Fibre Channel e Storage Area Network – Parte I

Fibre Channel e Storage Area Network – Parte IA tecnologia de Storage Area Networks (SANs) mudou a arquitetura dos sistemas de TI. Nos sistemas convencionais, os dispositivos de armazenamentos são conectados diretamente aos servidores por meio de cabos. A idéia por trás do armazenamento em rede é que os cabos são substituídos por uma rede, que é instalada em adição a existente LAN. Servidores e dispositivos de armazenamentos podem trocar dados por esta nova rede usando o protocolo SCSI.

De forma simplificada poderíamos falar que na arquitetura convencional de TI, os dispositivos de armazenamentos geralmente são ligados a um ou dois servidores. Portanto, outros computadores na rede não conseguem acessar estes dispositivos diretamente, o acesso dar-se através do computador ligado diretamente ao dispositivo. Se os computadores ligados aos dispositivos falharem, os dados contidos neles não poderão ser acessados. Este não é um cenário atraente para aplicações que necessitam operar 24/7/365.

Além disso, a tecnologia convencional não é mais suficiente para atender a crescente demanda de armazenamento. Com a maior necessidade da capacidade de armazenamento, mais dispositivos são conectados aos computadores. Contudo, a capacidade de conectar mais dispositivos aos computadores é limitada.

É neste cenário de explosão da informação aliada a necessidade de alto desempenho, confiança, disponibilidade e escalabilidade que surge o conceito de Armazenamento em Rede. No Sistema de Armazenamento em Rede os dispositivos de armazenamento são independentes do servidor. Desta forma, se um dos computadores falhar os dados não serão inacessíveis, pois vários computadores podem acessar diretamente o mesmo dispositivo sem outro computador estar envolvido. A idéia do Sistema de Armazenamento em Rede é de substituir os cabos que ligava o servidor-dispositivo por uma rede que gerencia a troca de dados entre os servidores e os dispositivos.

Primeiramente serão introduzidos os conceitos básicos de um sistema de armazenamento. Em seguida, uma visão geral da tecnologia do Storage Area Network junto com tecnologia Fibre Channel que permitiu um novo nível de confiança, disponibilidade e escalabilidade. Por fim, será abordada outra solução para SAN, o iSCSI.

1. INTRODUÇÃO
A base para o entendimento de Sistemas de Armazenamentos é a compreensão de como ligam-se os servidores com os dispositivos de armazenamento. Nesta seção veremos os componentes, topologias e a arquitetura SCSI que compõem um ambiente de um Sistema de Armazenamento.

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Figura 1 – Componetes básicos de um Sistema de Armazenamento

2. COMPONENTES

Hardwares
Os hardwares são a infra-estrutura de um Sistema de Armazenamento, ligando os dispositivos de armazenamentos com os servidores. Tais componentes seriam:

  • Meio Físico;
  • Dispositivos de Conexão;
  • Dispositivos de Translação;
  • Dispositivos de Armazenamentos;

Meio Físico
Os componentes de um sistema de armazenamento são ligados por meio da fibra óptica ou cabos de cobres. O Fibre Channel seria um exemplo de fibra óptica utilizada em sistema de armazenamento.

Dispositos de Conexão
A conexão entre componentes de armazenamento e o servidores é um dos outros elementos considerados na implementação de um Sistema de Armazenamento. São exemplos de conectores:

  • Parallel SCSI;
  • Conectores ópticos;
  • Fibre Channel hubs, switching hubs, switches e directors.

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Figura 2 – Alguns Interconectores

Dispositivos de Translação
Host Bus Adapter (HBA), roteadores, adaptadores, gateways e bridges, são o mediadores, por exemplo, entre o protocolos do Fibre Channel e os protocolos de camada superior, como SCSI, FCP, Ethernet.

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Figura 3 – Exemplos de dispositivos de translação

Dispositivos de Armazenamento de Dados
Os dispositivos de armazenamentos, unidade fundamental de armazenamento de dados, tem várias formas e configurações e consistem basicamente dos seguintes tipos:

  • Disk Drive;
  • Tape Drives e Tape Libraries;
  • Storage Subsystems.

A decisão de escolher qual tipo de dispositivo de armazenamento é o mais adequado para implementar um sistema de armazenamento depende dos requerimentos de desempenho e disponibilidade definidos no projeto.

Disk Drives
Unidades de disco são acessadas por diversos tipos de barramentos, tais como: parallel ATA (PATA), Serial ATA (SATA), SCSI, Serial Attached SCSI (SAS), and Fibre Channel.

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Figura 4 – Imagens de alguns barramentos

Tape Drives
Tape drives são definidos para arquivamento e ganham proporções colossais com múltiplos silos de Tapes. Uma Tape library pode arquivar dados de toda uma empresa facilmente.

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Figura 5 – Tapes Drives

Storage Subsystems

  • Just A Bunch of Disks (JBOD)

JBOD (Somente um Punhado de Discos) é um sistema que permite juntar vários discos rígidos como se fossem apenas um único disco. O sistema JBOD não aumenta a confiabilidade nem aumenta o desempenho do sistema de disco.

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Figura 6 – JBOD

 

 

  • Redundant Array of Independent Disks (RAID)

Uma unidade de controle central provém uma função adicional que torna possível utilizar os disco individuais de uma maneira para alcançar uma maior tolerância a falhas e maior desempenho.

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Figura 7 – Exemplos de RAID

Softwares
Vários tipos de softwares são usados em um ambiente de Sistemas de Armazenamentos, e juntos trabalham para gerenciamento dos dados de ponto-ponto. O termo software refere-se a:

  • Sistema Operacional;
  • Drives e firmwares para os dispositivos;
  • Software para gerenciamento da rede e dos dados.

Fonte: UFRJ

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