Tìm hiểu các giao thức hỗ trợ SAN, SAN switch, Switch InfiniBand, Switch Fibre Channel

1./ Định Nghĩa

1.1/ SAN là gì?

SAN (Storage Area Network) là một mạng riêng biệt được thiết kế để kết nối các thiết bị lưu trữ như máy chủ lưu trữ, bộ điều khiển lưu trữ và hệ thống lưu trữ khác với các máy chủ và ứng dụng khác. Mục tiêu của SAN là cung cấp khả năng lưu trữ tập trung, quản lý dữ liệu hiệu quả và tăng cường hiệu suất truy cập vào dữ liệu.

1.2/ SAN Switch là gì

SAN Switch (Storage Area Network Switch) là một thiết bị mạng chuyển mạch đặc biệt được sử dụng trong mạng SAN để kết nối các thiết bị lưu trữ và máy chủ lưu trữ với nhau. SAN Switch đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển tiếp lưu lượng dữ liệu giữa các thiết bị lưu trữ và máy chủ trong mạng SAN.

1.3/ So sánh SAN switch và Switch thường

Hiệu năng và độ tin cậy: SAN Switch được thiết kế để đảm bảo hiệu năng cao và tính tin cậy trong môi trường lưu trữ yêu cầu cao. Chúng thường hỗ trợ băng thông lớn và các tính năng như multipathing và bảo vệ dữ liệu.
Hỗ trợ giao thức Fibre Channel: SAN Switch hỗ trợ giao thức Fibre Channel, giao thức chuyên dụng dành cho mạng lưu trữ, để truyền tải dữ liệu lưu trữ một cách tin cậy và hiệu quả.
Tính năng quản lý và điều khiển: SAN Switch cung cấp các tính năng quản lý và điều khiển riêng biệt như zoning (phân chia mạng), truy cập điều khiển và quản lý lưu lượng dữ liệu trong môi trường lưu trữ.
Cấu hình và quản lý phức tạp: SAN Switch có thể đòi hỏi kiến thức và kỹ năng đặc biệt để cấu hình và quản lý một cách hiệu quả. Chúng thường có các công cụ quản lý đặc biệt và giao diện dòng lệnh phức tạp.
Các chuẩn kết nối đặc biệt: SAN Switch sử dụng các chuẩn kết nối như Fibre Channel, Fibre Channel over Ethernet (FCoE) hoặc InfiniBand để kết nối với các thiết bị lưu trữ và máy chủ trong mạng SAN.

SAN Switch là một thiết bị chuyển mạch đặc biệt được sử dụng trong mạng lưu trữ SAN để kết nối và chuyển tiếp lưu lượng dữ liệu giữa các thiết bị lưu trữ và máy chủ. Nó khác biệt với switch thông thường bởi hiệu năng, tính năng và khả năng quản lý đặc biệt cho môi trường lưu trữ.

1.4/ các dòng SAN được sử dụng nhiều hiện nay

Cisco MDS Series: Cisco MDS (Multilayer Director Switch) Series là dòng sản phẩm SAN switch nổi tiếng của Cisco. Đây là các switch Fibre Channel chất lượng cao với nhiều tính năng như multiprotocol support, high availability, security và quản lý dễ dàng.

Cisco MDS9100

Brocade Gen 6 Switches: Brocade Gen 6 Switches, bao gồm các dòng sản phẩm như Brocade G620 và Brocade X6, cung cấp khả năng Fibre Channel tốt, băng thông lớn và tính năng đáng tin cậy trong mạng SAN.

Brocade G620 Switch

HPE StoreFabric SAN Switches: HPE (Hewlett Packard Enterprise) cung cấp dòng sản phẩm HPE StoreFabric SAN Switches, bao gồm các mô hình như HPE StoreFabric SN3000B và HPE StoreFabric SN6500B. Đây là các switch Fibre Channel đáng tin cậy và hiệu suất cao.

HPE StoreFabric SN6500B Power Pack+

Dell EMC Connectrix Switches: Dell EMC Connectrix Switches, bao gồm các dòng sản phẩm như Dell EMC Connectrix DS-6505 và Dell EMC Connectrix DS-6610, cung cấp khả năng chuyển mạch Fibre Channel tin cậy và hiệu suất cao.

Các dòng SAN Switch Dell có sẵn hiện nay

DS-6610B: Up to 24 ports, 32Gbps max
DS-6620B: Up to 64 ports, 32Gbps max
DS-6630B: Up to 128 ports, 32Gbps max
DS-7720B: Up to 64 ports, 64Gbps max
DS-7730B: Up to 128 ports, 64Gbps max
MP-7810B: Up to 12 32Gbs ports and six 1/10GbE SFP+ ports
MP-7840B: Up to 24 16Gbs port plus 16 1/10 GigE and 2 40 GigE ports
MDS-9132T: Up to 32 ports, 32Gbps max
MDS-9148T: Up to 48 ports, 32Gbps max
MDS-9396T: Up to 96 ports, 32Gbps max
MDS-9124V: Up to 24 ports, 64Gbps max
MDS-9148V: Up to 48 ports, 64Gbps max
MDS-9220i: Up to 12 32Gbps FC ports, and four 1/10, two 25 and one 40 Gigabit Ethernet IP ports
MDS-9250i: Up to 40 FC ports, 2 x 10 GigE ports, 8 FCoE ports and 16Gbp

Huawei OceanStor SAN Switches: Huawei OceanStor SAN Switches, bao gồm các mô hình như Huawei OceanStor SNS2124 và Huawei OceanStor SNS5192, là các switch Fibre Channel hiệu suất cao với tính năng mở rộng linh hoạt.

3 Mẫu SAN Switch Huawei SNS2124/2224/2248

Lenovo ThinkSystem SAN Switches: Lenovo ThinkSystem SAN Switches, bao gồm các dòng sản phẩm như Lenovo ThinkSystem DB620S và Lenovo ThinkSystem DB400D, cung cấp khả năng chuyển mạch Fibre Channel và tính năng quản lý mạnh mẽ.

2./ Kết nối vật lý giữa SAN và SAN Switch và Server

2.1/ Kết nối thông qua SAN Switch

Kết nối vật lý giữa SAN và SAN switch thường được thực hiện thông qua các kết nối Fibre Channel hoặc Ethernet, tùy thuộc vào giao thức sử dụng trong mạng SAN.

Kết nối Fibre Channel: Trong mạng SAN sử dụng giao thức Fibre Channel, kết nối giữa SAN và SAN switch thường được thực hiện bằng cáp quang và transceiver Fibre Channel. Các cổng Fibre Channel trên SAN switch được kết nối trực tiếp với cổng Fibre Channel trên thiết bị lưu trữ hoặc server sử dụng cáp quang.
Kết nối Ethernet: Trong mạng SAN sử dụng giao thức FCoE (Fibre Channel over Ethernet), kết nối giữa SAN và SAN switch được thực hiện bằng các cổng Ethernet. Cổng Ethernet trên SAN switch và server được kết nối trực tiếp bằng cáp Ethernet thích hợp.

2.2/ Kết nối trực tiếp SAN và server không qua SAN Switch

Nếu không sử dụng SAN switch mà kết nối server trực tiếp với SAN, điều này gọi là Direct Attached Storage (DAS). Trong trường hợp này, server kết nối trực tiếp với thiết bị lưu trữ thông qua các kết nối Fibre Channel, SAS (Serial Attached SCSI) hoặc iSCSI (Internet Small Computer System Interface).

Đối với kết nối trực tiếp như DAS, có thể có ảnh hưởng đến độ trễ (latency). Độ trễ thường phụ thuộc vào các yếu tố như giao thức sử dụng, khoảng cách vật lý, chất lượng cáp và hiệu năng của các thiết bị lưu trữ và server. Tuy nhiên, việc kết nối trực tiếp giữa server và SAN có thể giảm độ trễ so với việc sử dụng SAN switch do loại bỏ bước trung gian chuyển tiếp lưu lượng qua switch. Tuy nhiên, việc kết nối trực tiếp có thể hạn chế tính linh hoạt và khả năng mở rộng của mạng SAN.

2.3/ Các loại Card, Interface, HBA kết nối

Cần sử dụng các card giao diện hoặc module phù hợp trên server, SAN, và SAN switch để thực hiện kết nối và truyền tải dữ liệu trong mạng SAN. Loại card hoặc module cụ thể phụ thuộc vào giao thức và công nghệ sử dụng trong mạng SAN. Dưới đây là một số ví dụ phổ biến:

Card HBA (Host Bus Adapter): Card HBA được sử dụng trên server để kết nối với mạng SAN thông qua giao thức Fibre Channel hoặc iSCSI. Card HBA chuyển đổi dữ liệu từ giao diện máy chủ sang giao thức tương ứng (Fibre Channel hoặc iSCSI) để giao tiếp với SAN.

Card HBA cắm trên Server

Card CNA (Converged Network Adapter): Card CNA cũng được sử dụng trên server để kết nối với mạng SAN, nhưng nó hỗ trợ nhiều giao thức như Fibre Channel và Ethernet, bao gồm cả FCoE (Fibre Channel over Ethernet). Card CNA cho phép sử dụng mạng Ethernet để truyền tải dữ liệu Fibre Channel và FCoE.

IBM QLogic 42C1800 10Gb Dual Port CNA Card 42C1802 QLE8142-IBMX Network Adapter

Module FC (Fibre Channel): Module FC được sử dụng trên SAN switch để cung cấp các cổng Fibre Channel để kết nối với server và thiết bị lưu trữ trong mạng SAN. Các module FC cung cấp khả năng chuyển tiếp và chuyển đổi giao thức Fibre Channel.

Module Quang EMC DELL 4 Port 4GB

Các loại card và module cụ thể phụ thuộc vào nhà cung cấp và mô hình thiết bị SAN cụ thể. Trước khi triển khai, cần xác định các yêu cầu và hỗ trợ của mạng SAN cũng như tương thích với thiết bị lưu trữ, server và switch để chọn các card hoặc module phù hợp.

3./ Các giao thức hỗ trợ SAN nhanh nhất không cần đóng gói IP, ưu và nhược điểm của từng loại

Có hai giao thức chính trong mạng lưu trữ SAN (Storage Area Network) không yêu cầu đóng gói qua IP và được biết đến là nhanh nhất hiện nay. Đó là giao thức InfiniBand và giao thức Fibre Channel.

3.1/ Switch InfiniBand

Switch InfiniBand là một thiết bị mạng chuyển mạch sử dụng công nghệ InfiniBand. InfiniBand là một giao thức và công nghệ mạng được thiết kế để cung cấp hiệu suất cao và băng thông lớn trong môi trường tính toán và lưu trữ.

InfiniBand Network

Switch InfiniBand hoạt động bằng cách kết nối các thiết bị như máy chủ, hệ thống lưu trữ và thiết bị mạng khác trong mạng InfiniBand. Chúng cho phép truyền tải dữ liệu với băng thông rất cao và độ trễ rất thấp, giúp tăng cường hiệu suất và hiệu quả của mạng.

Switch InfiniBand thường có các tính năng như:

Băng thông lớn: Switch InfiniBand hỗ trợ băng thông rất cao, thường từ hàng trăm Gbps đến hàng nghìn Gbps. Điều này cho phép truyền tải dữ liệu nhanh chóng và hiệu quả trong môi trường tính toán và lưu trữ yêu cầu cao.
Độ trễ thấp: Switch InfiniBand được thiết kế để đạt độ trễ rất thấp, thường chỉ trong khoảng nanogăm. Điều này đảm bảo tính nhạy bén và đáp ứng nhanh của mạng trong các ứng dụng yêu cầu độ trễ thấp.
Khả năng mở rộng: Switch InfiniBand cho phép mở rộng mạng một cách linh hoạt và dễ dàng. Các switch có thể được kết nối với nhau để tạo thành mạng InfiniBand lớn hơn và đáp ứng được nhu cầu mở rộng của môi trường lưu trữ và tính toán.
Quản lý và điều khiển: Switch InfiniBand cung cấp các tính năng quản lý và điều khiển để giám sát và quản lý mạng InfiniBand. Chúng hỗ trợ các giao thức và công cụ quản lý tiêu chuẩn để đơn giản hóa việc cấu hình và quản lý mạng.

Switch InfiniBand được sử dụng phổ biến trong các môi trường tính toán cao cấp, các trung tâm dữ liệu và các ứng dụng yêu cầu hiệu suất và băng thông cao như truyền tải dữ liệu lưu trữ, tính toán song song, và các công việc mô phỏng và phân tích phức tạp.

Ví dụ Cisco SFS M7000E InfiniBand Switch cho Dell SAN

Ưu điểm:

Độ trễ thấp: InfiniBand được thiết kế để đạt độ trễ rất thấp, thường chỉ trong khoảng nanogăm.
Băng thông cao: InfiniBand hỗ trợ băng thông rất lớn, thường từ hàng trăm Gbps đến hàng nghìn Gbps.
Hiệu năng cao: Giao thức InfiniBand cung cấp hiệu suất tốt cho các ứng dụng yêu cầu tính toán và lưu trữ có hiệu năng cao.
Khả năng mở rộng: InfiniBand cho phép mở rộng mạng một cách linh hoạt và dễ dàng.

Nhược điểm:

Đòi hỏi phần cứng và hạ tầng đặc biệt: Để triển khai InfiniBand, cần sử dụng phần cứng và hạ tầng mạng InfiniBand đặc biệt, điều này có thể làm tăng chi phí triển khai.

3.2/ Switch Fibre Channel:

Switch Fibre Channel cho SAN là một thiết bị mạng chuyển mạch được sử dụng trong mạng SAN (Storage Area Network) để kết nối các thiết bị lưu trữ như máy chủ lưu trữ, bộ điều khiển lưu trữ và hệ thống lưu trữ với nhau.

Fiber Channel

Switch Fibre Channel cho SAN hoạt động dựa trên giao thức Fibre Channel, giao thức chuyên dụng dành cho mạng lưu trữ. Các switch Fibre Channel cung cấp các cổng Fibre Channel để kết nối với các thiết bị lưu trữ và máy chủ trong mạng SAN. Chúng cho phép truyền tải dữ liệu lưu trữ một cách tin cậy và hiệu quả, với khả năng chịu tải và tính khả dụng cao.

Một số đặc điểm và tính năng của switch Fibre Channel cho SAN bao gồm:

Băng thông lớn: Switch Fibre Channel hỗ trợ băng thông lớn, thường từ hàng trăm Mbps đến hàng trăm Gbps, tùy thuộc vào phiên bản và khả năng của switch cụ thể. Điều này cho phép truyền tải dữ liệu lưu trữ nhanh chóng và hiệu quả.
Khả năng mở rộng: Các switch Fibre Channel có khả năng mở rộng, cho phép mở rộng mạng SAN khi cần thiết. Chúng có thể được kết nối với nhau để tạo thành mạng SAN lớn hơn và đáp ứng được nhu cầu mở rộng của môi trường lưu trữ.
Tính tương thích: Switch Fibre Channel tương thích với các thiết bị lưu trữ và công nghệ SAN khác, cho phép tích hợp linh hoạt trong môi trường lưu trữ hiện có.
Tính năng quản lý và điều khiển: Switch Fibre Channel cung cấp các tính năng quản lý và điều khiển để giám sát và quản lý mạng SAN. Chúng hỗ trợ các giao thức và công cụ quản lý tiêu chuẩn để đơn giản hóa việc cấu hình và quản lý.

Switch Fibre Channel cho SAN được sử dụng rộng rãi trong các môi trường lưu trữ yêu cầu cao, trung tâm dữ liệu, và các ứng dụng yêu cầu tính sẵn sàng và hiệu suất lưu trữ cao.

Ưu điểm:

Độ tin cậy cao: Fibre Channel được thiết kế để đảm bảo tính tin cậy cao và khả năng phục hồi lỗi trong mạng lưu trữ.
Băng thông lớn: Fibre Channel hỗ trợ băng thông lớn, thường từ hàng trăm Mbps đến hàng trăm Gbps.
Hiệu suất ổn định: Fibre Channel cung cấp hiệu suất ổn định và độ trễ thấp cho các ứng dụng lưu trữ yêu cầu cao.
Tính tương thích: Fibre Channel có tính tương thích cao với các thiết bị lưu trữ và công nghệ SAN.

Nhược điểm:

Đòi hỏi hạ tầng và kỹ thuật đặc biệt: Triển khai Fibre Channel yêu cầu cấu hình và quản lý hạ tầng phức tạp, đòi hỏi kiến thức và kỹ năng chuyên sâu.
Chi phí cao: Fibre Channel có thể có chi phí triển khai và duy trì cao hơn so với các giao thức khác.

Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể của môi trường lưu trữ và ứng dụng, lựa chọn giữa InfiniBand và Fibre Channel sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như hiệu suất, độ trễ, tính tương thích, khả năng mở rộng và chi phí.

3.3/ Độ trễ Latency giữa Switch InfiniBand và Switch Fibre Channel

Độ trễ là mộng trong số các thông số tối quan trọng quyết định xem hệ thống SAN có IOPS cao hay thấp

Bảng so sánh

Tuy nhiên các thiết bị càng có độ trễ thấp như Switch InfiniBand và Switch Fibre Channel cần đầu tư số tiền lớn. Giao thức ISCSI hay được sử dụng khá rộng dãi thì có độ trễ lớn nhất do được đóng gói qua giao thức Ethernet.

Trên đây là chia sẻ về Tìm hiểu các giao thức hỗ trợ SAN, SAN switch, Switch InfiniBand, Switch Fibre Channel.

Trong quá trình thực hiện, nếu gặp bất kỳ khó khăn nào, bạn vui lòng liên hệ các kỹ thuật viên của CloudX để được nhanh chóng hỗ trợ.! Nếu thấy bài viết này hữu ích hãy subscribe để theo dõi những thông tin mới nhất từ CloudX nhé. Chúc các bạn thành công!

Hệ sinh thái của CloudX:

Tư vấn miễn phí hệ thống CNTT cho doanh nghiệp
Miễn phí đăng ký dùng thử Cloud Server, Cloud VPS, Hosting (lưu trữ website, phần mềm, xử lý dữ liệu)
Xmail - Email tên miền doanh nghiệp
Server vật lý, cho thuê chỗ đặt Server tại các Datacenter hàng đầu Việt Nam
Dịch vụ quản trị máy chủ, Outsource CNTT, quản trị hệ thống mạng doanh nghiệp, IT Support
Miễn phí cài đặt, vận hành quản trị phần mềm trường học ảo E-Learning Canvas LMS (được đánh giá E-Learning tốt nhất thế giới)
Triển khai, quản trị Firewall cho doanh nghiệp
Các giải pháp về Monitor, Alert Cảnh báo, Sao lưu - Backup dữ liệu từ xa cho máy chủ, Cloud, VPS.
Thiết kế website chuyên nghiệp