Storage Area Network

1. Storage Area Network Jussi Murtola

2. Sisältö • SAN-yleistä • Eroavaisuudet tallennusmenetelmien välillä • Topologiat • SAN-verkkolaitteet • Kuitukanavan arkkitehtuuri • Esimerkit

3. SAN – yleistä tietoa • Kuvataan sisäverkon jatkeena • Käytetään suurissa tietomäärissä. • SAN-verkko voi olla osoitettu joko yhdelle palvelimelle tai useamman yhteisessä käytössä. • Yleisesti kuitukanavan päälle rakennettu.

4. SAN-yleistä

5. Eroavaisuudet

6. Topologiat • SAN-verkko voidaan jaotella kolmeen eri topologia-kategoriaan • kahden pisteen välinen Point-to-Point • rengas • kytketty kudos • Datakehykset ohjataan porttiosoitteiden perusteella. • Eri topologiatyyppiä olevat verkot yhdistettävissä.

7. Point-to-Point • Yksinkertaisin malli. • Vain kaksi N_Porttia (Node_Port)

8. Rengas • Vain yksi lähetys kerrallaan verkossa. Rengas vapaa vasta edellisen paketin saavuttua perille. • 127 laitetta • Ongelmana rikkinäinen laite. • PBC – Port Bypass Circuit

9. Rengas • Ennen käyttöönottoa on rengas alustettava. • AL_PA (Arbitrated Loop Physical Address) • Initialisoinnin aloittaa LIP (Loop Initialization Primitive) • Kulkee renkaan lävitse kytkien kaikki L_Portit (Loop_Port) lähettämään myös LIP:iä • Ilmenee kun koko verkko kytketään toimintaan, uusi node lisätään renkaaseen tai virheen jälkeen.

10. Rengas • Alustuksessa on neljä pääaskelta • Valitaan Loop Master • Jokaiselle portille määrätään fyysinen osoite AL_PA • Luodaan AL_PA kartta • Kuljetetaan kartta läpi renkaan

11. Rengas • Valitaan renkaan hallitsija. • Lähettämällä LISM-kehys verkkoon (Loop Initialization Select Master) • Jos verkossa keskitin, tulee siitä hallitsija saatuaan LISM-kehyksen takaisin. Muussa tilanteessa pienimmän portinnimen omaava laite. • Hallitsee verkkoa ja kontrolloi AL_PA-osoitteiden jakoa.

12. Kudos • Yleisin topologia. • Muodostetaan FC-kytkimillä kytketty verkko. • Useampia kytkimiä kytketty toisiinsa. • 16.9Milj. laitetta • Reitittäminen läpinäkyvää nodeille. • Mahdollista käyttää useaa erilaista kaapelointia.

13. SAN-verkkolaitteet • Tallentimet • Liitetään verkkoon käyttämällä erillistä ohjainta.

14. SAN-verkkolaitteet • Keskittimet • Kaistanleveys on jaettu keskittimeen kytkettyjen laitteiden kesken. • Liikennöinti vain yhteen suuntaan kerrallaan. • Rengas-topologiassa. • Kytkimet • Rengas- tai kudos-topologian mukaisesti. • Mahdollista luoda erillinen kytkinverkko. • Mahdollista tehdä jakoja alueisiin.

15. SAN-verkkolaitteet • Sillat • Siltojen avulla mahdollista yhdistää erityyppiset kaapelointiratkaisut. • Kaapelointi • Yleisesti kuitukanavan pohjalle. • Kokoelma ANSI:n ja ISO:n standardeja, joilla määritetään yhtenäinen siirtotapa.

16. Kuitukanava-kerrosarkkitehtuuri

17. FC-0 Fyysinen Kerros • Määrittelee fyysisen kerroksen verkossa. • tiedonsiirtovälineet • lähettimet • vastaanottimet • Käytettävä kaapelointi voi olla kuparinen koaksiaalikaapeli, suojattu kierretty parikaapeli tai optinen kuitu.

18. Linkin pituus

19. FC-1 Koodaus ja dekoodaus • Kerros määrittelee signaloinnin koodaustekniikan, joita käytetään tiedonsiirrossa ja signaloinnissa. • Käytetään IBM:n kehittelemää 8b/10b – koodaustekniikkaa. • Muuttaa 8bitin tavut 10bitin pituisiksi lähetystä varten.

20. FC-2 Kuljetuskerros • Vuonvalvonta. • Virheistä toipuminen. • Määrittelee palveluluokat siirrettävälle datalle. • 6 eri luokkaa • Määrittää kehysten tyypin ja siirron.

21. FC-2 Kuljetuskerros

22. Palveluluokat • Luokka1 • Määrittelee yhteydenmuodostuksen kahden N_Portin välille. • Varaa koko kaistan. • Aikakriittiselle datalle, esimerkiksi video ja ääni. • Luokka2 • Node voi lähettää dataa useammasta N_Portista. • Portit jakavat linkin kaistanleveyden muun verkkoliikenteen kanssa. • Pakettien saapumisjärjestystä ei ole taattu. • Vastaanotetut kehykset kuitataan.

23. Palveluluokat • Luokka3 • Muistuttaa pitkälti luokkaa2. • Kehyksiä ei kuitata. • Voidaan käyttää kun lähetetään dataa useammalle vastaanottajalle. • Luokka4 • Käytetään vain kudos-topologiassa. • Takaa pakettien saapuvan samassa järjestyksessä kuin ne on lähetetty ja kuittaa jokaisen paketin. • Voidaan käyttää useampaa linkkiä samaan aikaan.

24. Palveluluokat • Luokka5 • Ei määritelty loppuun asti. Ei ole mainintaa dokumenteissa. • Luokka6 • Määrittelee multicast palvelut kudoksen lävitse. • Käyttää tiedonsiirrossa luokan1 tapaa.

25. FC-3 Palvelukerros • Tarjoaa palvelut noden jokaiselle N_Portille. • Striping – parantaa kaistanleveyttä käyttämällä useita portteja ja linkkejä yhtäaikaisesti. Sopii reaaliaikaisen datan siirtoon. • Hunt groups – Asettaa yhden noden N_Portit yhdeksi ryhmäksi. Mikä tahansa ryhmässä oleva portti voi vastata ryhmään lähetettyyn datakehykseen. • Multicast – lähetetään data useampaan kohdeporttiin. Voidaan lähettää joko broadcastina tai aliverkon portteihin.

26. FC-4 Sovelluskerros • Ylin kerros. • Määrittelee sovelluksien käytön verkossa. • Määrittelee säännöt, joilla ylemmän kerroksen protokollat voivat käyttää alemman tason kerroksia.

27. NAS- ja SAN-verkkojen erot • Wang ja Kael suorittaneet testin. • IEEE 12th Annual International Symposium • Testi suoritettiin Beowulf klusterilla • Todennettiin simulaation yhteneväisyys todelliseen tilanteeseen • NPB2.4/BT (NAS Parallel Benchmark Suite 2.4/Block Tridiagonal) • Generoi tiedoston ja lukee sen sisällön.

28. Testin tulokset

29. Esimerkkiratkaisu