Storage Area Network (SAN) – Hệ thống lưu trữ mạng doanh nghiệp

SAN là một kiến trúc mạng, nhưng nó không đặc trưng bởi quy mô như các mạng nội bộ LAN hay mạng diện rộng WAN mà đặc trưng bởi tính năng lưu trữ dữ liệu. Trong bài viết hôm nay Bizfly Cloud sẽ cùng bạn tìm hiểu về kiến trúc mạng này.

SAN là gì?

SAN, viết tắt của Storage Area Network, là mạng chuyên dụng để kết nối các Server và thiết bị lưu trữ nhằm mục đích truyền tải dữ liệu giữa các phần tử lưu trữ với nhau và giữa hệ thống máy tính và phần tử lưu trữ.

Mạng SAN tách biệt hoàn toàn với các mạng LAN và WAN. SAN có khả năng kết nối tất cả các tài nguyên lưu trữ trong mạng với nhau. Vì SAN là mạng tốc độ cao dành riêng cho việc lưu trữ và quản trị dữ liệu, do đó người dùng có thể sử dụng và quản trị tài nguyên lưu trữ hiệu quả hơn, giúp quản lý tập trung các thao tác nhằm tăng độ an toàn, đồng thời sao lưu và khôi phục khi xảy ra sự cố.

Tại sao nên sử dụng SAN?

Khắc phục vấn đề suy giảm băng thông mạng LAN

Một lợi ích chủ chốt của SAN là cải thiện băng thông. Do dữ liệu thường chiếm lượng lớn băng thông trong mạng, các máy chủ lưu trữ trên mạng LAN thường phải đối mặt với nghẽn đường truyền khiến giảm hiệu năng và tăng độ trễ. SAN giúp chia sẻ gánh nặng băng thông dữ liệu và do đó tăng băng thông tổng thể của hệ thống mạng LAN.

Tăng cường bảo mật dữ liệu

SAN lưu trữ và áp dụng các thuật toán bảo vệ một cách nhất quán cho dữ liệu, đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu trong mọi trường hợp. Ngoài ra, SAN giúp giảm thiểu nguy cơ tin tặc tấn công vào mạng LAN và xâm +phạm dữ liệu do mọi thứ đã được lưu trữ trên một hệ thống tách biệt.

Sao lưu khôi phục dễ dàng

Sao lưu (backup) luôn là yếu tố chủ chốt khi xét đến hiệu suất mạng dữ liệu. SAN giúp quá trình sao lưu dữ liệu đơn giản hơn khi chỉ cần một máy chủ sao lưu duy nhất để sao lưu dữ liệu từ nhiều vị trí. Dung lượng lưu trữ linh hoạt của SAN cũng giúp bạn không phải chi thêm tiền cho các giải pháp lưu trữ vật lý cho dữ liệu của mình.

Các hệ thống SAN mới hiện nay lưu trữ tập tin tại nhiều vùng vật lý khác nhau (clone), cho phép khôi phục dữ liệu cực nhanh khi một thiết bị lưu trữ bị lỗi hay không truy cập được.

Tăng khả năng mở rộng

Bộ nhớ trong SAN được quản lý và cấu hình tập trung, điều đó có nghĩa là việc tăng giảm quy mô lưu trữ có thể được thực hiện linh hoạt và dễ dàng để thích ứng với nhu cầu của doanh nghiệp trong từng giai đoạn.

Tính năng trong SAN

• Hỗ trợ cơ sở hạ tầng đa giao thức bao gồm FC, iSCSI, và FCIP.
• Khả năng nhập xuất với tốc độ cao.
• Tách biệt thiết bị lưu trữ và Server giúp tăng cường bảo mật.
• Cung cấp tính năng xác thực, cấp quyền, điều khiển truy xuất và khả năng quản lý theo vùng.
• Khả năng ứng dụng cao: Với những đặc tính nổi trội như khoảng cách kết nối được mở rộng, hỗ trợ IP và các thiết bị mạng, SAN cho phép cấu hình các mạng phức tạp để quản lý lưu trữ nâng cao và áp dụng kỹ thuật clustering cho server-storage.
• Dễ dàng chia sẻ lưu trữ cũng như quản lý thông tin nhờ tính chất tập trung.
• Mở rộng lưu trữ dễ dàng bằng cách bổ sung bộ nhớ mà không cần cấu hình lại các thiết bị khác.
• Cho phép nhiều máy chủ có thể cùng chia sẻ một thiết bị lưu trữ.
• Bảo trì và nâng cấp dễ dàng với khả năng năng sao lưu dữ liệu nội bộ. Tiết kiệm băng thông mạng LAN khi thực hiện các thao tác backup (LAN-free backup).
• SAN có thể dựa trên một số loại giao diện kết nối tốc độ cao. Nhiều mạng SAN ngày nay cũng sử dụng phối hợp nhiều giao diện khác nhau (Ví dụ: giao diện FC – Fibre Channel).
• Đặc biệt thích hợp với các ứng dụng cần tốc độ cao (Ví dụ: các ứng dụng xử lý giao dịch trong ngành ngân hàng, tài chính…).

Các thành phần chính trong SAN

Lưu trữ (Storage)

Thiết bị lưu trữ trong SAN là các tủ đĩa có dung lượng lớn, khả năng truy xuất dữ liệu nhanh, hỗ trợ các chức năng như RAID, Local Replica,… Đây cũng là nơi chứa dữ liệu chung cho toàn bộ hệ thống.

Chuyển mạch (Switch)

Bộ chuyển mạch kết nối máy chủ và thiết bị lưu trữ trong SAN. Chức năng của nó bao gồm:

• Cung cấp các điểm kết nối trong SAN.
• Cung cấp khả năng điều tiết số lượng kết nối SAN từ máy chủ và số lượng kết nối được cung cấp bởi mảng lưu trữ (Storage array).
• Cung cấp đường dẫn dự phòng trong trường hợp có lỗi.

Máy chủ hoặc máy trạm (Host)

Các thành phần máy chủ hoặc máy trạm của SAN bao gồm các máy chủ và các thành phần cho phép các máy chủ được kết nối vật lý với SAN. Các máy chủ được kết nối đến bộ chuyển mạch bằng cáp quang và các HBA card.

SAN có bao nhiêu loại?

Có 4 loại giao thức SAN phổ biến.

Fibre Channel Protocol (FCP)

FCP là giao thức SAN được sử dụng phổ biến nhất, với khoảng 70-80% thị phần. FCP sử dụng giao thức vận chuyển Fibre Channel cùng với các lệnh SCSI tích hợp.

Internet Small Computer System Interface (iSCSI)

iSCSI hay giao thức hệ thống máy tính internet quy mô nhỏ là giao thức SAN phổ biến thứ 2 với 10-15% thị phần. iSCSI đóng gói các lệnh SCSI trong một Ethernet frame và sử dụng mạng Ethernet dựa trên IP để truyền tải.

Fibre Channel over Ethernet (FCoE)

FCoE chiếm ít hơn 5% thị trường SAN. Tương tự như iSCSI, FCoE đóng gói một khung FC (Fibre Channel) bên trong một Ethernet diagram, sau đó sử dụng mạng Ethernet IP để truyền tải.

Non-Volatile Memory Express over Fibre Channel (FC-NVMe)

NVMe (giao thức truy cập bộ nhớ điện tĩnh) là một giao thức giao diện để truy cập bộ nhớ flash thông qua một bus PCI Express (PCIe). Không giống như kiến trúc all-flash truyền thống bị giới hạn trong một hàng đợi lệnh nối tiếp, NVMe hỗ trợ hàng chục nghìn hàng đợi song song, mỗi hàng có khả năng hỗ trợ hàng chục nghìn lệnh đồng thời. Do đó FC-NVMe cho tốc độ truy cập cao và độ trễ thấp.

Hi vọng bài viết này đã giúp bạn có thêm những thông tin hữu ích về mạng lưu trữ dữ liệu SAN và các đặc tính của nó. Trong thời gian sắp tới, Bizfly Cloud sẽ có những bài viết chuyên sâu hơn về SAN và các công nghệ lưu trữ mạng khác, vì thế hãy luôn theo dõi chúng tôi để có thêm kiến thức bổ ích mỗi ngày.