CHƢƠNG 2 CÔNG NGHỆ MẠNG LƢU TRỮ SAN
2.2. Mạng lƣu trữ FC SAN
2.2.2. Cấu trúc và thành phần mạng lưu trữ FC SAN
Kiến trúc kết cấu chuyển mạch (Switched Fabric) là kiến trúc chuẩn và sử dụng phổ biến trong mạng SAN hiện nay. Theo cấu trúc Switched Fabric (hình 2.9), FC SAN gồm 3 lớp: lớp máy chủ, lớp kết nối fabric, lớp lƣu trữ.
Hình 2.9. Cấu trúc và thành phần mạng SAN
Thành phần phần cứng, phần mềm tạo nên FC SAN bao gồm:
- Phần cứng Fibre Channel kết nối thiết bị lƣu trữ với máy chủ gồm: lớp vật lý, thiết bị kết nối và thiết bị dịch. Lớp vật lý dùng cáp đồng và cáp quang để chuyển tín hiệu Fibre Channel giữa các cặp phát - nhận. Thiết bị kết nối nhƣ hub và switch xử lý khung Fibre Channel với tốc độ Gbps. Thiết bị dịch
(nhƣ HBA-host bus adapter, router, adapter, gateway và bridge) là lớp trung gian giữa giao thức Fibre Channel và lớp giao thức bên trên (gồm SCSI, Ethernet và ATM). Cụ thể:
+ Máy chủ-Server: Cơ sở hạ tầng máy chủ là cơ sở cho các giải pháp của
SAN. Cơ sở hạ tầng máy chủ kết hợp nhiều máy chủ chạy hệ điều hành nền nhƣ Windows, UNIX, z/OS... Đặc tính của máy chủ trong mạng SAN là: Máy chủ không lƣu trữ dữ liệu, dữ liệu đƣợc chuyển từ máy chủ sang thiết bị lƣu trữ, do đó cho phép máy chủ hoạt động tốt hơn vì giảm thiểu đƣợc các tác vụ xử lý lƣu trữ dữ liệu. Máy chủ Clustering-SAN hỗ trợ cấu hình clustering máy chủ để cho phép các dịch vụ, ứng dụng, tài nguyên trong cluster cũng có thể đƣợc truy xuất bởi các trạm làm việc nhƣ một máy chủ duy nhất.
+ Bộ điều hợp HBAs (Host Bus Adapter): HBA là giao diện để kết nối máy chủ vào mạng SAN. HBA cung cấp những giao diện thông minh để chuyển mạch và hạn chế tối thiểu xử lý ban đầu của CPU. HBA tƣơng tự nhƣ card mạng NIC hay card SCSI truyền thống trong mạng LAN. Đặc điểm của HBA: công nghệ gigabit; đánh đƣợc nhiều địa chỉ hơn so với NIC (mỗi HBA cung cấp một hard-coded, địa chỉ 64-bit World Wide Name (WWN) định danh cho mỗi thiết bị SAN và cổng của nó); cung cấp khả năng cho FC frame chuyển tiếp qua các gateway. Loại Card FC HBA công nghệ quang là thành phần thực hiện chuyển đổi tín hiệu số-quang cho kết nối với khoảng cách xa.
+ Chuyển mạch Switches. Switch cho phép thiết kế mạng với nhiều kết
nối hơn và đƣợc dùng trong các cấu hình FC-AL và Fabric. Chuyển mạch FC tạo ra kết cấu SAN bằng cách liên kết các chuyển mạch để tạo ra nhiều SAN với hàng nghìn kết nối. Fibre Channel Switch đƣợc chia thành 3 nhóm sau: Loop switches-các switch này có giá tƣơng đối thấp, đƣợc dùng để kết nối một nhóm FC-AL loop đến fabric; Fabric switches-Các switch này có chi phí cao và đƣợc dùng trong mô hình fabric; Directors - Đây là các switch đắt nhất nhƣng bù lại, cũng là các switch có hiệu suất và độ ổn định tốt nhất. Thời gian ngừng downtime trung bình năm của một director khoảng 5 phút trở xuống.
Độ rộng băng thông của hệ thống Switch nhiều hơn nhiều tốc độ của một cổng kết nối, với tốc độ truyền cao cho phép đáp ứng nhiều truy xuất mạng đồng thời với cùng nguồn dữ liệu, thuận lợi cho gia tăng hiệu suất mạng.
+ Thiết bị lưu trữ. Thành phần thiết bị lƣu trữ gồm bộ điểu khiển
Controller hỗ trợ các cổng kết nối mạng và hệ thống mảng đĩa FC RAID gồm nhiều ổ đĩa. Thiết bị lƣu trữ theo chuẩn kết nối nối tiếp Fibre Channel (FC) có thể gắn trực tiếp vào mạng FC SAN. Các thiết bị theo chuẩn kết nối song song SCSI phải qua bộ bridge (mô đun SCSI-Fibre Channel bridge) để chuyển đổi giao thức từ SCSI sang FC.
+ Thiết bị sao lưu: Việc cấu hình sao lƣu và khôi phục hệ thống có thể
thiết kế từ các hệ thống nhỏ cho đến các hệ thống sao lƣu tập trung lớn sử dụng thƣ viện lƣu trữ. Thƣ viện lƣu trữ là các hệ thống lƣu trữ dung lƣợng cao, cho phép sao lƣu nhiều băng từ đồng thời. Chúng cho phép cung cấp các giải pháp sao lƣu với tốc độ cao và khả năng kết nối mạng lƣu trữ SAN.
+ Cáp và bộ kết nối cáp. Cáp của SAN là những cáp quang đặc biệt dùng để kết nối các thành phần của kết cấu fabric. Để lựa chọn kiểu của toàn bộ liên kết mạng thì cáp đồng hoặc cáp quang là một trong những yếu tố quyết định phụ thuộc vào khoảng cách giữa các thiết bị FC kết nối.
- Phần mềm điều hành: gồm những ứng dụng quản lý và giám sát các
thành phần và đảm bảo tối ƣu SAN hoạt động. FC SAN dùng một số phần mềm công cụ và phần mềm kỹ thuật để sử dụng kết cấu chuyển mạch.
- Để mở rộng SAN cho khoảng cách xa và khả năng tích hợp nhiều giao thức công nghệ, SAN có thể sử dụng thêm các thiết bị sau:
+ Fibre Channel Hubs. Hubs trên mạng lƣu trữ cũng có tác dụng nhƣ hub trên mạng LAN. Hub trong mạng lƣu trữ đƣợc dùng để thiết lập vòng ring FC Arbitrated Loop (FC-AL). Hub có thể hỗ trợ 126 nút mạng.
+ Định tuyến Router. Định tuyến cung cấp giao diện giữa các thiết bị
trên nền IP sang mạng lƣu trữ. Các thiết bị này chuyển dữ liệu lƣu trữ giữa các mạng khác nhau theo các phƣơng vận chuyển và đánh địa chỉ khác nhau.
+ Cổng vào ra Gateway. FC gateway cho phép kết nối giữa các mạng sử
dụng các giao thức và cách đánh địa chỉ khác nhau qua mạng diện rộng (WAN). Tuy nhiên, chúng không có khả năng chuyển đổi giữa các giao thức.
+ Bridge. Bridge cung cấp khả năng kết nối các thiết bị theo chuẩn công nghệ Parallel SCSI với thiết bị theo chuẩn công nghệ Fibre Channel, hay chuyển đổi giao thức giữa Parallel SCSI và Fibre Channel.
+ Multiplexer. Multiplexer cho phép chèn tín hiệu của nhiều thiết bị vào
một đƣờng truyền dẫn chung.