Ускоренный курс по организации сетей хранения данных (часть 3)

• Ускоренный курс по организации сетей хранения данных (часть 5)
• Ускоренный курс по организации сетей хранения данных (часть 6)

Введение

Во второй части этой серии статей я рассказал все о хостах и их аппаратном обеспечении. В этой статье я хочу обратить внимание на ткань для хранения.

Как объяснялось ранее, SAN состоят из трех основных уровней — уровня хоста (о котором я говорил в предыдущей статье), уровня фабрики и уровня хранения. Слой фабрики состоит из сетевого оборудования, которое устанавливает связь между хостом и целевым хранилищем. Слой фабрики может состоять из таких элементов, как концентраторы SAN, коммутаторы SAN, оптоволоконные кабели и многое другое.

Топологии фабрики

Прежде чем я слишком углублюсь в обсуждение уровня структуры, мне нужно объяснить, что сети SAN на самом деле представляют собой не что иное, как сети, предназначенные исключительно для облегчения связи между хостами и объектами хранения. В таком случае неудивительно, что существует множество различных топологий, которые вы можете реализовать. В некотором смысле топологии структуры SAN имитируют топологии, которые можно использовать в обычных сетях, отличных от SAN. Есть три основные топологии ткани, о которых вам нужно знать. К ним относятся точка-точка, арбитражная петля и коммутируемая фабрика.

Точка-точка

«Точка-точка» — это самая простая и наименее дорогая топология сети SAN. Однако он также является наименее практичным. Топология «точка-точка» — это, по сути, прямое соединение между хостом и целевым хранилищем. Простота и экономия средств вступают в игру благодаря тому факту, что не требуется дополнительное оборудование SAN (например, коммутаторы и маршрутизаторы). Конечно, цена этой простоты заключается в том, что фабрика может включать только два устройства — хост и целевое хранилище. Ткань нельзя расширить без переключения на другую топологию. Из-за этого некоторые утверждают, что точка-точка даже не является истинной топологией SAN.

Арбитражный цикл

Самая простая и наименее дорогая топология «настоящей SAN» — это арбитражная петля. Арбитражная петля использует концентратор Fibre Channel. Концентраторы похожи на коммутаторы в том смысле, что они содержат порты, и устройства могут взаимодействовать друг с другом через эти порты. Однако на этом сходство заканчивается.

Концентраторам Fibre Channel не хватает интеллекта коммутатора, и они не сегментируют связь, как это делает коммутатор. Это приводит к нескольким важным ограничениям. Во-первых, все устройства, подключенные к концентратору, существуют в пределах общего домена коллизий. Это означает, что только одно устройство может передавать данные одновременно. В противном случае, если два устройства попытаются установить одновременную связь, передачи будут конфликтовать друг с другом и уничтожаться.

Из-за того, как работают концентраторы Fibre Channel, каждый концентратор обеспечивает определенную полосу пропускания, и эта полоса пропускания должна совместно использоваться всеми устройствами, подключенными к концентратору. Это означает, что чем больше устройств вы подключаете к концентратору Fibre Channel, тем больше каждое устройство должно конкурировать с другими устройствами за пропускную способность.

Из-за ограничений полосы пропускания и емкости устройства топология арбитражного контура подходит только для малого или среднего бизнеса. Ограничение на количество устройств, которые можно подключить к арбитражной петле, составляет 127. Хотя это может показаться большим количеством устройств, важно помнить, что это теоретический, а не практический предел.

В реальном мире концентраторы Fibre Channel найти становится все труднее, но их все еще можно купить. Большинство концентраторов Fibre Channel, которые я недавно видел, предлагают только восемь портов. Однако это не означает, что вы можете построить концентратор только с восемью устройствами. Вы можете использовать метод, называемый каскадированием концентраторов, чтобы объединить несколько концентраторов в один арбитражный цикл.

По мере того, как арбитражный цикл увеличивается в размерах, следует помнить о нескольких вещах. Во-первых, ограничение в 127 устройств, о котором я упоминал ранее, является ограничением для всего арбитражного цикла, а не только для одного концентратора. Вы не можете превысить лимит устройств, просто подключив чрезмерное количество концентраторов вместе.

Еще одна вещь, которую следует учитывать, это то, что сам концентратор считается устройством. Следовательно, восьмипортовый концентратор с устройством, подключенным к каждому порту, фактически будет считаться девятью устройствами.

Вероятно, самое важное, что следует помнить в отношении каскадирования концентраторов, это то, что производители аппаратного обеспечения имеют свои собственные правила каскадирования концентраторов. Например, многие имеющиеся на рынке концентраторы Fibre Channel можно каскадировать дважды, а это означает, что максимальное количество концентраторов, которые можно использовать в арбитражном цикле, равно трем. Если предположить, что каждый концентратор содержит восемь портов, то весь арбитражный цикл будет состоять максимум из 24 устройств (хотя фактическое количество устройств будет равно 27, поскольку каждый из трех концентраторов считается устройством).

Имейте в виду, что это представляет собой наилучший сценарий (при условии, что производитель устанавливает ограничение на три концентратора). Причина, по которой я это говорю, заключается в том, что в некоторых случаях вам может понадобиться использовать порт концентратора для подключения следующего концентратора в каскаде. Некоторые концентраторы предлагают выделенные каскадные порты отдельно от портов устройств, а другие — нет.

Ранее я упоминал, что использование арбитражного цикла — самый дешевый и простой способ построить SAN. Причина этого в том, что концентраторы Fibre Channel обычно не требуют какой-либо настройки. Устройства можно просто подключить, а концентратор сделает все остальное. Однако имейте в виду, что арбитражные петли, как правило, медленные (по сравнению с коммутируемыми фабриками) и что им не хватает той гибкости, которой славятся SAN.

Переключаемая ткань

Третья топология известна как коммутируемая структура. Коммутируемая структура, вероятно, является наиболее широко используемой топологией Fibre Channel на сегодняшний день. Это, безусловно, самая гибкая из трех топологий, но и самая дорогая в реализации. Однако когда дело доходит до SAN, вы обычно получаете то, за что платите.

Как следует из названия, топология коммутируемой фабрики использует коммутатор Fibre Channel. На коммутаторы Fibre Channel не распространяются те же ограничения, что и на концентраторы. В то время как арбитражная петля имеет теоретический предел в 127 устройств, коммутируемая структура теоретически может масштабироваться для размещения миллионов устройств. Кроме того, из-за того, как работает коммутируемая фабрика, любое устройство внутри фабрики может взаимодействовать с любым другим устройством.

Как видите, коммутаторы Fibre Channel очень мощные, но они также могут стать единой точкой отказа. Отказ коммутатора может вывести из строя всю SAN. Таким образом, коммутируемые сети обычно разрабатываются таким образом, что в них используются резервные коммутаторы. Это позволяет SAN продолжать функционировать в случае отказа коммутатора. В следующей статье этой серии я расскажу о коммутационных тканях более подробно.

Вывод

В этой статье я познакомил вас с тремя основными топологиями, которые используются для связи SAN. В части 4 этой серии статей я планирую более подробно рассказать о топологии коммутируемой фабрики и о коммутаторах Fibre Channel в целом.

• Ускоренный курс по организации сетей хранения данных (часть 4)
• Ускоренный курс по организации сетей хранения данных (часть 5)
• Ускоренный курс по организации сетей хранения данных (часть 6)