Kurumsal Veri Depolama Çözümleri

Transkript

1 Kurumsal Veri Depolama Çözümleri Bilgisayar donanımında, Serial Attached SCSI (SAS), öncelikli olarak CD-ROM aygıtları, harddiskler ve benzeri depolama aygıtları arasında veri transferi için tasarlanmış bir veri yolu teknolojisidir.sas direk eklenebilen depolama aygıtları için kullanılan bir seri haberleşme protokolüdür ve günümüzde birçok şirkette ve işletmede veri depolama amacı ile kullanılan paralel SCSI lerin yerine kullanılmak üzere dizayn edilmiştir ve şu andaki veri transfer hızından daha fazla hıza izin vermektedir. Ayrıca SATA aygıtlar ile de geriye dönük uyumluluğa sahiptir. Geleneksel SCSI aygıtların kullandığı paralel iletimin aksine SAS seri iletim kullanmaktadır ve hala SAS uyumlu aygıtlar arasında paralel SCSI de olduğu gibi SCSI komutlarını kullanmaktadır. SAS protokolü, T10 komitesi tarafından geliştirilmiştir ve üzerinde çalışmalar devam etmektedir. Kurumsal Depolama Gerekleri IT yöneticileri kurumsal depolama ihtiyaçlarını karşılamak için kolaylıkla bulunabilecek ve düzgün bir şekilde verileri saklayabilecek ürünleri aramaktadırlar. Bu arayış içerisinde ürünlerde aradıkları kriterleri incelemek gerekirse; - Gain Scalability: Depolama sistemleri birbirlerine sabitdisk dizileri ile bağlanmışlardır. Bu dizilere yeni diskler eklemek suretiyle kapasite artırılabilir. Depolama dizileri iş istasyonları ya da serverlara direk bağlanabileceği gibi bir ağ üzerinden de eklenebilir. NAS ve SAN gibi toplu depolama sistemleri daha kolay bakım ve daha geniş ölçekli kullanım için depolama dizilerine bağlanırlar. - Veri Güvenliği : Veri güvenliği RAID dizileri gibi yedekli depolama teknikleri ile sağlanmaktadır. Aynı veri birden fazla sabitdisk üzerine yazılarak, olası bir disk probleminde önemli veriler korunabilmektedir. - Kullanılabilirlik: Yine yedekleme teknikleri ile sadece disk bozulması durumunda değil, disk üzerinde oluşabilecek herhangi bir kusurda bu diskin çıkarılıp yerine yeni bir diskin takılması ile yeniden kullanılabilir veri elde edilebilmelidir. Bu noktada kullanılan sistemin Hot-Swap özelliklerini sağlaması gerekir. Sürücü Arayüzleri : ATA,SCSI ve Fiber Kanal

2 Sabitdiskler, kullanılan istemci aygıtların fiziksel arayüzleri ile sınıflandırılabilir.ata,scsi ve Fiber Kanal öncelikli arayüz standartlarıdır. Aşağıdaki grafikte, tüm uygulama alanları için kullanılan arayüzlerin dünya çapında kullanımı yüzde olarak belirtilmektedir. Bu grafikte ATA standardının en büyük payı almasındaki temel sebep, dizüstü ve masaüstü sistemlerinde genel uygulamalar için en çok tercih edilen arayüz olmasıdır ve markette en büyük pazar payına sahiptir. Bununla beraber, eğer daha derinlemesine bir bakış ile sadece kurumsal depolama çözümlerine bir bakış atarsak aşağıdaki grafik karşımıza çıkmaktadır. Bu grafikte SCSI ve Fiber Kanal standartlarının pazarın büyük çoğunluğunda söz sahibi olduğu görülmekte ve ATA teknolojisinin son yılalrdaki gelişme sinyalleri dikkat çekmektedir.

3 Bu 3 arayüzün karakteristik özelliklerini bir tablo halinde kabaca inceleyelim: Ayrıca masaüstü sınıfı ile kurumsal sınıfta kullanılan sürücü karakteristikleri de aşağıdaki tabloda yer almaktadır:

4 Serial Attached SCSI(SAS) Mimarisi Tipik bir SAS sistemi aşağıdaki temel bileşenlerden oluşmaktadır: 1. Başlatma Aygıtı(Initiator): Bu aygıt, hedef aygıt tarafından işlenecek istekler ve diğer aygıtlardan gelen benzer isteklere bir cevap oluşturmak üzere aygıt servisleri ve görev yönetimini başlatır ve yönetir. Bu aygıtlar anakartlar üzerinde O/B olarak sağlanabildiği gibi, eklenebilir bir kart olarakta kullanılabilir(host Bus Adapter). 2.Hedef Aygıtı(Target): Lojik üniteler ve aygıt servisleri ve görev yönetimi ile ilgili istekleri alıp, bunları işleyip cevapları başlatma aygıtına gönderebileceği hedef portlar içerir.burada bir harddisk ya da disk dizisi bir hedef aygıt olabilir. 3.Servis Ulaştırma Altsistemi(Service Delivery Subsystem): Giriş/Çıkış sisteminin bir parçası olarak, başlatıcı ile hedef arasında bilgi transferi görevini üstlenir. Hedef aygıt ile başlatıcı aygıtı bağlamak için kullandığımız tipik kablolar(genişleticili veya genişleticisiz) bu altsistemi oluşturmaktadır. 4.Genişletici(Expander): Genişleticiler, SAS aygıtları arasında haberleşmeye yardımcı olmakla beraber servis ulaştırma altsisteminin bir parçasıdır ve çok sayıda SAS aygıtının tek bir başlatma aygıtına bağlanmasını sağlarlar.

5 SAS Domain ve WWN (World Wide Name) Bir SAS Domaini, birbirleri ile servis ulaştırma altsistemi ile haberleşen SAS aygıtları kümesinden oluşan bir giriş/çıkış sistemidir.sas Domainindeki herbir SAS aygıtı, ethernet aygıtlarındaki MAC adresleri örneğinde olduğu gibi, aygıt üreticileri tarafından atanmış kendilerine has tek bir kimliğe sahiptir ve bu kimlik IEEE tarafından WWN ile belirlenmiştir.wwn,paralel SCSI hattı üzerinde yer alan bir aygıt için tanımlanan SCSI ID gibi, SAS Domaini içerisinde yer alan herbir aygıtı tanımlar. Bir SAS Domaini 16,256 a kadar aygıttan oluşabilir. SAS ve Paralel SCSI - SAS, paralel SCSI nin aksine aygıtlar arasında daha az sinyalleşme kullanan seri transfer protokolü kullanır ve bunun sonucunda daha yüksek hızlara ulaşır. - SCSI hatları çok duraklı olmasına karşın SAS hattı noktadan noktaya bağlantı içerir. SAS hattındaki herbir aygıt başlatıcı aygıta kendine ayrılmış bir hat ile bağlanır. Soketler arasındaki bağlantı karışık gibi gözükebilsede, başlatıcı aygıt tarafından bu açıktır. - SAS, paralel SCSI de olduğu gibi herhangi bir sonlandırıcı sorununa sahip değildir ve sonlandırıcı paketine gerek duymaz. - SAS, gecikmeyi elemine eder ve senkronizasyon problemi yoktur. - Paralel SCSI 8,16 ya da 32 aygıt ile sınırlı iken SAS 16,384 aygıta kadar destek sağlar.

6 - SAS yüksek transfer hızları sağlar(1.5, 3.0 ya da 6.0 Gbps). Bu hız herbir başlatıcıhedef bağlantısı arasında gerçeklenirken, paralel SCSI de hız SCSI hattı üzerindeki herbir aygıt için paylaşılır. - SAS, SATA aygıtları geriye dönük olarak destekler. - SAS, SAS aygıtları için SCSI komutlarını kullanır. SAS ve SATA - SAS aygıtları kendilerine ait WWN ile tanımlanırken SATA aygıtları Host Bus Adapter e bağlandıkları port numaraları ile tanımlanırlar. - Birçok yeni SATA sürücüsü NCQ(Native Command Queuing Yerel Komut Sıralama) desteklerken SAS aygıtları TCQ(Tagged Command Queuing İşaretli Komut Sıralama) destekler ve herbiri kendine ait Pros ve Cons a sahiptir. - SATA, ATA standardının devamı olarak onun komut setibi kullanır ve sadece sabitdiskler ile optik sürücüleri destekler. SAS ise sabit diskler, tarayıcılar, yazıcılar, optik sürücüler gibi geniş bir yelpazedeki birçok aygıtın kullanımını destekler. - SATA çoklu giriş-çıkış aygıtı kullanımına izin vermezken, SAS buna olanak tanır. SATA2 üzerindeki çalışmalar,port çoklayıcı ile çoklu hat kullanımı üzerine devam etmektedir. - SATA öncelikli olarak ev bilgisayarı kullanımı gibi kritik olmayan uygulamalar için kullanılmakla beraber SAS sağlam yapısı nedeni ile kritik server uygulamaları için kullanılabilir. - SAS ın hata kurtarma ve raporlama özellikleri SATA dan daha üstündür. - SAS, SATA yı tamamlayıcı niteliktedir ve asla onun rakibi değildir. - SAS daha yüksek sinyalleşme gerilimleri kullanırken( mv TX, mV RX), SATA nın gerilim değerleri daha düşüktür( mv TX, mV RX). Birlikte kullanımında SAS aygıtları SATA aygıtlarına uyumluluk sağlamaktadır. so when mixed, SAS-drives fall back to SATA-voltages. - SATA da kullanılan kablo uzunluğu 1m ile sınırlı iken SAS 8m(25ft) ye kadar kablo kullanabilir.

7 SAS, SATA ve Fiber teknolojilerinin genel olarak karşılaştırmasını aşağıdaki tablo ile özetleyelim: SAS Genişleticileri Bir SAS genişleticisi, çok fazla sayıda SAS aygıtının birbirleri ile bağlanmasını ve haberleşmesini kolaylaştırır, sağlar. Genişleticiler, 2 ya da daha fazla harici genişleme portu içerebilirler. Herbir genişletici en azından bir "SAS Yönetim Protokolü" hedef portu içerir ve bazen de yapısında SAS aygıtları barındırır. Örneğin, bir genişletici çevresel bir aygıta erişim için bir "Seri SCSI protokolü" hedef portu içerebilir. Genişleticiler, SAS başlatıcıları ile SAS aygıtları arasında bağlantı için kullanılmak zorunda değildir ancak eğer bağlanırsa bir başlatıcı ile daha fazla SAS/ SATA aygıtı arasındaki haberleşmeye yarcımcı olur.etkili bir benzetme ile bu genişleticiler, Bir ağda yer alan tek bir ethernet portu üzerinde kullanılan Ethernet Hub larına benzetilebilir. Aynı şekilde ethernet hablarıda, ağdaki tek bir portu kullanarak, birçok sistemin ağa bağlanmasına yardımcı olurlar.

8 İki farklı çeşit genişletici tipi vardır: Köşe genişleticisi (Edge Expander) ve çıkış genişleticisi (Fanout Expander). Bir köşe genişletici (Edge Expander), 128 SAS adresine kadar haberleşmeye olanak sağlarken, SAS başlatıcısının bu ek aygıtlar ile haberleşmesini sağlar.edge expander lar Direct Table Routing ya da Subtractive Routing den birini kullanabilirler. FANOUT expanderlar olmadanservis ulaştırma altsisteminde maksimum 2 edge expander kullanılabilir(çünkü edge expanderların subtractive routing portları birlikte bağlandığından daha fazla expander bağlanamaz). Bu darboğaz problemini çözmek için fanout expander lar kullanılır. Bir çıkış genişleticisi(fanout Expander),edge expander aygıt kümesi olarak bilinen 128 e kadar edge expander grubunu bağlayabilir ve böylelikle çok daha fazla sayıda SAS aygıtının adreslenmesine olanak sağlar.her edge expanderın subtractive routing portu, fanout expander ın PHY lerine bağlanır. Fanout expander subtractive routing yapamaz, sadece kendine bağlı edge expander ların subtractive routing isteklerini iletme görevini üstlenir. Bir çift genişletici(dual Expander), bir genişletici olmakla birlikte yedek bağlantıları da içerir.(çıkış (Fanout Expander) veya köşe(edge Expander) bağlantılarından biri).doğrudan yönlendirici aygıtları tanımlamak için doğrudan ona bağlanır. Tablo yönlendirme kendi PHY katmanına bağlanan aygıtları tanımlamak için bağlanılır. Alt

9 yönlendirme alt dallardaki aygıtları bulabilmek için bu yönlendirme kullanılır. Bu farklı bütün dallardaki istekler için geçerlidir. Konnektörler SAS konnektörü alışılagelmiş paralel SCSI konnektöründen çok daha küçüktür, dolayısıyla küçük 2.5" lik sürücülerin kullanımına olanak sağlar. SAS noktadan noktaya 3Gbit/s e kadar veri aktarım hızını destekler ve 2012 yılında 12Gbit/s a erişebileceği düşünülmektedir. Fiziksel bir SAS konnektörü, farklı varyasyonlar ile karşımıza çıkabilir. Bunlar: SFF 8482 SATA ile form faktörü olarak uyumludur. SFF aygıta kadar bağlantıyı sağlayan çok sıkı dahili konnektördür.

10 SFF aygıta kadar bağlantıyı sağlayan çok sıkı harici konnektördür. SFF 8087 Gelecek 10Gbit/s desteği için Molex ipass ile küçültülmüş dahili 4x konnektör SFF Gelecek 10Gbit/s desteği için Molex ipass ile küçültülmüş harici 4x konnektör SFF 8482 konnektörü,sata arayüzüne sahip DVD yazıcı gibi bir SATA sürücünün SAS arkaplanına bağlanmasını sağlar. Bunun aksine, SAS sürücüleri SATA portları üzerinde kullanılamazlar ve SAS sürücülerin fiziksel konnektörleri SATA portlarına bağlanmalarını engelleyecek şekilde tırnak biçiminde şekil farklılıklarına sahiptir. SAS Protokolleri SAS, 3 transfer protokolünü kapsamaktadır. Bunlar:

11 Serial SCSI Protocol(SSP) SAS disk sürücülerini destekler Serial ATA Tunneling Protocol(STP) SATA diskleri destekler Serial Management Protocol(SMP) SAS genişleticilerinin yönetimi için Topoloji Bir başlatıcı, hedefe 1 ya da daha fazla PHY üzerinden bağlanabilir(port adı verilen bu bağlantı noktaları bir ya da daha fazla PHY kullanabilir ve çoklu PHY bağlantıları için zaman zaman "geniş port" ibaresi kullanılır.)

12 Genişleticiler daha karmaşık bağlantı topolojilerini sağlarlar ve uç aygıtlar(başlatıcılar ve hedef aygıtlar) için hat-anahtarlamaya(paket anahtarlama karşıtı) katkıda bulunurlar. Bazen bir uç aygıta direk olarak bağlanabildikleri gibi bazen de bir yönlendirme tablosu (Uç aygıt kimliklerinin haritalanması) üzerinden bağlanırlar. Bu iki method kullanılamadığı zamanlarda, Subtractive Routing ile bağlanırlar. (tek bir genişletici, yönlendirilmiş bir hat ile SR portuna bağlanır. Eğer genişletici ile Subtractive portu arasında bağlantı yok ise, bu genişleticiye bağlı uç aygıtlara erişim sağlanamaz.) PHY katmanını içermeyen Genişleticiler çıkış genişleticileri olarak alt herhangi bir genişleticiye bağlanabilir. Alt PHY katmanlı genişleticiler sadece 2 adet genişleticiye bağlanabilir, bu durumda onlar tek bir tane genişleticiye alt bağlantı veya alt bağlantı portu olmadan bağlanmalıdır. SAS Domain i içerisinde bir ana düğüm(genellikle upstream) yer alır. Bu düğüm bir başka genişleticiye bağlanmayan bir genişleticidir. Bu sebeple, konfigürasyon içerisinde bir fanout genişletici var ise, domainin ana düğümünde yer almalıdır. Bu ana düğüm, domain içerisinde yer alan tüm uç aygıtların bilgilerini barındırır. Ali Önder Biliroğlu - Elektronik ve Haberleşme Mühendisi İstanbul - Nisan 2007 KAYNAKLAR: