Skip to Content

آرشیو

مفاهیم Storage Networking

مفاهیم Storage Networking

در این مقاله می خواهیم درمورد مفاهیم اولیه Storage Networking صحبت کنیم، مفاهیمی که به عنوان تعاریف پایه در مباحث فضاهای ذخیره سازی وجود دارند.

Fiber Channel

iSCSI

FCoE

Ethernet

زمانیکه در مورد SAN و LAN صحبت میکنیم، ابتدا می بایست تفاوت بین این دو ساختار را متوجه شویم.

شبکه LAN در بحث Storage ها، همان مبحث NAS ها می باشد. این فضاهای ذخیره سازی از طریق شبکه Ethernet قابل رویت می باشند. سرورها و سیستم های موجود در شبکه از طریق لینک های ارتباطی Ethernet می توانند این فضا را مشاهده نمایند. به طور واضح تر اینگونه می توان بیان کرد که ترافیک های مربوط به Data از طریق ارتباطات شبکه ای نقل و انتقال می یابند.

اشکالات این ساختار:

  • افزایش ترافیک شبکه و در نهایت کندی شبکه
  • عدم استاندارد در Encapsulate کردن ترافیک Data
  • سربار بالای شبکه

راهکارهای حل مشکل:

ایجاد شبکه جداگانه برای نقل و انتقال اطلاعات Storage ها یا به اصطلاح Out Of Band Network

شبکه SAN ساختاری بود که به منظور رفع مشکلات مربوط به شبکه LAN ایجاد شد. در این شبکه یک سوئیچ مجزا با ارتباطی متفاوت نسبت به Ethernet مانند FC یا SAS تهیه می شود و فضاهای ذخیره ساز متناسب با این ساختار تامین شده و به این سوئیچ متصل می شوند.

بر روی سرورها نیز کارت های ارتباطی از نوع FC یا SAS نصب شده تا بتوانند به این سوئیچ اتصال برقرار نمایند.

این تعاریف تنها یک مفهوم کلی از ساختار شبکه های LAN و SAN بود. حال به بررسی پروتکل های مختلف در شبکه SAN و تفاوت آنها در شبکه LAN می پردازیم.

پروتکل Fiber Channel :

این پروتکل یک مفهوم است که زمانیکه از آن صحبت می شود، ناخودآگاه به یاد ارتباطات فیبر نوری می افتیم، در صورتیکه این مفهوم فارغ از نوع ارتباط می باشد و مانند پروتکل Ethernet دربردارنده استانداردهای خاص خود است، مانند:

  • ساختار کنترل جریان
  • نوع Encapsulation
  • اندازه MTU
  • نوع برقراری ارتباط بین دو نقطه

مدلی که این پروتکل فعالیت می کند دارای مزایایی است که مدل Ethernet آنها را ندارد. بزرگترین مزیت آن سرعت انتقال اطلاعات و نوع مدیای مورد استفاده در آن می باشد.

در این مدل پروتکل مورد استفاده Fiber Channel می باشد و مدیای مورد استفاده Fiber Optic است. نمونه سرعت هایی که در این پروتکل وجود دارد 2Gbps ، 4Gbps ، 8Gbps و 16Gbps می باشد.

نکته: در شبکه Ethernet هم می توانید از مدیای Fiber Optic استفاده نمایید اما پروتکل مورد استفاده Fiber Channel نمی باشد.

نکته: پروتکل Fiber Channel مخصوص شبکه های SAN می باشد.

پروتکل iSCSI :

این پروتکل بر خلاف Fiber Channel از مدیای Fiber Optic استفاده نمی کند. بستر این پروتکل از مدیاهای مسی (همان کابلهای شبکه) استفاده می نماید و از سوئیچ های شبکه بهره می برد اما به دلیل استفاده از ماژول های خاص Ethernet می تواند تا 10Gbps اطلاعات را منتقل نماید.

نکته: استفاده از پروتکل iSCSI در مقایسه با پروتکل Fiber Channel کم هزینه تر می باشد.

پروتکل FCoE :

درلیل ایجاد پروتکل FCoE یا Fiber Channel over Ethernet استفاده از مزایای Fiber Channel در بستر Ethernet بود. اولین دلیل ایجاد این پروتکل کاهش هزینه ها در ایجاد شبکه های SAN و LAN بود. زمانیکه شما می خواهید شبکه SAN در کنار شبکه LAN ایجاد نمایید، می بایست تجهیزات مخصوص این شبکه را تامین و در نهایت پیاده سازی نمایید لذا هزینه اضافی برای شبکه شما را در برخواهد داشت.

ایجاد پروتکل FCoE اولین کمکی که به مدیران شبکه کرد این بود که می توانستند از طریق یک ارتباط Fiber Optic هم اقدام به ارسال Data مربوط به شبکه (با تمام استانداردهای Ethernet) کنند و هم اقدام به ارسال Data مربوط به Storage با رعایت استانداردهای Fiber Channel نمایند.

در این پروتکل با استفاده از کارت های CNA یا Converged Network Adapter برای سرورها و سوئیچ هایی که پروتکل FCoE را پشتیبانی می کنند (مانند سری های Nexus شرکت سیسکو) به عنوان زیرساخت شبکه می توان همزمان بر روی یک لینک Fiber Optic هم اتصال Ethernet داشت و هم اتصال Fiber Channel را برقرار کرد.

پروتکل Ethernet :

این پروتکل همانطور که بیان شد، جهت برقراری ارتباط شبکه LAN استفاده می شود. این پروتکل استانداردهای مخصوص خود را دارد که همان استانداردهای TCP/IP می باشد. مدیای مورد استفاده در این پروتکل کابل مسی می باشد.

جدول مقایسه ای مفاهیم بیان شده:

مفاهیم Storage Networking

مفاهیم Storage Networking

 

 

ادامه مطلب

بررسی استوریج EMC VNX5300 Unified Storage

بررسی استوریج EMC VNX5300 Unified Storage

استوریج EMC VNX5300 Unified Storage : بسیاری از راهکارهای استوریج مانند EMC VNX5300 در لابراتوار ما مورد تست قرار گرفته است. در اینجا ما این دستگاه را در حالت لابراتوراری پیکربندی و تست خواهیم نمود. این دستگاه یکی از دستگاههای پیشنهادی شرکت EMC برای Application های مجازی با پلتفرم های VMware و Hyper-V می باشد. دستگاه استوریج VNX5300 قابلیت پشتیبانی از 125 دیسک را دارد و نیز این دیسکها می توانند از انواع SAS و Nearline SAS و Flash باشند. مانند بسیاری از استوریج های خانواده VNX ، این دستگاه قابلیت پشتیبانی از پروتکل های بلاک مانند FC ، iSCSI و FCoE را دارد و همچنین پروتکل های فایل مانند NFS ، MPFS و pNFS را دارد.

بررسی-استوریج-EMC-VNX5300-Unified-Storage

به منظور تست لابراتواری ما در اینجا یک دستگاه Lenovo ThinkServer RD240 مجهز به آداپتورهای Mellanox ConnectX-3 EN Dual-Port 10GbE و نیز یک عدد سوییچ 36 پورتی Mellanox SX1036 40GbE را تهیه نمودیم.

مشخصات فنی کلیه تجهیزات:

  • Lenovo ThinkServer RD240
    • دو عدد پردازنده Intel Xeon X5650 2.66GHz, 12MB Cache
    • Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64-Bit
    • 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMMs
    • Mellanox ConnectX-3 Ethernet Dual SFP+ Port Adapter
  • Mellanox SX1036 36-port 40GbE Switch
    • 36 40GbE ports in 1RU
    • Up to 64 10GbE ports
    • Up to 2.88Tb/s of non-blocking throughput

جهت انجام تست ، ما یکی از پورهتی سوییچ را در حالت Fan-out پیکربندی کرده ایم تا یک ارتباط 40GbE را به چهار ارتباط 10GbE تبدیل نماید. قابلیت Flow-Control بر روی پورت ها فعال شده است و همچنین مقدار 9000 برای MTU در نظر گرفته شده است.

بررسی-استوریج-EMC-VNX5300-Unified-Storage

دستگاه استوریج EMC VNX 5300 با مشخصات فنی زیر در اختیار ما می باشد:

  • چهار عدد هارد دیسک 600GB 15K SAS
  • یازده عدد هارد 600GB 15K SAS بعلاوه هشت عدد هارد 2TB 7200RPM SAS که در یک Storage Pool با RAID5 پیکربندی شده اند.
  • سه عدد هارد 100GB Flash SAS که با RAID1 پیکربندی شده اند و قابلیت های Hotspare و FAST-VP نیز فعال شده است.

بررسی-استوریج-EMC-VNX5300-Unified-Storage

در حالی که این یک بررسی کلی نیست ولی ما وقت زیادی را صرف گذاشتن لود بر روی استوریج کرده ایم. به خاطر بسپارید که دستگاه در حالت Active می باشد و گزارش حاصله می تواند کلیه عملیات ذخیره سازی دیتا را مشاهده نمود. برای سادگی کار ما در نرم افزار IOMeter یک لود مشخص QD128 را برای پروفایلهای دیتابیس ، Workstation ، فایل سرور و وب سرور انتخاب بکنیم.

پروفایل دیتابیس شامل 67 درصد Read و 33 درصد Write و مقدار Transfer Size 8K تنظیم شده است.

پروفایل Workstation نیز روی مقدار Transfer Size 8K تنظیم شده است ولی مقدار Write کمتری به نسبت قبلی دارد.

لود کاری فایل سرور دارای یک Transfer Size به میزان 512 بایت تا 64 کیلوبایت می باشد و مقدار Read 80% و Write 20% می باشد.

پروفایل وب سرور نیز دارای یک Transfer Size از 512 بایت تا 512 کیلوبایت دارد و لود آن فقط Read می باشد.

در این سناریو ما به دو LUN با اندازه های 100 گیگابایت وصل شده ایم و یک ارتباط 10GbE iSCSI به ازای هر LUN وجود دارد.

شکل زیر سرعت های مربوط به دو Worker که هر کدام به یک LUN وصل شده است را نشان می دهد.

بررسی-استوریج-EMC-VNX5300-Unified-Storage

برای محاسبه Performance دستگاه استفاده از این متد بسیار مناسب می باشد و می توان بصورت خیلی مناسبی لود روی دستگاه ایجاد کرد و رفتار آن را مشاهده نمود. در پیکربندی Storage Pool ما که پیشنهاد شرکت EMC برای بالا بردن Performance می باشد یک ترکیبی از هاردهای مختلف و با استفاده از قابلیت های FAST Cache و FAST VP استفاده می شود.

گروه فنی و مهندسی وی سنتر ارائه کننده کلیه راهکارهای ذخیره سازی ، به تمامی خریداران استوریج های EMC پیشنهاد می کند تا قبل از خرید این تجهیزات حتما Performance لازم برای محیط کاری خود را محاسبه نمایند.

ادامه مطلب

FCIP چیست

FCIP-دیاگرام-پروتکل

تعریف FCIP

پروتکل Fiber Channel Over IP که به اختصار FCIP و یا FC/IP نامیده می شود البته این پروتکل را Fibre Channel Tunneling و یا Storage Tunneling نیز می نامند.

این پروتکل یک پروتکل اینترنتی بر پایه IP می باشد که در تکنولوژی Storage Networking ایفای نقش می کند. مکانیزم کار این پروتکل به این صورت است که اطلاعات Fibre Channel را از طریق تونل کردن دیتا میان شبکه SAN بر روی شبکه IP ارسال می کند و این ظرفیت بالا قابلیت به اشتراک گذاری داده ها در فاصله های طولانی را میسر می سازد. یکی از دو مزیت اصلی در انتقال اطلاعات از طریق پروتکل FCIP این است که این پروتکل بسیار آسان تر از پروتکل های ارتباطی SAN راه اندازی می شود و به مراتب سرعت و قابلیت های بیشتری به نسبت SAN دارد.

 

تفاوت FCIP و iSCSI

در متدی دیگر به نام iSCSI ، کدهای iSCSI توسط درخواستهای کاربران تولید می شوند و دیتا در درون Packet های IP بصورت Encapsulate می شوند و برای انتقال از طریق یک پروتکل ارتباطی اترنت آماده می شوند. با توجه به لینک های ارتباطی دوربرد SAN ، پروتکل ارتباطی FCIP فقط می تواند در مسیر ارتباطی تکنولوژِی Fiber Channel مورد استفاده قرار گیرد ولی پروتکل iSCSI در شبکه موجود اترنت نیز می تواند کار کند.

ارتباط SAN از طریق متدهای FCIP و iSCSI مزایای ارتباطات سنتی نقطه به نقطه را در استوریج های نسل آینده ارائه می دهد و این مزایا شامل Performance و دستری بالا و نیز FT می باشند.

تعدادی از تولیدکنندگان مانند سیسکو ، Nortel و Lucent محصولات خود بر پایه FCIP را مانند سوییچها و روتر ها را معرفی کرده اند. در تکنولوژی هیبرید پروتکل Internet Fibre Channel iFCP که بر گرفته از پروتکل FCIP می باشد مورد استفاده قرار می گیرد که دیتای Fibre Channel را بر روی بستر IP و پروتکل iSCSI انتقال می دهد.

 

مقایسه FCIP و iSCSI از منظر شرکت سیسکو

معرفی

دیتاسنترها معمولا از چندین شبکه چندگانه استفاده می کنند که شامل کلیه ارتباطات شبکه اترنت میان Client-to-Server و Server-to-Server و نیز شبکه FC SAN می باشد. برای استفاده از انواع مختلف شبکه ، دیتاسنتر ها از ماژول های ارتباطی جدا و افزونه برای هر شبکه خود استفاده می کنند از این شبکه ها می توان به شبکه اترنت با اینترفیس های NIC و شبکه FC در سرورها اشاره نمود. این ساختارها معمولا از سوییچهای جفت در هر لایه و با توجه به طرح کلی استفاده می کنند. استفاده از ساختارهای موازی هزینه ها را بشدت افزایش می دهد و نیز مدیریت دیتاسنترها را سخت و انعطاف ناپذیر می کند.

یک سیستم Unified Fabric می تواند کلیه این مشکلات را از طریق ترکیب شبکه های فیبر و اترنت در قالب یک پروتکل جامع فیبری حل و فصل نماید.

FCOE یا همان Fibre Channel Over Ethernet یکی از مهمترین کامپوننت های یک Unified Fabric می باشد. FCOE یک تکنولوژی جدیدی می باشد که توسط سیسکو ارتقا یافته است و برای زیرساخت Fiber Channel 5 استاندارد سازی شده است (FC-BB-5) و نیز با استانداردهای اطلاعاتی T11 و INCITS در ارتباط می باشد.

بسیاری از دیتاسنتر های بزرگ دارای زیرساختهای FC بسیاری می باشند و تمایل دارند تا بتوانند این ساختار را حفظ نمایند. FCoE یک شبکه اترنت Lossless را فراهم می کند که در آن فرم ها هیچ موقع Drop نمی شوند بدلیل اینکه از IP و TCP استفاده نمی کند.

پروتکل ارتباطی iSCSI تکنولوژی اصلی بشمار می آید که توسط IETF در یک گروه IP Storage بوجود آمده است و بر پایه پروتکل IP می باشد که در آن IPرا به عنوان شبکه غیرقابل اعتماد در نظر می گیرد و وظیفه بازیابی Packet های Lost شده را بر عهده TCP می گذارد.

تکنولوژی های iSCSI و FCoE به عنوان دو تکنولوژی مهم که سیسکو آنها را ساپورت می کند تا بتواند راهکارهای Unified Fabric را فراهم سازد.

شکل 1 به فواید استفاده از Unified Fabric برای مشتری اشاره می کند مانند تعداد کارت شبکه NIC و HBA کمتر و همچنین کمتر شدن ارتباطات و کابلهای ارتباطی و نیز هزینه های عملیاتی می گردد.

مقایسه iSCSI و FCoE

همانطور که به ارزش وجودی Unified Fabric پی بردیم بطور فزاینده ای تعداد آداپتور های روی سرور را کاهش می دهد و همچنین تعداد پورتهای سوییچ ها و کابلهای ارتباطی نیز تقلیل پیدا خواهد کرد و مهمتر از همه اینها پیچیدگیهای شبکه و هزینه نیروی انسانی را کاهش خواهد داد.

تکنولوژی Unified Fabric قدرت استفاده از یک شبکه اترنت 10 گیگابیتی Lossless را که می تواند از قابلیت های لایه دوم و سوم بصورت همزمان و مستقل از شبکه های NAS , iSCSI , FCoE و یا ترکیب آنها استفاده کند را میسر می سازد.

تولیدکنندگان برتر در حوزه سرور تکنولوژی ارتباطی iSCSI را به مشتریان خود پیشنهاد می کنند تا مشتریان بتوانند ماشین های مجازی خود را به استوریج لایه Block خود وصل نموده و بدون نیاز به استفاده از کارتهای HBA حرفه ای به Volume های روی استوریج خود وصل شوند.

پروتکل iSCSI قابلیت پشتیبانی از برنامه های کاربردی Enterprise را به اثبات رسانده است بصورتی که هزینه های کلی پروژه ها منطقی و مقرون به صرفه خواهد بود.

شکل 2 به مقایسه دو پروتکل ارتباطی می پردازد.

 پروتکل iSCSI برای محیط های Small و Medium بهترین گزینه می باشد بدلیل اینکه شاید در این محیط ها معیار قیمت به کارایی کلی ارجعیت دارد.
پروتکل iSCSI از سوییچ های قدیمی اترنت می تواند استفاده کند در صورتی که پروتکل FCoE به سوییچ های Lossless نیاز دارد.
تا الان پروتکل iSCSI به سرورهای Low-Performance محدود می شد بدلیل اینکه بصورت کلی اترنت با سرعت یک گیگابیت بر ثانیه ارائه می شد در حالی که FC از سرعت های 2 و 4 و 8 گیگابیتی پشتیبانی می نمود.
این Performance به استوریج های iSCSI نیز مرتبط می شود بصورتی که در آن یک گیگابیت اترنت بصورت اشتراکی میان چندین سرور مورد استفاده قرار می گیرد و برای غلبه کردن بر این Bottleneck این پروتکل ها ارتقا یافتند.
اگرچه 10 گیگابیت بر ثانیه اترنت این محدودیت را برطرف نمود و یک نگرانی در خصوص TCP Termination وجود دارد که با سرعت پایین iSCSI طاقت فرسا خواهد بود.
برای مشتریان Enterprise با یک ساختار بزرگ Fibre Channel ، حرکت نزولی iSCSI بصورت “SCSI over TCP” می بشد و نه “FC over TCP”
از اینرو مدیریت Fibre Channel و مدل نصب را حفظ نمی کند. آن شامل نامگذاری متفاوت و Zoning متفاوت و … می باشد.
در عوض ، FCoE جامع سازی در محیط FC موجود انجام می دهد.
FCoE بسیار آسان می باشد و شامل حداقل اطلاعات ضروری برای انتقال FC بر روی Ethernet می باشد و چیزهای دیگری مانند IP و TCP شامل نمی شوند و از اینرو FCoE قابلیت IP Route را ندارد.
جدول 1 به مقایسه قابلیتهای FCoE و iSCSI می پردازند.
 
 

FCoE

 

Benefits

 

• Mapping of Fibre Channel frames over Ethernet

• Fibre Channel enabled to run on a lossless Ethernet network

 

• Wire server only once

• Fewer cables and adapters

• Software provisioning of I/O

• Interoperates with existing Fibre Channel SANs

• No gateway; stateless

 

iSCSI

Benefits

• SCSI transport protocol that operates over TCP

• Encapsulation of SCSI command descriptor blocks and data in TCP/IP byte streams

• Wire server only once

• Fewer cables and adaptors

• New operational model

• Broad industry support; OS vendors support their iSCSI drivers, gateways (routers, bridges), and native iSCSI storage arrays

جدول 2 در مورد موقعیت FCoE و iSCSI می پردازد.

 

FCoE

iSCSI

• Targeted for enterprise and service provider data centers

• Suitable for data center applications

• Use same management model as Fibre Channel

• Has minimal effect on operations

• Applicable for smaller environments (small and medium-sized businesses [SMBs])

• Suitable for desktop

• Uses new management model

• Requires stateful gateway

FCoE and iSCSI both run better over Unified Fabric

 

 تکنولوژی های دیگری برای برای انتقال FC  برروی IP وجود دارد که قابلیت Route را دارد که FCIP نامیده می شود. این پروتکل از پیش قسمتی از استاندارد FC-BB-5 بود و FCoE را نیز شامل می شود.
شکل شماره 3 راهکار Disaster Recovery را نشان می دهد که در آن دو دیتاسنتر که از FCoE استفاده می کند و به یک شبکه IP و با استفاده از FCIP وصل می شود. شبکه IP می تواند از هر تکنولوژی ارتباطی استفاده کند.
شکل 3 :  FCoE و FCIP

 شایان ذکر است که FCoE راه اندازی شبکه SAN را آسان می سازد و به مراتب بهتر از iSCSI می باشد.
تغییر بزرگی که در دیتاسنترها اتفاق افتاده است حرکت به سمت مجاری سازی VMware و Xen می باشد. مجازی سازی نیاز به منابع سروری بالایی دارد.
 مجازی سازی نیاز به استفاده از Unified Fabric را بیشتر و بیشتر کرده است. در عمل FCoE سریعتر از iSCSI می باشد و به پروتکلی اصلی تبدیل شده است.
از لحاظ استوریجی ، استوریج های iSCSI هنوز وجود دارند و استوریجهای FCoE نیز تولید شده اند.
چکیده
FCoE برای منسوخ کردن تکنولوژی iSCSI تولید نشده است و باید گفت که iSCSI دارای Application های زیادی می باشد که FCoE ساپورت نمی کند مانند Remote Branch Office ها که ارتباط IP اساس کار می باشد.
بعضی از مشتریان نیازمندی I/O محدودی مانند 100 مگابیت بر ثانیه دارند و iSCSI تنها راهکار قطعی برای آن مشتریان می باشد و می توان گفت iSCSI بازار مربوط به محیط های Small-Medium را بدست گرفته است.
برای مشتریان با محیطهای بزرگ و مجازی که به I/O بسیار زیادی نیاز دارند راهکار FCoE بهترین راهکار می باشد.
مشتریانی که از خانواده سوییچ های سیسکو MDS 9000 استفاده می کنند سوییچ های FCoE را به سوییچ های FC ترجیح خواهند داد که می تواند بدلیل هزینه کلی پایین و یا حذف مرحله Migration باشد.

می توان گفت که FCoE بازار مربوط به SAN را بدست گرفته است.

گروه فنی و مهندسی وی سنتر ارائه دهنده راهکارهای جامع دیتاسنتر از شما دعوت می کند تا از رسانه آموزشی آنلاین دیدن فرمایید.
شماره تماس: 88884268
ادامه مطلب