ストレージネットワークについて

ストレージネットワーク（SHD）に関する短い記事を書くことにしました。このトピックは非常に興味深いものですが、何らかの理由でHabréで公開されていません。 SANの構築とサポートに関する私の個人的な経験を共有しようと思います。



これは何ですか

ストレージエリアネットワーク （ストレージエリアネットワーク）は、実際のストレージデバイス（ディスクまたはRAID） 、アレイ、 テープライブラリなど、データ転送メディア、およびそれに接続されたサーバーで構成されるシステムです。 通常、信頼性の高いデータストレージと高速アクセスのために、十分に開発されたITインフラストラクチャを備えた十分に大きな企業で使用されます。

簡略化されたストレージは、サーバーがさまざまなストレージデバイスから可変容量の信頼性の高い高速ディスクを配布できるようにするシステムです。







ちょっとした理論。

サーバーは、いくつかの方法でデータウェアハウスに接続できます。

最初の最も簡単なものはDAS、 直接接続ストレージ （直接接続）です。ディスクドライブをサーバーに配置するか、アレイをサーバーアダプターに配置し、比較的高速なアクセスで大量のディスク領域を取得します。RAIDアレイを使用する場合、十分な信頼性がありますが、信頼性をテーマにしたやりは長い間壊れていました。

ただし、このディスク領域の使用は最適ではありません。一方のサーバーでは場所が使い果たされ、他方ではまだ多くの場所があります。 この問題の解決策は、NAS、 Network Attached Storage （ネットワーク接続ストレージ）です。 ただし、このソリューションのすべての利点（柔軟性と集中管理）には、1つの重大な欠点があります。アクセス速度、10ギガビットのネットワークはまだすべての組織に実装されていません。 そして、ストレージネットワークに近づいています。



SANとNASの主な違い（略語の文字順に加えて）は、接続されたリソースがサーバー上でどのように見えるかです。 NASリソースがNFSまたはSMBプロトコルに接続されている場合、SANでディスクへの接続を取得します。これにより、ネットワーク接続よりもはるかに高速なブロックI / O操作のレベルで作業できます（さらに、大きなキャッシュを備えたアレイコントローラーを使用すると、多くの操作が高速化されます）。



SANを使用して、DASの利点（スピードとシンプルさ）、およびNAS（柔軟性と制御性）を組み合わせます。 さらに、十分なお金ができるまでストレージシステムを拡張できると同時に、すぐには見えない1石でさらに数羽の鳥を殺すことができます。



*通常12メートルのワイヤに制限されているSCSIデバイスの接続範囲の制限を削除します 。

*バックアップ時間を短縮し、

* SANから起動できます。

* NASからの拒否の場合、ネットワークをアンロードし、

*ストレージシステム側の最適化により、高い入出力速度が得られます。

*複数のサーバーを1つのリソースに接続する機会を得ると、1つの石で次の2つの鳥が得られます。

o VMWareの機能を最大限に活用する-たとえば、VMotion（物理マシン間での仮想マシンの移行）など

o フェールオーバークラスターを構築し、地理的に分散したネットワークを編成できます。



それは何を与えますか？

ストレージシステムを最適化するための予算を作成することに加えて、上記の内容に加えて次のようになります。



*アレイにアクセスするいくつかの方法によるストレージシステムの生産性、負荷分散、および高可用性の向上。

*情報の場所を最適化することによるディスクの節約。

*障害からの回復の加速-一時的なリソースを作成し、バックアップを展開してサーバーを接続し、急いで情報を復元したり、リソースを他のサーバーに転送して落ち着いた鉄に対処したりできます。

*バックアップ時間の短縮-転送速度が速いため、テープライブラリへのバックアップが高速になり、ファイルシステムからスナップショット（スナップショット）を取得して安全にアーカイブできます。

*オンデマンドのディスク領域-必​​要なときにいつでもストレージシステムにいくつかのシェルフを追加できます。

*メガバイトの情報を保存するコストを削減-もちろん、これらのシステムが費用対効果の高い特定のしきい値があります。

*ミッションクリティカルなデータとビジネスクリティカルなデータを保存するための信頼できる場所（これがないと、組織は存在せず、正常に機能できません）。

* VMWareについては個別に言及したいと思います。サーバーからサーバーへの仮想マシンの移行など、すべてのチップはSANでのみ利用可能です。



何で構成されていますか？

上で書いたように、SHDはストレージデバイス、伝送メディア、接続されたサーバーで構成されています。 順番に考えてみましょう：





通常、 ストレージシステムはハードドライブとコントローラーで構成され、自尊心のあるシステムでは、原則として、2-2コントローラー、各ドライブへの2パス、2インターフェース、2電源、 2管理者のみです。 最も尊敬されるシステムメーカーの中で、HP、IBM、EMC、および日立について言及する必要があります。 ここで、セミナーでEMCの代表者の一人を引用します。「HPは優れたプリンターを作ります。 まあ、彼女に作らせてください！」HPはEMCも愛していると思います。 ただし、他のメーカーと同様、メーカー間の競争は深刻です。 競合の結果は、ストレージシステムのメガバイトあたりの価格が正気である場合や、特に古い機器の場合、競合他社の標準との互換性とサポートに問題がある場合があります。





データ転送媒体 。 通常、SANは光学系に基づいて構築されており、現在、チャネルあたり4ギガビット、時には8ギガビットの速度を実現しています。 構築時に、以前は専用のハブが使用されていましたが、現在は主にQlogic、Brocade、McData、Ciscoからのスイッチが増えています（サイトで最後の2つを見たことはありません）。 ケーブルは、従来の光ネットワークに使用されています- シングルモードおよびマルチモード 、シングルモードより長い。

内部では、FCPが使用されます- ファイバーチャネルプロトコル 、トランスポートプロトコル。 通常、クラシックSCSIはその内部で実行され、FCPはアドレス指定と配信を提供します。 通常のネットワークとiSCSIを介した接続のオプションがありますが、通常はデータ転送専用のネットワークではなく、ローカルネットワークを使用（および負荷が高い）し、iSCSIサポートを備えたアダプターが必要です。速度は光学系よりも遅くなります。



SANのすべての教科書にあるスマートワードトポロジもあります。 いくつかのトポロジがありますが、最も単純なオプションはポイントツーポイントで、2つのシステムを接続します。 これはDASではありませんが、 真空中の球状の馬はSANの最も単純なバージョンです。 次に制御ループ（FC-AL）が続きます。これは「パスオン」の原理で動作します。各デバイスの送信機は後続の受信機に接続され、デバイスはリング状に閉じられます。 長いチェーンは長時間初期化される傾向があります。



さて、最後のオプションはスイッチファブリック（ファブリック）で、スイッチを使用して作成されます。 接続の構造は、ローカルネットワークの構築のように、接続されたポートの数に応じて構築されます。 構築の基本原則は、すべてのパスと接続が複製されることです。 これは、ネットワーク上の各デバイスへの少なくとも2つの異なるパスがあることを意味します。 ここでは、デバイス接続図を整理してスイッチを接続するという意味で、 トポロジという言葉も使用されます。 この場合、原則として、スイッチはサーバーに意図されたリソース以外が見えないように構成されます。 これは仮想ネットワークを作成することで実現され、ゾーニングと呼ばれます 。最も近い例えはVLANです。 ネットワーク上の各デバイスには、イーサネットネットワーク上のアナログMACアドレスが割り当てられ、WWN- World Wide Nameと呼ばれます。 ストレージシステムの各インターフェイスと各リソース（ LUN ）に割り当てられます。 アレイとスイッチは、サーバーのWWNアクセスを区別できます。





サーバーは 、HBA- ホストバスアダプターを介してストレージに接続されます 。 ネットワークカードとの類推により、1ポート、2ポート、および4ポートのアダプターがあります。 最高の犬のブリーダーは、サーバーごとに2つのアダプターをインストールすることをお勧めします。これにより、負荷分散と信頼性の両方が可能になります。



そして、リソースはストレージシステムにカットされ、それらは各サーバーのLUNであり、場所はリザーブに残され、すべてがオンになり、システムインストーラーがトポロジを規定し、スイッチとアクセスの構成の不具合をキャッチし、すべてが始まり、誰もが幸せに暮らします*。

特に、光ネットワークのさまざまなタイプのポートには触れません。必要な人は誰でも、すでに知っているか読んでいる人、必要のない人は、頭を叩くだけです。 ただし、通常どおり、ポートタイプが正しく設定されていないと、何も機能しません。



経験から。

通常、SANを作成するとき、複数のタイプのディスクを備えたアレイが注文されます。高速アプリケーションの場合はFC、高速でないアプリケーションの場合はSATAまたはSASです。 したがって、異なるメガバイトコストの2つのディスクグループが取得されます-高価で高速、低速で悲しい安価です。 通常、アクティブで高速なI / Oを備えたすべてのデータベースと他のアプリケーションは高速なものにハングアップし、ファイルリソースとその他すべては低速なものにハングアップします。



SANをゼロから作成する場合、あるメーカーのソリューションに基づいてSANを構築することは理にかなっています。 事実は、規格への準拠が宣言されているにもかかわらず、機器の互換性の問題が水中で発生していることであり、機器の一部がタンバリンと踊ったりメーカーと相談することなく相互に機能するという事実ではありません。 通常、このような問題に取り組むには、メーカーの矢印を切り替えて通信するよりも、インテグレーターに電話してお金を与える方が簡単です。



SANが既存のインフラストラクチャに基づいて作成される場合、特に古いSCSIアレイと異なるメーカーの古い機器の動物園がある場合、すべてが困難になる可能性があります。 この場合、互換性の問題を解決し、カナリア諸島で3番目の別荘を作るインテグレーターの恐ろしい獣に助けを求めるのは理にかなっています。



多くの場合、ストレージシステムを作成する際、企業はシステムのメーカーサポートを注文しません。 会社に有能な有能な管理者のスタッフ（すでに私に100回ティーポットと呼ばれている）とかなりの量の資本があり、必要な数量のスペアパーツを購入できる場合、これは通常正当化されます。 しかし、有能な管理者は通常インテグレーターに魅了されます（私は自分で見ました）が、購入にお金を割り当てません。失敗後、サーカスは「みんなを解雇せよ！」という叫び声から始まります。



サポートは通常、デッドディスクとコントローラーの交換、およびシステムへのディスクシェルフと新しいサーバーの追加に帰着します。 多くのトラブルは、特にシステムの完全なシャットダウンと分解-組み立ての後、地元の専門家によるシステムの突然の防止の後に起こります（そしてこれは起こります）。



VMWareについて。 私の知る限り（仮想化の専門家が修正してくれます）、VMWareとHyper-Vのみが、物理サーバー間で仮想マシンをオンザフライで転送できる機能を備えています。 また、その実装には、仮想マシンが移動するすべてのサーバーが同じディスクに接続されている必要があります。



クラスターについて。 VMWareの場合と同様に、フェールオーバークラスター（Sun Cluster、Veritas Cluster Server）の構築を知っているシステムでは、すべてのシステムに接続されたストレージが必要です。



記事を書いている間-彼らは私に尋ねました-通常、どのRAIDでドライブを組み合わせますか？

私の練習では、彼らは通常、FCディスクを備えた各ディスクシェルフにRAID 1 + 0を作成し、1つのスペアディスク（ホットスペア）を残してタスク用にこのピースからLUNをカットしました、または低速ディスクからRAID5を行い、再び1つのディスクを残しました交換用。 ただし、ここでの質問は複雑で、通常、ディスクをアレイに編成する方法は状況ごとに選択され、正当化されます。 たとえば、同じEMCがさらに進化し、それと連携するアプリケーション（たとえば、OLTP、OLAPなど）に追加の配列設定があります。 他のベンダーと深く掘り下げたわけではありませんが、誰もが微調整できていると思います。



*最初の重大な障害が発生する前。通常、サポートはシステムのメーカーまたはサプライヤーから購入されます。

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