1. Введение: основные понятия , топологическое представление сети .

**Сеть хранения данных (SAN)** - является архитектурным решением для подключения внешних устройств хранения данных (например, дисковые массивы, ленточные библиотеки, оптические приводы) к серверам таким образом , чтобы операционная система распознала подключённые ресурсы как локальные .

**Компоненты и термины**

Технологически SAN состоит из следующих компонентов:

1). Узлы, ноды (nodes)

Дисковые массивы (системы хранения данных) — хранилища (таргеты [targets])

Серверы — потребители дисковых ресурсов (инициаторы [initiators]).

2). Сетевая инфраструктура

Коммутаторы (и маршрутизаторы в сложных и распределённых системах)

Кабели

В состав типовой SAN входят следующие основные компоненты:

- HBA-адаптеры (адаптеры шины сервера). HBA-адаптеры предназначены для организации взаимодействия серверов с SAN в соответствии с протоколом Fibre Channel.

- Устройства и системы хранения данных. Это дисковые массивы (в том числе JBOD и RAID), стриммеры, различные библиотеки с интерфейсом Fibre Channel (ленточные, магнитооптические и др.).

- Устройства для создания инфраструктуры SAN. К ним относятся Fibre Channel-концентраторы и коммутаторы, а также маршрутизаторы Fibre Channel-to-SCSI. Концентраторы применяются для соединения устройств по топологии FC-AL. Коммутаторы обеспечивают не только соединение, но и разграничение доступа между устройствами за счёт создания для них специальных логических зон (устройства разных зон не могут обмениваться данными между собой). Эта технология называется зонированием. Для увеличения числа портов SAN коммутаторы можно соединять между собой. Следует отметить, что для этой цели можно также применять мощные и надёжные многопортовые коммутаторы класса director - так называемые "директоры". Группа подключенных друг к другу коммутаторов образует так называемую Fibre Channel fabric. В свою очередь, маршрутизаторы Fibre Channel-to-SCSI (или мосты - bridges) используются для подключения к сети хранения данных устройств, не оборудованных интерфейсом Fibre Channel (например, унаследованных ленточных библиотек или дисковых подсистем).

- Специализированное ПО для SAN. С помощью специальных программных средств в SAN осуществляется резервирование маршрутов доступа серверов к устройствам хранения и динамическое распределение нагрузки между маршрутами.

Также, существует ПО для централизованного управления SAN , то есть конфигурирования, мониторинга, отображения топологии SAN, управления зонированием, контроля доступа к разнородным устройствам хранения, обнаружения сбойных устройств, сбора статистических данных о производительности SAN и так далее.

Для обеспечения бесконфликтной совместной работы разных ОС (под управлением которых работают устройства и системы хранения от разных производителей) требуется распределение устройств хранения по "логическим областям". Эти задачи также решают специальные программные модули.

Кроме этого , при помощи программных средств для SAN решаются задачи удалённого зеркалирования данных в отказоустойчивых решениях и создания мгновенных копий.

Для SAN основными параметрами являются не только производительность , но и надёжность.

Все компоненты SAN обычно дублируются - порты в устройствах хранения и серверах, коммутаторы, линки между коммутаторами и ключевая особенность SAN, по сравнению с LAN-дублированием на уровне всей инфраструктуры сетевых устройств являются фабрики.

Топология сети

В SAN Fibre Channel могут применяться следующие 4 типа подключения устройств (топологии):

- "Точка-точка" (point-to-point) - прямое подключение сервера к устройству или системе хранения.

 - "Петля с арбитражным доступом" (Fibre Channel Arbitrated Loop - FC-AL) - передача данных осуществляется последовательно, от узла к узлу (по петле). Перед началом передачи передающее устройство инициализирует арбитраж за право использования среды передачи данных (откуда и происходит название топологии FC-AL). При использовании топологии FC-AL возможно подключение до 126 устройств хранения данных и серверов. Для этого используются концентраторы Fibre Channel, которые позволяют подключать и отключать устройства, находящиеся в петле FC-AL, без остановки всей системы. При отключении какого-либо устройства в петле концентратор автоматически замыкает, а в случае подключения нового устройства - автоматически размыкает её. При использовании топологии FC-AL полоса пропускания делится между всеми подключенными устройствами. Одновременно могут взаимодействовать только два устройства.

- "Коммутируемое подключение" (switched, FC-SW). Устройства хранения и серверы (всего до 16 млн. единиц) подключаются к коммутатору Fibre Channel. Полоса пропускания доступна для каждого подключенного устройства. При обращении к внешней памяти допускается одновременное взаимодействие нескольких устройств.

- "Смешанное подключение". Для подключения используются как коммутаторы, так и концентраторы.

"Точка-точка" (point-to-point)

Протокол соединения "точка-точка" (РРР) представляет собой протокол инкапсуляции данных, который может применяться в линиях передачи многих типов. РРР — очень надежный и легко настраиваемый протокол.

9.2. Однокоммутаторная структура

Однокоммутаторная структура

Однокоммутаторная структура состоит из одного коммутатора Fibre Channel, сервера и системы хранения данных. Обычно эта топология является базовой для всех стандартных решений, другие топологии создаются объединением однокоммутаторных ячеек.

9.3. Дерево или Каскадная структура

Каскадная структура - это набор ячеек, коммутаторы которых соединяются в дерево с помощью межкоммутаторных соединений. Во время инициализации сети коммутаторы выбирают верхушку дерева и присваивают ISL"ам статус "upstream" (вверх) или "downstream" (вниз)в зависимости от того, ведёт этот линк в сторону главного свитча или на периферию .

9.4.Решётка

Решётка - это набор ячеек, коммутатор каждой из которых соединён со всеми другими. При отказе одного ISL соединения связность сети не нарушается. Недостаток-большая избыточность соединений.

Сетка — это модификация решетки , где все коммутаторы соединены друг с другом. Характеризуется высокой надёжностью, производительностью и ценой. Количество портов, требуемое под межкоммутаторные связи, с добавлением каждого нового коммутатора в схему растёт экспоненциально. При определённой конфигурации может не хватить портов под узлы — все будут заняты под ISL. Partial Mesh — любое хаотическое объединение коммутаторов.

9.5.Кольцо

Кольцо практически повторяет схему топологии решётка. Среди преимуществ-использование меньшего количества ISL соединений.

9.6.Центрально-распределённая

Центрально-распределённая топология практически повторяет схему топологии решётка. Важным преимуществом является уменьшение избыточности соединений и высокая степень отказоустойчивости.

Центр/периферия (Core/Edge) — очень похожа на топологию LAN, но без уровня распределения. Часто хранилища подключаются к Core-коммутаторам, а серверы — к Edge. Хотя для хранилищ может быть выделен дополнительный слой (tier) Edge-коммутаторов. И хранилища , и серверы могут быть подключены в один коммутатор для повышения производительности и снижения времени отклика (это называется локализацией). Такая топология характеризуется хорошей масштабируемостью и управляемостью.

9.7.Зонинг (зонирование, zoning)

Ещё одна топология характерная для SAN . Это определение пар инициатор-таргет.( то есть жесткое определение того, какие серверы могут иметь доступ к каким дисковым ресурсам). Это достигается следующим путем:

-выбранные пары добавляются в предварительно созданные на коммутаторе зоны(zones);

-зоны помещаются в наборы зон (zone set,zone config),созданные там же;

-наборы зон активируются в фабрике.