Miesięcznik informatyków i menedżerów IT sektora publicznego

Artur Pęczak

Opcje połączeń do macierzy dyskowych

Wybór technologii podłączenia serwerów do macierzy dyskowej ma istotny wpływ na wydajność i niezawodność centrum przetwarzania danych. Wśród protokołów sieci SAN dominuje Fibre Channel, choć potrzeby klientów są znacznie szersze.

W funkcji sieciowego serwera plików dla protokołów NFS i SMB świetnie sprawdzi się klasyczny NAS firmy QNAP lub Synology. Serwery obu tych producentów mogą też udostępniać wolumeny blokowe przez protokół iSCSI. Na zrzucie wysokowydajny Turbo vNAS QNAP-a przeznaczony dla małych i średnich organizacji.

Próba klasyfikacji rozwiązań umożliwiających podłączenie serwerów do macierzy dyskowej to dość karkołomne zadanie. Punktem wyjścia może być podział systemów przechowywania danych na macierze NAS oraz SAN. Serwery NAS (Network Attached Storage) to grupa systemów pozwalających na podłączenie pamięci masowych bezpośrednio do sieci komputerowej. Mowa tu głównie o klasycznym Ethernecie i wykorzystaniu dobrze znanych administratorom protokołów udostępniania plików NFS oraz SMB (CIFS) wraz z kilkoma rozszerzeniami, jak Oracle Direct NFS Client czy SMB Direct, które wydatnie podnoszą stabilność i wydajność całego rozwiązania.

Z kolei SAN (Storage Area Network) to wydzielona sieć przeznaczona wyłącznie do udostępniania zasobów dyskowych podłączonym do niej serwerom. Sieci SAN, łączące serwery z macierzami dyskowymi, budowane są z wykorzystaniem trzech podstawowych interfejsów: Fibre Channel (FC), InfiniBand (IB) oraz Ethernet. Każdy z nich obsługuje inne protokoły sieciowe, ale ich ogólna zasada działania pozostaje wspólna i bazuje na przełączaniu ruchu między poszczególnymi węzłami sieci.

W użyciu mamy jeszcze skalowalne (klastrowe) systemy plikowe, takie jak Gluster, Lustre czy IBM Spectrum Scale (wcześniej GPFS). Z kolei w wielu zastosowaniach, np. chmurowych, dominować zaczynają systemy obiektowego przechowywania danych z dostępem przez dedykowane API, np. OpenStack Swift czy Amazon S3.

Plikowe systemy sieciowe

NFS (Network File System) to protokół sieciowy zdalnego udostępniania plików, powszechnie używany w systemach UNIX, Linux oraz OS X. Działa w sieci TCP/IP (Ethernet) w modelu klient–serwer. W scenariuszach korporacyjnych z powodzeniem może służyć do przechowywania baz danych Oracle czy obrazów maszyn wirtualnych VMware, na rynku dostępne są bowiem rozwiązania umożliwiające pełne wykorzystanie NFS w tych funkcjach. Wbudowany w oprogramowaniu Oracle klient Direct NFS Client optymalizuje operacje I/O między serwerem baz danych a serwerem plików, co istotnie wpływa na wydajność baz danych przechowywanych w udziałach NFS. Serwery NAS firm QNAP i Synology zapewniają wsparcie dla technologii VAAI dla NFS w zakresie pełnego klonowania plików (Full Clone), rezerwacji miejsca (Re­served Space) oraz obsługi rozszerzonych statystyk (Extended Statistics – tylko w urządzeniach QNAP). Z kolei wsparcie dla funkcji ODX środowiska Microsoft Hyper-V w tych urządzeniach zauważalnie przyspiesza kopiowanie danych pomiędzy kompatybilnymi urządzeniami pamięci masowej, ponieważ host wirtualizacji nie bierze aktywnego udziału w tym procesie.

Drugim, powszechnie stosowanym protokołem udostępniania plików jest SMB (Server Message Block), znany także jako CIFS (Common Internet File System). Podobnie jak NFS, protokół ten wykorzystuje sieć Ethernet, zatem od architektury połączeń zależy szybkość uzyskiwanych transferów. Do wyboru mamy sieci Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet i szybsze dostarczane po skrętce lub kablach światłowodowych. Niskie opóźnienia gwarantuje wbudowana w karty sieciowe technologia RDMA.

Dostęp blokowy

Macierze dyskowe oferujące dostęp do danych na poziomie blokowym wykorzystują trzy podstawowe interfejsy: Fibre Channel, Ethernet (m.in. iSCSI) oraz InfiniBand. Fibre Channel stosowany jest powszechnie do budowy wydajnych sieci SAN. Wymaga zastosowania dedykowanych przełączników FC oraz adapterów HBA dla węzłów serwerowych. Kolejne wersje standardu różnią się szybkością transmisji, poziomem opóźnień czy typem wykorzystywanego medium. Obecnie na rynek nadal najczęściej trafiają magistrale oferujące przepustowość 8 Gb/s oraz 16 Gb/s, choć w sprzedaży znajdziemy już przełączniki i adaptery FC szóstej generacji, które nadają i odbierają dane z szybkością 32 Gb/s i 128 Gb/s (w ostatnim przypadku angażowane są cztery kanały 32 GB/s na połączenie).

[...]

Autor zawodowo zajmuje się informatyką. Publikuje w magazynach komputerowych i serwisach internetowych.

Pełna treść artykułu jest dostępna w papierowym wydaniu pisma. Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne.
 
 

Polecamy

Biblioteka Informacja Publiczna

Specjalistyczne publikacje książkowe dla pracowników administracji publicznej

więcej