Совместное использование IP и Fibre Channel

Наиболее популярным в наше время протоколом для передачи данных в корпоративных сетях является протокол IP. При этом доступ к данным выполняется с помощью сетей хранения либо через SCSI (Small Computer System Interface). Для совмещения данных систем администратору необходимо поддерживать функционирование разных систем. Все это значительно усложнило работу и сделало обслуживание гораздо более дорогостоящим. Поэтому было разработано новое решение для интеграции IP и SAN.

SCSI был основным протоколом передачи данных от сервера к серверу примерно с 80-х годов прошлого века, и это вопреки ограничениям по количеству подключенных устройств и максимальной длине линий связи между ними. Отличием данного протокола является то, что каждый сервер безраздельно владеет своими устройствами, и при его поломке данные попросту теряются.

Минусы протокола SCSI не были в свою очередь присущи Fibre Channel. При его введении удалось снять ограничения по количеству устройств и увеличить расстояние между ними до 10 км. Этот протокол имеет высокую пропускную способность, благодаря конструктивному решению, но при этом и у него есть свои ограничения, которые можно убрать только при помощи IP-сетей. Так существует Internet Fibre Channel Protocol (iFCP), который может интегрировать FC устройства и структуры в IP, где каждому устройству присваивается уникальный IP-адрес, благодаря которому можно избежать маршрутизации данных FC. Так же данное соединение позволяет избежать некоторых ошибок в работе сетей хранения.

Из сетей IP не было блокового доступа к данным, до введения стандарта для инкапсуляции протокола SCSI в TCP/IP, что позволило серверам обмениваться стандартными командами SCSI.

При использовании Fibre Channel, появились также NAS устройства, которые стали подключать масштабируемые файловые системы прямо к локальной сети на основе IP/Ethernet. Эти устройства достаточно просты в установке и обслуживании. Для них существует поддержка локальных файловых систем, и разные серверы могут получать совместный доступ к ним через протоколы преобразования. Данные устройства удобнее устройств блокового уровня, а для применения в гетерогенных средах (NT, Unix, Solaris) оптимальны.

Сейчас в продаже имеется множество устройств, предназначенных для организации IP SAN сетей.

IP Storage Switch применяется для коммутации устройств, использующих как iSCSI так и FC протоколы. Он может коммутировать IP/Gigabit Ethernet а так же преобразовывать различные протоколы.

iSCSI Initiators - серверы, которые используют передачу данных на блочном уровне, а также интегрируют SCSI команды в TCP/IP.

iSCSI Targets представляют из себя устройства хранения, получающие команды iSCSI обмениваются данными в IP сети через межсетевые коммутаторы.

Адаптеры iSCSI и сетевые интерфейсные карты (NIC)- это карты Gigabit Ethernet имеющие аппаратную поддержку протоколов iSCSI и TCP/IP, и выполняющие с точки зрения взаимодействия между хост-системой и сетью хранения данных те же функции, что и контроллеры Fibre Channel. К обычным сетевым картам Ethernet 10/100 или Gigabit Ethernet тоже можно добавить программный драйвер iSCSI, но это удвоит нагрузку на ЦП. Чтобы снизить данную нагрузку и для оптимизации производительности системы необходимо использовать специальные контроллеры iSCSI.

У подобных сетей можно отметить ряд плюсов:

• использование мощных систем с высокой производительностью и стабильностью;
• доступ к сетям хранения через FC и при необходимости переход к сети IP;
• независимый доступ к устройствам по всей сети;
• iSCSI-, FC, NAS объединены в среде IP при участии в долгосрочной стратегии хранения;
• удобные управление и доступ;
• увеличенный доступ iSCSI-устройств к high-end системам/сетям хранения;
• IP-ядро коммутационной системы;
• различные виды резервного копирования как локального так и удаленного;
• копирование "точка-точка";
• в общих массивах гетерогенных ресурсов хранения данных, хранение виртуализированно.

К недостаткам данной системы, которые возможно сдерживают ее развитие, стоит отнести совмещение трафиков хранения данных и сообщений в одной IP-сети. Во избежание подобных ситуаций необходимо обеспечить разделение трафика на разные сегменты. К тому же наличие общей сетевой технологии позволяет осуществлять общее управление, вне зависимости от типа построенной сети.

На данный момент существует несколько типов смешанных сред хранения.

К примеру, сеть SAN с первичным дата-центром и несколькими удаленными подключениями, в которых объединяются большие SAN на базе IP и на базе FC, а также другие IP- и NAS-устройства при помощи одной IP-сети.

Так же существует схема хранения данных на удаленном дата-центре, с использованием мультипротокольной сети IP-SAN.

К особенностям первичного SAN дата-центра можно отнести:

• использование SAN на базе Fibre Channel (контроллеры, коммутаторы, диски) в качестве мощного ресурса хранения;
• создание сети iSCSI SAN;
• подключение NAS-систем к IP-коммутаторам, для увеличения возможностей системы;
• использование единой технологии IP, через высокоскоростные соединения.

Из всего вышеперечисленного видно, что использование смешанных (IP и Fibre Channel) сетевых ресурсов хранения в мультипротокольной сети SAN помогает создать удобную и функциональную систему хранения данных, в которой реализованы удачные решения доступа к ресурсам, с возможностью объединять их и управлять ими как единой средой, для которой существует огромное множество локальных и удаленных приложений.