STORAGE AREA NETWORK (SAN)
En español “Red Local de Almacenamiento”, es una subred de almacenamiento de alta velocidad. Un dispositivo de almacenamiento que contiene uno o varios discos para almacenar información. Una arquitectura SAN funciona de una manera que hace que todos los dispositivos de almacenamiento estén disponibles para todos los servidores en una LAN o una WAN. Mientras más dispositivos de almacenamientos se agreguen a la SAN, ellos también serán accesibles desde cualquier servidor en la red que cada vez es más extensa. En este caso, el servidor simplemente actúa como una vía entre el usuario final y los datos almacenados.
FIBRE CHANNEL
En español “Canal de Fibra”, es una arquitectura de transferencia serial de información desarrollada por un grupo de fabricantes de equipos de computación y dispositivos de almacenamientos masivo, que fue estandarizado por ANSI.
Esta tecnología de red se utiliza principalmente para redes de almacenamiento, que interconecta Nodos Puertos (N_Ports) o Puertos de Nodo Loop (NL_Ports). Proporcionando las funciones de transporte y enrutamiento. La Fábrica en esencia es una red de N_Ports y/o NL_Ports para que se comuniquen unos con otros. La Fábrica esta compuesta de una o mas Elementos de Fabrica que se interconectan vía Enlaces Entre Elementos (Inter-element Links “IEL”).
Fibre Channel es un protocolo con cinco capas, llamadas:
- FC0: capa física, que incluye los cables, la fibra óptica, conectores, etc.
- FC1: capa de enlace de datos, que implementa la codificación y decodificación de las señales.
- FC2: capa de red, definida por el estándar FC-PI-2, que constituye el núcleo del canal de fibra y define los protocolos principales.
- FC3: capa de servicios comunes, una fina capa que puede implementar funciones como el cifrado o RAID.
- FC4: capa de mapeo de protocolo, en la que otros protocolos, como SCSI, se encapsulan en unidades de información que se entregan a la capa FC2.
Las implementaciones del canal de fibra están disponibles a 1Gbps, 2 Gbps, 4 Gbps, 8 Gbps y 10 Gbps. Un estándar a 16 Gbps en desarrollo.
En Fibre Channel se definen los siguientes puertos:
(1) F_port es una conexión de medios en una topología conmutada. Un puerto F_port no se puede utilizar para un bucle de dispositivo.
(2) FL_port es la conexión de medios en un bucle público en una topología de anillo arbitrado. También conocido como puerto de bucle. Nótese que un puerto de switch pude convertirse automáticamente en un F_port o un FL_port dependiendo de qué se esté conectando.
(3) E_port, es la conexión entre dos switches del canal de fibra. También conocida como puerto de expansión, cuando dos E_ports entre dos switches forman un enlace, ese enlace se denomina enlace de InterSwitch o ISL.
CALIDAD DE SERVICIO (QoS) Y CLASES DE SERVICIO (CoS) DE FIBRE CHANNEL
La Calidad de Servicio (QoS) es la capacidad de un elemento de red (bien una aplicación, un servidor, un enrutador, un conmutador, etc) de asegurar que su tráfico y los requisitos del servicio previamente establecidos puedan ser satisfechos.
Aunque la capacidad de QoS es un poco limitada en una red de área de almacenamiento (SAN), la combinación del canal de fibra y el Protocolo de Internet (IP) del QoS pueden ser utilizados para establecer prioridades de tráfico cuando se ejecuta varias aplicaciones en un entorno heterogéneo SAN.
Las opciones de QoS disponibles en las actuales redes SAN de Fibre Channel incluyen clases de servicio para establecer el ancho de banda dedicado para las comunicaciones entre nodos, que se establecen para cada conexión según las necesidades de la misma a través de unos protocolos de negociación definidos entre los nodos y los elementos de la red.
· Clase 1: En el servicio clase 1 se crea un enlace dedicado entre el origen y el destino. Esta clase de servicio garantiza que las tramas sean recibidas por el destino en el mismo orden en que se envían y se reserva todo el ancho de banda para la conexión entre los dos dispositivos.
· Clase 2: Es una transmisión no orientada a conexión con servicio de acuse de recibo. La clase 2 permite un mejor uso del ancho de banda disponible, ya que permite a la red multiplexar varios mensajes en una trama.
· Clase 3: No hay conexión dedicada en la clase 3 y en las tramas recibidas no se utilizan los acuses de recibo. Esta clase también se denomina servicio no orientado a la conexión de Datagramas.
· Clase 4: Es un servicio orientado a conexión como la clase 1, pero la principal diferencia es que asigna sólo una fracción del ancho de banda disponible de la ruta a través de la red que conecta dos N_Puertos. Al igual que la clase 1, la clase 4 garantiza la entrega de las tramas en orden y provee de acuses de recibo de las tramas entregadas.
Con CoS en Fibre Channel, todavía no hay manera de identificar y dar prioridad a un tipo de tráfico de almacenamiento sobre el otro. En el canal de fibra, todos los datos que atraviesan la estructura son iguales, incluso si, desde el punto de vista del cliente, no lo sea. Para aquellas aplicaciones empresariales cuyas misiones son críticas o son más sensibles al tiempo, es común proveer de una isla SAN dedicada para cada uno, mientras que en aplicaciones de back up (respaldo) y menos críticas la creación de redes SAN se pueden emplear de manera separadas.
La conversión de datos en Fibre Channel se originó en los protocolos de almacenamiento IP, sin embargo, permite el uso de las características de QoS concebidas originalmente para el tráfico de mensajería. Por ejemplo, el estándar Ethernet 802.1q, especifica la priorización de trafico y la diferenciación de servicios (DiffServ) que brinda opciones para marcar los flujos de datos con distintos niveles de prioridad. Para Conmutadores y Enrutadores IP, Multiprotocol Label Switching (MPLS), en español “Conmutación Multiprotocolo mediante Etiquetas”, o Resource Reservation Protocol (RSVP), en español “Protocolo de Reserva de Recursos”, se puede utilizar para establecer la prioridad de servicios y garantizar la entrega a través de la red. Una red SAN heterogénea con Fibre Channel y los componentes de IP, pueden complementar la clase de servicio del canal de fibra ofreciendo a los clientes la capacidad de aprovechar las redes SAN de gran tamaño que soporta una variedad de aplicaciones simultáneamente.
ADMINISTRACIÓN DE TRÁFICO EN CONMUTADORES FIBRE CHANNEL
La mayoría de los Conmutadores de Fibre Channel cuentan con una avanzada capacidad de gestión de trafico, además de un despliegue sencillo y de optimización de fabricas a gran escala. A continuación se destacan algunos elementos
- - Virtual Output Queuing-Helps, en español “Colas de Ayuda de salidas virtuales”, garantizan un rendimiento de velocidad de línea en cada puerto, con independencia del patrón de trafico, mediante la eliminación de la cabeza de línea de cada bloque.
- - Crédito (seguridad) de Búfer a búfer, se asigna a cada puerto para una utilización óptima de ancho de banda a lo largo de la distancia.
- - Reserva de ancho de banda del puerto, permite el cambio de ancho de banda que se dedica a un puerto, lo que permite la asignación de ancho de banda flexible (optimo), necesaria para satisfacer una amplia gama de requisitos de aplicación, incluyendo de alto rendimiento ISL. En otras palabras, permite a los usuarios definir el ancho de banda dedicado por puerto.
- - Puerto-Canales, permite a los usuarios agregar físicamente varios Inter Switch Link (ISL), en español “Enlaces entre Conmutadores, máximo 16, en un paquete lógico único, aprovechando el ancho de banda optimizado en todos los enlaces. El paquete puede consistir de cualquier puerto con velocidad fija de cualquier modulo en el chasis, lo que garantiza que el paquete se mantiene activo incluso en el caso de que falle el modulo.
- - Fabric Shortest Path First (FSPF) - Based Multipathing, en español “Primer Camino mas corto a la Fabrica – Basado en múltiples rutas”, proporciona la inteligencia necesaria para equilibrar la carga entre un máximo de 16 rutas de igual costo, y en el caso de un fallo de conmutador, enrutar dinámicamente el trafico.
- - QoS, se puede utilizar para gestionar el ancho de banda y controlar la latencia para priorizar el trafico critico, disponible en cada puerto.
- - Fibre Channel Congestion Control (FCC), en español “Control de Congestión de Canal de Fibra”, Una retroalimentación de extremo a extremo, basado en mecanismos de control de congestión que aumenta el mecanismo de crédito (seguridad) de búfer a búfer del canal de fibra, para proporcionar una mayor gestión de trafico.
INFRAESTRUCTURA DEL CANAL DE FIBRA
Los Conmutadores Fibre Channel, se dividen en dos clases. Esta clasificación no es parte del estándar, y se deja en manos del fabricante.
- - Los Conmutadores directores se caracterizan por ofrecer un elevado número de puertos y un chasis modular (basado en placas) sin punto único de fallo (alta disponibilidad).
- - Los Conmutadores llamados fabric tienen normalmente una configuración fija (algunas veces semi-modular) sin redundancias.
Host bus adapters para Fibre Channel, hay disponibles HBA para canal de fibra para los principales sistemas, arquitecturas de ordenador y buses, incluyendo PCI y SBus (ya obsoleto). Cada HBA tiene un identificado único, similar a la dirección MAC en Ethernet en el hecho de que utiliza un identificador único repartido por rangos entre los fabricantes (reparto realizado por IEEE), y que le sirve al switch del canal de fibra para identificar las tarjetas (HBA) que tiene conectadas. Los HBA van conectados en los terminales de usuarios, ya sea servidores o usuarios privilegiados que administran la red SAN.
COSTOS
A continuación se menciona varios dispositivos presentes en la infraestructura FIbre Channel:
- - Un Conmutador Fibre Channel de 8 Gbps de 24 Puertos, Con módulos de expansión. Cuesta entre 40.000 $ hasta 53.000 $. Marca HP.
- - Un Conmutador Fibre Channel de 8 Gbps de 48 Puertos, Con módulos de expansión. Cuesta entre 38.000 $ hasta 48.000 $. Marca EMC2.
- - Un Conmutador Fibre Channel de 8 Gbps de 32 Puertos, Configuración fija. Cuesta 20.000 $. Marca HP.
- - Un Conmutador Fibre Channel de 8 Gbps de 24 Puertos, Configuración fija. Cuesta 11.100 $. Marca HP/CISCO.
- - Un Router Fibre Channel de 2 Gbps de 4 Puertos, Configuración fija. Cuesta entre 5.500 $ hasta 6.800 $. Marca QLogic.
