Сети Fibre Channel SAN на больших расстояниях: Часть 1
Часть 1 | Часть 2
Существует несколько причин для того чтобы задуматься о сетях хранения данных (SAN), работающих на большие расстояния: у вас большая компания, занимающая несколько зданий (в стиле ‘кампус’), либо несколько удаленных центров данных, которые вы хотите соединить в целях лучшей управляемости; у вас могут быть специфические требования к восстановлению данных после сбоев или к непрерывности ведения бизнеса; или, возможно, вы получили деловое предложение от поставщиков, которые хотят продемонстрировать некоторые уникальные характеристики своих продуктов в надежде на то, что это поможет им завоевать долю рынка.
Прежде, чем рассматривать любой из указанных вариантов, нужно задуматься о том, что приложения, операционные системы и массивы хранения данных имеют различные требования. Приложения различаются по времени ожидания и пропускной способности. Характеристики чтения и записи очень сильно варьируются: некоторые приложения читают больше данных, чем они могут записать, некоторые пишут данные маленькими блоками, некоторые – большими, некоторые приложения осуществляют операции последовательно, другие – произвольно (случайно). Необходимо также принимать во внимание, какое кэширование производится на сервере, массиве или приложении.
Техники репликации ‘cross-site’ также существенно различаются в зависимости от того синхронно или асинхронно производится мирроринг; осуществляется ли репликация массивом хранения, операционной системой или приложением; занимается ли устройство виртуализации репликацией; создаете ли вы полные копии данных или только копии ‘мгновенных снимков’ (snapshot).
Только по затронутым выше вопросам можно написать огромные статьи, совершенно не касаясь вопросов механики того, что еще должно произойти в сети SAN fabric, но именно об этом и пойдет речь в данной статье. Не забудьте также поговорить с вашим поставщиком о поддержке – только то, что устройство работает, вовсе не означает, что все остальные устройства и ОС будут его поддерживать.
Скорость и расстояние
Нормальный коротковолновый коннектор GBIC (gigabit interface converter) или SFP (small form-factor pluggable) будет работать на расстоянии 500 метров при кабеле, диаметром 50 микрон (на меньшем расстоянии при диаметре 62.5 микрон) и при скорости в 1 Gbps; и только на 300 метров при скорости в 2 Gbps. Если доступны более быстрые соединения - 4 Gbps и больше, расстояние, на которое может работать коннектор, еще больше уменьшится. Достаточно просто – по мере увеличения скорости соединения, коротковолновые сигналы становятся менее ясными, что уменьшает возможное расстояние их работы.
Коннектор нормальных волн (normal wave) GBIC или SFP будет работать на расстоянии 10 километров при кабеле диаметром 9 микрон и скорости в 1 или 2 Gbps. В мире Fibre Channel до сих пор ведутся дискуссии по поводу 10 Gbps. И хотя первоначально Ethernet позаимствовал стандарты у Fibre Channel, сейчас, кажется, для 10Gbps все происходит с точностью до наоборот: между 10Gbps Ethernet и Fibre Channel может существовать 6-месячный интервал.
Но что, если вам нужны расстояния больше, чем 10 километров? Чтобы доставить данные из одного конца кабеля в другой вам необходимо проделать некоторую сложную работу с оптическими устройствами. В принципе, существуют мосты, маршрутизаторы и иные устройства, которые позволяют вам использовать существующую сетевую инфраструктуру, работающую на большие расстояния. Эти соединения могут быть использованы для передачи данных от одного острова SAN (SAN island) к другому, инкапсулируя Fibre Channel внутри пакетов IP или конвертируя FCP в iSCSI и назад.
Подходы к организации сетей SAN, работающих на больших расстояниях
Для организации SAN на большие расстояния существуют три основных подхода:
- Коннекторы GBIC или SFP с увеличенной длинной волн
- Оптоволоконные повторители (optical repeaters)/усилители сигналов (signal boosters)
- Высокоплотное мультиплексирование с разделением по длинам волн DWDM (dense wavelength division multiplexing) и связанные с ним технологии
Кроме того, расстояния, на которые могут работать коннекторы GBIC или SFP с увеличенной длинной волн, с длинными волнами или с короткими волнами, обладают определенной гибкостью. В реальности GBIC или SFP требуют определенной силы и качества сигнала для его получения и прочтения. Стандартные длины волн для хорошей работы вообще то предполагают определенное качество кабеля, число соединений и пр. Это означает, что если у вас есть хороший, соответствующий спецификациям кабель, тогда может быть ваш сигнал и будет достаточно хорош для работы на больших расстояниях.
Оптоволоконные повторители или усилители сигналов достаточно самоочевидны. Они принимают сигнал из оптического кабеля и передают его повторно с новым, чистым и может быть более мощным сигналом, работающим на большие расстояния.
DWDM и связанные с ним технологии
Мультиплексирование с разделением по длинам волн WDM (wave division multiplexing) касается не столько расстояния, сколько помещения нескольких сигналов в один оптический кабель. Все, о чем говорилось ранее, работает по принципу одного устройства на каждом конце оптического кабеля, посылающего данные с использованием единственного оптического сигнала.
WDM позволила передавать через один кабель сразу несколько оптических сигналов с разными длинами волн (частотой) и уникальным цветом света. Поскольку стоимость прокладки оптических кабелей достаточно высока, любая технология, позволяющая вам использовать меньше кабелей для передачи большего количества данных, экономит вам значительные суммы.
По мере распространения DWDM, цены на технологию несколько упали. В настоящее время вы можете приобрести дорогую систему, которая позволит вам передавать множество сигналов по одному кабелю, либо вы можете приобрести более дешевую систему, которая будет передавать меньше сигналов -- WDM иногда называемая грубым волновым мультиплексированием CWDM (course wave division multiplexing). Некоторые компании могут просто предложить услуги в аренду.
Одним из преимуществ DWDM является приспособленность к обработке пакетов различных протоколов. Вы можете использовать одно устройство для передачи множества различных оптических сигналов и таким образом распределить издержки между сетевой командой и Ethernet, мэйнфрейм командой и ESCON, и командой открытых систем хранения данных и Fibre Channel.
Еще одним преимуществом является то, что, будучи внешним, специально сконструированным устройством, DWDM может направить сигнал на сотни и даже тысячи километров, и не только по одному кабелю, но и по сложной оптической сети, что в свою очередь обеспечивает устойчивость, изменение маршрута и т.д.
Часть 1 | Часть 2