SAN چیست؟ (راهنمای جامع)

یکی از نگرانی‌های حیاتی برای هر سازمان، دسترسی به فضای ذخیره سازی است. Storage Area Network یک شبکه یا زیر شبکه پرسرعت اختصاصی است که به‌هم متصل می‌شود و مجموعه‌های مشترکی از دستگاه‌های ذخیره سازی را به چندین سرور ارائه می‌دهد. محاسبات سازمانی مدرن اغلب به سطح بسیار بالاتری از سازماندهی، انعطاف پذیری و کنترل نیاز دارد. این نیازها باعث تکامل SAN شد. فناوری SAN یک شبکه مجزا، اختصاصی و مقیاس پذیر است که برای اتصال تعداد زیادی از سرورها ساخته شده است تا پاسخگوی نیازهای پیشرفته سازمان‌ها باشد. با خرید سن استوریج یک سازمان قادر خواهد بود تا ذخیره سازی را به‌عنوان یک منبع جمعی واحد در نظر بگیرد و با استفاده از فناوری‌هایی مانند RAID می‌توان ظرفیت ذخیره سازی را بهینه کرد و انعطاف پذیری در ذخیره سازی را به‌طرز چشمگیری افزایش داد.

SAN چیست و سن استوریج اچ پی چه کاربردی دارد؟

SAN مجموعه‌ای از دیسک‌هاست که توسط شبکه‌ای از سرورها قابل دسترسی است. یک سن استوریج معمولا برای ادغام فضای ذخیره سازی استفاده می‌شود. یک دیتا سنتر با صدها سرور را در نظر بگیرید که هر کدام ماشین‌های مجازی را اجرا می‌کنند که می‌توانند به دلخواه بین سرورها مستقر شوند و منتقل شوند. در صورت خرابی سرور نیاز است که داده‌ها بازیابی یا منتقل شوند. در این حالت به جای تلاش برای سازماندهی، ردیابی و استفاده از دیسک‌های فیزیکی واقع در سرورهای مجزا در سرتاسر مرکز داده، یک کسب‌وکار ممکن است انتخاب کند که فضای ذخیره‌سازی را به یک زیرسیستم ذخیره‌سازی اختصاصی، مانند یک آرایه ذخیره‌سازی منتقل کند، جایی که ذخیره‌سازی را می‌توان به طور جمعی تهیه، مدیریت و مدیریت کرد.

اساسا SAN یک شبکه از دستگاه‌های ذخیره سازی متصل به‌هم است که می‌تواند در دسترس بودن فضای ذخیره سازی را بهبود بخشد. سن استوریج یک مکان مرکزی برای تمام فضای ذخیره‌سازی ارائه می‌دهد و مدیران را قادر می‌سازد تا دستگاه‌های ذخیره‌سازی را با هم ترکیب و مدیریت کنند. با همه این تفاسیر مهم است که شما بدانید SAN و DAS چه تفاوتی با هم دارند.

نحوه کارکرد DAS چگونه است؟

از طریق DAS یک یا چند دیسک مستقیما از طریق یک رابط ذخیره سازی اختصاصی مانند SAS یا SATA به یک سرور متصل می‌شوند. از این دیسک‌ها اغلب برای نگهداری برنامه‌ها و داده‌هایی که در آن سرور خاص اجرا می‌شوند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگرچه دستگاه‌های DAS روی یک سرور، از طریق سرورهای دیگر نیز قابل دسترسی هستند؛ اما از آن‌جایی که ارتباط از طریق IP مشترک انجام می‌شود؛ دسترسی و جابجایی مقادیر زیادی از داده‌ها از طریق شبکه LAN می‌تواند زمان‌بر باشد و پهنای باند مورد نیاز داده‌های حجیم می‌تواند بر عملکرد برنامه‌های کاربردی روی سرور تأثیر بگذارد.

Storage Area Network به شیوه‌ای کاملا متفاوت از DAS عمل می‌کند. SAN همه دیسک‌ها را به یک شبکه ذخیره سازی اختصاصی که جدا از شبکه LAN است، متصل می‌کند. این رویکرد هر یک از سرورهای متصل به SAN را قادر می‌سازد تا به هر یک از دیسک‌های متصل به SAN دسترسی داشته باشند. از آنجایی که SAN یک شبکه اختصاصی جداگانه است، شبکه را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که بر عملکرد و انعطاف پذیری برنامه‌های سازمانی تاثیر مثبت داشته باشد.
نکته دیگر این است که یک SAN می‌تواند تعداد زیادی دستگاه ذخیره‌سازی را پشتیبانی کند. هر سرور با رابط SAN مناسب می‌تواند به SAN و ظرفیت ذخیره سازی گسترده آن دسترسی داشته باشد و یک SAN می‌تواند سرورهای زیادی را پشتیبانی کند. دو نوع اصلی از فناوری‌ها و رابط‌های شبکه‌ای وجود دارد که برای SAN استفاده می‌شوند: Fibre Channel و iSCSI که هرکدام از این موارد را بررسی خواهیم کرد.

کانال فیبری (Fibre Channel) چیست؟

FC یک شبکه پر سرعت است که توانایی عملیاتی بالایی به همراه تاخیر کم دارد. این شبکه تا 128 گیگابایت بر ثانیه را در فواصل شهری ارائه می‌دهد. رابط‌های FC می‌توانند زمانی که استوریج و سرورها در یک مکان هستند و در صورتی که فاصله آن‌ها از 10 متر بیشتر نمی‌شود، مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان یک رابط شبکه، FC از چندین توپولوژی، از جمله point-to-point، arbitrated loop و switched fabric، مانند اترنت مدرن پشتیبانی می‌کند.

FC با استقرار آداپتورهای گذرگاه میزبان (HBA) در هر سرور، استوریج، سوئیچ‌های شبکه یا سایر دستگاه‌های شبکه پیاده‌سازی می‌شود. هر HBA دارای یک یا چند پورت است که در آن داده‌ها مبادله می‌شود. پورت‌ها می‌توانند مجازی یا فیزیکی باشند و پورت‌های فیزیکی از طریق کابل‌ها به هم متصل می‌شوند و به HBA و سوئیچ‌ها اجازه می‌دهند تا یک شبکه را تشکیل دهند.

ISCSI چیست؟

ISCSI یک پروتکل لایه انتقال است که نحوه انتقال بسته های Small Computer System Interface (SCSI) را در یک شبکه TCP/IP توضیح می دهد. ISCSI که مخفف عبارت Internet Small Computer System Interface است، نوع دیگری از شبکه برای اتصال محاسبات به فضای ذخیره سازی مشترک است که می‌توان با سرعت 100 گیگابیت در ثانیه اجرا شود. در جایی که FC یک طراحی شبکه منحصر به فرد و بسیار تخصصی ارائه می‌دهد، iSCSI داده‌های بلوک SCSI سنتی و بسته‌های دستوری را با فناوری رایج شبکه اترنت و TCP/IP ادغام می‌کند. این شبکه‌های ذخیره‌سازی iSCSI را قادر می‌سازد تا از همان کابل‌کشی، آداپتورهای شبکه، سوئیچ‌ها و سایر اجزای شبکه مورد استفاده در هر شبکه اترنت استفاده کنند.

در بسیاری از موارد، iSCSI می‌تواند روی یک شبکه اترنت کار کند و داده‌ها را در سراسر LAN، WAN و حتی اینترنت تبادل کند. ISCSI امکان راه اندازی یک شبکه ذخیره سازی مشترک را فراهم می‌کند که در آن چندین سرور و کلاینت می‌توانند به منابع ذخیره سازی مرکزی دسترسی داشته باشند، انگار که ذخیره سازی یک دستگاه متصل به صورت محلی است.

یک SAN چگونه کار می‌کند؟

سن استوریج یک شبکه‌ای است برای اتصال سرورها با فضای ذخیره سازی در نظر گرفته شده است. هدف SAN این است که تمامی فضاهای ذخیره سازی به‌صورت واحد باشند تا بتوان آن‌ها را مدیریت و محافظت کرد. این متمرکز سازی را به‌صورت فیزیکی می‌توان انجام داد، مانند قرار دادن دیسک‌ها در یک زیر سیستم ذخیره سازی اختصاصی مانند یک آرایه ذخیره سازی. اما این کار را می‌توان با استفاده از نرم افزارهایی مانند VMware vSAN انجام داد.

اگر یک شبکه جداگانه برای اتصال سرورها به استوریج فراهم کنید، می‌توانید دسترسی سریع‌تری به حجم عظیمی از اطلاعات موجود در فضاهای ذخیره سازی داشته باشید. یک Storage Area Network دارای 3 لایه است که هر کدام از این لایه‌ها دارای ویژگی‌های مخصوص به خود هستند:

• Host Layer
• Fabric Layer
• Storage Layer

بررسی Host Layer

لایه میزبان نشان‌دهنده سرورهایی است که به SAN متصل هستند. در بیشتر موارد میزبان‌ها، بارهای کاری سازمانی مانند پایگاه‌های داده را اجرا می‌کنند که نیاز به دسترسی به فضای ذخیره سازی دارند. جالب است بدانید که هاست‌ها از اترنت برای برقراری ارتباط با سرورها و کاربران استفاده می‌کنند. میزبان های SAN همچنین یک آداپتور شبکه جداگانه را در خود جای داده‌اند که به دسترسی SAN اختصاص داده شده است. آداپتور شبکه‌ای که برای اکثر FC SAN ها استفاده می‌شود، آداپتور باس میزبان (HBA) نامیده می‌شود. مانند اکثر آداپتورهای شبکه، FC HBA از سیستم عامل برای کار با سخت افزار HBA و همچنین یک درایور دستگاه استفاده می‌کند که HBA را به سیستم عامل سرور متصل می‌کند. این پیکربندی سبب می‌شود تا حجم کاری بتواند دستورات و داده‌های ذخیره سازی را از طریق سیستم عامل به SAN و منابع ذخیره سازی آن منتقل کند.

یکی از محبوب‌ترین و قدرتمندترین فناوری‌هایی که می‌توان برای SAN به‌حساب آورد، FC است؛ اما سایر فناوری‌های SAN که به طور گسترده پذیرفته شده شامل InfiniBand همراه با iSCSI است. هر فناوری هزینه‌ها و ویژگی‌های مخصوص به خودش را دارد. هر سازمان باید به حجم کاری و نیازهای ذخیره سازی خود توجه کند تا بتواند بهترین فناوری را انتخاب کند. توجه کنید که هر سه لایه باید فناوری یکسانی داشته باشند.

بررسی Fabric Layer

این لایه نشان دهنده کابل کشی و دستگاه‌های شبکه بوده که شامل بافت شبکه می‌شود که میزبان SAN و ذخیره سازی SAN را به هم متصل می‌کند. دستگاه‌های شبکه SAN در لایه فابریک می‌توانند شامل سوئیچ‌های SAN، گیت وی ها، روترها و پل‌های پروتکل باشند. کابل‌کشی و پورت‌های مربوط به دستگاه‌های فابریک SAN می‌توانند از اتصالات فیبر نوری یا کابل‌های مبتنی بر مس سنتی برای ارتباطات شبکه استفاده کنند.

بررسی Storage Layer

لایه ذخیره سازی از دستگاه‌های ذخیره سازی مختلف تشکیل شده است و معمولا شامل HDD و SSD است. اکثر دستگاه‌های ذخیره سازی در یک SAN در گروه‌های RAID فیزیکی سازماندهی شده‌اند که می‌توانند برای افزایش ظرفیت ذخیره سازی، بهبود قابلیت اطمینان دستگاه ذخیره سازی یا هر دو مورد استفاده قرار گیرند.

یک SAN همچنین از یک سری پروتکل استفاده می‌کند که نرم افزار را قادر به برقراری ارتباط یا آماده سازی داده ها برای ذخیره سازی می‌کند. رایج ترین پروتکل، FCP است که دستورات SCSI را بر روی فناوری FC ترسیم می‌کند. iSCSI SAN از یک پروتکل iSCSI استفاده می‌کند که دستورات SCSI را از طریق TCP/IP نگاشت می‌کند.

نحوه راه اندازی شبکه فضای ذخیره سازی (SAN)

برای ادغام تمام اجزای SAN یک سازمان باید الزامات سخت افزاری و نرم افزاری خود را برآورد کند:

• Host Bus Adapter (نسخه سیستم عامل، نسخه درایور، پچ لیست)
• سوئیچ
• استوریج

برای راه‌اندازی SAN باید موارد زیر را انجام دهید:

• تمام اجزای سخت افزاری را با هم مونتاژ و کابل کشی‌های مربوطه را انجام دهید و نرم افزار مربوطه را نصب کنید.
• HBA را راه اندازی کنید.
• آرایه ذخیره سازی را تنظیم کنید.
• تنظیمات پیکربندی که ممکن است مورد نیاز باشد را تغییر دهید.
• تست تمام فرآیندهای عملیاتی برای محیط SAN، از جمله پردازش تولید عادی، تست حالت شکست و پشتیبان گیری.
• رویه های نصب و عملیاتی SAN را مستند کنید.

SAN چه مزایایی دارد؟

• عملکرد بالا: SAN معمولی از یک Network Fabric جداگانه استفاده می‌کند که به وظایف ذخیره سازی اختصاص داده شده است.
• مقیاس پذیری بالا SAN می‌تواند از استقرارهای بسیار بزرگی که هزاران سرور میزبان SAN و دستگاه‌های ذخیره سازی یا حتی سیستم‌های ذخیره سازی را در بر می‌گیرد، پشتیبانی کند.
• می‌توان میزبان‌ها و فضای ذخیره‌سازی جدید را در صورت نیاز برای ساخت SAN برای برآوردن نیازهای خاص سازمان اضافه کرد.
• در دسترس بودن بالا: یک SAN در واقع همه چیز را به هر چیز دیگری متصل می‌کند. به این معناست که با راه اندازی یک SAN هیچ مشکلی در برقراری ارتباط بین هاست و استوریج نخواهد بود و همیشه یک مسیر جایگزین برای حفظ در دسترس بودن فضای ذخیره سازی پیدا خواهد شد.
• وجود ویژگی‌های مدیریتی پیشرفته: یک SAN از مجموعه‌ای از ویژگی‌های مفید ذخیره‌سازی کلاس سازمانی، از جمله رمزگذاری داده‌ها، حذف مجدد داده‌ها، تکثیر ذخیره‌سازی که برای به حداکثر رساندن ظرفیت ذخیره‌سازی، امنیت و انعطاف‌پذیری داده‌ها طراحی شده‌اند، پشتیبانی می‌کند.

بررسی معایب SAN

در قسمت قبل مزایای Storage Area Network را بیان کردیم؛ اما مانند هر چیز دیگر، SAN هم معایبی دارد که به شرح زیر است:

• پیچیدگی: با HBA های گران قیمت و اختصاصی روی سرورهای میزبان، سوئیچ ها و کابل کشی در یک شبکه Fabric پیچیده و پورت‌های پردازنده استوریج در آرایه‌های ذخیره سازی، چنین شبکه‌هایی باید با دقت طراحی و نظارت شوند. این پیچیدگی برای سازمان‌هایی با کارکنان و بودجه کم می‌تواند دردسرساز باشد.
• مقیاس پذیری: با در نظر گرفتن هزینه، SAN به طور کلی فقط در محیط های بزرگتر و پیچیده‌تر که سرور و فضای ذخیره سازی قابل توجهی وجود دارد، موثر است. اما با این حال در محیط‌های کوچک هم می‌توان SAN را پیاده سازی کرد اما با توجه به هزینه و پیچیدگی آن، قطعا انتخاب ایده‌آلی نیست.
• مدیریت: با توجه به پیچیدگی بر روی سخت افزار، چالش مهمی در مدیریت SAN، پیکربندی ویژگی‌ها، راه اندازی RAID، گزارش‌گیری و تهیه مستندات و… نیز وجود دارد.

چه تفاوتی میان NAS و SAN وجود دارد؟

ذخیره سازی متصل به شبکه یا همان Network Attached Storage یک ابزار جایگزین برای ذخیره و دسترسی به داده‌هاست که متکی بر پروتکل‌های مبتنی بر فایل مانند NFS و SMB است. در سن استوریج‌ها از پروتکل‌های مبتنی بر بلوک مانند FC و iSCSI استفاده می‌شود. SAN از شبکه برای اتصال سرورها و ذخیره سازی استفاده می‌کند، NAS به یک فایل سرور اختصاصی که بین سرورها و ذخیره سازی قرار دارد، متکی است.
همانند SAN یک NAS هم ذخیره سازی را در یک مکان ادغام می‌کند و می‌تواند از مدیریت داده‌ها، بایگانی و پشتیبان‌گیری اطلاعات پشتیبانی کند. یک NAS از یک شبکه مشترک استفاده می‌کند و هزینه و پیچیدگی بسیار کمتری نسبت به SAN ها دارد.