Ip storage area networks
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IP Storage Area Networks. Rubens Altimari [email protected] HDD. Desde 1980 densidade: + 7 ordens de grandeza preço: - 5 ordens de grandeza preço de storage systems: - 2.5 ordens mais barato que papel e filme, menos que fita Lei de Moore:

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Presentation Transcript


Ip storage area networks

IP Storage Area Networks

Rubens [email protected]


Ip storage area networks

HDD

  • Desde 1980

    • densidade: + 7 ordens de grandeza

    • preço: - 5 ordens de grandeza

    • preço de storage systems: - 2.5 ordens

    • mais barato que papel e filme, menos que fita

  • Lei de Moore:

    • número de transistores duplica a cada 1.5 ano

    • densidade de HDD dobra a cada 1 ano

IP Storage Area Networks


Hist rico

Histórico

  • 1960: controle direto pela CPU

  • 1964: controlador

    • independente da CPU

    • assíncrono

    • buffer / cache

IP Storage Area Networks


Ip storage area networks

RAID

  • 1990: RAID

    • Redundant Array of Inexpensive Disks

    • RAID-0: striping (sem redundância)

    • RAID-1: espelhamento (c/ ou s/ duplexação)

    • RAID-5: striping + parity

    • point-in-time copy (virtual ou real)

    • mirroring/continuous copy (síncrono/assíncrono)

IP Storage Area Networks


Ip storage area networks

Application

Application

DBMS / FS

DBMS / FS

Device Driver

Device Driver

Stor.Control.

Stor.Control.

RAID Control.

RAID Control.

IP

IP

IP Storage Area Networks


Backup

Backup

  • Fita Magnética

  • LAN-based: HDD <-> HDD

  • Incremental

  • File-Differential

  • SAN

IP Storage Area Networks


Network attached storage nas

Network-Attached Storage (NAS)

  • PCs: Client / Server

  • LANs: Novell NetWare (PCs), NFS (Unix)

  • Ethernet + TCP/IP: padrão

  • SCSI (Small Computer System Interface)

IP Storage Area Networks


Ip storage area networks

Application

Application

FS Server

Stor.Control.

Application

FS Client

DBMS / FS

Device Driver

RAID Control.

FS Client

IP

IP

LAN

IP Storage Area Networks


Ip storage area networks

SCSI

  • Padronização

    • definição clara

    • protocolo modular e em camadas

    • queuing, overlapping

  • Implementação: Paralela

    • limita número de dispositivos

    • limita distância

    • gerenciamento por host

    • dificulta compartilhamento

IP Storage Area Networks


Storage area networks san

Storage Area Networks (SAN)

  • Características

    • Hardware separado

    • Rede separada

  • Características

    • segurança

    • performance

    • escalabilidade

    • gerenciamento (independente)

    • distância

    • aproveitamento de recursos

IP Storage Area Networks


Ip storage area networks

Application

Stor.Control.

Application

DBMS / FS

RAID Control.

DBMS / FS

IP

IP

SAN

IP Storage Area Networks


Requisitos san

Requisitos SAN

  • Alta largura de banda

  • Infra-estrutura escalável(distância, número de nós)

  • Confiável: dados em ordem

  • Segura contra ameaças

  • Gerenciamento: rede e storage

  • Alta performance ponto a ponto

IP Storage Area Networks


Implementa es non ip

Implementações non-IP

  • Fibra Ótica, SSA, HIPPI

  • Fibra

    • 2 Gbps, baixa latência, alta vazão

    • FCP: SCSI para fibra

  • Vantagens:

    • frame-based

    • credit-based congestion control

    • zero-copy send/receive

  • Desvantagens:

    • < 100km

    • não seguro

    • nova estrutura física

    • interoperabilidade entre fabricantes

IP Storage Area Networks


Ip sans

IP SANs

  • TCP/IP + Ethernet

  • Gigabit, 10-Gigabit

  • Escalabilidade

  • Segurança

  • Protocolo “maleável”

IP Storage Area Networks


Ip storage area networks

Application

Stor.Control.

Application

DBMS / FS

RAID Control.

DBMS / FS

IP

IP SAN

IP Storage Area Networks


Tcp ip

TCP/IP

IP Storage Area Networks


Vantagens desvantagens

Vantagens / Desvantagens

  • Vantagens

    • anos de refinamento

    • confiabilidade

  • Desvantagens

    • checksum fraco

    • não tem remote DMA

IP Storage Area Networks


Ip san management

IP SAN Management

  • DNS+TCP port+SCSI device+SCSI port

    • worldwide naming

  • SLP (Service Location Protocol)

    • descoberta de recursos em rede IP

  • ICMP, SNMP, SMI

    • monitoramento, diagnósticos

  • DiffServ, RSVP/IntServ, MPLS

    • QoS

IP Storage Area Networks


Discovery

Discovery

  • Equipamento local: busca

  • Static

    • endereços dos targets conhecidos a priori

  • Multicast

    • SLP provê registro e multicast

  • In-Band

    • rede IP conhecida a priori, protocolo acha na rede

  • SNMP

    • SNMP/MIB: unicast/multicast

  • Storage Resource Server Discovery

    • Diretórios

IP Storage Area Networks


Monitoramento configura o

Monitoramento & Configuração

  • SMI

    • descreve e nomeia entidades

  • SNMP

    • transfere objetos SMI (via MIB)

  • SNIA CIM

    • novo padrão

IP Storage Area Networks


Seguran a

Segurança

  • Eavesdropping

    • escuta passiva

  • Impersonation

    • ativa, modifica dados

  • Padrões: TLS, Kerberos, IPSec

  • IPSec

    • 3DES: 10 Gbps

    • key management: IKE

    • Message Authentication Code (MAC)

    • mecanismo antireplay

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Standards

Standards

  • iSCSI, FCIP, iFCP

  • SCSI sobre: UDP, IP, Ethernet

  • iSCSI: SCSI sobre TCP

IP Storage Area Networks


Iscsi

iSCSI

  • Sessão

    • 1 ou mais sessões TCP (vazão e redundância)

    • número de sequência

  • Login

    • para cada sessão TCP: autenticação, parâmetros operacionais (n. conexões, etc.)

  • Gerenciamento de Erros

    • falha de sessão

    • falha de transmissão (CRC próprio)

    • muitos outros casos

IP Storage Area Networks


Performance

Performance

  • Problemas

    • TCP overhead

    • sockets não permitem zero-copy

    • transferências por frame

  • Testes

    • gargalo: CPU

      • interrupt overhead: framing

      • TCP copy-and-checksum

IP Storage Area Networks


Caminhos

Caminhos

  • Modificação no nível da Ethernet

    • 9kb Jumbo frames

    • transmissão zero-copy

    • TCP/IP offload

  • Interface iSCSI

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Bibliografia

Bibliografia

  • R.J.T.Morris, B.J.Truskowski, “The Evolution of Storage Systems”, IBM Systems Journal 42, n. 2, 205-217, 2003

  • P.Sarkar, K.Voruganti, K.Meth, O.Biran and J.Satran, “Internet Protocol Storage Area Networks”, IBM Systems Journal 42, n. 2, 218-231, 2003

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