SAN en NAS Introductie

Les2 SAN en NAS een introductie Voordeel SAN en NAS tov DAS SAN NAS FibreChannel iSCSI NAS

Voordelen SAN en NAS tov DAS Storageconsolidatie: Betere benutting storage Betere schaalbaarheid Verlagen kosten Centraal beheer LAN-free / server-free backup mogelijk 1 Opheffing beperkingen kabellengtes 1. Lan-free = alleen via SAN, server-free = direct via switch, dwz geen hulp van app-server http://searchstorage.techtarget.com/tip/0,289483,sid5_gci809457,00.html http://www.brouwerconsultancy.com/publications/articles/files/TapeBackUp.pdf

SAN en NAS: apart netwerk voor dataopslag End-users IP-Network Servers Storage Network Disk’s, Tapes

SAN Wat is een SAN? Een Storage Area Network Een netwerk met als primaire doelstelling het transporteren van data (in de vorm van blokken) tussen opslagsystemen en computers

Implementatie SAN Er zijn twee veel gebruikte implementaties voor SAN: FibreChannel In gebruik bij grotere organisaties Duur Moeilijker te configureren en beheren dan iSCSI Betrouwbare hoge performance (beter dan iSCSI) iSCSI (internet SCSI) Goedkopere oplossing Veel in opkomst tegenwoordig (met name in midden/kleine organisaties) Relatief eenvoudig te configureren en beheren Grote afstanden mogelijk (disaster recovery) Let op line-rate (bitsnelheid) en throughput (datasnelheid) http://www.computerweekly.com/Articles/2007/07/17/225599/storage-backgrounders-iscsi-and-fibre-channel.htm http://download.microsoft.com/download/a/4/7/a47b7b0e-976d-4f49-b15d-f02ade638ebe/FibreChannelAndiSCSIPerf.pdf

FibreChannel Fibre: gekozen omdat zowel glas als koper mogelijk is 1 Channel: Gigabit, high performance verbinding Protocol voor transporteren grote hoeveelheden data tussen devices met hoge snelheid 1. Glas circa 500m (theoretisch 10km), koper circa 30m

Fibre Channel Gestandaardiseerd door het T11 technic committee van INCITS1 in 1994 Datatransport 1Gbs, 2Gbs, 4 Gbps naar 10 Gbps Serieel transport Fysiek medium: Koper: max 30 meter Fiber (glasvezel): Multimode: max 500 m bij 50 µm kern; 175 m bij 62,5 µm kern Singlemode: 9 µm kern; 10 km Fibre Channel layers bevinden zich met name op datalink niveau 1. INternational Committee for Information Technology Standards http://www.encyclopedia.com/doc/1G1-63691102.html http://en.wikipedia.org/wiki/Fibre_Channel

Fibre Channel Kent 4 lagen: Nr Functie Inhoud -Applic FC-4 Upper-Layer Protocol Interface SCSI-3, IP Er is dus SCSI-3 op FC!! Deze afbeelding (FC-4) wordt het Fiber Channel Protocol genoemd (gebruikt in SAN’s). FC-3 Common Services Under Construction FC-2 Data delivery Framing, flow control FC-1 Ordered sets/byte encoding 8b/10b encoding FC-0 Physical interface Optical/electrical -Applic -Conversie ----- Access

Fibre Channel Protocol FC-0 Physical Interface Snelheid 1,2 of 4 Gbs Fibre: Multimode of Single mode: Multimode: afstand 500 m Singlemode: afstand 10 km Met speciale apparatuur ook 120 km bij singlemode Koper: afstand 30 m. Critical angle http://www.fiber-optics.info/articles/fiber-types.htm http://www.lanshack.com/fiber-optic-tutorial-fiber.aspx

Fibre Channel Protocol FC-1: Data encoding: Fibre Channel gebruikt 8b/10b encoding Kies 256 uit 1024 combinaties: met veel bit-wisselingen max. afstand tot illegale combinaties (controle tekens zoals SOF/EOF uit het restant) Voordelen: Bitsynchronisatie eenvoudiger (vereist bij) Hogere snelheden Eenvoudiger receivers en transmitters Betere error-detectie Ook Gigabit Ethernet gebruikt deze encoding 8b/10b verhoogt de line-rate, protocol overhead verlaagt throughput http://en.wikipedia.org/wiki/8B10B

Fibre Channel FC-2 Framing, Flow-control, Class of Service Frame Format: (word = 4 bytes) (header = o.a. source/dest adres protocol, seq_id / seq_cnt, etc) Flow Control: FC zorgt voor Flow Control op basis van credits. Een ontvanger stuurt credits naar zender. Credit geeft aan hoeveel buffers ontvanger heeft voor opslag Class of Service: (1 t/m 6) Class 1: dedicated connection, maximale bandbreedte Class 2: multiplexing afzenders, connection less met acknowledgement Class 3: = class 2, echter connection less zonder acknowledgement http://hsi.web.cern.ch/HSI/fcs/spec/overview.htm http://searchstoragechannel.techtarget.com/generic/0,295582,sid98_gci1250205,00.html

Fibre Channel FC-3 Common Services Add on services. Meeste services zijn nog niet geimplementeerd. Op dit moment beschikbaar: Encryptie Toekomst: Authenticatie Compressie Virtualisatie Mirroring

Fibre Channel: overview architectuur Applic Conversie ------ Access FCP protocol: SCSI over FC

Fibre Channel: SAN Topologieen Drie vormen: Point to Point, Arbitrated Loop en Switched Fabric Loop: Shared Bandwidth 127 devices Fabric Switch: Dedicated bandwidth Zoning mogelijk (vgl VLAN) http://mcpmag.com/Features/article.asp?EditorialsID=507 http://cie.xtu.edu.cn/snl/resource/san/san101.ppt?PHPSESSID=76714500484aaf46aec047e35fc56448

Fibre Channel gebruikte componenten Transceivers: GBIC (Gigabit Interface Converter) lezen bitstroom van fysiek medium HBA’s: Host Bus Adapters: koppelen servers aan SAN Fibre Channel Switches Nemen groot deel van implementatie FC voor hun rekening Fibre Channel Hubs FC-AL (loop) http://www.ciscopress.com/articles/article.asp?p=27379&seqNum=1 http://www.esicomputing.com/documents/tp-fibrechannelsystems.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/GBIC

Fibre Channel gebruikte componenten Bridge Omzetting FC naar SCSI Zit bv tussen FC-switch en SCSI-device (vaak gebruikt om SCSI tape drives aan te sluiten op FC SAN) Fibre Channel RAID (Redundant Array of Independent Disks) Fibre Channel JBOD zonder RAID controller

Fibre Channel veel voorkomende architectuur Storage en verbindingen dubbel uitgevoerd (redundant Fabrics) Server Switch Disk array

Fibre Channel Belangrijke leveranciers Storage systemen EMC IBM Hitachi/HDS HP NetApp Veel kleine spelers FC switches: Brocade (McData) Cisco JNI/AMCC/Vixel/Qlogic (kleine spelers) HBA’s (FC kaarten voor in de servers): QLogic Emulex JNI/AMCC/Agilent (kleine spelers)

Fibre Channel End-to-end communicatie Application - Hardwareinterface

iSCSI, Wat is het? Transporteert SCSI-commando’s over TCP/IP (port 3260) Dus over (Gigabit) Ethernet, maar ook over WAN, (PPP, FrameRelay enz) Implementeert SAN over IP. http://en.wikipedia.org/wiki/ISCSI http://www.snia.org/education/tutorials/2007/fall/storage/WolfgangSinger_%20NAS_and_ISCSI_Technology.pdf

iSCSI, Wat is het? Target / Initiator Target / Initiator http://www.snia.org/education/tutorials/2007/fall/storage/WolfgangSinger_%20NAS_and_ISCSI_Technology.pdf

iSCSI, Wat is het? iSCSI

iSCSI, Wat is het? Twee mogelijkheden: - device verstaat iSCSI (iSCSI Appliance) - iSCSI gateway wordt gebruikt iClient (Initiator) stuurt SCSI-commando over IP-netwerk iSCSI-target ontvangt SCSI-commando over IP-netwerk 3) SCSI-commando wordt uitgevoerd door iSCSI-appliance of door iSCSI gateway doorgestuurd naar FC-SAN http://www.snia.org/education/tutorials/2007/fall/storage/WolfgangSinger_%20NAS_and_ISCSI_Technology.pdf

iSCSI, Wat is het? Bijv.: read (filenaam, aantalchars, vanaf positie)

Karakteristieken iSCSI iSCSI zorgt voor transport van SCSI-commando’s kan gebruikt worden op bestaande IP-infrastructuur: switches, routers, servers enz. kan volledig in HBA geimplementeerd worden TCP/IP Offload Engine (TOE) in hardware mogelijk Ook iSCSI hardware chips mogelijk (speciale iSCSI kaarten)

Voordelen iSCSI tov Fibre Channel Veel netwerken zijn Ethernet gebaseerd en daarop kan iSCSI worden toegepast Ethernet is schaalbaar en ondersteunt 10/10/1000/10.000 Mbps Veel kennis over Ethernet, IP enz aanwezig VLAN’s geschikt voor scheiden Storage verkeer en Intranet verkeer Geen beperking op afstand (disaster recovery) Eenvoudiger in beheer / goedkoper

NAS: Network Attached Storage Grote verschil tov SAN: Een NAS biedt files aan ipv datablokken (dmv NFS (Unix) of CIFS(Microsoft)) Gebruikt TCP/IP netwerk NAS(head) kan gebruik maken van SAN. NAS langzamer dan SAN (extra rekenkracht nodig voor presenteren files).

NAS: Connectivity NAS NAS / SAN http://www.snia.org/education/tutorials/2007/fall/storage/WolfgangSinger_%20NAS_and_ISCSI_Technology.pdf

NAS Wat is het? Levert file-services aan client en servers in een heterogene omgeving (Unix, Windows, Novell, …) Maakt filesharing mogelijk in heterogene omgeving Eenvoudig (en remote) te beheren/gebruiken (werkt als fileserver) http://www.snia.org/education/tutorials/2007/fall/storage/WolfgangSinger_%20NAS_and_ISCSI_Technology.pdf

NAS architectuur Communiceert op fileniveau via NFS, CIFS enz.

NAS, verschil met FCP en iSCSI http://www.snia.org/education/tutorials/2007/fall/storage/WolfgangSinger_%20NAS_and_ISCSI_Technology.pdf

NAS-head NAS-head / NAS gateway: is als NAS Heeft alleen geen eigen dataopslag. Dit is ondergebracht in SAN of op SCSI disks http://www.snia.org/education/tutorials/2007/fall/storage/WolfgangSinger_%20NAS_and_ISCSI_Technology.pdf

SCSI Architectuur http://www.t11.org/t10/scsi-3.htm