www.SAMURAJ-cz.com 

14.12.2017 Lýdie Translate to English by Google     VÍTEJTE V MÉM SVĚTĚ

Články

Computer Storage - architektury, protokoly, rozhraní

Neděle, 07.12.2008 11:49 | Samuraj - Petr Bouška |
Computer storage je oblast, která se věnuje uchovávání dat v počítačovém prostředí. Od lokálně připojených zařízení po síťová řešení vzdálených úložišť. Storage device (zařízení pro ukládání dat) může být pevný disk, diskové pole, pásková nebo optická jednotka pro zálohování, apod. Článek pouze stručně popisuje základní architektury připojení storage (DAS, NAS a SAN), zmiňuje protokoly (FCP, SCSI, NFS, SMB/CIFS) a rozhraní (PATA, SATA, SAS, FC, SCSI).

Dělení storage podle přístupu k datům

Základní rozdělení datových úložišť je podle způsobu, jakým přistupují k uloženým datům. Mohou získávat soubory (adresují soubory) pomocí souborově založených (file-based) protokolů jako NFS nebo SMB/CIFS. Nebo přistupovat přímo k médiu a číst diskové bloky, které převádí na soubory, což je běžné u lokálně připojených disků nebo SAN sítí.

Storage podle přístupu

Architektury připojení storage

DAS - Directly Attached Storage

Přímo připojené disky (zařízení) k počítači. Jedná se o disky, které jsou připojeny přímo k internímu nebo externímu diskovému řadiči. Tedy buď disky v počítači, nebo jednoduché diskové pole, které je připojené k počítači spojem Point to Point. V praxi se používá rozhraní SCSI, SAS nebo SATA.

Directly Attached Storage

NAS - Network Attached Storage

Datové úložiště připojené po síti, vychází z myšlenky souborových serverů (file servers). Je reprezentováno serverem nebo speciálním hardwarem, ke kterému je připojeno diskové polem (často DAS). Data se pomocí sdílení (sharing) připojují k různým počítačům. Čili pokud na jednom PC vytvoříme sdílený adresář, který na jiném počítači připojíme, využívám NAS v jeho jednoduché formě. Vedle toho jsou vytvořena speciální storage zařízení (skládají se z NAS hlavy, která vytváří rozhraní k uživateli, a diskového pole), která fungují na principu NAS a přináší řadu výhod pro větší prostředí.

Při sdílení dat do sítě se využívá několik (souborově založených) protokolů. Původní byl Server Message Block (SMB) vyvinutý v IBM a používaný v Dosu a prvních Windows. Již před delší dobou upravil Microsoft tento protokol a vytvořil Common Internet File System (CIFS), který je používán dnes. Na druhé straně vedle SMB vytvořil Sun protokol Network File System (NFS), který je dnes používán v prostředí Linuxu a dalších OS. Další možné protokoly jsou FTP, HTTP apod.

Network Attached Storage

SAN - Storage Area Network

Nejvýkonnější řešení vzdáleného připojení storage. Využívá samostatné dedikované sítě pro storage komunikaci. Používají se protokoly, které pracují přímo s diskovými bloky. Základem je SCSI protokol (tím nemluvíme o SCSI rozhraní), který je zabalen pro přenos přes Fibre Channel (FC) pomocí Fibre Channel Protocol (FCP) nebo pro přenos přes TCP/IP pomocí Internet Small Computer System Protocol (iSCSI). Případně některé další protokoly, které nejsou nyní příliš rozšířené jako Fibre Channel over Ethernet (FCoE), SCSI over Ethernet nebo další. Z výše uvedeného plyne, že disk (zařízení) připojený přes SAN v systému vypadá, jako by byl přímo připojený.

SAN diskové pole se skládá z kotroleru a diskových polic. Na kontroleru se vytváří určité diskové prostory - virtuální disky (identifikují se pomocí Logical Unit Number - LUN), které se přiřadí určitým serverům. Pokud chceme stejný LUN sdílet více servery, tak se musí ošetřit nějakou speciální metodou, jinak dochází ke kolizím (poškození dat).

Storage Area Network

SAN přes Fibre Channel (FC)

Původně jediný typ SAN sítě. Využívá se optických vedení Fibre Optics (v současnosti o rychlosti 4Gbps) a protokolu FCP. Jsou potřeba speciální FC switche (pokud nemáme pouze spojení Point-to-Point) a servery musí mít Fibre Channel Host Bus Adapter (HBA), který nahrazuje SCSI řadič. Každý HBA má svoji unikátní adresu World Wide Name - WWN (obdoba MAC adresy u síťové karty), HBA může mít jeden nebo více portů, každý port má svou port WWN (WWNP) adresu a celý HBA má node WWN (WWNN) adresu. HBA zajišťuje komunikaci po síti a zapouzdřuje SCSI do FCP (a opačně).

SAN přes TCP/IP - iSCSI

SAN přes FC je značně drahá záležitost, takže se v době, kdy se začal používat gigabitový ethernet (v té době se používalo FC s rychlostí 2Gbps) objevil standardizovaný protokol Internet Small Computer System Protocol (iSCSI). Ten zapouzdřuje SCSI do TCP/IP protokolu, takže může fungovat na běžné ethernetové síti (podmínkou je minimální rychlost 1 Gbps). Teoreticky může fungovat na již existující síti (switchích a síťových kartách), ale v praxi se rozhodně doporučuje vybudovat oddělenou síť pro SAN (pro datový provoz není problém vytížit 1Gbps síť).

TCP protokol sice není pro datový přenos, tak dobrý jako FCP protokol, který byl speciálně pro tento účel vyvinut, ale je dostatečný. V dnešní době jsou SAN sítě založené na iSCSI značně rozšířené. Je tu ovšem otázka síťové karty. iSCSI se může provozovat přes klasickou síťovou kartu, ale pak veškeré zpracování (zapouzdřování SCSI do iSCSI) provádí procesor počítače. Druhá možnost je zakoupit speciální iSCSI HBA, který provádí tyto úkony a počítači již předává normální SCSI.

Disková rozhraní

PATA - Parallel Advance Technology Attachment

Standardní rozhraní pro připojení zařízení pro ukládání dat (jako pevné disky a CD-ROM mechaniky) uvnitř počítače. Využívá paralelní komunikaci. Dříve bylo označováno pouze jako ATA. Existují (skoro) synonyma jako IDE (Integrated Drive Electronics), EIDE (Enhanced IDE) a ATAPI (AT Attachment Packet Interface).

SATA - Serial ATA

Sběrnicová technologie pro počítače, která je primárně určena pro přenos dat na a z pevných disků a optických mechanik. Modernější sériová verse klasického ATA. SATA 2 teoreticky 3Gb/s = 375 MBps.

SCSI - Small Computer Systems Interface

Jedná se o skupinu standardů pro fyzické připojení a přenos dat mezi počítačem a periferních zařízení. Používá paralelní sběrnicový port. Ultra640 SCSI teoreticky 640 MBps

SAS - Serial Attached SCSI

SAS vzniklo, stejně jako SATA, jako moderní rozšíření sběrnicové technologie pro připojení pevných disků a optických mechanik. Jedná se o sériovou sběrnici vycházející z SCSI, která je zpětně kompatibilní se SATA disky. Teoreticky 3Gbps. Interně disky buď SATA 2 nebo SCSI.

Fiber Channel - FC

Jedná se o síťovou technologii primárně určenou pro datové sítě (storage networking), stalo se standardem pro SAN úložiště. Tradičně se používá optických kabelů, které mohou dosahovat rychlosti až 20 Gbps. Používá se pro vedení mezi servery a SAN kontrolery, ale také jako rozhraní na discích uvnitř SAN diskových polic.

FATA

Levnější varianta, kdy se běžný SATA disk vybaví FC konektorem, takže se dá připojit do enterprise diskových polic.

zobrazeno: 12535krát | Komentáře [1]

Autor:

Související články:

Computer Storage

Ukládání dat je v počítačovém světě rozsáhlá a komplexní problematika. Zde se nachází články, které se věnují sítím Storage Area Network (SAN), technologiím iSCSI, Fibre Channel, diskovým polím (Storage System, Disk Srray) i obecně ukládání dat a úložištím.

Pokud se Vám článek líbil, tak mne potěšíte, když uložíte odkaz na některý server:

Pokud se chcete vyjádřit k tomuto článku, využijte komentáře níže. Pokud chcete poradit s nějakým problémem či diskutovat na nějaké téma, tak použijte fórum.

Komentáře

  1. [1] xxx

    ftw

    Pondělí, 18.04.2011 11:39 | odpovědět
Přidat komentář

Vložit tag: strong em link

Vložit smajlík: :-) ;-) :-( :-O


Ochrana proti SPAMu, zdejte následující čtyři znaky image code

Nápověda:
  • maximální délka komentáře je 2000 znaků
  • HTML tagy nejsou povoleny (budou odstraněny), použít se mohou pouze speciální tagy (jsou uvedeny nad vstupním polem)
  • nový řádek (ENTER) ukončí odstavec a začne nový
  • pokud odpovídáte na jiný komentář, vložte na začátek odstavce (řádku) číslo komentáře v hranatých závorkách