Рис. 8.1. Сравнение технологий DAS, NAS, SAN и IP SAN
На рис. 8.1 показаны основные отличия хранилища, подключенного к серверу (direct-attached storage – DAS), сетевого хранилища (network-attached storage – NAS), сети хранения данных (storage area networks – SAN) и сети хранения данных на основе протокола IP. Ниже перечислены особенности, на которые следует обратить внимание.
■ При использовании хранилища, подключенного к серверу, для передачи запросов и ответов сеть не применяется.
При использовании сетевого хранилища сеть на основе протокола IP размещена между файловой системой и устройством хранения. Конечно, устройство NAS можно подключать не только к сети на основе протокола IP, однако этот протокол наиболее популярен. По сети передаются данные ввода-вывода на уровне файлов. Из этого правила всегда существуют исключениями примером может служить устройство ЕМ С Celerra HighRoad, которое подключается одновременно к локальной сети и к сети хранения данных. Такой вариант подключения подробно рассматривается в главе б (см. раздел 6.6).
При использовании SAN сеть размещается между файловой системой и устройством хранения; однако по сети передаются данные ввода-вывода на уровне блоков, а не на уровне файлов. В классических SAN практически всегда используется интерфейс Fibre Channel.
При использовании IP Storage сеть также размещается между файловой системой и устройством хранения, но в данном случае она основана на протоколе IP.
Идея технологии IP Storage возникла благодаря осознанию того, что иметь в наличии два типа сетей вовсе не обязательно. Этими двумя сетями являются IP и Ethernet, которые используются для соединения клиентов и серверов (так называемые интерфейсные сети (front-end)). В свою очередь, сеть между сервером и хранилищем данных называется серверной (back-end).
Ниже описаны причины, лежащие в основе развития IP Storage.
Протокол IP – это развитая, хорошо себя зарекомендовавшая технология, которая нашла применение в сетях Ethernet, ATM и т.д.
Маршрутизация протокола IP также весьма развита и предоставляет несколько маршрутов между серверами и устройствами хранения в условиях постоянно модифицируемой сети.
В некотором смысле проблема управления хранилищем аналогична известной проблеме управления сетями IP.
Протокол IP обеспечивает взаимодействие географически разделенных серверов и устройств хранения данных.
Сети IP используются для создания сетей наибольшего масштаба, включая Internet, поэтому большинство проблем, связанных с масштабированием и сетевыми «заторами», в них решены.
Компании, развивающие технологию IP Storage, отмечают, что протокол IP победил и пора переходить от концепции «IP поверх всего» (Ethernet, Token
Ring, ATM, Gigabit Ethernet и т.д.) к «все поверх IP» (включая блоки данных команд SCSI или CDB, SСSI-команды/результат-по-1Р и т.д.).
В главе 4 описаны два глобальных системных окружения: каналы ввода- вывода и сети. Каналы, например SCSI, обычно работают на небольших расстояниях и предназначены для решения узкого круга задач, поэтому большая часть работы возложена на аппаратное обеспечение. Сети, как правило, могут работать на больших расстояниях, по своей природе более универсальны и немалая часть функций реализована в виде программного обеспечения. Технология Fibre Channel стала попыткой централизации этих двух окружений на уровне каналов, в то время как IP Storage разрабатывается для обеспечения централизации на сетевом уровне.
Новым термином глобальная сеть хранения данных (Storage Wide Area Network – SWAN) описывается развертывание и использование технологий IP Storage поверх глобальных сетей на основе протокола IP.
В следующих разделах рассматриваются различные технологии, формирующие стандарт IP Storage. Также приводятся ссылки на реализацию этих технологий от компании Microsoft.
Протокол iSCSI (сокращение от Internet SCSI) позволяет реализовать одно или несколько подключений TCP/IP между устройствами, обменивающимися командами SCSI, ответами и информацией о состоянии. Другими словами, iSCSI представляет собой протокол для соединения «точка-точка», инкапсулирующий команды SCSI, ответы и информацию о состоянии.
На рис. 8.2 показано, как компоненты IP, TCP, iSCSI и SCSI работают вместе в процессе инкапсуляции. Пакет iSCSI содержит данные и команду SCSI для стека TCP/IP. Заголовок iSCSI содержит информацию об извлечении и интерпретации команды SCSI, которая размещена в пакете. Заголовок пакета TCP отвечает за гарантированную и последовательную доставку пакетов. Пакет TCP содержит данные и полезную нагрузку (payload) пакета IP. Заголовок IP используется в процессе маршрутизации.