스토리지 관리. 최신 디스크 스토리지 기술

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안드레이 올로비아니코프,[이메일 보호됨]대지

동의하자....

이 글의 목적은 자세히 공부하는 것이 아닙니다 다양한 시스템데이터 스토리지(SHD). 우리는 소프트웨어 및 하드웨어와 같은 모든 종류의 인터페이스를 분석하지 않을 것입니다. 다른 방법들정보 저장소. 특정 유형의 스토리지 조직의 "병목 현상"은 고려하지 않습니다. 여기에서는 iSCSI 프로토콜과 FC(Fibre Channel), SCSI 등의 형태로 구현하는 방법에 대한 자세한 설명을 볼 수 없습니다.

우리의 작업은 훨씬 더 겸손합니다. 잠재 구매자와 "용어에 동의"하는 것입니다. 따라서 두 물리학자는 어떤 문제에 대한 토론을 시작하기 전에 특정 단어로 어떤 과정이나 현상을 지정할 것인지에 대해 합의합니다. 이것은 시간과 서로의 신경 세포를 모두 절약하고 더 생산적으로 대화를 진행하고 상호 즐거움을 위해 필요합니다.

스토리지 또는 ... 스토리지?

그들이 말했듯이 처음부터 시작합시다.

그러나 스토리지는 데이터 스토리지 시스템을 신뢰할 수 있는 최대 속도 및 쉬운 방법재무 및 구조적 기능 모두에서 다양한 수준의 조직을 위한 데이터 저장 및 액세스. 회사마다 정보를 저장해야 하는 요구 사항이 다르고 구현을 위한 재정적 기회가 다르다는 사실에 즉시 주의를 기울이고 싶습니다. 그러나 어쨌든, 우리는 구매자가 처분할 수 있는 돈이나 전문가의 수에 관계없이 모든 요구 사항이 스토리지에 대한 우리의 정의에 부합한다고 주장합니다. 대용량 디스크 또는 복잡한 다단계 PCS 구조(Parallels Cloud Storage). 이 정의에는 널리 사용되는 또 다른 약어가 포함되어 있습니다. 영어- 데이터 스토리지 네트워크로서의 SHD(Storage Area Network) - SAN. 스토리지를 구현하는 일반적인 방법에 대해 이야기할 때 아래에서 SAN을 약간 설명합니다.

스토리지 시스템을 실행하는 가장 일반적이고 이해하기 쉬운 방법은 DAS(Direct Attached Storage)입니다. 이 드라이브는 이러한 드라이브의 작동을 제어하는 ​​컴퓨터에 직접 연결됩니다.

가장 간단한 DAS 예제는 일반 컴퓨터데이터가 설치된 하드 디스크 또는 DVD(CD) 드라이브로 더 복잡한 예(그림 참조) - 외부 저장 장치(외부 HDD, 디스크 선반, 테이프 드라이브 등) 하나 또는 다른 프로토콜 및 인터페이스(SCSI, eSATA, FC 등)를 통해 컴퓨터와 직접 통신합니다. DAS 저장 장치로 Disk Shelf 또는 Data Storage Server(저장의 또 다른 약어)를 제공합니다.

이 경우 스토리지 서버는 자체 프로세서, OS 및 서버 내부의 수많은 디스크에 저장된 대용량 데이터를 처리할 수 있는 충분한 메모리를 갖춘 특정 컴퓨터를 의미합니다.

이러한 스토리지 시스템 구현에서는 DAS가 있는 컴퓨터만 데이터를 직접 볼 수 있으며 다른 모든 사용자는 이 컴퓨터의 "허가가 있는 경우"에만 데이터에 액세스할 수 있습니다.

다음에서 기본 DAS 스토리지 구성을 볼 수 있습니다.

스토리지 시스템NAS

또 다른 상당히 간단한 스토리지 구현은 NAS(Network Attached Storage) - 네트워크 데이터 스토리지(다시 말하지만, 동일한 스토리지 약어)입니다.

분명히 알 수 있듯이 데이터 액세스는 일반적으로 우리에게 익숙한 컴퓨터 근거리 통신망을 통해 네트워크 프로토콜을 통해 수행됩니다 (네트워크 리소스에 저장된 데이터에 대한 더 복잡한 액세스는 이미 널리 보급되었지만). NAS 스토리지 시스템의 가장 명확하고 간단한 예는 홈 네트워크의 여러 사용자가 한 번에 액세스할 수 있는 음악 및 영화의 가정용 스토리지입니다.

NAS는 데이터를 파일 시스템으로 저장하므로 네트워크 파일 프로토콜(NFS, SMB, AFP…)을 통해 리소스에 대한 액세스를 제공합니다.

NAS 스토리지 구현의 간단한 예는 그림 1을 참조하십시오. 2.

NAS는 원칙적으로 자체 프로세서, 메모리 및 충분히 빠른 네트워크 인터페이스네트워크를 통해 다른 사용자에게 데이터를 전송합니다. 또한 디스크 하위 시스템의 속도에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 다음에서 가장 일반적인 NAS 장치 구성을 볼 수 있습니다.

Storage Area Network는 스토리지 시스템을 데이터 스토리지 시스템으로 구현하는 방법 중 하나입니다(위 참조).

이 소프트웨어 - 하드웨어 및 연결을 위한 아키텍처 솔루션 다양한 장치운영 체제가 이러한 장치를 로컬로 "보는" 방식으로 데이터를 저장합니다. 이는 이러한 장치를 적절한 서버에 연결하여 수행됩니다. 장치 자체는 디스크 어레이, 테이프 라이브러리, 광학 스토리지 어레이와 같이 다를 수 있습니다.

스토리지 기술의 발전으로 SAN과 NAS 시스템의 구분은 매우 자의적이 되었습니다. 일반적으로 SAN - 블록 장치, NAS - 데이터 파일 시스템과 같은 데이터 저장 방식으로 구분할 수 있습니다.

SAN 시스템의 구현 프로토콜은 파이버 채널, iSCSI, AoE와 같이 다를 수 있습니다.

SAN을 구현하는 아키텍처 방법 중 하나가 그림 1에 나와 있습니다. 삼.

SAN 스토리지의 일반적인 예는 다음에서 찾을 수 있습니다.

결론적으로 우리는 "용어에 대한 동의"가 이루어지기를 희망하며 귀하의 비즈니스를 위한 스토리지 시스템을 생성하기 위한 옵션에 대해 논의하고 안정성, 단순성 및 예산 측면에서 귀하에게 적합한 솔루션을 선택하는 것만 남아 있습니다.

데이터 저장 시스템(SHD)의 목적은 무엇입니까?

스토리지 시스템은 시스템 오류 발생 시 데이터에 대한 액세스를 신속하게 복원할 수 있는 기능과 함께 처리된 데이터를 안전하고 내결함성 있게 저장하도록 설계되었습니다.

스토리지 시스템의 주요 유형은 무엇입니까?

구현 유형에 따라 스토리지 시스템은 하드웨어와 소프트웨어로 나뉩니다. 적용 분야에 따라 스토리지 시스템은 개인용, 소규모 작업 그룹용, 작업 그룹용, 기업용, 기업용으로 나뉩니다. 연결 유형에 따라 스토리지 시스템은 다음과 같이 나뉩니다.

1. DAS(Direct Attached Storage - 직접 연결 시스템)

이 유형의 시스템의 특징은 네트워크에 연결된 장치의 데이터에 대한 액세스 제어가 스토리지가 연결된 서버 또는 워크스테이션에서 수행된다는 것입니다.

2. NAS(Network Attached Storage - LAN에 연결된 시스템)

V 이 유형시스템에서 스토리지에 있는 정보에 대한 액세스는 스토리지 자체에서 실행되는 소프트웨어에 의해 제어됩니다.

3.SAN(Storage Attached Network) - 데이터를 처리하는 서버와 실제로 스토리지 시스템 사이의 네트워크인 시스템)

데이터 저장 시스템을 구축하는 이 방법을 사용하면 정보에 대한 액세스 제어가 저장 서버에서 실행되는 소프트웨어에 의해 수행됩니다. SAN 스위치를 통해 스토리지는 고성능 액세스 프로토콜(파이버 채널, iSCSI, 이더넷을 통한 ATA 등)을 사용하여 서버에 연결됩니다.

스토리지 시스템의 소프트웨어 및 하드웨어 구현 기능은 무엇입니까?

스토리지 시스템의 하드웨어 구현은 스토리지 디바이스(데이터가 물리적으로 저장되는 디스크 또는 디스크 어레이)와 제어 디바이스(스토리지 요소 간에 데이터를 분배하는 컨트롤러)로 구성된 단일 하드웨어 컴플렉스입니다.

스토리지 시스템의 소프트웨어 구현은 데이터가 특정 스토리지나 서버에 얽매이지 않고 저장되고 저장된 데이터의 안전과 보안을 책임지는 특수 소프트웨어를 통해 데이터에 액세스하는 분산 시스템입니다.

서버가 대부분의 경우 수행하는 범용 장치인 경우
- 응용 서버의 기능(서버에서 특수 프로그램이 실행되고 집중적인 계산이 진행되는 경우),
- 파일 서버의 기능(즉, 데이터 파일의 중앙 집중식 저장을 위한 장소)

그런 다음 SHD(데이터 저장 시스템) - 데이터 저장과 같은 서버 기능을 수행하도록 특별히 설계된 장치입니다.

스토리지 구매의 필요성
일반적으로 상당히 성숙한 기업에서 발생합니다. 방법에 대해 생각하는 사람들
- 회사의 가장 소중한 자산인 정보의 저장 및 관리
- 비즈니스 연속성 및 데이터 손실 보호 보장
- IT 인프라의 적응성 향상

스토리지 및 가상화
경쟁으로 인해 SME는 다운타임 없이 고효율로 더 효율적으로 작업할 수 있습니다. 생산 모델 변경 관세 계획, 서비스 유형이 점점 더 자주 발생하고 있습니다. 현대 기업의 전체 비즈니스는 정보 기술과 "연결"되어 있습니다. 비즈니스 요구 사항은 빠르게 변화하고 즉시 IT에 반영됩니다. IT 인프라의 안정성과 적응성에 대한 요구 사항이 증가하고 있습니다. 가상화는 이 기능을 제공하지만 유지 보수가 용이하고 저렴한 스토리지 시스템이 필요합니다.

접속 유형별 스토리지 시스템 분류

다스. 첫 번째 디스크 어레이는 SCSI 인터페이스를 통해 서버에 연결되었습니다. 동시에 하나의 서버는 하나의 디스크 어레이에서만 작동할 수 있습니다. 이것 - 직접 연결스토리지(DAS - 직접 연결 스토리지).

NAS. 각 사용자가 모든 스토리지 시스템을 사용할 수 있도록 컴퓨터 센터 구조를 보다 유연하게 구성하려면 스토리지 시스템을 로컬 네트워크에 연결해야 합니다. NAS(Network Attached Storage)입니다. 그러나 서버와 스토리지 시스템 간의 데이터 교환은 클라이언트와 서버 간의 데이터 교환보다 훨씬 더 집중적이므로 이 버전에서는 이더넷 네트워크의 대역폭과 관련된 객관적인 어려움이 있었습니다. 그리고 보안의 관점에서 스토리지 시스템을 공통 네트워크에 표시하는 것은 완전히 옳지 않습니다.

SAN. 그러나 서버와 스토리지 시스템 간에 고유한 별도의 고속 네트워크를 만들 수 있습니다. 이 네트워크를 SAN(Storage Area Network)이라고 합니다. 속도는 물리적 전송 매체에 광학 장치가 있다는 사실에 의해 보장됩니다. 특수 어댑터(HBA) 및 광 FC 스위치는 4 및 8Gbit/s의 속도로 데이터 전송을 제공합니다. 이러한 네트워크의 신뢰성은 채널(어댑터, 스위치)의 이중화(중복)로 인해 높아졌습니다. 주요 단점은 높은 가격입니다.

iSCSI. 저렴한 1Gbit/s 및 10Gbit/s 이더넷 기술의 출현으로 4Gbit/s 광학 장치는 특히 가격을 고려할 때 더 이상 매력적이지 않습니다. 따라서 iSCSI(Internet Small Computer System Interface) 프로토콜이 SAN 매체로 점점 더 많이 사용되고 있습니다. iSCSI SAN은 IP 프로토콜을 지원하는 충분히 빠른 물리적 기반에 구축할 수 있습니다.

범위별 데이터 스토리지 시스템 분류:

등급	설명
개인적인	대부분 특수 케이스에 넣고 USB 및/또는 FireWire 1394 및/또는 이더넷 및/또는 eSATA 인터페이스가 장착된 일반 3.5" 또는 2.5" 또는 1.8" 하드 드라이브입니다. 따라서 컴퓨터 / 서버에 연결하고 외부 드라이브로 작동할 수 있는 휴대용 장치가 있습니다. 때로는 편의를 위해 무선 액세스, 프린터 및 USB 포트가 장치에 추가됩니다.
소규모 작업 그룹	이것은 일반적으로 이더넷 인터페이스를 사용하여 핫 스왑 가능 여부에 관계없이 여러 개(대부분 2~5개)의 SATA 하드 드라이브를 설치할 수 있는 고정식 또는 휴대용 장치입니다. 디스크는 어레이로 구성할 수 있습니다. 다양한 수준의 RAID로 높은 스토리지 안정성과 액세스 속도를 얻을 수 있습니다. 스토리지 시스템에는 일반적으로 Linux를 기반으로 하는 특수 OS가 있으며 사용자 이름과 암호로 액세스 수준을 구분하고 디스크 공간 할당량을 구성하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다. 이러한 스토리지 시스템은 파일 서버를 대체하는 소규모 작업 그룹에 적합합니다.
작업 그룹	일반적으로 12-24개의 HotSwap SATA 또는 SAS 하드 드라이브를 수용하는 19인치 랙 마운트에 장착되는 장치입니다. 외부 이더넷 및/또는 iSCSI 인터페이스가 있습니다. 드라이브는 어레이로 구성됩니다. 높은 스토리지 안정성과 액세스 속도를 달성하기 위한 RAID 스토리지 시스템에는 액세스 수준을 구별하고, 디스크 공간 할당량을 구성하고, 백업(정보 백업)을 구성하는 등의 작업을 수행할 수 있는 특수 소프트웨어가 함께 제공됩니다. 이러한 스토리지 시스템은 중간 규모 및 대규모 기업에 적합하며 하나 이상의 서버와 함께 사용됩니다.
기업	최대 수백 개의 하드 드라이브를 수용할 수 있는 고정 또는 19인치 랙 마운트 장치입니다. 이전 클래스의 스토리지 시스템 외에도 시스템 모니터링 시스템을 중지하지 않고 업그레이드, 업그레이드 및 교체할 수 있습니다. 소프트웨어"스냅샷" 및 기타 "고급" 기능을 지원할 수 있습니다. 이러한 스토리지 시스템은 대기업에 적합하며 중요한 데이터에 대한 향상된 안정성, 속도 및 보호 기능을 제공합니다.
고급 기업	이전 클래스 외에도 스토리지는 수천 개의 하드 드라이브를 지원할 수 있습니다. 이러한 저장 시스템은 여러 개의 19인치 캐비닛을 차지하며 총 중량은 몇 톤에 이릅니다. 스토리지 시스템은 국가/기업 수준에서 전략적으로 중요한 데이터의 저장, 최고 수준의 신뢰성으로 논스톱 운영을 위해 설계되었습니다.

질문 기록.

첫 번째 서버는 컴퓨팅(응용 프로그램 서버)과 데이터 저장(파일 서버) 모두의 모든 기능(예: 컴퓨터)을 한 경우에 결합했습니다. 그러나 한편으로는 컴퓨팅 성능에 대한 요구가 증가하고 다른 한편으로는 처리되는 데이터의 양이 증가함에 따라 모든 것을 하나의 패키지에 담는 것이 단순히 불편해졌습니다. 디스크 어레이를 별도의 케이스에 넣는 것이 더 효율적인 것으로 판명되었습니다. 그러나 디스크 어레이를 서버에 연결할 때 문제가 발생했습니다. 첫 번째 디스크 어레이는 SCSI 인터페이스를 통해 서버에 연결되었습니다. 그러나 이 경우 하나의 서버는 하나의 디스크 어레이에서만 작동할 수 있습니다. 사람들은 데이터 센터 구조를 보다 유연하게 구성하여 모든 서버에서 모든 스토리지 시스템을 사용할 수 있기를 원했습니다. 물론 모든 장치를 로컬 네트워크에 직접 연결하고 이더넷을 통해 데이터 교환을 구성하는 것은 간단하고 보편적인 솔루션입니다. 그러나 서버와 스토리지 시스템 간의 데이터 교환은 클라이언트와 서버 간의 데이터 교환보다 훨씬 더 집중적이므로 이 버전(NAS - 아래 참조)에서는 이더넷 네트워크의 처리량과 관련된 객관적인 어려움이 있습니다. 서버와 스토리지 시스템 사이에 별도의 고속 네트워크를 구축하려는 아이디어가 있었습니다. 이러한 네트워크를 SAN이라고 합니다(아래 참조). 이더넷과 유사하지만 물리적 전송 매체만 광학입니다. 서버와 스위치(광)에 설치되는 어댑터(HBA)도 있습니다. 광학 장치를 통한 데이터 전송 속도 표준 - 4Gbit/s. 1Gbit/s 및 10Gbit/s 이더넷 기술과 iSCSI 프로토콜의 출현으로 이더넷이 SAN 매체로 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

정보는 현대 비즈니스의 원동력이며 현재 모든 기업의 가장 가치 있는 전략적 자산으로 간주됩니다. 정보의 양은 성장과 함께 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 글로벌 네트워크전자 상거래의 발전. 정보 전쟁에서 성공하려면 현재와 가까운 미래에 가장 중요한 디지털 자산인 데이터를 저장, 보호, 공유 및 관리하기 위한 효과적인 전략이 필요합니다.

스토리지 자원 관리는 부서가 직면한 가장 시급한 전략적 문제 중 하나가 되었습니다. 정보 기술. 인터넷의 발달과 비즈니스 프로세스의 근본적인 변화로 인해 정보는 전례 없는 속도로 축적되고 있습니다. 저장된 정보의 양이 지속적으로 증가할 가능성을 보장해야 하는 시급한 문제 외에도 데이터 저장의 신뢰성과 정보에 대한 지속적인 액세스를 보장하는 문제가 의제에서 심각하지 않습니다. 많은 기업에서 "365일 24시간 연중무휴" 데이터 액세스 공식이 표준이 되었습니다.

단일 PC의 경우 스토리지 시스템(SAN)은 별도의 내부 하드 드라이브 또는 디스크 시스템으로 이해될 수 있습니다. 기업 스토리지의 경우 전통적으로 DAS(Direct Attached Storage), NAS(Network Attach Storage) 및 SAN(Storage Area Network)의 세 가지 데이터 스토리지 구성 기술이 있습니다.

DAS(직접 연결 스토리지)

DAS 기술은 서버나 PC에 대한 드라이브의 직접(직접) 연결을 의미합니다. 동시에, 저장 하드 드라이브, 테이프 드라이브)는 내부 또는 외부일 수 있습니다. DAS 시스템의 가장 단순한 경우는 서버 또는 PC 내부의 단일 디스크입니다. 또한 RAID 컨트롤러를 사용하여 디스크의 내부 RAID 어레이를 구성하는 것도 DAS 시스템에 기인할 수 있습니다.

단일 디스크 또는 디스크의 내부 어레이와 관련하여 DAS 시스템이라는 용어를 공식적으로 사용할 수 있음에도 불구하고 DAS 시스템은 일반적으로 디스크가 있는 외부 랙 또는 바스켓으로 이해되며, 이는 다음과 같이 간주될 수 있습니다. 독립형 스토리지 시스템(그림 1). 독립 전원 공급 장치 외에도 이러한 독립형 DAS 시스템에는 드라이브 어레이를 관리하기 위한 특수 컨트롤러(프로세서)가 있습니다. 예를 들어 다양한 수준의 RAID 어레이를 구성할 수 있는 RAID 컨트롤러가 이러한 컨트롤러 역할을 할 수 있습니다.

쌀. 1. DAS 스토리지 시스템의 예

독립형 DAS 시스템에는 여러 개의 외부 I/O 채널이 있을 수 있으므로 여러 대의 컴퓨터를 동시에 DAS 시스템에 연결할 수 있습니다.

SCSI(Small Computer Systems Interface), SATA, PATA 및 파이버 채널 인터페이스는 DAS 기술에서 드라이브(내부 또는 외부)를 연결하기 위한 인터페이스로 작동할 수 있습니다. SCSI, SATA 및 PATA 인터페이스는 주로 내부 드라이브 연결에 사용되지만 파이버 채널 인터페이스는 외부 드라이브 및 독립 실행형 스토리지 시스템 연결에만 사용됩니다. 이 경우 Fibre Channel 인터페이스의 장점은 길이 제한이 엄격하지 않고 DAS 시스템에 연결된 서버나 PC가 멀리 떨어져 있을 때 사용할 수 있다는 것입니다. SCSI 및 SATA 인터페이스를 사용하여 외부 스토리지 시스템(이 경우 SATA 인터페이스를 eSATA라고 함)을 연결할 수도 있지만 이러한 인터페이스는 DAS 시스템과 연결된 서버를 연결하는 케이블의 최대 길이에 엄격한 제한이 있습니다.

DAS 시스템의 주요 장점은 다른 스토리지 솔루션에 비해 저렴한 비용, 배포 및 관리의 용이성, 스토리지 시스템과 서버 간의 고속 데이터 교환입니다. 실제로 소규모 사무실 및 소규모 기업 네트워크 부문에서 큰 인기를 얻은 것은 바로 이것 때문입니다. 동시에 DAS 시스템은 각 DAS 시스템에 전용 서버를 연결해야 하기 때문에 관리 효율성이 떨어지고 리소스 활용이 최적화되지 않는 등의 단점이 있습니다.

현재 DAS 시스템이 주도적인 위치를 차지하고 있지만 이러한 시스템의 판매 점유율은 지속적으로 감소하고 있습니다. DAS 시스템은 NAS 시스템에서 원활하게 마이그레이션할 수 있는 범용 솔루션이나 DAS와 NAS, 심지어 SAN 시스템으로 사용할 수 있는 가능성을 제공하는 시스템으로 점차 대체되고 있습니다.

DAS 시스템은 한 서버의 디스크 공간을 늘리고 케이스 외부로 옮겨야 할 때 사용해야 합니다. DAS 시스템은 또한 많은 양의 정보를 처리하는 워크스테이션(예: 비선형 비디오 편집 스테이션)에서 사용하는 것이 좋습니다.

NAS(Network Attached Storage)

NAS 시스템은 네트워크 프린트 서버, 라우터 또는 기타 네트워크 장치와 동일한 방식으로 네트워크에 직접 연결되는 네트워크 스토리지 시스템입니다(그림 2). 실제로 NAS 시스템은 파일 서버의 진화입니다. 기존 파일 서버와 NAS 장치의 차이점은 하드웨어 네트워크 라우터와 전용 서버 기반 소프트웨어 라우터 간의 차이와 거의 같습니다.

쌀. 2. NAS 스토리지 예시

기존 파일 서버와 NAS 장치의 차이점을 이해하기 위해 기존 파일 서버는 네트워크 사용자가 사용할 수 있는 정보를 저장하는 전용 컴퓨터(서버)라는 점을 기억합시다. 정보를 저장하기 위해 서버에 설치된 하드 드라이브를 사용하거나(일반적으로 특수 바구니에 설치) DAS 장치를 서버에 연결할 수 있습니다. 파일 서버는 서버 운영 체제를 사용하여 관리됩니다. 데이터 저장 시스템을 구성하는 이 접근 방식은 현재 소규모 로컬 네트워크 부문에서 가장 널리 사용되지만 한 가지 중요한 단점이 있습니다. 사실은 범용 서버(심지어 서버와 결합하여 운영 체제) 결코 저렴한 솔루션이 아닙니다. 동시에 범용 서버에 내재된 대부분의 기능은 단순히 파일 서버에서 사용되지 않습니다. 아이디어는 최적화된 운영 체제와 균형 잡힌 구성으로 최적화된 파일 서버를 만드는 것입니다. NAS 장치가 구현하는 것은 이러한 개념입니다. 이러한 의미에서 NAS 장치는 "씬" 파일 서버, 또는 파일러라고도 할 수 있습니다.

파일시스템 유지관리 및 데이터 입출력 구현과 관련 없는 모든 기능에서 해방된 최적화된 OS와 더불어 NAS 시스템은 접근에 최적화된 파일시스템을 갖추고 있습니다. NAS 시스템은 모든 처리 능력이 파일 제공 및 저장 작업에만 집중되도록 설계되었습니다. 운영 체제 자체는 플래시 메모리에 있으며 제조업체에서 사전 설치합니다. 당연히 새 버전의 OS가 출시되면 사용자는 시스템을 독립적으로 "새로고침"할 수 있습니다. NAS 장치를 네트워크에 연결하고 구성하는 것은 시스템 관리자는 물론이고 숙련된 사용자라면 누구나 할 수 있는 매우 간단한 작업입니다.

따라서 기존 파일 서버에 비해 NAS 장치는 더 강력하고 저렴합니다. 현재 거의 모든 NAS 장치는 다음에서 사용하도록 설계되었습니다. 이더넷 네트워크(고속 이더넷, 기가비트 이더넷) TCP/IP 프로토콜 기반. NAS 장치는 특수 파일 액세스 프로토콜을 사용하여 액세스합니다. 가장 일반적인 파일 액세스 프로토콜은 CIFS, NFS 및 DAFS입니다.

CIFS(Common Internet File System System)은 파일 및 서비스에 대한 액세스를 제공하는 프로토콜입니다. 원격 컴퓨터(인터넷 포함) 상호 작용의 클라이언트-서버 모델을 사용합니다. 클라이언트는 파일 액세스를 위해 서버에 요청을 생성하고, 서버는 클라이언트의 요청을 이행하고 작업 결과를 반환합니다. CIFS 프로토콜은 전통적으로 파일 액세스를 위해 Windows 로컬 영역 네트워크에서 사용됩니다. CIFS는 TCP/IP 프로토콜을 사용하여 데이터를 전송합니다. CIFS는 FTP( 파일 전송프로토콜) 그러나 클라이언트에게 파일에 대한 더 나은 제어를 제공합니다. 또한 네트워크 장애 시 서버에 자동으로 다시 연결하고 차단하여 클라이언트 간에 파일 액세스를 공유할 수 있습니다.

규약 NFS(네트워크 파일 시스템 - 네트워크 파일 시스템)은 전통적으로 UNIX 플랫폼에서 사용되며 분산 파일 시스템과 네트워크 프로토콜의 조합입니다. NFS 프로토콜은 또한 클라이언트-서버 상호 작용 모델을 사용합니다. NFS 프로토콜마치 사용자의 컴퓨터에 있는 것처럼 원격 호스트(서버)에 있는 파일에 대한 액세스를 제공합니다. NFS는 TCP/IP 프로토콜을 사용하여 데이터를 전송합니다. 인터넷에서 NFS를 운용하기 위해 WebNFS 프로토콜이 개발되었습니다.

규약 DAFS(Direct Access File System)은 NFS 기반의 표준 파일 액세스 프로토콜입니다. 이 프로토콜을 사용하면 애플리케이션 작업이 운영 체제와 해당 버퍼 공간을 우회하여 리소스를 직접 전송하도록 데이터를 전송할 수 있습니다. DAFS 프로토콜은 높은 파일 I/O 속도를 제공하고 일반적으로 네트워크 프로토콜 처리에 필요한 작업 및 인터럽트 수를 크게 줄여 CPU 사용량을 줄입니다.

DAFS는 지속적인 운영에 중점을 둔 데이터베이스 및 다양한 인터넷 응용 프로그램을 위한 클러스터 및 서버 환경에서 사용하도록 설계되었습니다. 파일 공유 및 데이터에 대한 액세스 지연을 최소화하고 지능형 시스템 및 데이터 복구 메커니즘을 지원하므로 NAS 시스템에서 사용하기에 적합합니다.

위의 내용을 요약하면 다음과 같은 경우에 NAS 시스템을 다중 플랫폼 네트워크에서 사용하도록 권장할 수 있습니다. 네트워크 액세스파일 및 오히려 중요한 요소는 스토리지 시스템 관리의 설치 용이성입니다. 소규모 회사 사무실에서 NAS를 파일 서버로 사용하는 것이 좋은 예입니다.

SAN(저장 영역 네트워크)

실제로 SAN은 더 이상 별도의 장치가 아니라 데이터를 저장하기 위한 전문 네트워크 인프라인 복잡한 솔루션입니다. SAN은 로컬(LAN) 또는 광역(WAN) 네트워크에 별도의 특수 서브넷으로 통합됩니다.

기본적으로 SAN은 하나 이상의 서버(SAN 서버)를 하나 이상의 저장 장치에 연결합니다. SAN을 사용하면 모든 SAN 서버가 다른 서버나 로컬 네트워크를 로드하지 않고도 모든 저장 장치에 액세스할 수 있습니다. 또한 서버의 참여 없이 저장 장치 간의 데이터 교환이 가능합니다. 실제로 SAN을 사용하면 많은 사용자가 정보를 한 곳에(빠른 중앙 집중식 액세스를 통해) 저장하고 공유할 수 있습니다. RAID 어레이, 다양한 라이브러리(테이프, 광자기 등) 및 JBOD 시스템(RAID에 결합되지 않은 디스크 어레이)을 데이터 저장 장치로 사용할 수 있습니다.

스토리지 네트워크는 집중적으로 개발되기 시작했으며 1999년부터 도입되었습니다.

근거리 통신망이 원칙적으로 서로 다른 기술과 표준을 기반으로 구축될 수 있는 것처럼 서로 다른 기술을 사용하여 SAN을 구축할 수도 있습니다. 그러나 이더넷 표준(고속 이더넷, 기가비트 이더넷)이 LAN의 사실상 표준이 된 것처럼 스토리지 네트워크는 FC(Fibre Channel) 표준이 지배합니다. 실제로 SAN 개념 자체의 개발로 이어진 것은 파이버 채널 표준의 개발이었습니다. 동시에 iSCSI 표준이 점점 대중화되고 있으며 이를 기반으로 SAN 네트워크를 구축하는 것도 가능하다는 점에 유의해야 합니다.

속도 매개변수와 함께 파이버 채널의 가장 중요한 장점 중 하나는 장거리 작업 기능과 토폴로지의 유연성입니다. SAN 토폴로지를 구축하는 개념은 스위치 및 라우터를 기반으로 하는 기존의 LAN과 동일한 원칙을 기반으로 하므로 다중 노드 시스템 구성의 구성을 크게 단순화합니다.

광섬유 및 구리 케이블 모두 광섬유 채널 표준에서 데이터 전송에 사용된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 최대 10km 거리의 ​​지리적으로 원격 노드에 대한 액세스를 구성할 때 표준 장비와 단일 모드 광섬유가 신호 전송에 사용됩니다. 노드가 더 먼 거리(수십 킬로미터 또는 수백 킬로미터)로 분리되어 있으면 특수 증폭기가 사용됩니다.

SAN 토폴로지

일반적인 파이버 채널 SAN은 그림 1에 나와 있습니다. 3. 이러한 SAN 네트워크의 인프라는 파이버 채널 인터페이스가 있는 저장 장치, SAN 서버(양쪽에 연결된 서버)로 구성됩니다. 지역 네트워크이더넷 인터페이스를 통해 그리고 파이버 채널 인터페이스를 통해 SAN 네트워크로) 및 파이버 채널 스위치(허브)를 기반으로 구축되고 큰 데이터 블록 전송에 최적화된 스위칭 팩토리(파이버 채널 패브릭) . 입장 네트워크 사용자 SAN 서버를 통해 데이터 스토리지 시스템에 구현됩니다. 동시에 SAN 네트워크 내의 트래픽을 로컬 네트워크의 IP 트래픽과 분리하는 것이 중요하며, 이는 물론 로컬 네트워크의 부하를 줄여줍니다.

쌀. 3. 일반적인 SAN 네트워크 레이아웃

SAN의 이점

SAN 기술의 주요 장점에는 고성능, 높은 수준의 데이터 가용성, 뛰어난 확장성 및 관리 용이성, 데이터 통합 ​​및 가상화 기능이 있습니다.

비차단 파이버 채널 스위치 패브릭을 사용하면 여러 SAN 서버가 동시에 스토리지 장치에 액세스할 수 있습니다.

SAN 아키텍처에서 데이터는 한 스토리지 디바이스에서 다른 스토리지 디바이스로 쉽게 이동할 수 있으므로 최적화된 데이터 배치가 가능합니다. 이는 여러 SAN 서버가 동시에 동일한 저장 장치에 액세스해야 할 때 특히 중요합니다. DAS 장치, 즉 서버에 직접 연결된 데이터 저장 장치를 사용하는 것과 같은 다른 기술을 사용하는 경우 데이터 통합 ​​프로세스가 불가능하다는 점에 유의하십시오.

SAN 아키텍처가 제공하는 또 다른 가능성은 데이터 가상화입니다. 가상화의 아이디어는 SAN 서버에 개별 저장 장치가 아니라 리소스에 대한 액세스를 제공하는 것입니다. 즉, 서버는 저장 장치가 아니라 가상 리소스를 "볼" 것입니다. 가상화의 실질적인 구현을 위해, 한편으로는 저장 장치가 연결되고 다른 한편으로는 SAN 서버가 연결된 SAN 서버와 디스크 장치 사이에 특별한 가상화 장치를 배치할 수 있습니다. 또한 많은 최신 FC 스위치 및 HBA가 가상화를 구현하는 기능을 제공합니다.

SAN이 제공하는 다음 기능은 원격 데이터 미러링의 구현입니다. 데이터 미러링의 원리는 정보를 여러 매체에 복제하여 정보 저장의 신뢰성을 높이는 것입니다. 데이터 미러링의 가장 간단한 예는 두 개의 디스크를 RAID 레벨 1 어레이로 결합하는 것인데, 이 경우 동일한 정보가 두 개의 디스크에 동시에 기록됩니다. 이 방법의 단점은 두 디스크의 로컬 위치로 간주될 수 있습니다(일반적으로 디스크는 동일한 바구니 또는 랙에 위치). SAN은 이러한 단점을 극복하고 미러링 구성 가능성을 제공합니다. 개별 장치데이터 저장소이지만 SAN 네트워크 자체는 수백 킬로미터 떨어져 있습니다.

SAN 네트워크의 또 다른 장점은 구성의 용이성입니다. 사본 예약데이터. 대부분의 로컬 네트워크에서 사용되는 기존 백업 기술은 전용 백업 서버와 가장 중요한 전용 네트워크 대역폭이 필요합니다. 실제로 백업 작업 중에는 로컬 네트워크 사용자가 서버 자체에 액세스할 수 없게 됩니다. 사실 그렇기 때문에 백업은 보통 밤에 하게 됩니다.

스토리지 네트워크의 아키텍처는 백업 문제에 대해 근본적으로 다른 접근 방식을 허용합니다. 이 경우 백업 서버는 SAN 네트워크의 일부이며 스위칭 패브릭에 직접 연결됩니다. 이 경우 백업 트래픽은 로컬 네트워크 트래픽과 격리됩니다.

SAN 네트워크를 만드는 데 사용되는 장비

이미 언급했듯이 SAN 네트워크를 배포하려면 스토리지 장치, SAN 서버 및 하드웨어가 스위칭 패브릭을 구축해야 합니다. 스위칭 공장에는 두 장치가 모두 포함됩니다. 물리층(케이블, 커넥터), SAN 노드를 서로 연결하기 위한 연결 장치(Interconnect Device), FC(Fibre Channel) 프로토콜을 SCSI, FCP, FICON, 이더넷, ATM 또는 SONET.

케이블

이미 언급했듯이 파이버 채널 표준은 SAN 장치를 연결하기 위해 광케이블과 구리 케이블을 모두 사용할 수 있도록 합니다. 동시에 동일한 SAN 네트워크에서 서로 다른 유형의 케이블을 사용할 수 있습니다. 단거리(최대 30m)에는 구리 케이블을 사용하고, 단거리와 최대 10km 이상에는 광섬유 케이블을 모두 사용합니다. 다중 모드(다중 모드) 및 단일 모드(단일 모드) 광섬유 케이블이 모두 사용되며 최대 2km 거리에는 다중 모드가 사용되고 더 긴 거리에는 단일 모드가 사용됩니다.

동일한 SAN 네트워크 내에서 서로 다른 유형의 케이블이 공존하는 것은 특수 인터페이스 변환기인 GBIC(Gigabit Interface Converter) 및 MIA(Media Interface Adapter)를 통해 보장됩니다.

파이버 채널 표준에는 몇 가지 가능한 전송 속도가 있습니다(표 참조). 현재 표준 1, 2 및 4 GFC의 가장 일반적인 FC 장치에 유의하십시오. 이것은 더 빠른 장치와 느린 장치의 하위 호환성을 보장합니다. 즉, 4 GFC 장치는 표준 1 및 2 GFC 장치의 연결을 자동으로 지원합니다.

상호 연결 장치

파이버 채널 표준을 사용하면 점대점(Point-to-Point), 공유 액세스 링(중재 루프, FC-AL) 및 스위치 패브릭 아키텍처(스위치 패브릭)와 같은 장치 연결을 위한 다양한 네트워크 토폴로지를 사용할 수 있습니다.

지점간 토폴로지를 사용하여 서버를 전용 스토리지 시스템에 연결할 수 있습니다. 이 경우 데이터는 SAN 서버와 공유되지 않습니다. 사실 이 토폴로지는 DAS 시스템의 변형입니다.

지점간 토폴로지를 구현하려면 최소한 Fibre Channel 어댑터가 장착된 서버와 Fibre Channel 인터페이스가 있는 저장 장치가 필요합니다.

FC-AL(Shared Access Ring) 토폴로지는 논리적으로 닫힌 루프에서 데이터가 전송되는 장치 연결 방식을 나타냅니다. FC-AL 링 토폴로지에서 연결 장치는 허브 또는 파이버 채널 스위치일 수 있습니다. 허브를 사용하면 대역폭이 링의 모든 노드에서 공유되는 반면 각 스위치 포트는 각 노드에 대한 프로토콜 대역폭을 제공합니다.

무화과에. 그림 4는 분할 파이버 채널 링의 예를 보여줍니다.

쌀. 그림 4. 파이버 채널 분할 링 예

구성은 토큰 링 기술 기반 LAN에서 사용되는 물리적 스타 및 논리적 링과 유사합니다. 또한 토큰 링 네트워크와 마찬가지로 데이터는 링 주위를 한 방향으로 이동하지만 토큰 링 네트워크와 달리 장치는 스위치에서 빈 토큰을 기다리지 않고 데이터 전송 권한을 요청할 수 있습니다. 분할 액세스 파이버 채널 링은 최대 127개의 포트를 처리할 수 있지만 일반적인 FC-AL 링은 최대 12개의 노드를 포함하며 50개의 노드가 연결된 후에는 성능이 크게 저하됩니다.

스위치 패브릭 아키텍처(Fibre Channel 스위치 패브릭)의 토폴로지는 파이버 채널 스위치를 기반으로 구현됩니다. 이 토폴로지에서 모든 장치는 다른 모든 장치에 논리적으로 연결됩니다. 실제로 파이버 채널 패브릭 스위치는 기존 이더넷 스위치와 동일한 기능을 수행합니다. 허브와 달리 스위치는 각각의 연결을 제공하고 여러 동시 연결을 처리하는 고속 장치입니다. 파이버 채널 스위치에 연결된 모든 노드는 프로토콜 대역폭을 받습니다.

대부분의 경우 대규모 SAN 네트워크를 생성할 때 혼합 토폴로지가 사용됩니다. 하위 계층은 저성능 스위치에 연결된 FC-AL 링을 사용하며, 이는 차례로 가능한 최고의 처리량을 제공하는 고속 스위치에 연결됩니다. 여러 스위치를 서로 연결할 수 있습니다.

방송 기기

변환 장치는 파이버 채널 프로토콜을 상위 계층 프로토콜로 변환하는 중간 장치입니다. 이러한 장치는 파이버 채널 네트워크를 외부 WAN 네트워크, 근거리 통신망에 연결하고 다양한 장치와 서버를 파이버 채널 네트워크에 연결하도록 설계되었습니다. 이러한 장치에는 브리지(브리지), 파이버 채널 어댑터(호스트 버스 어댑터(HBA), 라우터, 게이트웨이 및 네트워크 어댑터)가 포함됩니다. 방송 장치의 분류는 그림 5에 나와 있습니다.

쌀. 5. 방송기기의 분류

가장 일반적인 변환 장치는 서버를 파이버 채널 네트워크에 연결하는 데 사용되는 PCI HBA입니다. 네트워크 어댑터이더넷 LAN을 파이버 채널 네트워크에 연결할 수 있습니다. 브리지는 SCSI 저장 장치를 파이버 채널 네트워크에 연결하는 데 사용됩니다. 최근에 SAN에서 사용하도록 설계된 거의 모든 저장 장치에는 내장형 파이버 채널이 있으며 브리지를 사용할 필요가 없습니다.

저장 장치

하드 드라이브와 테이프 드라이브는 모두 SAN에서 저장 장치로 사용할 수 있습니다. SAN 네트워크에서 하드 드라이브를 저장 장치로 사용하기 위한 가능한 구성에 대해 이야기하면 JBOD 어레이와 RAID 디스크 어레이가 모두 될 수 있습니다. 전통적으로 SAN용 저장 장치는 특수 RAID 컨트롤러가 장착된 외부 랙 또는 바구니 형태로 제공됩니다. NAS 또는 DAS 장치와 달리 SAN 장치에는 파이버 채널 인터페이스가 장착되어 있습니다. 동시에 디스크 자체에는 SCSI 및 SATA 인터페이스가 모두 있을 수 있습니다.

SAN에는 하드 디스크 기반 저장 장치 외에도 테이프 드라이브 및 라이브러리가 널리 사용됩니다.

SAN 서버

SAN용 서버는 한 가지 세부 사항에서 기존 애플리케이션 서버와 다릅니다. 이더넷 네트워크 어댑터 외에도 로컬 네트워크와의 서버 상호 작용을 위한 HBA 어댑터가 장착되어 있어 파이버 채널 기반 SAN 네트워크에 연결할 수 있습니다.

인텔 스토리지 시스템

다음으로 인텔 스토리지 장치의 몇 가지 구체적인 예를 살펴보겠습니다. 엄밀히 말하면 인텔은 완전한 솔루션을 출시하지 않으며 데이터 저장 시스템 구축을 위한 플랫폼 및 개별 구성 요소의 개발 및 생산에 종사하고 있습니다. 이러한 플랫폼을 기반으로 많은 회사(많은 러시아 회사 포함)가 완전한 솔루션을 생산하고 자체 로고로 판매합니다.

인텔 엔트리 스토리지 시스템 SS4000-E

Intel Entry Storage System SS4000-E는 중소형 사무실과 다중 플랫폼 LAN에서 사용하도록 설계된 NAS 장치입니다. Intel Entry Storage System SS4000-E를 사용할 때 Windows, Linux 및 Macintosh 플랫폼 기반 클라이언트는 데이터에 대한 공유 네트워크 액세스를 얻습니다. 또한 Intel Entry Storage System SS4000-E는 DHCP 서버와 DHCP 클라이언트의 역할을 모두 수행할 수 있습니다.

Intel Entry Storage System SS4000-E는 최대 4개의 SATA 드라이브가 있는 소형 외부 랙입니다(그림 6). 따라서 최대 시스템 용량은 500GB 디스크를 사용하여 2TB가 될 수 있습니다.

쌀. 6. 인텔 엔트리 스토리지 시스템 SS4000-E

인텔 엔트리 스토리지 시스템 SS4000-E는 RAID 레벨 1, 5, 10을 지원하는 SATA RAID 컨트롤러를 사용합니다. 이 시스템 NAS 장치, 즉 "씬" 파일 서버인 경우 스토리지 시스템에는 특수 프로세서, 메모리 및 펌웨어 운영 체제가 있어야 합니다. Intel Entry Storage System SS4000-E는 400MHz로 클럭되는 Intel 80219 프로세서를 사용합니다. 또한 시스템에는 256MB가 장착되어 있습니다. DDR 메모리운영 체제를 저장하기 위한 32MB의 플래시 메모리. Linux Kernel 2.6이 운영 체제로 사용됩니다.

로컬 네트워크에 연결하기 위해 시스템에는 듀얼 채널 기가비트가 있습니다. 네트워크 컨트롤러. 또한 USB 포트도 2개 있습니다.

Intel Entry Storage System SS4000-E 저장 장치는 CIFS/SMB, NFS 및 FTP 프로토콜을 지원하며 장치 구성은 웹 인터페이스를 사용하여 구현됩니다.

Windows 클라이언트를 사용하는 경우(Windows 2000/2003/XP 운영 체제 지원) 데이터 백업 및 복구를 추가로 구현할 수 있습니다.

인텔 스토리지 시스템 SSR212CC

인텔 스토리지 시스템 SSR212CC는 DAS, NAS 및 SAN 스토리지 시스템 구축을 위한 다목적 플랫폼입니다. 이 시스템은 2U 섀시에 들어 있으며 표준 19인치 랙에 장착하도록 설계되었습니다(그림 7). 인텔 스토리지 시스템 SSR212CC는 최대 12개의 SATA 또는 SATA II 드라이브(핫스왑 지원)를 지원하므로 550GB 드라이브를 사용하여 시스템 용량을 최대 6TB까지 확장할 수 있습니다.

쌀. 7. 인텔 스토리지 시스템 SSR212CC

실제로 Intel Storage System SSR212CC는 Red Hat Enterprise Linux 4.0 운영체제를 실행하는 본격적인 고성능 서버로, 마이크로소프트 윈도우 Storage Server 2003, Microsoft Windows Server 2003 Enterprise Edition 및 Microsoft Windows Server 2003 Standard Edition.

이 서버는 클록 주파수가 2.8GHz인 Intel Xeon 프로세서를 기반으로 합니다(FSB 주파수 800MHz, L2 캐시 크기 1MB). 시스템은 최대 12GB의 ECC가 있는 SDRAM DDR2-400을 지원합니다(메모리 모듈 설치를 위해 6개의 DIMM 슬롯이 제공됨).

인텔 스토리지 시스템 SSR212CC에는 RAID 레벨 0, 1, 10, 5 및 50을 생성할 수 있는 2개의 인텔 RAID 컨트롤러 SRCS28Xs RAID 컨트롤러가 장착되어 있습니다. 또한 인텔 스토리지 시스템 SSR212CC에는 듀얼 채널 기가비트 네트워크 컨트롤러가 있습니다.

인텔 스토리지 시스템 SSR212MA

인텔 스토리지 시스템 SSR212MA는 IP SAN을 위한 iSCSI 기반 스토리지 플랫폼입니다.

시스템은 2U 섀시에 들어 있으며 표준 19인치 랙에 장착하도록 설계되었습니다. 인텔 스토리지 시스템 SSR212MA는 최대 12개의 SATA 드라이브(핫스왑 지원)를 지원하므로 550GB 드라이브로 시스템을 최대 6TB까지 확장할 수 있습니다.

인텔 스토리지 시스템 SSR212MA의 하드웨어 구성은 인텔 스토리지 시스템 SSR212CC와 동일합니다.

이 기사에서는 오늘날 어떤 유형의 데이터 스토리지 시스템(SDS)이 존재하는지 고려하고 스토리지 시스템의 주요 구성 요소 중 하나인 외부 연결 인터페이스(상호작용 프로토콜) 및 데이터를 저장하는 드라이브도 고려할 것입니다. 우리는 또한 그들의 능력에 대한 일반적인 비교를 수행할 것입니다. 예를 들어 DELL에서 제공하는 스토리지 라인을 참조합니다.

• DAS 모델의 예
• NAS 모델 예
• SAN 모델 예
• 스토리지 시스템과의 상호 작용을 위한 스토리지 미디어 및 프로토콜 유형 Fibre Channel 프로토콜
• iSCSI 프로토콜
• SAS 프로토콜
• 스토리지 연결 프로토콜 비교

기존 유형의 스토리지 시스템

단일 PC의 경우 스토리지 시스템은 내부 하드 드라이브 또는 디스크 시스템( RAID 어레이). 다양한 수준의 기업에서 데이터 스토리지 시스템에 대해 이야기하는 경우 전통적으로 데이터 스토리지를 구성하는 세 가지 기술을 구별할 수 있습니다.

• DAS(직접 연결 스토리지);
• NAS(네트워크 연결 스토리지);
• SAN(저장 영역 네트워크).

DAS 장치(직접 연결 저장소) - 저장 장치가 일반적으로 SAS 프로토콜을 사용하는 인터페이스를 통해 서버 또는 워크스테이션에 직접 연결되는 경우의 솔루션입니다.

NAS 장치(Network Attached Storage) - 독립형 통합 디스크 시스템, 실제로는 자체 특수 OS 및 일련의 유용한 기능빠른 시스템 시작 및 파일 액세스. 시스템은 기존의 컴퓨터 네트워크(LAN)에 연결되며 빠른 수정이 네트워크 사용자가 사용할 수 있는 여유 디스크 공간 부족 문제.

SAN(Storage Area Network)은 일반적으로 파이버 채널 프로토콜 또는 iSCSI 프로토콜을 기반으로 하는 애플리케이션 서버와 스토리지 장치를 연결하는 전용 네트워크입니다.

이제 위의 각 유형의 스토리지 시스템, 긍정적인 측면과 부정적인 측면을 자세히 살펴보겠습니다.

DAS(Direct Attached Storage) 스토리지 아키텍처

DAS 시스템의 주요 장점은 다른 스토리지 솔루션에 비해 저렴한 비용, 배포 및 관리의 용이성, 스토리지 시스템과 서버 간의 고속 데이터 교환입니다. 실제로, 소규모 사무실, 호스팅 제공 업체 및 소규모 기업 네트워크 부문에서 큰 인기를 얻은 것은 바로 이 때문입니다. 동시에 DAS 시스템은 각 DAS 시스템에 전용 서버 연결이 필요하고 특정 구성의 Disk Shelf에 최대 2대의 서버를 연결할 수 있기 때문에 최적이 아닌 리소스 활용을 포함하는 단점이 있습니다.

그림 1: DAS 아키텍처

• 상당히 저렴한 비용. 사실, 이 스토리지 시스템은 서버 외부에 배치된 하드 드라이브가 있는 디스크 바스켓입니다.
• 배포 및 관리가 용이합니다.
• 디스크 어레이와 서버 간의 고속 교환.

• 낮은 신뢰성. 연결된 서버에 장애가 발생한 경우 주어진 저장소, 데이터를 더 이상 사용할 수 없습니다.
• 낮은 수준의 리소스 통합 - 전체 용량을 한 대 또는 두 대의 서버에서 사용할 수 있으므로 서버 간 데이터 배포의 유연성이 떨어집니다. 결과적으로 더 많은 내부 하드 드라이브를 구입하거나 다른 서버 시스템을 위해 추가 디스크 쉘프를 설치해야 합니다.
• 리소스 활용도가 낮습니다.

DAS 모델의 예

이 유형의 흥미로운 장치 모델 중 DELL PowerVault MD 시리즈에 주목하고 싶습니다. 디스크 쉘프(JBOD)의 초기 모델 MD1000 및 MD1120을 사용하면 최대 144개의 디스크로 디스크 어레이를 생성할 수 있습니다. 이는 아키텍처의 모듈성으로 인해 달성되며 최대 6개의 장치를 어레이에 연결할 수 있으며 RAID 컨트롤러의 각 채널당 3개의 디스크 쉘프를 연결할 수 있습니다. 예를 들어 6개의 DELL PowerVault MD1120 랙을 사용하는 경우 유효 데이터 볼륨이 43.2TB인 어레이를 구현합니다. 이러한 Disk Shelf는 하나 또는 두 개의 SAS 케이블로 Dell PowerEdge 서버에 설치된 RAID 컨트롤러의 외부 포트에 연결되며 서버 자체의 관리 콘솔에서 관리됩니다.

예를 들어 MS Exchange 장애 조치 클러스터, SQL 서버를 생성하기 위해 내결함성이 높은 아키텍처를 생성해야 하는 경우 DELL PowerVault MD3000 모델이 이러한 목적에 적합합니다. 이 시스템은 이미 디스크 쉘프 내부에 활성 논리가 있으며 캐시에 버퍼링된 미러링된 데이터 복사본이 있는 2개의 내장 활성-활성 RAID 컨트롤러를 사용하여 완전히 중복됩니다.

두 컨트롤러 모두 데이터 읽기 및 쓰기 스트림을 병렬로 처리하며 그 중 하나가 오작동하는 경우 두 번째 컨트롤러가 인접 컨트롤러에서 데이터를 "선택"합니다. 동시에 여러 개의 인터페이스(MPIO)를 통해 2개의 서버(클러스터) 내 하위 수준 SAS 컨트롤러에 연결할 수 있어 Microsoft 환경에서 이중화 및 로드 밸런싱을 제공합니다. PowerVault MD3000에는 2개의 추가 MD1000 디스크 인클로저를 장착하여 저장 공간을 확장할 수 있습니다.

NAS(Network Attached Storage) 스토리지 아키텍처

NAS 기술(네트워크 저장소 하위 시스템, 네트워크 연결 저장소)은 많은 기능(인쇄, 응용 프로그램, 팩스 서버, 전자 메일 등)을 수행하는 범용 서버의 대안으로 발전하고 있습니다. 대조적으로 NAS 장치는 한 가지 기능만 수행합니다. 파일 서버. 그리고 그들은 가능한 한 더 쉽고 빠르게 최선을 다하려고 노력합니다.

NAS는 LAN에 연결하여 무제한의 이기종 클라이언트(운영 체제가 다른 클라이언트) 또는 기타 서버의 데이터에 액세스합니다. 현재 거의 모든 NAS 장치는 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하는 이더넷 네트워크(고속 이더넷, 기가비트 이더넷)에서 사용하도록 설계되었습니다. NAS 장치는 특수 파일 액세스 프로토콜을 사용하여 액세스합니다. 가장 일반적인 파일 액세스 프로토콜은 CIFS, NFS 및 DAFS입니다. 이러한 서버 내부에는 MS Windows Storage Server와 같은 특수 운영 체제가 있습니다.

그림 2: NAS(Network Attached Storage) 아키텍처

• 개별 서버뿐만 아니라 조직의 모든 컴퓨터에 대한 리소스의 저렴함과 가용성.
• 리소스 공유 용이.
• 배포 및 관리 용이성
• 클라이언트를 위한 다용성(하나의 서버가 MS, Novell, Mac, Unix 클라이언트를 지원할 수 있음)

• "네트워크 파일 시스템" 프로토콜을 통해 정보에 액세스하는 것은 종종 로컬 디스크로 액세스하는 것보다 느립니다.
• 대부분의 저가 NAS 서버는 파일 수준이 아닌 SAN 시스템 고유의 블록 수준에서 데이터에 액세스하는 빠르고 유연한 방법을 허용하지 않습니다.

NAS 모델 예

현재 PowerVault NF100/500/600과 같은 고전적인 NAS 솔루션. NAS 서비스의 신속한 배포에 최적화된 대규모 1 및 2 프로세서 Dell 서버를 기반으로 하는 시스템입니다. SATA 또는 SAS 드라이브를 사용하여 최대 10TB(PowerVault NF600)의 파일 스토리지를 생성하고 주어진 서버랜으로. 15개의 드라이브를 수용하고 추가 MD1000 드라이브 인클로저를 사용하여 45개로 확장 가능한 PowerVault NX1950과 같은 고성능 통합 솔루션도 사용할 수 있습니다.

NX1950의 심각한 이점은 파일뿐만 아니라 iSCSI 프로토콜 수준의 데이터 블록에 대해서도 작업할 수 있다는 것입니다. 또한 NX1950의 변형은 다음을 구성할 수 있는 "게이트웨이"로 작동할 수 있습니다. 파일 액세스 MD3000i 또는 Dell EqualLogic PS5x00과 같은 iSCSI 기반 스토리지(블록 액세스 방식 사용)로.

SAN(Storage Area Network) 스토리지 아키텍처

SAN(Storage Area Network)은 저장 장치를 애플리케이션 서버와 결합하는 특수한 전용 네트워크로, 일반적으로 Fibre Channel 프로토콜 또는 점점 더 추진력을 얻고 있는 iSCSI 프로토콜을 기반으로 구축됩니다. NAS와 달리 SAN에는 파일 개념이 없습니다. 파일 작업은 SAN에 연결된 서버에서 수행됩니다. SAN은 대형 하드 드라이브와 같은 블록에서 작동합니다. SAN의 이상적인 결과는 모든 운영 체제의 모든 서버가 SAN에 있는 디스크 용량의 모든 부분에 액세스할 수 있다는 것입니다. SAN 최종 요소는 애플리케이션 서버 및 스토리지 시스템(디스크 어레이, 테이프 라이브러리 등)입니다. 그리고 그들 사이에는 일반 네트워크와 마찬가지로 어댑터, 스위치, 브리지, 허브가 있습니다. iSCSI는 표준 이더넷 인프라 사용을 기반으로 하기 때문에 보다 "친숙한" 프로토콜입니다. 네트워크 카드, 스위치, 케이블. 또한 프로토콜 구성의 용이성으로 인해 가상화된 서버에 가장 많이 사용되는 것은 iSCSI 기반 스토리지 시스템입니다.

그림 3: SAN 아키텍처

• 외부 스토리지 시스템에 있는 데이터에 대한 높은 액세스 안정성. 사용된 스토리지 시스템 및 서버로부터 SAN 토폴로지의 독립성.
• 중앙 집중식 데이터 저장(신뢰성, 보안).
• 스위칭 및 데이터의 편리한 중앙 집중식 관리.
• 과도한 I/O 트래픽을 별도의 네트워크로 이동하여 LAN 부담을 줄입니다.
• 고성능 및 짧은 대기 시간.
• SAN 논리적 설계의 확장성 및 유연성
• 백업 및 데이터 복구를 위해 백업, 원격 스토리지 시스템 및 원격 시스템을 구성하는 기능.
• 기존 SAN을 기반으로 추가 비용 없이 내결함성 클러스터 솔루션을 구축할 수 있는 기능.

• 더 높은 비용
• FC 시스템 설정의 어려움
• FC 네트워킹 인증의 필요성(iSCSI가 더 간단한 프로토콜임)
• 구성 요소 호환성 및 검증에 대한 보다 엄격한 요구 사항.
• FC 프로토콜 기반 네트워크에 DAS "섬"이 나타나는 이유는 내부 디스크 공간이 있는 단일 서버, NAS 서버 또는 DAS 시스템이 예산 부족으로 인해 기업에 나타날 때 비용이 많이 들기 때문입니다.

SAN 모델 예

이제 최대 60TB의 스토리지 용량을 허용하는 DELL AX 시리즈와 같은 SMB 모델에서 최대 950TB의 스토리지 용량을 생성할 수 있는 대기업 DELL/EMC CX4 시리즈에 이르기까지 SAN 스토리지 어레이를 선택할 수 있습니다. . iSCSI를 기반으로 하는 저렴한 솔루션이 있습니다. 이것이 PowerVault MD3000i입니다. 이 솔루션을 사용하면 최대 16-32개의 서버를 연결할 수 있고, 하나의 장치에 최대 15개의 디스크를 설치할 수 있으며, 두 개의 MD1000 선반으로 시스템을 확장하여 하나의 45TB 어레이.

iSCSI 프로토콜을 기반으로 하는 Dell EqualLogic 시스템은 특별히 언급할 가치가 있습니다. 엔터프라이즈급 스토리지로 포지셔닝되었으며 Dell 시스템 | FC 프로토콜과 iSCSI 프로토콜을 모두 지원하는 모듈식 포트 아키텍처를 갖춘 EMC CX4. EqualLogic 시스템은 P2P 방식이므로 각 디스크 인클로저에 활성 RAID 컨트롤러가 있습니다. 이러한 어레이가 단일 시스템에 연결되면 사용 가능한 스토리지 볼륨의 증가에 따라 디스크 풀의 성능이 원활하게 증가합니다. 이 시스템을 사용하면 500TB 이상의 어레이를 생성할 수 있고 1시간 이내에 구성할 수 있으며 관리자에 대한 전문 지식이 필요하지 않습니다.

라이센싱 모델도 나머지 모델과 다르며 다양한 운영 체제 및 애플리케이션에 대한 스냅샷, 복제 및 통합 도구에 대한 모든 가능한 옵션이 이미 초기 비용에 포함되어 있습니다. 이 시스템은 MS Exchange(ESRP) 테스트에서 가장 빠른 시스템 중 하나로 간주됩니다.

스토리지 시스템과의 상호 작용을 위한 스토리지 미디어 및 프로토콜 유형

특정 작업을 해결하는 데 가장 적합한 스토리지 시스템 유형을 결정했으면 스토리지 시스템과 상호 작용하기 위한 프로토콜을 선택하고 스토리지 시스템에서 사용할 드라이브를 선택해야 합니다.

현재 SATA 및 SAS 디스크는 디스크 어레이에 데이터를 저장하는 데 사용됩니다. 스토리지에서 선택할 디스크는 특정 작업에 따라 다릅니다. 몇 가지 사실에 주목할 가치가 있습니다.

SATA II 드라이브:

• 최대 1TB의 단일 디스크 크기 사용 가능
• 회전 속도 5400-7200RPM
• 최대 2.4Gbps의 I/O 속도
• MTBF는 SAS 드라이브의 약 절반입니다.
• SAS 드라이브보다 덜 안정적입니다.
• SAS 디스크보다 약 1.5배 저렴합니다.

• 최대 450GB의 단일 디스크 크기 사용 가능
• 회전 속도 7200(NearLine), 10000 및 15000RPM
• 최대 3.0Gbps의 I/O 속도
• MTBF는 SATA II 드라이브의 두 배입니다.
• 더 안정적인 드라이브.

중요한! 작년에 회전 속도가 7200rpm으로 감소한 SAS 드라이브(Near-line SAS Drive)의 산업 생산이 시작되었습니다. 이를 통해 하나의 디스크에 저장되는 데이터의 양을 최대 1TB까지 늘리고 고속 인터페이스로 디스크의 전력 소비를 줄일 수 있었습니다. 이러한 드라이브의 비용은 SATA II 드라이브의 비용과 비슷하지만 안정성과 I/O 속도는 SAS 드라이브 수준으로 유지되었습니다.

따라서 현재로서는 기업 스토리지 시스템 내에서 사용할 데이터 스토리지 프로토콜에 대해 진지하게 생각해볼 가치가 있습니다.

최근까지 스토리지 시스템과 상호 작용하기 위한 주요 프로토콜은 FibreChannel 및 SCSI였습니다. 이제 iSCSI 및 SAS 프로토콜이 SCSI를 대체하여 기능이 확장되었습니다. 아래에서 각 프로토콜의 장단점과 스토리지 시스템에 연결하기 위한 해당 인터페이스를 살펴보겠습니다.

파이버 채널 프로토콜

실제로 최신 FC(Fibre Channel)의 속도는 2Gbps(Fibre Channel 2Gb), 4Gbps(Fibre Channel 4Gb) 전이중 또는 8Gbps입니다. 즉, 이 속도는 양방향으로 동시에 제공됩니다. 이러한 속도에서 연결 거리는 가장 "일반적인" 장비의 표준 300미터에서 특수 장비를 사용할 경우 수백 또는 수천 킬로미터에 이르기까지 사실상 무제한입니다. FC 프로토콜의 주요 장점은 많은 저장 장치와 호스트(서버)를 단일 SAN(저장 영역 네트워크)으로 결합할 수 있다는 것입니다. 동시에 장치를 장거리에 배포하는 문제, 링크 통합 가능성, 중복 액세스 경로 가능성, 장비의 "핫 플러깅" 및 더 큰 노이즈 내성 문제가 없습니다. 그러나 반면에 FC를 사용하는 디스크 어레이의 설치 및 유지 관리에는 비용이 많이 들고 노동 집약도가 높습니다.

중요한! 파이버 채널 프로토콜과 파이버 채널 파이버 인터페이스라는 두 용어는 분리되어야 합니다. 파이버 채널 프로토콜은 서로 다른 변조 방식의 광섬유 연결과 구리 연결 모두에서 서로 다른 인터페이스에서 작동할 수 있습니다.

• 유연한 스토리지 확장성;
• 상당한 거리에서 스토리지를 생성할 수 있습니다(그러나 iSCSI 프로토콜의 경우보다 적습니다. 이론적으로 전체 글로벌 IP 네트워크가 캐리어 역할을 할 수 있음).
• 뛰어난 이중화 옵션.

• 솔루션의 높은 비용;
• 수백 또는 수천 킬로미터의 FC 네트워크를 구성할 때 더 높은 비용
• 구현 및 유지 관리 중 노동 집약도가 높습니다.

중요한! FC8 Gb/s 프로토콜의 등장과 함께 FCoE(Fiber Channel over Ethernet) 프로토콜이 등장할 것으로 예상되며, 이를 통해 표준 IP 네트워크를 사용하여 FC 패킷 교환을 구성할 수 있습니다.

iSCSI 프로토콜

iSCSI 프로토콜(SCSI Packet-to-IP Encapsulation)을 사용하면 이더넷 인프라와 RJ45 포트를 사용하여 IP 기반 SAN을 만들 수 있습니다. 따라서 iSCSI 프로토콜은 서버 간에 리소스를 공유할 수 없고 애플리케이션을 비활성화하지 않고 용량을 확장할 수 없는 것을 포함하여 직접 연결된 데이터 저장소의 제한을 우회하는 방법을 제공합니다. 전송 속도는 현재 1Gb/s(기가비트 이더넷)로 제한되어 있지만 이 속도는 대부분의 중견기업 규모의 비즈니스 애플리케이션에 충분하며 이는 수많은 테스트를 통해 확인되었습니다. 하나의 채널에서 중요한 데이터 전송 속도가 아니라 RAID 컨트롤러의 알고리즘과 DELL EqualLogic의 경우처럼 어레이를 단일 풀로 통합할 수 있는 가능성이 중요하다는 점은 흥미롭습니다. 각 어레이에 사용되며 한 그룹의 어레이 간에 로드 밸런싱이 있습니다.

iSCSI SAN은 Fibre Channel SAN과 동일한 이점을 제공하는 동시에 네트워크 배포 및 관리를 단순화하고 이 스토리지 시스템의 비용을 크게 줄입니다.

• 고가용성;
• 확장성
• 이더넷 기술을 사용하므로 관리가 용이합니다.
• FC보다 iSCSI 프로토콜의 SAN 구성 비용이 저렴합니다.
• 가상화 환경으로의 손쉬운 통합

• 일부 OLAP 및 OLTP 응용 프로그램, 실시간 시스템 및 많은 수의 HD 비디오 스트림으로 작업할 때 iSCSI 저장소를 사용하는 데는 특정 제한 사항이 있습니다.
• 고수준 iSCSI 기반 스토리지 및 FC 기반 스토리지에는 빠르고 값비싼 이더넷 스위치를 사용해야 합니다.
• 전용 이더넷 스위치를 사용하거나 VLAN을 구성하여 데이터 스트림을 분리하는 것이 좋습니다. 네트워크 설계는 FC 네트워크 개발만큼 프로젝트에서 덜 중요한 부분입니다.

중요한! 가까운 장래에 제조업체는 최대 10Gb/s의 데이터 전송 속도를 지원하는 iSCSI 프로토콜을 기반으로 SAN을 양산할 것을 약속합니다. DCE 프로토콜(Data Center Ethernet)의 최종 버전도 준비 중이며, 2011년에는 DCE 프로토콜을 지원하는 장치의 대량 등장이 예상됩니다.

사용되는 인터페이스 측면에서 iSCSI 프로토콜은 1Gb/C 이더넷 인터페이스를 사용하며, 이는 장거리에서 작동할 때 구리 및 광섬유 인터페이스가 될 수 있습니다.

SAS 프로토콜

같은 이름의 SAS 프로토콜 및 인터페이스는 병렬 SCSI를 대체하고 SCSI보다 높은 처리량을 달성하도록 설계되었습니다. SAS는 기존 SCSI에서 사용하는 병렬 인터페이스와 달리 직렬 인터페이스를 사용하지만 SCSI 명령은 여전히 ​​SAS 장치를 제어하는 ​​데 사용됩니다. SAS는 단거리에서 데이터 어레이와 여러 서버 간의 물리적 연결을 허용합니다.

• 허용되는 가격;
• 용이한 스토리지 통합 - SAS 기반 스토리지는 FC 또는 iSCSI 프로토콜을 사용하는 SAN 구성만큼 많은 호스트(서버)에 연결할 수 없지만 SAS 프로토콜을 사용할 때 여러 서버의 공유 스토리지를 구성하기 위해 추가 장비를 사용하는 데 어려움이 없습니다.
• SAS 프로토콜은 단일 인터페이스 내에서 4개의 링크 연결로 더 큰 처리량을 허용합니다. 각 채널은 3Gb/s를 제공하므로 12Gb/s의 데이터 전송 속도(현재 스토리지에 대한 최고 데이터 전송 속도)를 달성할 수 있습니다.

• 제한된 범위 - 케이블 길이는 8미터를 초과할 수 없습니다. 따라서 SAS 프로토콜을 통해 연결된 스토리지는 서버와 어레이가 동일한 랙 또는 동일한 서버 룸에 있는 경우에만 최적입니다.
• 연결된 호스트(서버)의 수는 일반적으로 몇 개의 노드로 제한됩니다.

중요한! 2009년에는 SAS 기술이 하나의 채널을 통한 데이터 전송 속도인 6Gb/s로 나타날 것으로 예상되며, 이는 이 프로토콜 사용의 매력을 크게 높일 것입니다.

스토리지 연결 프로토콜 비교

다음은 스토리지 시스템과 상호 작용하기 위한 다양한 프로토콜의 기능을 비교한 요약 표입니다.

따라서 언뜻보기에 제시된 솔루션은 고객 요구 사항에 따라 매우 명확하게 구분됩니다. 그러나 실제로 모든 것이 명확하지 않으며 예산 제약, 조직 개발의 역학 (및 저장된 정보의 양 증가의 역학), 산업 특성 등의 형태로 추가 요소가 포함됩니다.