База знаний для подготовки к ОГЭ и ЕГЭ, проверенная Российской академией наук

Сетевое хранение данных

Сеть хранения данных (англ. Storage Area Network, SAN) — это архитектурное решение для подключения внешних устройств хранения данных, таких как дисковые массивы, ленточные библиотеки и оптические приводы, к серверам таким образом, чтобы операционная система распознавала подключённые ресурсы как локальные.

Основные понятия

  • Сетевое блочное устройство — устройство хранения данных, доступ к которому осуществляется на блочном уровне через сеть.
  • Протоколы SAN — набор протоколов, используемых для передачи данных в SAN-сетях.

Протоколы SAN

  • Fibre Channel Protocol (FCP) — транспортировка SCSI через Fibre Channel; наиболее распространённый протокол SAN с высокой скоростью передачи данных (1–20 Гбит/с).
  • iSCSI — передача SCSI-команд через TCP/IP, что позволяет использовать существующую инфраструктуру IP-сетей.
  • FCoE (Fibre Channel over Ethernet) — транспортировка FCP/SCSI поверх Ethernet, объединяющая преимущества Fibre Channel и Ethernet.
  • NVMe over Fabrics — обеспечивает высокоскоростной доступ к устройствам NVMe по сети.

Отличия SAN и NAS

  • SAN предоставляет доступ к устройствам хранения на блочном уровне, позволяя серверам управлять собственной файловой системой.
  • NAS (англ. Network Attached Storage) предоставляет доступ к данным на файловом уровне через сетевые файловые системы (например, NFS, SMB/CIFS).

Преимущества SAN

  • Гибкость и масштабируемость — упрощает управление ресурсами хранения и позволяет динамически распределять их между серверами.
  • Повышенная производительность — обеспечивает высокоскоростной доступ к данным, необходимый для критически важных приложений.
  • Отказоустойчивость — поддерживает резервирование путей к данным и быстрое восстановление в случае сбоев.
  • Эффективное резервное копирование — позволяет централизовать и оптимизировать процессы резервного копирования и восстановления данных.

Топологии SAN

Однокоммутаторная структура

Сеть состоит из одного коммутатора Fibre Channel, к которому подключены серверы и системы хранения данных.

Каскадная структура

Коммутаторы соединены между собой в виде дерева с помощью межкоммутаторных соединений (ISL), обеспечивая связь между всеми устройствами в сети.

Решётка

Каждый коммутатор соединён со всеми остальными, создавая избыточные пути для повышения отказоустойчивости.

Кольцо

Коммутаторы соединены последовательно, образуя кольцо, что обеспечивает баланс между избыточностью и эффективностью использования каналов.

Центрально-распределённая структура

Сеть состоит из центральных (core) коммутаторов и периферийных (edge) коммутаторов, что позволяет масштабировать сеть и оптимизировать потоки данных.

Заключение

Сети хранения данных (SAN) играют ключевую роль в современных информационных технологиях, обеспечивая высокопроизводительный и надёжный доступ к большим объёмам данных. Благодаря используемым протоколам и гибким топологиям, SAN позволяет предприятиям эффективно управлять ресурсами хранения, повышать отказоустойчивость и оптимизировать процессы резервного копирования и восстановления информации.

Литература