Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 25 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
25
Dung lượng
712,5 KB
Nội dung
Mục Lục !"# $#%&'()* +,-(. /0"1!234 567(86 &9(:!;< =(>?(&< @ +,AB/ +%" %2-CDE/ +F!7/ +F!7G>G* * +F!7H($F* ++F!7IH. +/F!7(8FJ+ /KL$M* Tìm hiểu về công nghệ mạng Storage Area Network (SAN) 1. Sơ lược về mạng Storage Area Network 1.1.Khái niệm về mạng Storage Area Network(SAN) Storage Area Network (SAN) là một cách để chia sẻ một thiết bị lưu trữ tới nhiều máy chủ. Sự chia sẻ thường được thực hiện bởi các phần mềm mà đi kèm với các thiết bị lưu trữ. Người ta cài đặt SAN sử dụng các phần mềm để chia sẻ một phần của các thiết bị lưu trữ cho máy chủ "A", máy chủ "B", Máy chủ "C",… Có hai sự khác nhau cơ bản trong các thành phần của SAN 1. Mạng (network) có tác dụng truyền thông tin giữa thiết bị lưu trữ và hệ thống máy tính. Một SAN bao gồm một cấu trúc truyền tin, nó cung cấp kết nối vật lý, và quản lý các lớp, tổ chức các kết nối, các thiết bị lưu trữ, và hệ thống máy tính sao cho dữ liệu truyền trên đó với tốc độ cao và tính bảo mật. Giới hạn của SAN thường được nhận biết với dịch vụ Block I/O đúng hơn là với dịch vụ File Access. 2. Một hệ thống lưu trữ bao gồm các thiết bị lưu trữ, hệ thống máy tính, hay các ứng dụng chạy trên nó, và một phần rất quan trọng là các phần mềm điều khiển, quá trình truyền thông tin qua mạng Lưu trữ mạng có thể được hiểu như một phương pháp truy cập dữ liệu ứng dụng trên nền tảng mạng mà quá trình truyền dữ liệu trên mạng tương tự như quá trình truyền dữ liệu từ các thiết bị quen thuộc trên máy chủ như Disks Drivers như ATA, SCSI. Trong một mạng lưu trữ, một máy chủ sử dụng một yêu cầu cho một gói dữ liệu cụ thể hay một dữ liệu cụ thể, từ một đĩa lưu trữ và các yêu cầu được đáp ứng. Phương pháp này được biết là block storage. Các thiết bị được làm việc như một thiết bị lưu trữ bên trong máy chủ và được truy cập một cách bình thường thông qua các yêu cầu cụ thể và quá trình đáp ứng bằng cách gửi các yêu cầu và nhận được trên môi trường mạng mà thôi. Theo truyền thống phương pháp truy cập vào file như SMB/CIFS hay NFS, một máy chủ sử dụng các yêu cầu cho một file như một thành phần của hệ thống file trên máy, và được quản lý bình thường với máy chủ. Quá trình điều khiển đó được quyết định từ tầng vật lý của dữ liệu, truy cập vào nó như một ổ đĩa bên trong máy chủ và được điều khiển và sử dụng trực tiếp trên máy chủ. Chỉ khác một điều dữ liệu bình thường thông qua hệ thống bus còn SAN dựa trên nền mạng. Các hệ thống lưu trữ mạng sử dụng giao thức SCSI cho quá trình truyền dữ liệu từ máy chủ đến các thiết bị lưu trữ, không thông qua các Bus hệ thống. Cụ thể tầng vật lý của SAN được sử dụng dựa trên các cổng quang để truyền dữ liệu: 1 Gbit Fiber Channel, 2Gbit Fiber Channel, 4Gbit Fiber Channel, và 1Gbit iSCSI. Giao thức SCSI thông tin được vận truyển trên một giao thức thấp dựa trên quá trình mapping layer. Hầu hết các hệ thống SANs hiện hay đều sử dụng SCSI dựa trên hệ thống cáp quang để truyền dữ liệu và quá trình chuyển đội (mapping layer) từ SCSI qua cáp quang và máy chủ vẫn hiểu như SCSI là (SCSI over Fiber Channel) và FCP được coi là một chuẩn trong quá + trình chuyển đổi đó. iSCSI là một dạng truyển đổi tương tự với phương pháp thiết kế mang các thông tin SCSI trên nền IP Storage Area Network (SAN) là một mạng được thiết kế cho việc thêm các thiết bị lưu trữ cho máy chủ một cách dễ dàng như: Disk Aray Controllers, hay Tape Libraries. SAN là hệ thống mạng lưu trữ, thường được sử dụng ở những nơi lưu trữ nhiều dữ liệu như ngân hàng, các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông, các dữ liệu này cần độ an toàn, dự phòng rất cao và có thể truy xuất nhanh. SAN giúp việc sử dụng tài nguyên lưu trữ hiệu quả hơn, dễ dàng hơn trong công việc quản trị, quản lý tập trung các thao tác tăng độ an toàn, sao lưu, khôi phục khi có sự cố. Trong hệ thống SAN có 3 thành phần chính: - Thiết bị lưu trữ: là các tủ đĩa có dung lương lớn, khả năng truy xuất nhanh, có hỗ trợ các chức năng RAID, local Replica, tủ đĩa này là nơi chứa dữ liệu chung cho toàn bộ hệ thống. - Thiết bị chuyển mạch SAN: đó là các SAN switch thực hiện việc kết nối các máy chủ đến tủ đĩa. - Các máy chủ hoặc máy trạm cần lưu trữ, được kết nối đến SAN switch bằng cáp quang thông qua HBA card. Kỹ thuật SAN sử dụng phổ biến nhất hiện nay là Fibre Channel (FC). Kỹ thuật này đã dược chuẩn hóa bởi ANSI. Kỹ thuật Gigabit Ethernet được ra đời cũng dựa trên kỹ thuật này. Tốc độ hiện nay của Fibre Channel là 2Gbps. Ngoài ra Cisco cũng có đưa ra nhiều kỹ thuật khác cho SAN nhưng chưa được sử dụng rộng rãi: SCSI over IP, FC over Ethernet, Với những ưu điểm nổi trội SAN đã trở thành một giải pháp rất tốt cho lưu trữ thông tin cho doanh nghiệp hay tổ chức. SAN cho phép kết nối từ xa tới các thiết bị lưu trữ trên mạng như: Disks và Tape drivers. Các thiết bị lưu trữ trên mạng, hay các ứng dụng chạy trên đó được thể hiện trên máy chủ như một thiết bị của máy chủ (as locally attached divices) / 1.2. Lợi ích khi sử dụng Storage Area Network Dễ dàng chia sẻ lưu trữ và quản lý thông tin, mở rộng lưu trữ dễ dàng thông qua quá trình thêm các thiết bị lưu trữ vào mạng không cần phải thay đổi các thiết bị như máy chủ hay các thiết bị lưu trữ hiện có. Ứng dụng cho các hệ thống Data centrer và các Cluster. Và mỗi thiết bị lưu trữ trong mạng SAN được quản lý bởi một máy chủ cụ thể. Trong quá trình quản lý của SAN sử dụng Network Attached Storage (NAS) cho phép nhiều máy tính truy cập vào cùng một file trên một mạng. Và ngày nay có thể tích hợp giữa SAN và NAS tạo nên một hệ thống lưu trữ thông tin hoàn thiện. SAN được thiết kế dễ dàng cho tận dụng các tính năng lưu trữ, cho phép nhiều máy chủ cùng chia sẻ một thiết bị lưu trữ. Một ứng dụng khác của SAN là khả năng cho phép máy tính khởi động trực tiếp từ SAN mà chúng quản lý. Điều này cho phép dễ dàng thay các máy chủ bị lỗi khi đang sử dụng và có thể cấu hình lại cho phép thay đổi hay nâng cấp máy chủ một cách dễ dàng và dữ liệu không hề ảnh hưởng khi máy chủ bị lỗi. Và quá trình đó có thể chỉ cần nửa giờ để có một hệ thống Data Centers. Và * được thiết kế với tốc độ truyền dữ liệu cực lớn và độ an toàn của hệ thống được coi là vấn đề hàng đầu. SAN cung cấp giải pháp khôi phục dữ liệu một cách nhanh chóng bằng cách thêm và các thiết bị lưu trữ và có khả năng khôi phục cực nhanh dữ liệu khi một thiết bị lưu trữ bị lỗi hay không truy cập được (secondary aray). Các hệ thống SAN mới hiện nay cho phép (duplication) sao chép hay một tập tin được ghi tại hai vùng vật lý khác nhau (clone) cho phép khôi phục dữ liêu cực nhanh. *Điều khiển đĩa Quá trình điều khiển cho SAN trong môi trường doanh nghiệp với sự phát triển nhanh chóng yêu cầu sự đáp ứng về truyền dữ liệu với tốc độ cực cao tới các ổ đĩa (như các dữ liệu truyền từ các hệ thống mail servers, máy chủ dữ liệu, và các máy chủ file server). Trong quá trình phát triển trước kia, với mạng doanh nghiệp dùng hệ thốg lưu trữ với khả năng đáp ứng cao sử dụng lưu trữ SCSI và RAIDs điều khiển các mảng đĩa cứng được tích hợp trực tiếp trên máy chủ. Và bây giờ với công nghệ Mạng trên nền tảng IP, và khi các ứng dụng dữ liệu sử dụng hết toàn bộ các ổ lưu trữ trên các máy chủ và các người dùng cuối yêu cầu phải thay máy chủ đáp ứng các yêu cầu công việc. Nhưng với SAN việc nâng cấp các thiết bị lưu trữ là rất đơn giản với việc thêm vào mạng các thiết bị lưu trữ mới. Điều khiển đĩa sử dụng trong môi trường SAN được thiết kế cung cấp với tốc độ cao, độ tin cậy lớn “Visual Hard Driver” (hay LUNs). Thêm nữa mô hình SANs cho phép tích hợp lẫn các thiết bị FC SATA và FC SCSI (FC SATA là thiết bị lưu trữ sử dụng các ổ đĩa dạng SATA và sử dụng cáp quang để truyền dữ liệu tới môi trường mạng). SATA làm việc với khả năng thấp, có nhiều lỗi xảy ra nhưng lưu trữ lớn và giá thành rẻ hơn rất nhiều so với các ổ đĩa SCSI. Nó cho phép các mạng SANs sử dụng nó để như một thiết bị sao lưu dự phòng khi có lỗi xảy ra. Và hâu hết các SAN đều dử dụng FC SATA như một thiết bị backup với lưu trữ lớn và tốc độ nhanh hơn rất nhiều so với tape drivers. 1.3. Các dạng Storage Area Network (SAN) SAN được xây dựng với thiết kế dành riêng cho việc lưu trữ và truyền thông tin. Nó cung cấp khả năng truyền dữ liệu với tốc độ lớn với độ an toàn cao hơn các giao thức khác như Network Attached Storage (NAS). Hầu hết các công nghệ SAN là mạng cáp quang (Fiber Channel Networking) với các thiết bị lưu trữ sử dụng các ổ địa SCSI. Một dạng cụ thể là FiBre Channel SAN được xây dựng bởi Fibre Channel Switch được kết nối tới các . thiết bị thông qua hệ thống cab quang. Ngày nay hầu hết các hệ thống SAN đều sử dụng giải pháp định tuyến Fibre Channel, và mang lại khả năng mở rộng lớn cho cấu trúc SAN cho phép kết hợp các hệ thống SAN lại với nhau. Tuy nhiên hầu hết quá trình đó đều với mục đích dữ liệu tập trung và truyền với tốc độ cực cao với khoảng cách xa hơn thông tầng vật lý là cáp quang, switch quang. Một dạng khác của SAN là sử dụng giao thức iSCSI nó sử dụng giao thức SCSI trên nền tảng TCP/IP. Trong dạng này, các switch tương tự như Ethernet Switchs. Chuẩn iSCSI được giới thiệu năm 2003 và được triển khai rộng lớn trong quá trình lưu trữ mạng (lưu trữ không yêu cầu tốc độ lớn) và từ khi ứng dụng cáp quang trong quá trình truyền dữ liệu mang lại hiệu năng lớn cho iSCSI. Ngày nay hầu hết các hệ thống isSCSI sử dụng cáp quang trong quá trình truyền dữ liệu và sử dụng giao thức NAS như CIFS và NFS. Một dạng khác của iSCSI là ATA-over-Ethernet hay giao thức AoE được xây dựng sử dụng giao thức ATA trên khung nền tảng Ethernet. Trong khi giao thức Ethernet như AoE không thể định tuyến và cung cấp các hiệu năng khác nhau. Kết nối với SAN sẽ có một hay nhiều máy chủ và một hay nhiều các thiết bị lưu trữ khác nhau. Trong FC SAN máy chủ cũng sử dụng cáp quang để truyền dữ liệu (host bus adapter and Optical fibre). isSCSI SAN sử dụng giao thức Ethernet bình thường thông qua card mạng hay TOE card. SAN có hai dạng là: Centralized storage are networks và distributed storage area network. Tương thích: Một vấn đề sảy ra khi sử dụng FC SANs là các Switch và các phần cứng khác .Trong khi vấn đề xảy ra với FC SAN trong quá trình xây dựng khác nhà sản xuất phần cứng thì giải pháp iSCSI dựa trên nền tảng IP lại không xảy ra vấn đề này. 1.4. Môi trường làm việc của Storage Area Network (SAN) SAN được sử dụng trong môi trường yêu cầu mở rộng nhanh chóng các thiết bị lưu trữ, và yêu cầu đáp ứng công việc cao (truyền dữ liệu với tốc độ lớn). Nó cho phép các thiết bị FC disk driver kết nối trực tiếp đến SAN. SAN như các mạng bình thường của các thiết bị lưu trữ với dung lượng lớn. SAN là giải pháp đắt tiền với hệ thống Fibre Channel hay các card chuyên dụng cho các máy tính. Côn nghệ iSCSI SAN là giải pháp đáp ứng được với yêu cầu giá cả của SAN, nhưng không như công nghệ sử dụng cho mạng doanh nghiệp lớn Data Center. Các máy con có thể sử dụng giao thức NAS như CIFS hay NFS. Với khả năng truy cập từ xa và khôi phục dữ liệu nhanh chóng khi xảy ra lỗi. 4 Đáp ứng tốt cho giải pháp Data Center. Và khả năng của iSCSI đáp ứng với các môi trường ứng dụng không đòi hỏi khả năng đáp ứng cực lớn. Với FC SAN đáp ứng các yêu cầu khắt khe nhất về ứng dụng. 2. Xây dựng trung tâm cơ sở dữ liệu với Storage Area Network (SAN) Hai công nghệ chính được dùng để kết nối server tới hệ thống lưu trữ dữ liệu: • DAS (direct-attached storage) • SAN (Storage Area Network) 2.1. DAS (direct-attached storage) Hai kiểu kết nối tới hệ thống lưu trữ dữ liệu như bên dưới thường được gọi chung là DAS. Direct Attached Storage ( DAS ) là hệ thống lưu trữ mà trên đó các HDD , thiết bị nhớ được lưu trữ trực tiếp vào Server , nó thích hợp cho mọi nhu cầu nhỏ đến cao cấp nhất và khả năng chạy cũng cực nhanh . Trong kiểu kết nối này, các server trong một mạng cục bộ và thiết bị lưu trữ được tổ chức thành cặp. Do đó, không gian không dung tới trên một server không thể được dùng bởi các server khác. Đây chính là kiểu kết nối được dùng chủ yếu trong các hệ thống LAN truyền thống . Một Server với những HDD bên trong , 1 Client với các HDD bên trong và truy xuất trực tiếp đến HDD của nó thì đó chính là DAS < Ta thấy rằng DAS cũng chính là NAS nếu nó đặt trên mạng IP mà các Server / Client truy xuất từ xa đến nó 2.2. SAN (Storage Area Network) SAN là hệ thống trong đó các thiết bị lưu trữ được tổ chức thành một mạng riêng, tách rời khỏi hệ thống LAN. SAN là một mạng có tốc độ cao dành riêng cho việc lưu và quản trị dữ liệu, bao gồm các công nghệ phần cứng, phần mềm và các thành phần kết nối mang khác để cung cấp các kết nối giữa các server và thiết bị lưu trữ @ SNIA định nghĩa SAN là một hệ thống mạng với mục đích chính là chuyển tải data giữa hệ thống máy tính và các thành phần lưu trữ. SAN bao gồm một cơ sở hạ tầng truyền thông, cung cấp các kết nối vật lý và một tầng quản trị, tổ chức các kết nối, các thành phần lưu trữ và hệ thống máy tính nhằm bảo đảm việc truyền tải data được bảo mật và mạnh mẽ N [...]... của doanh nghiệp Mô hình của một hệ thống SAN đang được áp dụng phổ biến tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ tại Việt Nam 13 3 Cấu trúc mạng Storage Area Network (SAN) 3.1 Tính tương thích và các tiêu chuẩn mạng Storage Area Network Trước đây, sự tương thích các thành phần mạng SAN là một trong những vấn đề lớn nhất phải giải quyết Thiết bị được sử dụng có rất ít sự tương thích, các chuyển mạch nhất định... tố đó là tiền đề dẫn đến các hướng phát triển công nghệ nhằm mục đích nâng cao giá trị và hiệu quả sử dụng của hệ thống lưu trữ Bài viết đã trình bày về 3 xu hướng chính, bao gồm: - thiết lập mạng lưu trữ riêng trên nền tảng công nghệ quang (Fibre Channel Storage Area Network FC SAN), - phân loại tầm quan trọng của dữ liệu bằng nguyên lý phân lớp (tieredstorage) và quản lý vòng đời dữ liệu (Information... DWDM được thiết lập ở biên giới của mạng để kết nối các mạng SAN với nhau Các bộ DWDM có thể được liên kết với nhau tạo thành cấu trúc vòng (ring) Hình 10 minh hoạ mạng Metropolitan Area SAN sử dụng ba bộ DWDM 21 Mạng Wide Area SAN sử dụng để kết nối các mạng lưu trữ trong các trung tâm lưu trữ ở phạm vi quốc gia (nationwide) Phương pháp phổ biến để thực hiện mạng Wide Area SAN là sử dụng Fibre Channel... (serverless backup) và phục hồi sau thảm họa (disaster recovery) 3.2 Topology mạng Storage Area Network (SAN) Topology mạng SAN có thể được thực hiện bằng nhiều cách phụ thuộc vào đặc điểm của các ứng dụng và các yêu cầu: • Quy mô của mạng lưu trữ: Từ các mạng SAN có quy mô nhỏ bao gồm một chuyển mạch hay một hub đơn lẻ cho tới các mạng SAN lớn với một số lượng lớn các chuyển mạch và các cổng 14 • Đường... sự cố, toàn mạng sẽ gặp sự cố Kết quả, tất cả các server và thiết bị lưu trữ bị mất các kết nối Topology Director-Based Fabric không có tính khả thi cao, một chuyển mạch chủ lớn không phải luôn luôn là một giải pháp đạt hiệu quả về chi phí Khi có sự chuyển đổi về công nghệ sang các công nghệ mới hơn, toàn bộ chuyển mạch có thể cần phải được thay thế, thay vì chỉ thay thế các thành phần của mạng lưới... Bằng cách chia vùng, các mạng SAN ở các phòng tùy theo nhu cầu, có thể được bảo vệ khỏi sự truy nhập từ bên ngoài hoặc được thiết lập để dùng chung Hình 9 minh họa 3 mạng SAN được liên kết với nhau sử dụng topology SAN Island 20 3.2.3.6 Mạng Metropolitan và Wide Area SAN Mạng Metropolitan Area SAN sử dụng để kết nối các mạng SAN ở phạm vi vùng (khoảng cách tới 100km) Khi thực hiện mạng Metropolitan SAN,... những thử thách lớn nhất khi thực hiện mạng SAN Hiệp hội công nghiệp Fibre Channel (FCIA - Fibre Channel Industry Association) và Hiệp hội công nghiệp mạng lưu trữ (SNIA - Storage Networking Industry Association) đã làm việc trong nỗ lực chung để giải quyết vấn đề tương thích giữa các thiết bị bằng cách thiết lập các tiêu chuẩn dựa trên tiêu chuẩn Fibre Channel cho mạng SAN Quá trình tiêu chuẩn hóa cho... topology mạng SAN có thể được thiết lập bằng hai cách: a Kiểu tập trung: Các hệ thống lưu trữ được nối tới một chuyển mạch trung tâm có số lượng cổng lớn trong mạng SAN b Kiểu mạng: Các chuyển mạch được liên kết với nhau tạo thành một mạng tuyến tính hoặc mạng lưới (mesh) nối các server và thiết bị lưu trữ 3.2.1.Topology điểm-điểm Topology điểm-điểm là cấu hình đơn giản nhất có thể có cho mạng SAN... đối lớn truyền giữa mạng cục bộ và mạng ở xa, do đó cần thiết có nhiều đường dẫn nối giữa chúng Hai mạng được nối với nhau có thể sử dụng sợi quang đơn mode cho phép khoảng cách truyền dẫn lên tới 70km qua các chuyển mạch được nối tầng hay tới 10km sử dụng chuyển mạch đơn lẻ Một lựa chọn khác để thực hiện cấu hình remote mirroring là cung cấp kết nối từ xa qua mạng WAN (Wide Area Network) Khi đó, khoảng... gồm một hub đường trục và các thiết bị trong mạng được nối với hub tạo thành một mạng hình sao vật lý (hình 4) 15 Topology Arbitrated loop có nhược điểm là tại một thời điểm chỉ có một thiết bị được truyền dữ liệu trên mạng Khi số lượng thiết bị trên mạng tăng lên sẽ gây ra sự sụt giảm chất lượng mạng Do đó, Topology Arbitrated loop chỉ được sử dụng cho các mạng SAN có quy mô nhỏ và lưu lượng dữ liệu . %2-CDE/ +F!7/ +F!7G>G* * +F!7H($F* ++F!7IH. +/F!7(8FJ+ /KL$M* Tìm hiểu về công nghệ mạng Storage Area Network (SAN) 1. Sơ lược về mạng Storage Area Network 1.1.Khái niệm về mạng Storage Area Network( SAN) Storage Area Network (SAN) là một cách. Nam. + 3. Cấu trúc mạng Storage Area Network (SAN) 3.1. Tính tương thích và các tiêu chuẩn mạng Storage Area Network Trước đây, sự tương thích các thành phần mạng SAN là một trong những. nhất về ứng dụng. 2. Xây dựng trung tâm cơ sở dữ liệu với Storage Area Network (SAN) Hai công nghệ chính được dùng để kết nối server tới hệ thống lưu trữ dữ liệu: • DAS (direct-attached storage) •