Topología

 Cada topología provee distintas capacidades y beneficios las topologías de SAN son: Cascada (cascade) Anillo (ring) Malla (meshed) Núcleo/borde (core/edge)

Cascada

Se trata de un punto de partida en el desarrollo de una red de almacenamiento. Para conseguirlo fácilmente sólo hay que conectar los switches entre si con un único ISL, utilizando un E-Port o un puerto dedicado a la extensión de la red de almacenamiento. La mayor ventaja de la tecnología en Cascada es su veloz y fácil desarrollo. No obstante, esto comporta un contenido nivel de fiabilidad, ya que no todos los switches se comunican entre ellos directamente, sino que están conectados a través de otros switches constituyendo, por tanto, una cascada de switches. En la configuración en Cascada todos los switches pueden alojar indistintamente dispositivos FC Host o FC Storage.

Anillo

Representa la evolución de la topología en Cascada y contribuye a aumentar el nivel de fiabilidad de la SAN. Este modelo permite construir una sólida base sobre la cual estructurar una red de almacenamiento de medianas dimensiones. La diferencia básica entre Cascada y Anillo es que en aquélla los switches se conectan entre ellos pero no tienen un Hop de cierre, mientras que en ésta se crea un anillo que conecta el primer dispositivo al último. Al igual que en la topología Cascada, el modelo Anillo soporta los dispositivos FC Host y FC Storage. 

Partial Mesh

La topología Partial Mesh es una evolución natural de la topología Anillo y se consigue creando un mayor número de enlaces ISL entre los switches que duplican el número de conexiones entre un conmutador y otro. De esta manera se duplican los enlaces entre un dispositivo y otro, y el tráfico de los datos, por tanto, tendrá dos vías de transmisión y dos de recepción para alcanzar el destino y viceversa. Igualmente, este tipo de arquitectura permite alojar indistintamente dispositivos FC Host y FC Storage.

Full Mesh

Por su parte, la configuración Full Mesh se caracteriza porque cada conmutador se comunica con los otros conmutadores presentes en el Fabric a través de un mínimo de dos conexiones ISL. También en este caso los switches admiten dispositivos FC Host y FC Storage.

Core/Edge

Constituye el máximo nivel de desarrollo de la red de almacenamiento y se alcanza separando ésta en dos zonas. Una para las conexiones Host y otra para el almacenamiento, gracias al empleo de un tipo de conmutadores llamados Edge Switch. Ambas zonas se comunican entre si a través de un modelo de conmutadores denominados Core Switch que, en caso de contar con un elevado número de dispositivos FC o tener que gestionar muchas solicitudes, son capaces de alcanzar un número de puertos no inferior a 128 / 256.

En conclusión, bajo esta topología se puede separar la zona dedicada a la expansión de los dispositivos Host de la de los dispositivos de almacenamiento, optimizando así el número de puertos adquiridos y aumentando el ROI de la SAN.

Las redes tradicionales utilizan los servidores para el empleo de los protocolos y el traslado de los datos desde y hacia los clientes. En estas configuraciones, cada cliente y servidor tienen que transmitir los datos a través de un stack, básicamente un centro de comunicación, indispensable para establecer la conexión y controlar el sucesivo envío de los datos.

Estas instrucciones ocupan buena parte del ancho de banda, así como incontables ciclos máquina de la CPU y mucha memoria. Resulta claro, por tanto, que cada vez que se realizan operaciones intensivas de escritura/lectura de los datos a través de la red las prestaciones generales de ésta se "derrumban".

Topologías del Canal de Fibra 

 Un enlace en el Canal de Fibra consiste en dos fibras unidireccionales que transmiten en direcciones opuestas. Cada fibra está unida a un puerto transmisor (TX) y a un puerto receptor (RX). Dependiendo de las conexiones entre los diferentes elementos, podemos distinguir tres topologías Fibre Channel principales:

Punto a Punto: Dos dispositivos se conectan el uno al otro directamente. Es la topología más simple, con conectividad limitada a dos elementos.

Bucle o anillo arbitrado: En este diseño, todos los dispositivos están en un bucle o anillo, similar a una red token ring. El añadir o quitar un elemento del anillo hace que se interrumpa la actividad en el mismo. El fallo de un dispositivo hace que se interrumpa el anillo. Existen concentradores de Fibre Channel que conectan múltiples dispositivos entre sí y que pueden puentear los dispositivos que han fallado. Un anillo también se puede hacer conectando cada puerto al siguiente elemento formando el anillo. A menudo, un anillo arbitrado entre dos dispositivos negociará para funcionar com. conexión P2P, pero ese comportamiento no es requerido por el standard.

Bucle o medio conmutado: Todos los dispositivos o bucles de dispositivos se conectan a conmutadores (switches) de Fibre Channel, conceptualmente similares a las modernas implementaciones Ethernet. Los conmutadores controlan el estado del medio físico, proporcionando interconexiones optimizadas.

ISL: (Inter Switch Link, enlace entre conmutadores) - Actualmente las conexiones entre los switches de SAN se hacen mediante puertos tipo "E" y pueden agruparse para formar una troncal (trunk) que permita mayor flujo de información y tolerancia a fallos.

Arquitectura

Los elementos que conforman una red SAN pueden dividirse en tres grandes bloques. 

Servidores

Dentro de la red de almacenamiento tendrán cabida servidores de todo tipo de sistemas y plataformas, cuyas aplicaciones ejecutarán de forma transparente el acceso al almacenamiento en red y a los dispositivos físicos. La conexión del servidor a la red necesitará de adaptadores de bus específicos Fibre Channel denominados HBAs (Host Bus Adapters). El software de almacenamiento alojado en los servidores será objeto de una especial atención por las nuevas características de la arquitectura implementada: disaster recovery, gestión de cintas, virtualización, snapshot, mirroring, etc. 

Almacenamiento

Dentro de los dispositivos de almacenamiento destacaremos librerías de cintas magnéticas, dispositivos ópticos, arrays de discos que se conectan directamente a la SAN liberando a la red de la carga de almacenamiento. La gestión y organización de los arrays de discos se deberá realizar atendiendo al grado de importancia de los datos allí almacenados, introduciendo en función de la política de almacenamiento: redundancia de componentes, tecnologíaRAID, snapshot, velocidad de transferencia y capacidad de los discos, LUN masking, etc.

Interconectividad (Fibre Channel)

 Como elementos esenciales se encuentran los conmutadores o switches permitiendo la interconectividad total de amplio número de elementos de red en función del número de puertos, definiéndose un conjunto de ellos o Switch Fabric. Actualmente incorporan diversas configuaraciones con el fin de mejorar las prestaciones como zonning y multiplexing.

Ventajas

• Consolidación: este es uno de los beneficios primarios. En vez de cada servidor requiera su propio subsistema de almacenamiento, una SAN permite que una mismo sistema de librería pueda ser compartido por varios tipos de servidores. La consolidación de recursos reduce el costo total del hardware, baja los costos de administración y proporciona una forma eficiente de resguardar información crítica contra usuarios no autorizados.

Compartir el almacenamiento simplifica la administración y añade flexibilidad, puesto que los cables y dispositivos de almacenamiento no necesitan moverse de un servidor a otro. Debemos darnos cuenta de que salvo en el modelo de SAN file system y en los cluster, el almacenamiento SAN tiene una relación de uno a uno con el servidor. Cada dispositivo (o Logical Unit Number LUN) de la SAN es "propiedad" de un solo ordenador o servidor. Como ejemplo contrario, NAS permite a varios servidores compartir el mismo conjunto de ficheros en la red. Una SAN tiende a maximizar el aprovechamiento del almacenamiento, puesto que varios servidores pueden utilizar el mismo espacio reservado para crecimiento.

• Información Compartida: Uno de los objetivos últimos de la administración de la información: cargar, mover, extraer y compartir de modo interactivo datos entre distintos ambientes y plataformas.

• Librerías Compartidas: La posibilidad de compartir los recursos de cintas entre muchos servidores. Esto amortiza los costos de almacenamiento entre múltiples servidores y entre muchos proyectos con lo cual baja el TCO.

• Migración de la Información: Permite que la información se mueva de un sistema de almacenamiento a otro casi sin impacto en los recursos on line o la red primaria (LAN).

• Protección de la inversión actual y futura / Conectividad modular: Una ventaja primordial de la SAN es su compatibilidad con los dispositivos SCSI ya existentes, aprovechando las inversiones ya realizadas y permitiendo el crecimiento a partir del hardware ya existente. Mediante el empleo de dispositivos modulares como hubs, switches, bridges y routers, se pueden crear topologías totalmente flexibles y escalables, asegurando la inversión desde el primer día y, lo que es más importante, aprovechando dispositivos SCSI de coste considerable como subsistemas RAID SCSI a SCSI, librerías de cintas o torres de CD-ROM, ya que a través de un bridge Fibre Channel a SCSI podemos conectarlos directamente a la SAN. Puesto que están en su propia red, son accesibles por todos los usuarios de manera inmediata.

SAN es una red de almacenamiento de altas prestaciones. Su función es centralizar el almacenamiento de los ficheros en una red de alta velocidad y máxima seguridad. Es una solución global donde se comparte todos los recursos de almacenamiento en la compañía.

• Gran ancho de banda: La mayor velocidad de acceso a los datos determina el menor tiempo de recuperación de los datos almacenados ante situaciones convencionales o ante desastres. El ancho de banda actual de hasta 200 Mbytes/segundo con doble adaptador Fibre Channel. El Canal de Fibra, del inglés Fibre Channel, es una tecnología de red a velocidad de gigabit, nació para ser utilizado principalmente en el campo de la superconmutación, pero se ha convertido en el tipo de conexión estándar para redes de almacenamiento en el ámbito almacenamiento empesarial. A pesar de su nombre, la señalización del Canal de Fibra puede funcionar tanto sobre pares de cobre, como sobre cables de fibra ópticapermite da un incremento del ancho de banda efectivo de entre 2,5 y 10 veces la obtenida sobre una plataforma SCSI. Si en la actualidad el ancho de banda es de 1 Gb./s, el nuevo estándar especifica anchos de entre 2 a 4 Gb./s.

• Centralización del backup/ Copia de seguridad independiente de la LAN: El concepto donde las tareas de backup se realizan sin pasar por el servidor. La data se mueve directamente entre los discos y las cintas. Esto aumenta la disponibilidad de recursos del servidor tales como los ciclos de ls CPU, memoria y ancho de banda de los I/O al usuario. El sistema de copia se conecta a la SAN, por lo que es posible realizar el backup on-line, sin afectar al trabajo de los usuarios y ejecutándose en un tiempo mínimo con un impacto prácticamente cero en el servidor, si se emplean dispositivos con soporte "data mover" y software de copia de seguridad con opción "serverless backup".

• Backup de la Información: Las redes SAN soportan la duplicación de la información ya sea en el centro primario de datos o en un sitio remoto a modo de protección contra desastres locales. Alta escalabilidad y larga distancia entre nodos de la red: Dependiendo de la topología SAN utilizada podemos interconectar hasta 126 nodos por bucle en "Arbitrated Loop", a distancias entre ellos de 30 metros en el caso de utilizar cable de cobre y de hasta 10 Km si se emplea cable de fibra óptica; o más de 16 millones en la topología "Fabric", alcanzando capacidades de cientos de Terabytes. Esta escalabilidad es impensable en entornos SCSI y permite planificar una red SAN simplemente añadiendo dispositivos a medida que las necesidades lo requieren. Por ello podemos afirmar que la SAN es la solución definitiva a sus problemas de almacenamiento, gracias a su escalabilidad, permitiéndole crecer indefinidamente según se precise.

• Alta disponibilidad: Fibre Channel incluye soporte de conexión dual loop. Con ello se proporciona un camino alternativo a la señal en el caso de que un cable falle o sea accidentalmente desconectado. De nada sirve un sistema RAID tolerante al fallo si el único camino para acceder a él se interrumpe, bien sea por el fallo de un componente o por la desconexión accidental de un cable. Fácil administración/ Gestión centralizada: Puesto que la tecnología Fibre Channel no es la evolución de una tecnología existente sino que parte de cero, ha podido definir libremente una serie de nuevas posibilidades imposibles de implementar hasta ahora. Uno de estos aspectos es la gestión global de todos y cada uno de los dispositivos de almacenamiento que forman parte de la red.

Ello supone desde el control de conexión o desconexión de un puerto de forma remota, hasta el control de nodos o bucles, pasando por el control del estado de las cabinas, dispositivos de almacenamiento, hubs y switches, etc. Y puesto que Fibre Channel es un medio de transmisión, es independiente del protocolo que transporta. Ello hace que podamos utilizar protocolos ampliamente extendidos en la industria como SES (SCSI Enclosure Services), SAF-TE (SCSI Accessed Fault Tolerant Enclosure), SMART (Self Monitoring Analysis and Reporting Technology), SNMP (Simple Network Management Protocol) y WBEM (Web-based Enterprise Management). La mayoría de las aplicaciones de administración de red emplean estos protocolos, mediante los cuales podemos controlar y optimizar el tráfico de toda la red, diagnosticar de manera más rápida y eficiente problemas, evitando caídas del sistema con el ahorro de costes que ello supone.

Además, en la SAN la centralización desde una única consola permite una gestión más eficiente de los sistemas de almacenamiento.

• Fácil Integración: Las posibilidades de conectividad junto con la posibilidad de realizar hot plug de dispositivos facilitan la adición de componentes sin detener el servidor o servidores. Además, la flexibilidad de poder utilizar indistintamente cable de cobre o fibra óptica en cualquier punto de la red, facilita la instalación e implementación de futuras expansiones.

• Bajo coste de mantenimiento: Es fácil deducir que disponer de una red con dispositivos hot swap, con potentes herramientas de gestión y administración, facilita enormemente las tareas de mantenimiento. Además, estas herramientas proporcionan elementos de análisis que permiten diagnosticar, incluso antes de que se produzcan, problemas en la red. Con ello se obtienen ahorros derivados del tiempo de no-utilización del acceso a los datos. Además, la gestión centralizada gracias a una SAN reduce drásticamente los gastos de gestión del almacenamiento y aumenta tanto la consistencia y dimensión del control de los administradores del sistema, como la disponibilidad de los datos.