パート2の序文
最初の部分では、データストレージシステムの構築の基本的な側面を扱いました。 次に、実際のコンポーネント、特に選択した機器の使用、交換プロトコル、および内部ネットワークのトポロジについて説明します。
ネットワークプロトコルと必要な機能
データストレージシステムの構築を開始する前に、使用するシステムを決定する必要があります。
今日、サーバーとストレージシステム間の交換中に何らかの方法で適用できるさまざまなプロトコルがあります。 ただし、最も普遍的であると同時に最も要求の厳しいものを選択するのが最善です。
データ交換用のすべてのストレージシステムとプロトコルは、アクセスの種類によって条件付きでファイルとブロックに分割できます。
ファイルアクセスストレージは、一般的なアプリケーションレベルのプロトコルを介してデータを交換するネットワークリソースです。 最も一般的に使用されるのは、CIFS、NFS、AFPです。 FTP、TFTP、SFTPなど、他のファイル転送プロトコルが使用されます。 そのようなデバイスは、略してNetwork Attached Storageと呼ばれます-NAS。 実際、NASはファイルサーバーであり、そのハードウェアとソフトウェアは、ファイルの保存と交換のタスクに最適化されています。
ブロックアクセスストレージは、論理ユニット番号、LUNなどの一意の番号を持つ特別に編成されたボリュームの使用を提供します。 同時に、論理的な組織の観点から見た接続されたストレージリソースは、ローカルハードドライブのように見えます。 この場合、FCP（ファイバーチャネル用）、iSCSI、FCoE、ATAoEなど、イーサネットネットワーク用の特別なアクセスプロトコルが使用されます。 このタイプのストレージシステムはストレージエリアネットワークと呼ばれ、「SAN」と略され、高性能データネットワークに接続されたディスクアレイです。 ISCSIプロトコルは、実装が単純であり、リソースが気に入らないため、予算の多いストレージシステムで非常に人気があります。
重要なお知らせ 。 この記事のフレームワークでは、ストレージシステムの作成と運用のすべての側面について話すことは不可能です。 したがって、追加情報については、他のソースに連絡する必要があります。 それらのいくつかは、記事の最後に示されています。
通常の使用時のブロックアクセスストレージシステム（ローカルハードドライブなど）では、データ損失のリスクなしに複数の接続を許可しませんが、多くのクライアントへの接続にはファイルストレージを使用できます。
注 特定の条件下では、たとえば、共有ディスクのファイルシステムを使用する場合など、ブロックストレージを複数のクライアントに接続できます。 特に、VMware ESX（i）ホストサーバーは、VMFSファイルシステムの存在下でブロックアクセスストレージに同時に接続して動作できます。
この制限には、特定のアクセス制御手段が必要です。 ファイバーチャネルネットワークでは、これにゾーニングが使用され、イーサネットファミリでは、パスワード認証メカニズムと仮想サブネット（VLAN）への分離が使用されます。
注 仮想ローカルエリアネットワーク（VLAN）-たとえば、同じセキュリティ要件を持つ単一のプロパティセットを持つポートのグループの形で、ローカルネットワークの人為的に制限されたセグメント。 接続されたデバイスの物理的な場所に関係なく、単一の仮想ブロードキャストドメイン内で相互に情報を交換できます。
アクセスをブロックするもう1つの重要なパラメータは、通信チャネルの予約です。 ネットワークリソースにコピーするときに改行が発生した場合、ファイルを上書きするだけで、ブロックアクセスではファイルシステムに重大なエラーが表示されます。 ここでは、イーサネットファミリのネットワークの複数のデータラインを1つの論理チャネルに結合すると便利です。 この機能は、リンク集約、または略してLAGGと呼ばれます。 フォールトトレランスの向上に加えて、リンクアグリゲーションは帯域幅を増やすことができます。
さまざまなストレージシステムを構築するための基礎となるUNIXライクなシステム（Linux、BSD、Solaris）を運用する場合、リンク集約制御プロトコルが最もよく使用されます。 このオープン標準プロトコルは、IEEE 802.3adおよびIEEE 802.1aqのドキュメントに記載されており、単純なシステムのリンク集約に広く使用されています。
システムのパフォーマンスを改善するには、トラフィックメンテナンスのコストを削減することが重要です。 1つの方法は、より大きなデータパケットを使用することです。 したがって、同じ情報を送信するのに必要なパケットが少ない場合、処理時間が短縮され、ハードウェアリソースが節約されます。 したがって、ジャンボフレーム機能も適切ではありません。
注 ジャンボフレームは、イーサネットファミリのネットワークのメカニズムです。これにより、1500バイト（IEEE 802.3グループ標準で指定されている値）を超えるデータブロックを転送することができます。 IPネットワークに基づくストレージシステムで最も一般的な方法は、フレームサイズを9000バイトのデータに設定することです。たとえば、iSCSI、NFS、GIFS（SMB）プロトコルによる交換を高速化します。
上記のすべての機能：VLAN、LAGG（LACP）、およびジャンボフレーム-Zyxel XS1920シリーズスイッチで利用可能です。
ストレージトポロジ
中小企業向けの小規模なストレージシステムの構築は、一方ではコストに関して一定の制限を課し、他方では、フォールトトレランスとセキュリティの分野でいくつかの譲歩を可能にします。
まず、図1の非常に単純な回路を検討してください。
この場合、専用スイッチを介して同じストレージに接続された4つのサーバーの仮想システムがあります。 スループットを向上させるために、すべての接続はポート集約機能により複製されます。 したがって、10ギガビットイーサネットでは10個のRJ45ポートが使用されます。 残りの2つのユニバーサル10ギガビットイーサネットポートは予約済みであり、後で別のストレージシステムまたはサーバーの接続に使用できます。
図1.シンプルなストレージネットワーク。
上の図のスイッチは完全にオフラインで使用されることに注意してください。 ネットワークの他のセグメント（アップリンク/ダウンリンク）との接続はなく、サーバーとストレージシステムを除いて、他には何も接続されていません。 このような分離は、フォールトトレランスの観点からも、ネットワーク交換の最適化と簡素化の観点からも正当化されます。
この単純なネットワークを構築する場合、ほとんどのストレージシステムとサーバーには、たとえばIPMIを介した管理用の特別なポートがあることに注意してください。 さらに、自家製のストレージシステムの制御を改善するために、追加のネットワークカードを使用することが多く、HTTP / HTTPSまたはTelnet / SSHプロトコルを使用して制御インターフェイスを表示します。
注 IPMI-インテリジェントプラットフォーム管理インターフェイス-監視と制御のための専用インターフェイス。 最もよく知られている実装：IBMが開発したHP iLOおよびIMM2。 IPMIは、ホストデバイスがアクティブでない場合でも使用できます。 IPMIを使用して、システムの電源を切ったり入れたり、システムを再起動したり、コンソールを制御のためにインターセプトしたり、温度、電源などのセンサーを使用したりできます。
このようなネットワークを編成するための低コストのソリューションとして、ファストイーサネット（100Mb / s）またはギガビットイーサネットインターフェイスを備えたスイッチが適しています。 買収のコスト、管理、スタッフのトレーニングなどを最小限に抑えるために、メインストレージネットワークと同じメーカーの機器を選択することは理にかなっています。 たとえば、この場合、Zyxel GS1100-8HPモデル（8ギガビットポート用のスイッチ）は非常にうまく機能します。
図2.専用管理ネットワークの組織の例。
フォールトトレランスの要件が高い場合は、2つのスイッチを持つ回路を使用する必要があります。 異なる接続で同じiSCSIボリュームにアクセスする際の競合を回避するために、マルチパスメカニズムが使用されます。 この場合の追加のボーナスは、デバイスの接続とチャネルの拡張の両方に使用できるポートの数を調整および増加できることです。
注 マルチパス-複数の独立した回線を使用してストレージノードを接続するための技術。 たとえば、複数のiSCSIチャネルを使用して、単一のストレージデバイスをサーバーに接続できます。 接続の1つに障害が発生した場合、オペレーティングシステムは残りの実行可能な通信回線を使用してデバイスにアクセスします。 このアーキテクチャにより、システムのフォールトトレランスが向上し、負荷を分散できるため、一般にパフォーマンスが向上します。
図3. 2つのスイッチがある図。 （知覚を簡素化するために、制御ネットワークは示されていません）。
Zyxel XS1920シリーズは、小規模なデータストレージに最適です。 大規模なインフラストラクチャには、別のモデルである24ポート10GbE L2 + XS3700シリーズスイッチをお勧めします。
おわりに
ビジネス要件を満たす安価なストレージシステムを構築するのは簡単な作業ではありませんが、実現可能です。 もちろん、短い物語では、この広大なIT分野のすべての側面をカバーすることはできません。 たとえば、フォールトトレランスのためのストレージシステムの複製、地理的に分散したストレージシステムの作成などの問題は、舞台裏で残っていました。 ただし、最初のステップとして、集中データストレージのシンプルなソリューションを構築する経験は確かに有用であり、さまざまな目的のために効果的なインフラストラクチャをさらに編成することができます。