Storage Area Network

Jussi Murtola

Sisältö

SAN-yleistä Eroavaisuudet tallennusmenetelmien välillä Topologiat SAN-verkkolaitteet Kuitukanavan arkkitehtuuri Esimerkit

SAN – yleistä tietoa

Kuvataan sisäverkon jatkeena Käytetään suurissa tietomäärissä. SAN-verkko voi olla osoitettu joko yhdelle

palvelimelle tai useamman yhteisessä käytössä.

Yleisesti kuitukanavan päälle rakennettu.

SAN-yleistä

Eroavaisuudet

Topologiat

SAN-verkko voidaan jaotella kolmeen eri topologia-kategoriaan kahden pisteen välinen Point-to-Point rengas kytketty kudos

Datakehykset ohjataan porttiosoitteiden perusteella. Eri topologiatyyppiä olevat verkot yhdistettävissä.

Point-to-Point

Yksinkertaisin malli. Vain kaksi N_Porttia (Node_Port)

Rengas

Vain yksi lähetys kerrallaan verkossa. Rengas vapaa vasta edellisen paketin saavuttua perille.

127 laitetta

Ongelmana rikkinäinen laite. PBC – Port Bypass Circuit

Rengas

Ennen käyttöönottoa on rengas alustettava. AL_PA (Arbitrated Loop Physical Address)

Initialisoinnin aloittaa LIP (Loop Initialization Primitive) Kulkee renkaan lävitse kytkien kaikki L_Portit

(Loop_Port) lähettämään myös LIP:iä Ilmenee kun koko verkko kytketään toimintaan, uusi

node lisätään renkaaseen tai virheen jälkeen.

Rengas

Alustuksessa on neljä pääaskelta Valitaan Loop Master Jokaiselle portille määrätään fyysinen osoite AL_PA Luodaan AL_PA kartta Kuljetetaan kartta läpi renkaan

Rengas

Valitaan renkaan hallitsija. Lähettämällä LISM-kehys verkkoon (Loop Initialization Select

Master) Jos verkossa keskitin, tulee siitä hallitsija saatuaan LISM-

kehyksen takaisin. Muussa tilanteessa pienimmän portinnimen omaava laite.

Hallitsee verkkoa ja kontrolloi AL_PA-osoitteiden jakoa.

Kudos

Yleisin topologia. Muodostetaan FC-kytkimillä kytketty verkko.

Useampia kytkimiä kytketty toisiinsa. 16.9Milj. laitetta

Reitittäminen läpinäkyvää nodeille. Mahdollista käyttää useaa erilaista kaapelointia.

SAN-verkkolaitteet

Tallentimet Liitetään verkkoon

käyttämällä erillistäohjainta.

SAN-verkkolaitteet Keskittimet

Kaistanleveys on jaettu keskittimeen kytkettyjen laitteiden kesken.

Liikennöinti vain yhteen suuntaan kerrallaan. Rengas-topologiassa.

Kytkimet Rengas- tai kudos-topologian mukaisesti. Mahdollista luoda erillinen kytkinverkko. Mahdollista tehdä jakoja alueisiin.

SAN-verkkolaitteet

Sillat Siltojen avulla mahdollista yhdistää erityyppiset

kaapelointiratkaisut.

Kaapelointi Yleisesti kuitukanavan pohjalle. Kokoelma ANSI:n ja ISO:n standardeja, joilla

määritetään yhtenäinen siirtotapa.

Kuitukanava-kerrosarkkitehtuuri

FC-0 Fyysinen Kerros

Määrittelee fyysisen kerroksen verkossa. tiedonsiirtovälineet lähettimet vastaanottimet

Käytettävä kaapelointi voi olla kuparinen koaksiaalikaapeli, suojattu kierretty parikaapeli tai optinen kuitu.

Linkin pituus

800Mbps 400Mbps 200Mbps 100Mbps

Single-Mode kuitu 10km 10km 10km -

50/125 Multi-Mode kuitu 0.5km 1km 2km 10km

62.5/125 Multi-Mode kuitu 175m 350m 1500m 1500m

Video koaksiaalikaapeli 25m 50m 75m 100m

Pienkoaksiaalikaapeli 10m 15m 25m 35m

Suojattu parikaapeli - - 50m 100m

FC-1 Koodaus ja dekoodaus

Kerros määrittelee signaloinnin koodaustekniikan, joita käytetään tiedonsiirrossa ja signaloinnissa.

Käytetään IBM:n kehittelemää 8b/10b – koodaustekniikkaa. Muuttaa 8bitin tavut 10bitin pituisiksi lähetystä varten.

FC-2 Kuljetuskerros

Vuonvalvonta. Virheistä toipuminen. Määrittelee palveluluokat siirrettävälle datalle.

6 eri luokkaa

Määrittää kehysten tyypin ja siirron.

FC-2 Kuljetuskerros

Palveluluokat

Luokka1 Määrittelee yhteydenmuodostuksen kahden N_Portin välille. Varaa koko kaistan. Aikakriittiselle datalle, esimerkiksi video ja ääni.

Luokka2 Node voi lähettää dataa useammasta N_Portista. Portit jakavat linkin kaistanleveyden muun verkkoliikenteen

kanssa. Pakettien saapumisjärjestystä ei ole taattu. Vastaanotetut kehykset kuitataan.

Palveluluokat

Luokka3 Muistuttaa pitkälti luokkaa2. Kehyksiä ei kuitata. Voidaan käyttää kun lähetetään dataa useammalle

vastaanottajalle. Luokka4

Käytetään vain kudos-topologiassa. Takaa pakettien saapuvan samassa järjestyksessä kuin ne on

lähetetty ja kuittaa jokaisen paketin. Voidaan käyttää useampaa linkkiä samaan aikaan.

Palveluluokat

Luokka5 Ei määritelty loppuun asti. Ei ole mainintaa

dokumenteissa. Luokka6

Määrittelee multicast palvelut kudoksen lävitse. Käyttää tiedonsiirrossa luokan1 tapaa.

FC-3 Palvelukerros Tarjoaa palvelut noden jokaiselle N_Portille.

Striping – parantaa kaistanleveyttä käyttämällä useita portteja ja linkkejä yhtäaikaisesti. Sopii reaaliaikaisen datan siirtoon.

Hunt groups – Asettaa yhden noden N_Portit yhdeksi ryhmäksi. Mikä tahansa ryhmässä oleva portti voi vastata ryhmään lähetettyyn datakehykseen.

Multicast – lähetetään data useampaan kohdeporttiin. Voidaan lähettää joko broadcastina tai aliverkon portteihin.

FC-4 Sovelluskerros

Ylin kerros. Määrittelee sovelluksien käytön verkossa. Määrittelee säännöt, joilla ylemmän kerroksen protokollat

voivat käyttää alemman tason kerroksia.

NAS- ja SAN-verkkojen erot

Wang ja Kael suorittaneet testin. IEEE 12th Annual International Symposium

Testi suoritettiin Beowulf klusterilla Todennettiin simulaation yhteneväisyys todelliseen

tilanteeseen NPB2.4/BT (NAS Parallel Benchmark Suite 2.4/Block

Tridiagonal) Generoi tiedoston ja lukee sen sisällön.

Testin tulokset

Esimerkkiratkaisu

Laite Laitteen tiedot Hinta

Apple Xserver RAID-

levyohjain

Tilaa neljälletoista kovalevylle. Valmiiksi

asennettu 14kpl 400GB ATA-100 levyä.

Yhteensä 5.6TB tallennustilaa.

$12 000

Vixel 7200 16 – porttinen kuitukanavakytkin 1Gbps

linkille.

$100

Emulex LP8000 Fibre

Channel HBA

1Gbps linkille yhteensopiva PCI-väyläinen

HBA-kortti

$30 / kpl