Jaringan area penyimpanan

Jaringan area penyimpanan (JAP) (, SAN) adalah jaringan komputer yang menyediakan akses ke penyimpanan data tingkat blok yang terkonsolidasi. JAP digunakan untuk meningkatkan aksesbilitas perangkat penyimpanan, seperti larik diska dan pustaka kaset ke peladen sehingga perangkat muncul ke sistem operasi sebagai perangkat yang terpasang secara lokal. JAP biasanya adalah jaringan khusus perangkat penyimpanan yang tidak dapat diakses melalui jaringan area lokal (JAL) oleh perangkat lain, sehingga mencegah gangguan lalu lintas JAL dalam pentransferan data.

Biaya dan kerumitan JAP turun pada awal tahun 2000-an ke tingkat yang memungkinkan adopsi yang lebih luas di perusahaan dan lingkungan bisnis kecil hingga menengah.

JAP tidak menyediakan abstraksi berkas, hanya operasi tingkat blok. Namun, sistem berkas yang dibangun di atas JAP dapat menyediakan akses tingkat berkas, dan dikenal sebagai shared-disk file systems.

Arsitektur penyimpanan 

Jaringan area penyimpanan (JAP) terkadang disebut juga sebagai jaringan dibelakang peladen dan secara historis dikembangkan dari model penyimpanan data terpusat, tetapi dengan jaringan datanya sendiri. JAP paling sederhana adalah jaringan khusus untuk penyimpanan data. Selain menyimpan data, JAP mengizinkan untuk membuat cadangan data secara otomatis, dan pemantauan penyimpanan data. JAP adalah kombinasi perangkat keras dan perangkat lunak. JAP berkembang dari arsitektur mainframe sentris data, di mana klien dalam jaringan dapat terhubung ke beberapa peladen yang menyimpan berbagai jenis data. Untuk memperluas kapasistas penyimpanan saat volume data bertambah, direct-attached storage (DAS) turut dikembangkan, di mana larik diska atau just a bunch of disks (JBOD) dipasang ke peladen. Dalam arsitektur ini, perangkat penyimpanan dapat ditambahkan untuk meningkatkan kapasistas penyimpanan. Namun, peladen tempat perangkat penyimpanan diakses adalah satu titik kegagalan dan sebagian besar lebar pita jaringan JAL digunakan untuk mengakses, menyimpan, dan mencadangkan data. Untuk mengatasi satu masalah titik kegagalan, sebuah arsitektur direct-attached shared storage turut diimplementasikan, di mana beberapa peladen dapat mengakses perangkat penyimpanan yang sama.

Direct-attached shared storage (DAS) adalah sistem penyimpanan jaringan pertama dan masih banyak diimplementasikan di mana persyaratan penyimpanan data tidak terlalu tinggi. Di luar itu dikembangkan arsitektur penyimpanan jaringan terlampir (PJT), di mana satu atau lebih peladen berkas atau perangkat penyimpanan khusus tersedia dalam JAL. Oleh karena itu, transfer data yang terutama untuk pencadangan, masih berlangsung melalui JAL yang ada. Jika lebih dari satu terabita data disimpan pada satu waktu, lebar pita JAL menjadi macet (bottleneck). Oleh karena itu JAP dikembangkan, di mana jaringan penyimpanan khusus dilampirkan ke JAL, dan data ber-terabita ditransfer melalui jaringan lebar pita dan berkecepatan tinggi. Dalam jaringan penyimpanan, perangkat penyimpanan saling berhubungan. Transfer data antara perangkat penyimpanan, seperti untuk cadangan, terjadi di belakang proses peladen dan terus terkoneksi. Sementara dalam arsitektur PJT data ditransfer menggunakan protokol TCP dan IP melalui Eternet, protokol berbeda dikembangkan untuk JAP, seperti Fibre Channel, iSCSI, Infiniband. Oleh karena itu, JAP sering memiliki jaringan dan perangkat penyimpanan sendiri, yang harus dibeli, diinstal, dan dikonfigurasi. Ini membuat JAP secara inheren lebih mahal daripada arsitektur PJT.

Komponen JAP 

JAP memiliki perangkat jaringan sendiri, seperti sakelar JAP. Untuk mengakses JAP harus menggunakan peladen JAP yang akan terhubung ke antarmuka JAP. Dalam JAP, berbagai perangkat penyimpanan data dapat saling terkoneksi, seperti JAP yang mampu menampung larik diska, JBOD, dan pustaka kaset.

Lapisan hos 
Peladen yang memperbolehkan akses ke JAP dan perangkat penyimpanannya akan membentuk lapisan hos JAP. Peladen tersebut memiliki adaptor bus hos yang merupakan kartu yang terpasang pada slot di papan utama peladen (biasanya slot PCI) dan dijalankan dengan perangkat tegar dan pemacu peranti yang sesuai. Melalui adaptor bus hos, sistem operasi peladen dapat berkomunikasi dengan perangkat penyimpanan di JAP. Kabel terhubung ke kartu adaptor bus hos melalui gigabit interface converter (GBIC). Konverter antarmuka ini juga melekat pada sakelar dan perangkat penyimpanan di dalam JAP, dan mereka mengubah bit digital menjadi impuls cahaya yang kemudian dapat ditransmisikan melalui kabel Fibre Channel. Sebaliknya, GBIC mengubah impuls cahaya yang masuk menjadi bit digital. Pendahulu GBIC disebut gigabit link module (GLM). Ini hanya berlaku untuk penyebaran Fibre Channel.

Lapisan fiber 

Lapisan fabric terdiri dari perangkat jaringan JAP yang mencakup switch JAP, perute, jembatan protokol, peranti gateway, dan kabel. Perangkat jaringan JAP memindahkan data di dalam JAP, atau antara inisiator, seperti porta HBA dari sebuah peladen, dan target, seperti porta perangkat penyimpanan. Jaringan JAP biasanya dibangun dengan redundansi, sehingga sakelar JAP terhubung dengan tautan redundan. Switch JAP menghubungkan server dengan perangkat penyimpanan dan biasanya non-blocking, sehingga mentransmisikan data di semua kabel yang terpasang pada saat yang sama. Ketika JAP pertama kali dibangun, hub adalah satu-satunya perangkat yang mampu melakukan Fibre Channel, tetapi sakelar Fibre Channel dikembangkan dan hub sekarang jarang ditemukan di JAP. Switch memiliki keunggulan dibandingkan hub sehingga memungkinkan semua perangkat yang terpasang untuk berkomunikasi secara bersamaan, karena switch menyediakan tautan khusus untuk menghubungkan semua portnya satu sama lain. Switch JAP adalah untuk tujuan redundansi yang diatur dalam topologi yang disatukan. Switch JAP tunggal dapat memiliki sedikitnya 8 port, hingga 32 port dengan ekstensi modular.Disebut switch kelas direktur dapat memiliki 128 port. Ketika JAP pertama kali membangun Fibre Channel harus diimplementasikan melalui kabel tembaga, hari ini kabel serat optik multimode digunakan dalam JAP. Dalam JAP yang diaktifkan, protokol kain serat Channel yang diaktifkan FC-SW-6 digunakan, di mana setiap perangkat di JAP memiliki hardcoded. Alamat World Wide Name (WWN) di host bus adapter (HBA). Jika suatu perangkat terhubung ke JAP WWN-nya terdaftar di server nama switch JAP.Sebagai pengganti WWN, atau nama port di seluruh dunia (WWPN), vendor perangkat penyimpanan JAP Channel Channel juga dapat melakukan hardcode pada node di seluruh dunia nama (WWNN). Port-port perangkat penyimpanan biasanya memiliki WWN yang dimulai dengan 5, sedangkan adapter bus server mulai dengan 10 atau 21.

Lapisan Penyimpanan 

Di atas Fiber Channel-Switched Protocol sering kali protokol serial Small Computer Systems Interface (SCSI), diimplementasikan di server dan perangkat penyimpanan JAP. Ini memungkinkan aplikasi perangkat lunak untuk berkomunikasi, atau menyandikan data, untuk perangkat penyimpanan. Internet Small Computer Systems Interface (iSCSI) melalui Ethernet dan protokol Infiniband juga dapat ditemukan diimplementasikan dalam JAP, tetapi sering dijembatani ke dalam Fibre Channel JAP.Namun, perangkat penyimpanan Infiniband dan iSCSI, khususnya disk array, tersedia.

Berbagai perangkat penyimpanan dalam JAP dikatakan membentuk lapisan penyimpanan. Ini dapat mencakup berbagai perangkat hard disk dan pita magnetik yang menyimpan data. Dalam JAP, disk array bergabung melalui RAID, yang membuat banyak hard disk terlihat dan berfungsi seperti satu perangkat penyimpanan besar. Setiap perangkat penyimpanan, atau bahkan partisi pada perangkat penyimpanan itu, memiliki nomor unit logis (LUN) ) ditugaskan untuk itu. Ini adalah nomor unik dalam JAP dan setiap simpul di JAP, baik itu server atau perangkat penyimpanan lain, dapat mengakses penyimpanan melalui LUN. LUN memungkinkan kapasitas penyimpanan JAP untuk disegmentasi dan untuk penerapan kontrol akses. Server tertentu, atau sekelompok server, dapat, misalnya, hanya diberikan akses ke bagian tertentu dari lapisan penyimpanan JAP, dalam bentuk LUN. Ketika perangkat penyimpanan menerima permintaan untuk membaca atau menulis data, itu akan memeriksa daftar aksesnya untuk menentukan apakah node, yang diidentifikasi oleh LUN-nya, diizinkan untuk mengakses area penyimpanan, juga diidentifikasi oleh LUN. LUN masking adalah teknik di mana adaptor bus host dan perangkat lunak JAP dari server membatasi LUN yang menerima perintah. Dalam melakukannya, LUN yang seharusnya tidak boleh diakses oleh server ditutup-tutupi.Metode lain untuk membatasi akses server ke perangkat penyimpanan JAP tertentu adalah kontrol akses berbasis-kain, atau zonasi, yang harus diterapkan pada perangkat jaringan JAP dan server. Dengan demikian akses server dibatasi untuk perangkat penyimpanan yang berada di zona JAP tertentu.

Protokol Jaringan 
Sebagian besar jaringan penyimpanan menggunakan protokol SCSI untuk komunikasi antara server dan perangkat disk drive. Lapisan pemetaan ke protokol lain digunakan untuk membentuk jaringan:

 ATA over Ethernet (AoE), mapping of ATA over Ethernet
 Fibre Channel Protocol (FCP), the most prominent one, is a mapping of SCSI over Fibre Channel
 Fibre Channel over Ethernet (FCoE)
 ESCON over Fibre Channel (FICON), used by mainframe computers
 HyperSCSI, mapping of SCSI over Ethernet
 iFCP or SANoIP mapping of FCP over IP
 iSCSI, mapping of SCSI over TCP/IP
 iSCSI Extensions for RDMA (iSER), mapping of iSCSI over InfiniBand
 SCSI RDMA Protocol (SRP), another SCSI implementation for RDMA transports

Jaringan penyimpanan juga dapat dibangun menggunakan teknologi SAS dan SATA . SAS berevolusi dari SCSI direct-attached storage. SATA berevolusi dari IDE direct-attached storage. Perangkat SAS dan SATA dapat menggunakan jaringan dengan SAS Expanders.

Coontoh stacked protocols menggunakan SCSI:

Perangkat lunak JAP 
JAP didefinisikan sebagai jaringan dengan tujuan khusus, Storage Networking Industry Association (SNIA) mendefinisikan JAP sebagai "sebuah jaringan yang tujuan utamanya adalah mentransfer data antara sistem komputer dengan elemen penyimpanan". Tetapi JAP tidak hanya terdiri dari infrastruktur komunikasi, melainkan memiliki lapisan manajemen perangkat lunak. Perangkat lunak ini mengontrol server, perangkat penyimpanan, dan jaringan sehingga data dapat ditransfer dan disimpan. Karena JAP bukan penyimpanan terpasang langsung (Direct Attached Storage (DAS)), perangkat penyimpanan di JAP tidak dimiliki dan tidak dikelola oleh server.Penyimpanan data yang dapat diakses oleh satu server melalui JAP mempunyai kapasitas yang tidak terbatas dan dapat diakses oleh server lain. Selain itu, perangkat lunak JAP harus memastikan bahwa data yang dipindahkan secara langsung antara perangkat penyimpanan dalam JAP, dengan minimal intervensi server.

Perangkat lunak manajemen JAP telah terinstal pada server dan klien manajemen perangkat penyimpanan. Dua macam pendekatan telah dikembangkan untuk manajemen perangkat lunak JAP, yaitu manajemen in-band dan manajemen out-of-band. Manajemen in-band artinya data antara server dan perangkat penyimpanan ditransmisikan pada jaringan yang sama dengan data penyimpanan. Sedangkan manajemen out-of-band artinya data dikirim melalui tautan atau link khusus . Perangkat lunak manajemen JAP akan mengumpulkan data dari semua perangkat penyimpanan di lapisan penyimpanan, termasuk info tentang kegagalan dalam membaca dan menulis data, kemacetan kapasitas penyimpanan, dan kegagalan perangkat penyimpanan. Perangkat lunak manajemen JAP sudah terintegrasi dengan Simple Network Management Protocol (SNMP).

Pada tahun 1999, sebuah standar diperkenalkan untuk mengelola perangkat penyimpanan dan menyediakan interoperabilitas yaitu Common Information Model (CIM). Versi CIM yang berbasis web disebut dengan Web-Based Enterprise Management (WBEM) yang mendefinisikan objek perangkat penyimpanan JAP dan memproses sebuah transaksi. Penggunaan protokol ini melibatkan CIM Object Manager (CIMOM), untuk mengelola objek dan interaksi, dan mengizinkan manajemen pusat JAP. Manajemen perangkat untuk JAP juga dapat dicapai melalui Spesifikasi Antarmuka Manajemen Penyimpanan (Storage Management Interface Specification (SMI-S)) jika objek dan proses CIM terdaftar dalam direktori. Aplikasi dan subsistem perangkat lunak kemudian dapat digambar pada direktori ini. Aplikasi perangkat lunak manajemen juga tersedia untuk mengonfigurasi perangkat penyimpanan JAP, memungkinkan, misalnya, konfigurasi zona dan nomor unit logis (LUN).

Akhirnya, jaringan JAP dan perangkat penyimpanan tersedia dari banyak vendor. Setiap vendor JAP memiliki perangkat lunak manajemen dan konfigurasi sendiri. Manajemen umum di JAP yang menyertakan perangkat dari vendor yang berbeda hanya mungkin jika vendor membuat antarmuka pemrograman aplikasi (API) untuk perangkat mereka tersedia untuk vendor lain. Dalam kasus seperti itu, perangkat lunak manajemen JAP tingkat atas dapat mengelola perangkat JAP dari vendor lain.

Sistem file JAP 
Dalam JAP, data telah ditransfer, disimpan, dan diakses pada tingkat blok. Oleh karena itu JAP tidak menyediakan abstraksi file data, hanya menyediakan penyimpanan dan operasi tingkat blok saja. Tetapi sistem file telah dikembangkan untuk dapat bekerja dengan perangkat lunak JAP yang menyediakan akses tingkat file. Hal ini juga dikenal sebagai sistem file JAP, atau sistem file disk yang dibagikan. Sistem operasi server memelihara dan mendedikasikan untuk sistem file mereka sendiri, LUN yang tidak dibagikan, dan seolah-olah milik mereka sendiri. Jika beberapa sistem mencoba untuk berbagi LUN, maka hal ini akan dapat mengganggu dan dapat merusak data dengan cepat. Setiap pembagian data pada komputer yang berbeda dalam suatu LUN memerlukan perangkat lunak, seperti sistem file JAP atau pada komputasi cluster.

Pada media dan hiburan 
Sistem pengeditan video membutuhkan kecepatan transfer data yang sangat tinggi dan latensi yang sangat rendah. JAP pada media dan hiburan sering disebut tanpa server, karena konfigurasi alur kerja video (mengedit atau memutar) langsung dilakukan di komputer desktop tanpa membutuhkan server. Kontrol laju data dikelola oleh sistem file yang telah terdistribusi seperti StorNext milik Quantum. Kontrol penggunaan bandwidth per node, kadang disebut sebagai kualitas layanan (Quality of Service (QoS)). QoS sangat penting dalam mengedit video karena QoS memastikan penggunaan bandwidth yang merata dan diprioritaskan di seluruh jaringan.

Kualitas Layanan 
Kualitas layanan penyimpanan JAP memungkinkan kinerja yang diinginkan untuk menghitung dan memelihara pengguna jaringan yang mengakses perangkat. Beberapa faktor yang memengaruhi kualitas layanan JAP adalah:

 Bandwidth Laju data yang tersedia pada system.
 Latency waktu delay untuk baca dan tulis.
 Queue depth Jumlah operasi yang menunggu untuk di eksekusi (tradisional atau solid-state drives).

QoS dapat terkena dampak dalam sistem penyimpanan JAP dengan peningkatan lalu lintas data (lonjakan penggunaan) yang tidak terduga dari satu pengguna jaringan yang dapat menyebabkan penurunan kinerja bagi pengguna lain di jaringan yang sama. Ini dapat dikenal sebagai "efek noise neighbor." Ketika layanan QoS diaktifkan dalam sistem penyimpanan JAP, "efek noise neigbor" dapat dicegah dan kinerja penyimpanan jaringan dapat diprediksi secara akurat.

Menggunakan QoS penyimpanan JAP berbeda dengan menggunakan disk over-provisioning di lingkungan JAP. Penyisihan berlebih dapat digunakan untuk menyediakan kapasitas tambahan untuk mengkompensasi beban lalu lintas jaringan puncak. Namun, ketika beban jaringan tidak dapat diprediksi, penyediaan berlebihan pada akhirnya dapat menyebabkan semua bandwidth dikonsumsi secara penuh dan latensi meningkat secara signifikan yang mengakibatkan penurunan kinerja JAP.

Virtualisasi Penyimpan 
Virtualisasi penyimpan adalah proses abstrak penyimpanan logis dari penyimpanan fisik. Sumber daya penyimpanan fisik dikumpulkan ke dalam kumpulan penyimpanan, dari mana penyimpanan logis dibuat. Ini menyajikan kepada pengguna ruang logis untuk penyimpanan data dan secara transparan menangani proses pemetaan ke lokasi fisik, sebuah konsep yang disebut transparansi lokasi. Ini diimplementasikan dalam array disk modern, sering kali menggunakan teknologi milik vendor. Namun, tujuan virtualisasi penyimpanan adalah untuk mengelompokkan beberapa array disk dari vendor yang berbeda, yang tersebar di jaringan, ke dalam satu perangkat penyimpanan. Perangkat penyimpanan tunggal kemudian dapat dikelola secara seragam.

Referensi

Pranala luar 
 Introduction to Storage Area Networks Exhaustive Introduction into SAN, IBM Redbook
 SAN vs. DAS: A Cost Analysis of Storage in the Enterprise
 SAS and SATA, solid-state storage lower data center power consumption
 SAN NAS Videos
 Storage Area Network Info 
 20 most promising enterprise storage solution providers of 2018

Penyimpanan komputer