Ж у р н а л   о   к о м п ь ю т е р н ы х   с е т я х   и   т е л е к о м м у н и к а ц и о н н ы х   т е х н о л о г и я х
СЕТИ И СИСТЕМЫ СВЯЗИ on-line
  ПОИСК: ПОДПИСКА НА НОВОСТИ: НОМЕР:
    ДОМОЙ • Архив: Новостей | Конференций | НомеровПодписка
 
   
 
   
    
РЕДАКЦИЯ
 
Все о журнале
Подписка
Как проехать
Где купить
Отдел рекламы
График выхода журнала
Адреса в Интернет

РУБРИКАТОР
   
• Инфраструктура
• Информационные
   системы

• Сети связи
• Защита данных
• Кабельные системы
• Бизнес
• Колонка редактора
• Электронная
   коммерция

• Только на сервере
• Системы
   учрежденческой
   связи

• Новые продукты


Rambler's Top100

  

Проектируем сеть устройств памяти

Дэйв Феттерс

Сети устройств памяти (Storage Area Networks — SAN) — это будущее корпоративных хранилищ информации. Если ее объем в вашей компании приближается к 1 Тбайт или уже преодолел эту отметку, стоит подумать о внедрении сети SAN. Прогнозируя значительный рост объема хранимой информации в будущем, необходимо уже сейчас разработать стратегию внедрения SAN.

Почему именно SAN?

Популярность концепции сетей SAN (которые состоят из серверов и внешних устройств хранения данных, соединенных через концентраторы и/или коммутаторы Fibre Channel), обусловлена их хорошей масштабируемостью. С развитием служб электронной коммерции многие компании испытывают большие трудности в управлении своими данными. Обеспечить достаточный объем дисковой памяти — это еще не все. В настоящее время жесткие диски стоят довольно дешево, и когда на серверах остается мало свободного дискового пространства, менеджеры по ИТ без особых колебаний принимают решения о покупке нескольких дополнительных накопителей. Однако с увеличением числа серверов и напрямую подключенных к ним устройств памяти, управление данными становится более сложным и менее эффективным. Внедрение же сети SAN обеспечивает значительно более гибкое управление данными, а также высокую надежность работы серверной инфраструктуры.

Для компаний, занимающихся электронной коммерцией, и фирм, использующих системы управления ресурсами предприятия (ERP), устойчивая работа серверных приложений критически важна. Создавая с этой целью кластеры серверов, следует централизовать хранение данных. Серверы, соединенные высокоскоростными каналами SAN с одними и теми же системами хранения, могут быстро замещать друг друга при выходе из строя.

Ранее развитие рынка SAN сдерживали попытки производителей разработать и реализовать свои собственные варианты технологии Fibre Channel. В настоящее время усилиями ассоциаций Fibre Channel Industry Association (http://www.fibrechannel.com), Storage Networking Industry Association (http://www.snia.org) и других организаций технология стандартизована, и появился ряд важных стандартов по управлению сетями SAN. Но этим организациям еще предстоит выработать стандарты, обеспечивающие совместимость коммутирующих инфраструктур. Сейчас производители, такие, как Compaq Computer, EMC, Hewlett-Packard, Sun Microsystems и другие, уже предлагают полные решения для построения сетей SAN.

Первым делом — анализ приложений

Чтобы правильно спроектировать сеть SAN, нужно точно определить задачи, решаемые с ее помощью. Необходимые параметры будущей сети, включая число портов сетевого оборудования, скорость и дальность передачи данных, степень отказоустойчивости, целиком и полностью зависят от специфики работы ее приложений, которыми могут быть кластеры Web-серверов, системы резервного копирования или что-то другое.

Только сформулировав базовые требования к сетевой инфраструктуре, можно начинать ее проектирование. Основными компонентами сети SAN являются: дисковые массивы, библиотеки магнитных лент, концентраторы, коммутаторы и хост-адаптеры Fibre Channel, а также ПО сетевого управления.

Чтобы получить представление о функциональных возможностях сетей SAN, мы построили такую сеть в своей тестовой лаборатории. Она состояла из шести серверов Intel (с хост-адаптерами фирм Emulex и Qlogic), дисковой системы NexStor 18F фирмы nStor Technologies (общей емкостью 324 Гбайт) и ленточной библиотеки Scalar 218FC фирмы ADIC (с двумя внутренними накопителями DLT). Связь между этими устройствами осуществлялась с помощью концентратора Vixel 2100 Zoning Managed Hub и коммутатора Vixel 8100 Fabric Switch фирмы Vixel.

Сетевая магистраль

Приступая к проектированию сетевой инфраструктуры, необходимо определить, какой она будет: с кольцевой топологией и специальным механизмом доступа узлов к среде передачи данных (Fibre Channel-Arbitrated Loop — FC-AL) или коммутируемой. Когда-то архитектура FC-AL, в которой все узлы кольца совместно используют одну и ту же среду передачи, была единственным выбором. Относительно недавно появились коммутаторы Fibre Channel, обеспечивающие подключение устройств к сети SAN по выделенным каналам. Выбор между разделяемой (на базе концентратора FC-AL) или коммутируемой инфраструктурой зависит от ваших требований к ее производительности и масштабируемости. В сетях SAN коммутаторы и концентраторы играют примерно ту же роль, что и в сетях Ethernet.

Для построения сети масштаба рабочей группы или небольшого отдела предприятия достаточно задействовать концентратор FC-AL. Такие устройства, как правило, имеют от 4 до 16 портов и стоят относительно недорого. В соответствии со спецификацией Fibre Channel, общая пропускная способность концентратора равна 100 Мбайт/с. Теоретически в одном кольце может работать до 126 устройств, но на практике стоит ограничиться 30. Поскольку порт концентратора стоит значительно дешевле порта коммутатора (300 и 1000 долл. соответственно), концентраторы идеально подходят для “разветвления” портов коммутатора.

Недостатком разделяемой инфраструктуры (ограничивающим ее масштабируемость) являются перерывы в ее работе, возникающие при выполнении процедуры инициализации кольца (LIP), которая осуществляется всякий раз при подключении к нему нового устройства. (При этом “новичок” получает уникальный физический адрес.) Хотя эта процедура длится совсем недолго, она способна вызвать сбой в работе чувствительных к задержкам приложений, осуществляющих, например, передачу видеопотоков или резервное копирование данных. Кроме того, неправильно функционирующий узел может наводнить кольцо запросами LIP и тем самым сильно замедлить или даже вообще парализовать его работу. Чтобы ограничить распространение трафика LIP и обеспечить нормальную работу приложений, в концентраторе фирмы Vixel предусмотрена сегментация портов, позволяющая создавать до четырех независимых колец.

Концентраторы разных производителей абсолютно совместимы между собой, что является одним из важных достоинств их применения. Эти устройства полностью “прозрачны” для процесса назначения физических адресов и никакого согласования параметров или режимов работы между ними не требуется.

Коммутаторы

Именно коммутаторы для сетей SAN сделали эти сети жизнеспособными решениями для организации хранилищ данных и открыли им дорогу в информационные системы крупных предприятий. Как правило, коммутаторы имеют от 8 до 32 портов, но фирма Qlogic выпускает устройство, поддерживающее до 64 портов. Коммутаторы обычно работают в неблокирующем режиме. Порт коммутатора, называемый F-портом (fabric port), обеспечивает скорость передачи до 100 Мбайт/с и поддерживает дуплексный режим работы. В отличие от разделяемой инфраструктуры, в которой выполняется процедура инициализации LIP, подключаемые к F-портам сетевые узлы должны проходить процедуру регистрации в коммутирующей инфраструктуре (fabric logon). Никакие другие устройства, кроме самого коммутатора, не участвуют в этой процедуре, поэтому добавление или удаление узлов не мешает работе остальных устройств сети.

Необходимо отметить, что существуют устройства Fibre Channel, не предназначенные для работы с коммутирующей инфраструктурой. Они не могут зарегистрироваться в ней (поскольку поддерживают только процедуру LIP) и взаимодействовать с другими подключенными к коммутаторам устройствами. К счастью, фирмы Brocade, Vixel и некоторые другие производители реализовали в своих коммутаторах FL-порты, поддерживающие функциональность кольца и обеспечивающие его узлам возможность связи с другими подключенными к коммутатору узлами. Эти коммутаторы принимают (из кольца) сообщения LIP и заносят содержащуюся в них информацию в свою маршрутную таблицу. Одними из основных производителей коммутаторов для сетей SAN являются компании Brocade Communications Systems, McData, Qlogic и Vixel.

Конфигурация и управление

Как и в случае применения коммутаторов обычной ЛВС, коммутирующая инфраструктура SAN может иметь разные топологии с разными уровнями производительности и надежности. Основной из них считается древовидная топология, в которой коммутаторы соединяются каскадно. Она не очень хорошо масштабируется (из-за возможных перегрузок линий связи между коммутаторами) и характеризуется невысокой отказоустойчивостью (поскольку выход из строя коммутатора верхнего уровня может парализовать работу всей сети).

Наилучшей с точки зрения производительности и отказоустойчивости является ячеистая (meshed) топология, при которой между коммутаторами существуют альтернативные пути, что повышает надежность работы инфраструктуры и устраняет “узкие” места. Единственный недостаток этого решения — плохая масштабируемость, поскольку с ростом числа коммутаторов растет и доля их портов, используемых для организации межсоединений. Довольно быстро большинство портов на каждом коммутаторе могут оказаться занятыми для связи с другими коммутаторами. Однако, учитывая “пуленепробиваемость” ячеистой инфраструктуры, ее все же можно рекомендовать для построения небольшой сети SAN (на базе нескольких коммутаторов), к надежности работы которой предъявляются повышенные требования.

Хорошей масштабируемостью и высокой надежностью обладает инфраструктура, где каждый коммутатор связан с двумя другими коммутаторами. При этом между двумя любыми коммутаторами имеется два разных пути. Эта конфигурация довольно широко используется для построения сетей SAN масштаба предприятия.

Для обеспечения максимальных производительностhspace=10 vspace=10 align=rightи и масштабируемости магистрали SAN следует выбрать трехъярусную конфигурацию: с дополнительными коммутаторами, установленными между магистралью и периферийными коммутаторами. При таком подходе можно расширять центральную часть сети, не меняя конфигурацию периферийных устройств.

Для успешной работы сети SAN крайне важно централизованное управление ее устройствами. Средства управления SAN в основном нацелены на обеспечение информационной безопасности. С их помощью можно сделать так, чтобы серверы могли взаимодействовать только со строго определенными устройствами памяти, что уменьшает вероятность порчи или потери данных. Существует две основные формы управления аппаратным обеспечением SAN, которые предполагают зонирование (сегментацию) сети на уровне портов сетевого оборудования или номеров логических устройств (Logical Unit Number — LUN). В первом случае порты коммутатора или концентратора делятся на группы. Узлы SAN, подключенные к портам разных групп, не могут взаимодействовать друг с другом.

Зонирование на уровне LUN формирует независимые группы узлов на основе их идентификаторов. Это более гибкий способ сегментации, позволяющий объединить в группу сервер и устройства памяти, находящиеся на разных концах сети. В нашей тестовой сети SAN для администрирования устройств с использованием зонирования на уровне LUN мы задействовали управляющий пакет SAN Manager LM компании Hewlett-Packard. С его помощью пулы устройств памяти на жестких дисках и магнитных лентах были быстро сконфигурированы и выделены определенному серверу. Для управления этим сервером пришлось установить на нем клиентское ПО SAN Manager LM. Поддерживающий Microsoft Windows NT, Sun Solaris и другие разновидности Unix данный пакет хорошо подходит для работы в гетерогенных средах. Одно из важнейших его достоинств — возможность динамически выделять память разным пулам без перезагрузки связанных с ними серверов. Это обеспечивает управление памятью без перебоев в работе серверов.

Хост-адаптеры

Выбор средств подключения серверов к сети SAN является важным этапом ее проектирования. По сравнению с платами Fast Ethernet хост-адаптеры SAN представляют собой более сложные устройства. Они обеспечивают инициализацию сервера в кольце Fibre Channel и его регистрацию в коммутирующей инфраструктуре. Подобно системе с SCSI-устройствами, при загрузке определяющей их на своей SCSI-шине, хост-адаптер Fibre Channel сканирует кольцо или сеть на базе коммутаторов и старается инициализировать все найденные устройства памяти. В сети SAN многочисленные пулы этих устройств могут передавать потоки данных одному и тому же серверу. Чтобы различать эти потоки, хост-адаптер выполняет их контекстную коммутацию. Не будь этого, данную функцию осуществлял бы коммутатор, и накладные расходы на передачу данных по сети стали бы существенно выше. Если ваша сеть SAN должна быть гетерогенной, выбирайте хост-адаптеры, поддерживающие необходимые платформы. Основными производителями этих устройств являются фирмы Emulex, JNI и Qlogic. Цены на них варьируются от 500 до 1500 долл.

Системы памяти

Существует два варианта подключения средств хранения данных к сети SAN. Если вы уже имеете SCSI-системы RAID, то для подключения их к этой сети вам потребуются внешние мосты типа SCSI-to-Fibre Channel. С их помощью можно подключить к сети SAN почти любое устройство SCSI и сконфигурировать его так, как если бы оно было подсоединено к обычному SCSI-контроллеру. К сожалению, производительность такого моста значительно ниже, чем у прямого соединения Fibre Channel. Большинство этих устройств передают данные со скоростью от 15 до 40 Мбайт/с, и лишь некоторые из них имеют пропускную способность около 80 Мбайт/с.

Второй (и самый простой) вариант подключения предполагает использование накопителей, оснащенных интерфейсами Fibre Channel. Благодаря постоянному снижению цен эти устройства скоро станут товарами широкого потребления, и тогда будет экономически оправданно оснастить ими серверы рабочих групп или мощные рабочие станции. Большинство производителей систем хранения данных выпускают внешние дисковые массивы Fibre Channel. Однако эти устройства стоят дороже аналогичных по конфигурации SCSI-систем. Причем цены на жесткие диски SCSI и Fibre Channel стали уже примерно одинаковыми, но внешние RAID-контроллеры Fibre Channel стоят дорого — от 15 000 до 50 000 долл.

Дисковый массив Fibre Channel может передавать данные со скоростью около 100 Мбайт/с. Мы протестировали массив NexStor 18F фирмы nStor, оснащенный 18 дисками Fibre Channel емкостью по 18 Гбайт каждый, и получили скорость считывания файлов 94 Мбайт/с. При этом нами использовались ПО RAID и файловая система CentraVision фирмы ADIC. Если вы работаете с несколькими платформами, то стоит консолидировать данные в общем массиве RAID, поскольку администрировать несколько дисковых разделов на разных платформах довольно трудно.

Резервное копирование

Система резервного копирования на базе технологии SAN — мечта любого администратора компьютерной сети с большим объемом хранящихся данных. С ее помощью администратор может не только разгрузить свою сеть (освободив ее от трафика резервного копирования), но и организовать взаимодействие нескольких серверов с одной библиотекой магнитных лент.

Библиотека с интерфейсом SCSI подключается к сети SAN с помощью моста SCSI-to-Fibre Channel. Имея относительно невысокую производительность, ленточные библиотеки не способны насытить трафиком 100-Мбайт/с соединение Fibre Channel, поэтому их редко оснащают такими интерфейсами. Но спрос на ленточные библиотеки Fibre Channel растет, поскольку их просто подключить к сети SAN. В этом мы убедились на собственном опыте, испытав библиотеку Scalar 218FC фирмы ADIC, которая без проблем соединилась с нашей тестовой инфраструктурой.

Новшеством в технологии SAN является появление маршрутизаторов. Эти интеллектуальные устройства реализуют копирование данных с диска на магнитную ленту без участия сервера, на котором размещено ПО резервного копирования. Такое копирование не только экономит ресурсы сервера для решения других задач, но и ускоряет сам процесс копирования, устраняя задержки, связанные с передачей данных через сервер. Кроме того, маршрутизаторы имеют функции исправления ошибок и способны информировать ПО резервного копирования о возникших проблемах. Если процесс резервного копирования данных в вашей сети SAN выходит из под контроля, подумайте о внедрении в ее структуру маршрутизатора.


http://pedant-yaroslavl.ru/remont-iphone-5-5s-5c/zamena-stekla




  
9 '2000
СОДЕРЖАНИЕ

колонка редактора

• Пусть всегда будет сеть

локальные сети

• Анализаторы ЛВС второго поколения

• Проектируем сеть устройств памяти

• Характеристики кабельных систем UTP и проблемы совместимости кабельных компонентов

услуги сетей связи

• "Отпрыск" HTTP повышает масштабируемость IP-телефонии

• Выбрать поставщика Интернет-услуг? Не так это просто

• TDMoIP: эволюционный подход к передаче речи по IP-сетям

• Системы VSAT на выставке "Связь-Экспокомм-2000"

новые продукты

• Система ИКС от Samsung, Универсальная платформа FlexGain, ZENworks for Servers гарантирует администраторам душевное спокойствие, Cisco: с новыми силами за рынок продуктов среднего уровня

корпоративные сети

• Лучшие продукты 2000 года

• Удаленное администрирование Windows NT

• Почему ваша сеть стала работать медленно? Откройте ей "второе дыхание" Часть II

защита данных

• Обеспечение сетевой безопасности SOHO

• Как защитить сеть, не мешая пользователям

электронная коммерция

• Google предпочитает Linux

бизнес

• Информационные системы для муниципальных образований

• Корпоративный переполох

только на сервере

• К быстродействию сети через программное обеспечение

• Средства управления многоузловыми межсетевыми экранами еще не готовы для внедрения на предприятиях

• NetServer LH 6000: высокая производительность в корпоративных сетях


• КАЛЕЙДОСКОП



 Copyright © 1997-2007 ООО "Сети и Системы Связи". Тел. (495) 234-53-21. Факс (495) 974-7110. вверх