Inteligentne przełączniki pamięci masowych

Architektura inteligentnego przełącznika pamięci masowych

Inteligentne przełączniki pamięci masowych rozwiązują istotne problemy związane z zarządzaniem systemami informatycznymi, w których działają pamięci masowe oparte na różnych technologiach. Podczas gdy sieć SAN (Storage Area Network) konsoliduje stacje pamięci masowych na poziomie bloków, jednocześnie rozwijają sie i inne technologie stosowane w tym środowisku. Należą do nich przede wszystkim NAS (Network Attached Storage) i wirtualizacja danych. Technologia NAS konsoliduje oraz optymalizuje dane na poziomie plików, a technologie wirtualizacji działają na poziomie zarówno bloków, jak i plików. Wirtualizacja danych ma tę zaletę, że bloki oraz pliki są postrzegane w identyczny sposób, jako pojedyncze składniki uniwersalnej puli zasobów.

Wymienione technologie ułatwiają zadanie zarządzania pamięciami masowymi. Jeśli jednak system informatyczny zawiera różne typy pamięci masowych, a każdy typ został wdrożony niezależnie od pozostałych, to poszczególne pamięci masowe można porównać do oddzielnych wysp. Wyspy te są położone co prawda na tym samym morzu, ale każdą z nich administrator musi zarządzać oddzielnie. A przecież najlepiej byłoby dysponować takim rozwiązaniem, które pozwalałoby z jednego centralnego punktu zarządzać wszystkimi pamięciami masowymi. W takim środowisku wszystkie stacje czy wirtualne bloki byłyby postrzegane jako te same elementy tworzące jedną pulę. Można to osiągnąć stosując inteligentne przełączniki pamięci masowych.

Podstawowym elementem takiego przełącznika jest główna magistrala przełączania, która charakteryzuje się tym, że jest uniwersalna. Chodzi o to, że magistrala taka może obsługiwać różne protokoły i świadczyć swe usługi różnym modułom instalowanym w przełączniku. Moduły te mogą zawierać różne interfejsy i obsługiwać różne protokoły. Po wprowadzeniu do systemu informatycznego takiego przełącznika zarówno stacje pamięci masowej, jak i macierze dyskowe oraz serwery nie muszą już dysponować dotychczasową inteligencją i mechanizmami zarządzania (bez których nie mogą się obyć, gdy są instalowane w tradycyjnych środowiskach). Stacjami pamięci masowych zarządza wtedy inteligentny przełącznik usytuowany w centrum systemu. Wszystkimi zasobami tego środowiska (takimi jak serwery, stacje pamięci masowych i macierze dyskowe) można administrować centralnie.

Inteligentne przełączniki pamięci masowych zawierają interfejsy Ethernet (które zapewniają połączenia z sieciami LAN, MAN i WAN) i mechanizmy operujące na poziomie plików (stacje NAS) oraz bloków (przesyłanie danych przez sieci IP przy użyciu np. technologii iSCSI). Porty Fibre Channel przełącznika zapewniają dostęp na poziomie bloków do macierzy dyskowych lub do hostów (lub obu tych węzłów przy użyciu przełączników Fibre Channel). Przełącznik obsługuje różne protokoły i zawiera konwertery protokołów oraz dysponuje wystarczającą mocą obliczeniową, by oferować wiele zaawansowanych funkcji, w tym wirtualizacji i przetwarzania danych zgodnie z życzeniami klientów. W ten oto sposób przełącznik pełni rolę centralnego punktu zarządzania i jest doskonałym przykładem konwergencji dwóch środowisk: sieci IP i sieci pamięci masowych.

Inteligentne przełączniki pamięci masowych mają następujące zalety:

1. Modularna konstrukcja – pozwalająca instalować moduły obsługujące różne protokoły, media i szybkości. W miarę pojawiania się nowych rozwiązań i technologii można je w prosty sposób aktualizować, instalując w chassis odpowiedni moduł.
2. Obsługa wielu protokołów – aplikacje bazodanowe pracują najwydajniej wtedy, gdy mają do dyspozycji szybkie pamięci masowe oparte na technologii SAN (dostęp na poziomie bloków). Natomiast technologię NAS należy stosować tam, gdzie aplikacje muszą działać na poziomie plików. Z kolei aplikacje odzyskujące dane pracują wyjątkowo szybko, gdy są obsługiwane przez protokół iSCSI. W przypadku aplikacji archiwizującej dane bardzo przydatny jest protokół Network Data Management Protocol. Odpowiednio zaprojektowany inteligentny przełącznik pamięci masowych potrafi świadczyć wszystkie te usługi.
3. Wbudowane funkcje wirtualizacji – inteligentny przełącznik pamięci masowych tworzy centralną pulę dysków, postrzegając ją (niezależnie od tego, jakie rodzaje pamięci masowych zostały do niego podłączone) jako jedno wysoko wydajne urządzenie, dostarczające klientom dane jako zasobu mającego postać bloku lub pliku, zależnie od potrzeb zgłaszanych przez określonego klienta lub aplikację.
4. Zintegrowane funkcje równoważenia obciążeń – mogą być usytuowane tak blisko danych, jak tylko to możliwe. Dzięki temu schematy równoważenia obciążeń (oparte na protokole IP) są wyjątkowo proste i co za tym idzie bardzo wydajne.
5. Jądro zawierające szybko pracujący aparat przełączania i transmitowania danych – krzyżowa magistrala danych przełączająca pakiety stanowi integralną część jądra przełącznika, dzięki czemu urządzenie obsługuje pamięci masowe wyjątkowo szybko.
6. Oddzielne macierze dyskowe – oferowane dzisiaj architektury pamięci masowych wymagają konkretnych modeli dysków twardych. A są to nieraz bardzo drogie dyski (ich producenci dobrze wiedzą, że użytkownik nie pójdzie do konkurencji).

Po zainstalowaniu inteligentnego przełącznika pamięci masowych nie jest się już przywiązanym do jednego producenta. Uruchamiając wymagającą aplikację, która stanowi podstawę działania przedsiębiorstwa, można dołączyć do przełącznika macierz dyskową najwyższej klasy, a inne aplikacje będą korzystać z usług tanich dysków lub macierzy dyskowych podstawowej klasy. Pierwsze inteligentne przełączniki pamięci masowych pojawiły sie w 2002 r., a od tej pory wielu producentów zaczęło uwzględniać tę technologię przy opracowywaniu swoich nowych strategii sieciowych.