Einführung in Speichernetze

Transkript

1 Einführung in Speichernetze Ulf Troppens LAN LAN Disk Disk Server Server Speichernetz Server Disk Disk Disk Server Disk Server Server

2 Agenda Grundlegende Konzepte und Definitionen Beispiel: Speicherkonsolidierung Beispiel: Server-Upgrade Beispiel: High-Speed File Sharing Beispiel: Next Generation Backup Fazit 2/30

3 Agenda Grundlegende Konzepte und Definitionen Beispiel: Speicherkonsolidierung Beispiel: Server-Upgrade Beispiel: High-Speed File Sharing Beispiel: Next Generation Backup Fazit 3/30

4 Grundidee Speichernetz LAN LAN Disk Disk Server Server Speichernetz Server Disk Disk Disk Server Disk Server Server Ersetzen des SCSI-Kabels durch ein neues Netzwerk Entkoppelung des Speichers vom Server Speicher und Server als getrennte Einheiten Speicherkonsolidierung Von der Serverzentrierung zur Speicherzentrierung 4/30

5 Migration von SCSI nach Fibre Channel Kernidee Ersetzen des SCSI-Kabels durch Fibre-Channel-Netz Logische Verbindung: SCSI Physikalische Verbindung: Fibre Channel Alle Server greifen auf gemeinsame Speichergeräte zu Fibre-Channel- Switch Fibre-Channel- Switch 5/30

6 Eigenschaften von Fibre Channel Neue Netzwerktechnik Bewährt in Produktionsumgebungen Design aus einem Guss Geringer Protokoll-Overhead Serielle Übertragung hohe Geschwindigkeit (200 MByte/sec) Geringe Rate an Übertragungsfehlern Geringe Latenz Realisierung in Hardware auf HBA Geringe CPU-Belastung 6/30

7 Fibre Channel und SCSI Weiterverwendung des SCSI-Protokolls Betriebssystem erkennt SCSI-Geräte SCSI API Paralleles SCSI Schnittstelle Betriebssystem Kommunikationsprotokoll Betriebssystem Betriebssystem SCSI API Fibre Channel FCP Paralleler SCSI-Bus Medium Serielles Fibre-Channel- Netz 7/30

8 Fibre-Channel-Topologien Point-to-Point Arbitrated Loop Fabric 8/30

9 Definition SAN Uneinheitlicher Sprachgebrauch, keine klare Definition Häufig: SAN = Fibre Channel SAN Aber: Es gibt auch andere Techniken für Speichernetze Meine Definition Speichernetz EinSpeichernetzisteinNetz, daszusätzlichzu dem bereits vorhandenem LAN installiert und überwiegend für den Datenaustausch zwischen Rechnern und Speichergeräten genutzt wird. Konkrete Techniken Fibre Channel SAN iscsi SAN 9/30

10 Speichernetze im I/O-Pfad Anwendung Datenbank Netzwerk- Dateisystem Dateibasiertes Speichernetz Netzwerk- Dateisystem SCSI Fibre Channel FCP iscsi Lokales Dateisystem NFS CIFS HTTP DAFS Volume Manager Gerätetreiber Blockbasiertes Speichernetz 10/30

11 Techniken für Speichernetze Dateiorientiert NFS CIFS HTTP DAFS Blockorientiert SCSI Fibre Channel (FCP) Internet SCSI (iscsi) Internet FCP (ifcp) Speicherorientiert Remote Direct Memory Access (RDMA) Transportprotokolle Fibre Channel (FC-2, FC-3) TCP/IP UDP/IP Virtual Interface Architecture (VIA) / Remote Direct Memory Access (RDMA) Gateway- und Tunnelingprotokolle IP over Fibre Channel (IPFC) Fibre Channel over IP (FCIP) Übertragungstechniken Fibre Channel (FC-0, FC-1, FC-2) Fast-Ethernet Gigabit-Ethernet SCSI-Kabel InifiniBand 11/30

12 Agenda Grundlegende Konzepte und Definitionen Beispiel: Speicherkonsolidierung Beispiel: Server-Upgrade Beispiel: High-Speed File Sharing Beispiel: Next Generation Backup Fazit 12/30

13 Speicherkonsolidierung (1) LAN Server 1 Server 2 braucht mehr Speicherplatz... Server 2 Server 3 13/30

14 Speicherkonsolidierung (2) LAN Server 1 SAN Switch Controller & Cache Server 2 Disksubsystem Server 3 14/30

15 Agenda Grundlegende Konzepte und Definitionen Beispiel: Speicherkonsolidierung Beispiel: Server-Upgrade Beispiel: High-Speed File Sharing Beispiel: Next Generation Backup Fazit 15/30

16 Server-Upgrade (1) 1 3 Alter Server Speichernetz Neuer Server 2 Auf Konsistenz der Daten achten! Anwendung herunter fahren Instant Copy machen Anwendung hochfahren 16/30

17 Server-Upgrade (2) Alter Server Speichernetz 4 Neuer Server 17/30

18 Server-Upgrade (3) 5 Alter Server Speichernetz 6 Neuer Server 18/30

19 Agenda Grundlegende Konzepte und Definitionen Beispiel: Speicherkonsolidierung Beispiel: Server-Upgrade Beispiel: High-Speed File Sharing Beispiel: Next Generation Backup Fazit 19/30

20 Engpass Fileserver LAN SCSI, iscsi oder Fibre Channel CPU Interne Busse LAN NAS-Server Clients 20/30

21 Shared-Disk-Dateisysteme 3 2 MDC Speichernetz 1 Data 21/30

22 Agenda Grundlegende Konzepte und Definitionen Beispiel: Speicherkonsolidierung Beispiel: Server-Upgrade Beispiel: High-Speed File Sharing Beispiel: Next Generation Backup Fazit 22/30

23 Netzwerk-Datensicherung LAN (Windows NT) (Mac) (Linux) (Windows 95) Backup-Server (AIX) Fileserver (Solaris) SAP-Server (HP-UX) Disk Backup-Client für Dateisysteme Backup-Client für SAP Disk Disk Disk Disk Disk Disk Disk Client-Server- Anwendung Dienste Backup Archive HSM Zentrale Medienverwaltung Zentrale Überwachung Automatisiert die Datensicherung 23/30

24 Backup-LAN User LAN Backup LAN 1 Disk Disk (Windows NT) 1 Backup-Server (AIX) Engpässe (Mac) 2 Disk Disk Disk CPU (Linux) 1 Fileserver (Solaris) Disk Disk Disk LAN Interne Busse 1 2 (Windows 95) SAP-Server (HP-UX) Backup-Client für Dateisysteme Backup-Client für SAP 24/30

25 Server-free Backup LAN 2 (Windows NT) 1 Backup-Server (AIX) 3 Disk (Mac) Speichernetz (Linux) File-Server (Solaris) 2 (Windows 95) Backup-Client für Dateisysteme 25/30

26 LAN-free Backup LAN 2 (Windows NT) 1 Backup-Server (AIX) Disk (Mac) 3 Speichernetz (Linux) Fileserver (Solaris) 2 (Windows 95) 26/30

27 Backup mit Instant Copies (Windows NT) (Mac) (Linux) User LAN (Windows 95) 2 Backup LAN Backup-Server (AIX) Fileserver (Solaris) Fileserver (Solaris) Disk Disk 1 Auf Konsistenz der Daten achten!!! 1. Anwendung herunterfahren 2. Instant Copy machen 3. Anwendung wieder hochfahren und Produktion fortsetzen 4. Datenkopie an zweiten Server zuweisen 5. Daten gemütlich sichern Backup-Client für Dateisysteme 27/30

28 Agenda Grundlegende Konzepte und Definitionen Beispiel: Speicherkonsolidierung Beispiel: Server-Upgrade Beispiel: High-Speed File Sharing Beispiel: Next Generation Backup Fazit 28/30

29 Fazit Speichernetze ersetzen die SCSI-Kabel durch ein Netz, das zusätzlich zu dem LAN installiert wird Es gibt viele Techniken für die Realisierung von Speichernetzen Der Fibre Channel ist heute die wichtigste Technik Speicher existiert unabhängig von Servern Speichernetze bieten mehr Flexibilität Die Hardware für Speichernetze funktioniert gut Es wird noch mehr Software benötigt, die die Möglichkeiten von Speichernetzen ausnutzt Integration der Funktionen (Bsp. Instant Copy und Backup) Automatisierte Zuweisung freier Kapazität (Virtualisierung) Zentrale Verwaltung von Speichernetzen (SMIS / Bluefin) Interoperabilität muss beachtet werden! 29/30

30 Quellenangabe Inhalte und Abbildungen der Präsentation Speichernetze Grundlagen und Einsatz von Fibre Channel SAN, NAS, iscsi und InfiniBand Ulf Troppens, Rainer Erkens 1. Auflage 2003 dpunkt.verlag, Heidelberg ISBN X Weiterführende Links 30/30