox… Với đường Ethernet bạn truyền traffic Fibre channel Ethernet Hợp kết nối LAN SAN: Việc sử dụng công nghệ FCoE cạc mạng ảo hóa hợp giúp cắt giảm đáng kể chi phí : Chi phí cho thiết bị chuyển mạch, cạc NIC, HBA, cáp mạng khơng cịn phải sử dụng hạ tầng LAN SAN tách biệt Điện tiêu thụ, nguồn, làm mát, số lượng thiết bị giảm bớt Chi phí khơng gian ... đến hệ thống lưu trữ SAN sử dụng dựa cổng quang để truyền liệu : GBb/s Fiber Channel , GBb/s Fiber Channel , GBb/s Fiber Channer , GBb/s Fiber Channer , GBb/s iSCSI , Chi phí triển khai hệ thống. .. hệ thống SAN đắt, địi hỏi phải dùng thiết bị Fiber Chennel Networking, Fiber Channel Swich Các ổ đĩa chạy hệ thống lưu trữ SAN thường dùng: FIBRE CHANNEL , SAS , SATA, Tính : Lưu trữ truy... rộng, so với IP SAN Dù khó dùng đắt tiền, Fiber Channel SAN giải pháp SAN nhiều hệ thống lớn 6 Fibre Channel Fibre Channel giao thức tầng transport tốc độ cao sử dụng SAN Việc truyền