`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Коммутируемый SAS. Часть 1. Технология

+1010
голосов

Последовательный протокол SAS (Serial Attached SCSI) появился меньше десяти лет назад — поначалу как универсальная технология подключения внутренних дисков SAS и SATA в серверах. Сейчас SAS является доминирующим интерфейсом систем хранения данных и посягает на территорию Fibre Channel в роли среды взаимодействия серверов и дисковых массивов общего доступа. Берет высокой производительностью, простой расширяемостью, доступной ценой реализации.

Как закалялся SAS

SAS — протокол последовательной передачи данных «точка-точка», где для выполнения транзакции устанавливается полное соединение между инциатором (хостом) и таргетом (устройством хранения). Трансформация параллельного интерфейса и команд SCSI в последовательный SAS помогла ускоренному восхождению технологии на уровень коммутируемых сетевых подключений множества устройств.

На начальном этапе SAS 1.0 c пропускной способностью 3 Gb/s использовался для организации небольших RAID-массивов серверов: внутренних и JBOD. Массивы прямого подключения SAS DAS обеспечивали высокую производительностью, но были разрозненными. «Островки хранения» DAS нельзя собрать в общий ресурсный пул, они требуют отдельных операций для каждого массива, ими сложно управлять, потери от простоя оборудования при отказах или регламентных работах велики.

Для обеспечения целостности информации корпоративного уровня по всей цепочке передачи данных от хоста до диска запоминающей системы была принята модель защиты информации Т10. Соответствующая характеристика Data Integrity Field появилась в SAS 1.1.

В SAS 2.0 пропускную способность удвоили с 3 до 6 Gb/s, а сам стандарт переименовали в 6G SAS. Составной частью RAID-контроллеров и плат коммутации дисковых корзин стали самоконфигурируемые расширители портов (экспандеры). По сути, те же экспандеры, но во внешнем исполнении, породили SAS-коммутаторы — автономные устройства, которые транслируют преимущества высокой производительности SAS и решают проблему маршрутизации между серверами и несколькими устройствами хранения. С помощью SAS-коммутаторов массивы объединяют в пулы, делают устройства хранения общими, реализуют многоуровневое хранение (расслоение данных по разноскоростным устройствам), обеспечивают зонирование (разграничение потоков ввода/вывода по физическим устройствам и логическим томам).

Следующий шаг к росту пропускной способности соединений SAS уже сделан — на рынке появились промышленные образцы устройств 12G SAS. Будущее стандарта связано с увеличением дальности соединений с использованием оптоволоконного кабеля (для 6G SAS она ограничена 10 метрами по пассивному кабелю и 25 метрами по активному, с усилением сигнала).

Бережливая SAN

Когда серверов у предприятия немного, а запросы к производительности и емкости хранения невелики, повода для развертывания сложной инфраструктуры нет — хватит одной системы хранения данных (СХД) с 4 портами прямого подключения: FC, SAS или Ethernet. Производительность и управляемость такого решения зависит от уровня СХД и программной модели взаимодействия с хостами. Непрерывность сервиса обеспечивается дублированием узлов системы хранения и динамической миграцией виртуальных машин между серверами-хостами. Если приоритетом бизнес-модели является доступность данных и приложений, а производительности СХД достаточно, на такой структуре без коммутаторов можно и остановиться.

С ростом объемов информации и разнообразия приложений приходит потребность в новых серверах и слоях хранения. Производительность и непрерывность работы с данными дается ценой усложнения сетевой инфраструктуры. Простое наращивание базовой СХД дисковыми полками не всегда помогает — возможности головных устройств по обслуживанию интенсивного ввода/вывода ограничены (у систем начального уровня они весьма скромные). К тому же, привязка к проприетарным системам хранения ограничивает свободу маневра. Так приходят к построению коммутируемых сетей SAN взаимодействия серверов и разнообразных систем хранения. Раньше на эту роль было два кандидата: FC SAN на технологии Fibre Channel и/или IP SAN на iSCSI.

Сегодня производительную расширяемую SAN можно построить на одних только SAS-устройствах. Если быть точнее в формулировках — масштабируемую сеть серверов и устройств хранения SAS c разделяемым доступом. В большинстве дисковых массивов и так используются накопители SAS (или совместимые с ними SATA). Если внешние системы хранения c интерфейсом SAS, RAID-контроллеры и хост-адаптеры объединить SAS-коммутаторами, получится компактное продуктивное ядро вычислительной сети предприятия или его подразделения.

Коммутируемый SAS. Часть 1. Технология

У разделяемого SAS есть три конька: высокая производительность, простая расширяемость, относительно низкие затраты на реализацию. Прямое подключение, низкие задержки и большая полоса пропускания делают коммутируемую сеть SAS состоятельным инфраструктурным решением — см. Коммутируемый SAS. Разделяемая, масштабируемая инфраструктура SAS.

Ограничения SAS — сравнительно малое расстояние между устройствами и отсутствие встроенной репликации. В остальном, преимущества на его стороне. Протокол проще, чем iSCSI и FC. Пропускная способность выше. Задержки (latency) у SAS 6Gb в разы ниже, чем у 10 GbE iSCSI и сопоставимы с 8 Gb FC. SAS HBA вдвое дешевле, чем карты 10GbE и впятеро, чем FC HBA, дешевле коммутаторы. У сетей передачи данных поверх Ethernet сети SAS SAN выигрывают в производительности — накладные расходы протокола TCP/IP нивелируют быстрый отклик СХД и затрудняют прокачку потоковых данных с высокой скоростью. FC SAN требуют больших капитальных затрат, территориально-распределенные решения нужны немногим. В задачах, где производительность дисковых операций является основным приоритетом, любые посредники между серверами и системами хранения становятся потенциальными источниками потерь. Коммутируемый SAS обходится одним протоколом с короткими цепочками связи инициаторов с таргетами.

Сравнение сетей SAS / FC / iSCSI

Таблица 1

Коммутируемый SAS. Часть 1. Технология

Совмещение различных типов сетей в серверной инфраструктуре предприятия – дело обычное, хотя и затратное. Какие из них уместны с точки зрения обслуживаемых приложений - зависит от сообразности целей и средств, с учетом затрат на развертывание (Capital Expences или СapEx) и сопровождение (Operational Expences, OpEx). Анализ CapEx/OpEX должен предшествовать любому проекту, при этом очевидно, что отказ от наслоений SAN упрощает обмен данными и управление сетями.

Таблица 2

Коммутируемый SAS. Часть 1. Технология

Из последней таблицы видно, что для большинства типовых бизнес-задач достаточно одной только SAS SAN. Стандартные программные средства (например, Microsoft Windows Server 2012) позволяют создавать на основе разделяемого SAS масштабируемые сети хранения самого разного уровня: от небольшого хранилища для базы данных/видеоматериалов малого предприятия — до нескольких шкафов оборудования провайдера IT-услуг.

В второй части описаны возможности коммутируемых сетей SAS.

+1010
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

Интересный материал. Просто - но понятно.
Было бы интереснее, если бы в сравнении также учли FC 16G, FCoE и конвергентные сети.
Немного странно, что вы пишете что стоимость iSCSI от низкого до среднего. Для хорошего хранилища на iSCSI или FCoE нужно иметь сеть 10Gb. А оборудование 10Gb далеко не всегда такое дешевое, как того хочется. И к тому же, как оказалось, не всегда обратно совместимо с 1Gb. По цене оказывалось, что иногда дешевле взять FC 8Gb, чем Ethernet 10Gb.

У нас были такие мысли.
Но пока технологии FC 16G и FCoE - даже более экзотичны, чем SAS SAN.
Потому взяли, что "было под рукой", и в чем разбирались сами, собрали, произвели замеры, поискали интерпретацию, поспрашивали умных людей (читай "представителей вендоров")...

Экзотические... Ну не знаю... У нас FC 16G уже полгода как в работе) Потому мне особенно интересно. Правда не везде FC 16G еще поддерживается: коммутаторы и сервера уже на FC 16G, а хранилище все еще FC 8G. Но все равно интересно какие перспективы и возможности FC 16G по сравнению с другими технологиями.
Про FCoE и конвергентную сеть долго думали, но не решились - показалось, что еще не настолько все отлажено и слишком много подводных камней...

Я Юру все-таки поправлю. Не потому что "было под рукой", а потому что каждый день слышим от заказчиков одно и то же:
- ресурсоемкие задачи есть
- а бюджета нет.
То, что в сытые времена решалось закапыванием барских $50-100K в серверную инфраструктуру, теперь предлагается сделать за карманные деньги.

От одного только выбора в пользу FC бюджет увеличивается в разы - из-за стоимости оборудования, цены сопровождения, ограниченности выбора. Отсюда интерес к SAS - как неразорительному источнику производительности и приемлемой отказоустойчивости.

Я в свою очередь чуть подправлю :-).
На самом деле у некоторых и бюджет есть.
При этом есть желание не просто купить "блекбокс" с "кирпаком" (и в этом тоже есть своя сермяжная правда), а спроектировать эффективную в плане как производительности, так и ценовой эффективности сеть хранения данных с перспективой хотя бы на 2-3 года.
И, что более важно, еще есть желание отслеживать технологические новинки, и брать на себя ответственность за IT-инфраструктуру своего предприятия, разбираться самому в сути технологий. А не перекладывать на консультантов с кирпаками.
Наш опыт общения показывает, что информации по применению SAS в качестве SAN, по крайней мере в русскоязычной части сети - откровенно мало. Вот, прилагаем усилия к исправлению ситуации.

Согласен с Юрием.
Построение инфраструктуры SAN это важный шаг и его нужно очень сильно продумывать на перспективу (надежность, масштабируемость и т.п.). Возможно даже не на 2-3 года, а лет на 5. И я бы не решился здесь сильно экономить - в будущем может вылезти очень сильно боком.

Информации про SAS как основу SAN действительно как-то не очень много попадается. Интресно было бы, если вы в качестве примера напишите какие производители уже делают SAS коммутаторы и хранилища с поддержкой SAS.

По коммутаторам SAS Switch - LSI SAS6160 http://www.lsi.com/products/storagecomponents/Pages/LSISAS6160Switch.asp....
Массивы с интерфейсом SAS выпускает множество вендоров и довольно давно.
Специализированные JBOD для SAS SAN делает в т.ч и Intel - Intel® Storage System JBOD2224S2DP http://ark.intel.com/ru/products/74545/Intel-Storage-System-JBOD2224S2DP

ну ведь лишняя последняя таблица, согласитесь

А вот не соглашусь, Владислав.
Речь ведь о прикладном инфраструктурном решении. Поэтому и в этой части и в последующих двух есть предположения об областях применения. То есть - о практическом позиционировании. Мы ж земные :)

потому, что текст в стиле общего образования, а таблица специальная. к тому же весьма спорная.

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT