Luận văn thạc sĩ giải pháp mạng lưu trữ san và công nghệ fibre channel áp dụng cho xây dựng mạng lưu trữ tại kho lưu trữ trung ương đảng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Bùi Cơng Cƣờng

GIẢI PHÁP MẠNG LƢU TRỮ SAN
VÀ CƠNG NGHỆ FIBRE CHANNEL
ÁP DỤNG CHO XÂY DỰNG MẠNG LƢU TRỮ TẠI
KHO LƢU TRƢ̃ TRUNG ƢƠNG ĐẢNG
Ngành Công nghệ Điện tử-Viễn thông
Chuyên ngành Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc
Mã số 2.07.00

LUẬN VĂN THẠC SỸ
Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Vƣơng Đạo Vy

Hà Nội - 2007

z


BẢNG CHÚ GIẢI MỘT SỐ CỤM TỪ VIẾT TẮT
ACK
ANSI
ATM
BER
Block
CDB
CRC
DAS
EOF

ESP
FC
FC SAN
FCP
FCIP
FSPF
GBIC
HBA
IETF
iFCP
IP
IP SAN
IPSec
IP Storage
I/O
iSCSI
ISL
JBOD
LAN

Acknowledment - Một gói tin được gửi bởi bên nhận để
xác nhận dữ liệu đã nhận.
tổ chức Americal National Standards Institute
Asynchronous Tranfer Mode
Tỷ lệ lỗi bítKhối - Một đơn vị dữ liệu.
Command Descriptor Block - Khối mô tả lệnh và tham số
dùng trong giao thức SCSL.
Cyclic Redundant Check - mã dư thừa vòng
Direct Attach Storage - thiết bị lưu trữ gắn trực tiếp
End of Frame

Encapsulating Security Payload – ESP header được thiết
kế để cung các các dịch vụ an ninh kết hợp trrong IPv4
Fibre Channel - bộ chuyển mạch kênh quang.
Fibre Channel Storage Area Network - Mạng lưu trữ dựa
trên bộ chuyển mạch kênh quang.
Fibre Channel Protocol – giao thức kênh quang.
Fibre Channel over IP
Fabric shortest path first
Gigabit Interface Converter
Host Bus Adapter – Các điều hợp
Tổ chức Internet Engineering Task Force
Internet FCP – giao thức FCP dựa trên nền tảng TCP/IP
Internet Protocol – giao thức Internet.
SAN dựa trên nền tảng IP
IPSecurity- Giao thức xác thực và mã hoá dữ liệu
Thiết bị lưu trữ dựa trên nền tảng IP
Input/Output
Internet SCSI- Giao thức SCSI dựa trên nền tảng IP
interswitch link- liên chuyển mạch
Just a Bunch of Disk-Một tập các đĩa được cấu hình dựa
trên kiến trúc vịng kênh quang.
Local Area Network - Mạng cục bộ.

z


LUN
MMF
NAS
Network portal

NIC
Node
PCI
PDU
PLOGI
Point-Point
Port
Portal
QoS
RAID
SCSI
SMF
SNIA
SONET
TCP/IP
Topo
ULP
VLAN
WAN
WWUI
WWN

Logic Unit Number – Số đơn vị logic
Multimode fiber – Cáp đa mode
Network Attach Storage-phương pháp lưu trữ dữ liệu sử
dụng các thiết bị lưu trữ gắn trực tiếp vào mạng LAN
Cổng mạng (bao gồm : địa chỉ IP+số hiệu cổng TCP)
Network Interface Card - bộ điều hợp mạng
Nút mạng, có thể làm một máy chủ hay một thiết bị cuối.
Peripheral Component Interconnect - khe cắm mở rộng

Protocol Data Unit: đơn vị dữ liệu của giao thức dữ liệu.
Tiến trình đăng nhập cổng - cổng để xác lập phiên làm
việc giữa hai thiết bị cuối kênh quang.
Point To Point - Kết nối từ điểm đến điểm.
Thực thể vật lý dùng để kết nối một nút vào mạng
Một đối tượng iSNS sử dụng địa chỉ IP và số hiệu cổng
TCP để nhận diện IP Storage nguồn được gắn vào mạng.
Quality of Service-chất lượng dịch vụ. Dịch vụ phân phối
gói tin dựa trên tham số: xác thực, độ ưu tiên, băng thông.
Redundant Array of Independent Drive - Một tập các đĩa
được cấu hình dựa trên mảng đĩa
Small Computer System Interface - chuẩn giao tiếp hỗ trợ
vận chuyển khối dữ liệu lớn dựa trên kiến trúc song song.
Single mode fiber – cáp đơn mode
Hiệp hội Storage Network Industry Association
Synchronous Optical Network-mạng đồng bộ quang
Transmition Control Protocol/Internet Protocol – Giao
thức được sử dụng trong mạng Internet.
Topology - Kiến trúc liên kết mạng
Upper Layer Protocol
Mạng LAN ảo, mạng logic trong một mạng vật lý.
Wide Area Network - Mạng diện rộng.
World Wide Unique Identifier- là tên của thiết bị
(World Wide Name) Địa chỉ cứng của thiết bị cuối kênh
quang. Địa chỉ này là duy nhất có độ dài 64 bit.

z


BẢNG CHÚ GIẢI MỘT SỐ CỤM TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt
Tiếng Anh
ACK
Acknowledment

Tiếng Việt
Một gói tin được gửi bởi bên nhận
để xác nhận dữ liệu đã nhận.
ANSI
Americal National Standards Tổ chức Americal National
Institute
Standards Institute
ATM
Asynchronous Tranfer Mode
Block
Khối - Một đơn vị dữ liệu.
CDB
Command Descriptor Block Khối mô tả lệnh và tham số dùng
trong giao thức SCSL.
CRC
Cyclic Redundant Check
Mã dư thừa vòng
DAS
Direct Attach Storage
Thiết bị lưu trữ gắn trực tiếp
EOF
End of Frame
ESP
Encapsulating Security
ESP header được thiết kế để cung

Payload
các các dịch vụ an ninh kết hợp
trrong IPv4
FC
Fibre Channel
Bộ chuyển mạch kênh quang.
FC SAN Fibre Channel Storage Area Mạng lưu trữ dựa trên bộ chuyển
Network
mạch kênh quang.
FCP
Fibre Channel Protocol
Giao thức kênh quang.
FCIP
Fibre Channel over IP
FSPF
Fabric shortest path first
GBIC
Gigabit Interface Converter
HBA
Host Bus Adapter
Các điều hợp
IETF
Internet Engineering Task
Tổ chức Internet Engineering Task
Force
Force
iFCP
Internet FCP
Giao thức FCP dựa trên nền tảng
TCP/IP

IP
Internet Protocol
Giao thức Internet.
IP SAN
SAN dựa trên nền tảng IP
IPSec
IPSecurity
Giao thức xác thực, mã hoá dữ liệu
IP
Thiết bị lưu trữ dựa trên nền tảng IP
Storage
I/O
Input/Output

z


iSCSI
ISL
JBOD

Internet SCSI
interswitch link
Just a Bunch of Disk

LAN
LUN
MMF
NAS

Local Area Network
Logic Unit Number
Multimode fiber
Network Attach Storage

Network
portal
NIC
Network Interface Card
Node
PCI
PDU

Peripheral Component
Interconnect
Protocol Data Unit

Đơn vị dữ liệu của giao thức dữ
liệu.
Tiến trình đăng nhập cổng - cổng
để xác lập phiên làm việc giữa hai
thiết bị cuối kênh quang.
Kết nối từ điểm đến điểm.

PLOGI

PointPoint
Port

Point To Point

Portal

QoS

Quality of Service

RAID

Redundant Array of
Independent Drive
Small Computer System
Interface .

SCSI

Giao thức SCSI dựa trên nền tảng IP
Liên chuyển mạch
Một tập các đĩa được cấu hình dựa
trên kiến trúc vịng kênh quang.
Mạng cục bộ.
Số đơn vị logic
Cáp đa mode
Phương pháp lưu trữ dữ liệu sử
dụng các thiết bị lưu trữ gắn trực
tiếp vào mạng LAN
Cổng mạng (bao gồm : địa chỉ
IP+số hiệu cổng TCP)
Bộ điều hợp mạng
Nút mạng, có thể làm một máy chủ

hay một thiết bị cuối.
Khe cắm mở rộng

z

Thực thể vật lý dùng để kết nối một
nút vào mạng
Một đối tượng iSNS sử dụng địa
chỉ IP và số hiệu cổng TCP để nhận
diện IP Storage nguồn được gắn
vào mạng.
Chất lượng dịch vụ. Dịch vụ phân
phối gói tin dựa trên tham số: xác
thực, độ ưu tiên, băng thông.
Một tập các đĩa được cấu hình dựa
trên mảng đĩa
Chuẩn giao tiếp hỗ trợ vận chuyển
khối dữ liệu lớn dựa trên kiến trúc
song song


SMF
SNIA
SONET
TCP/IP
Topo
ULP
VLAN
WAN
WWUI

WWN

Single mode fiber
Storage Network Industry
Association
Synchronous Optical
Network
Transmition Control
Protocol/Internet Protocol
Topology
Upper Layer Protocol

Cáp đơn mode
Hiệp hội SNIA
Mạng đồng bộ quang
Giao thức được sử dụng trong mạng
Internet.
Kiến trúc liên kết mạng
Mạng LAN ảo, mạng logic trong
một mạng vật lý.
Mạng diện rộng.
Tên của thiết bị

Wide Area Network
World Wide Unique
Identifier
World Wide Name

Địa chỉ cứng của thiết bị cuối kênh
quang. Địa chỉ này là duy nhất có

độ dài 64 bit.

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

MỤC LỤC
TRANG PHỤ BÌA
MỤC LỤC
BẢNG CHÚ GIẢI MỘT SỐ CỤM TỪ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ MẠNG LƢU TRỮ ....................................... 3
1.1. Khái niệm mạng lƣu trữ ........................................................................... 3
1.2. Công nghệ và thách thức trong lƣu trữ điện tử ......................................... 4
1.3. Lịch sử phát triển của các giải pháp lƣu trữ ............................................. 6
1.4. Các đặc trƣng cơ bản của mạng lƣu trữ ................................................. 12
1.4.1. Cấu trúc và thành phần của mạng lưu trữ ........................................... 12
1.4.2. Tiêu chí kỹ thuật của mạng lưu trữ ...................................................... 13
1.4.3. Giải pháp của mạng lưu trữ ................................................................ 15

1.5. Kết luận chƣơng 1 ................................................................................. 19
CHƢƠNG 2. CÔNG NGHỆ MẠNG LƢU TRỮ SAN ................................. 20
2.1. Công nghệ truyền thông trong mạng lƣu trữ .......................................... 20
2.1.1. Giao thức SCSI ................................................................................... 20
2.1.2. Giao thức truyền thông Fibre Channel ................................................ 24
2.1.3. Giao thức truyền thông iSCSI ............................................................. 33
2.1.4. So sánh công nghệ truyền thông .......................................................... 39

2.2. Mạng lƣu trữ FC SAN ........................................................................... 41

2.2.1. Kiến trúc ghép nối trong mạng lưu trữ FC SAN .................................. 41
2.2.2. Cấu trúc và thành phần mạng lưu trữ FC SAN .................................... 44
2.2.3. Ứng dụng của công nghệ Fibre Channel trong FC SAN ...................... 47

2.3. Mạng lƣu trữ IP SAN ............................................................................ 55
2.3.1. Ứng dụng công nghệ iSCSI cho mạng lưu trữ SAN .............................. 57
2.3.2. Đặc điểm của mạng IP SAN ................................................................ 58

2.4. Kết luận chƣơng 2 ................................................................................. 59
CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ MẠNG LƢU TRỮ CHO KHO LƢU TRỮ ĐIỆN
TỬ CỦA VĂN PHÒNG TRUNG ƢƠNG .................................................... 60
3.1. Phƣơng pháp thiết kế mạng lƣu trữ ........................................................ 60
3.2. Thiết kế mạng lƣu trữ cho Kho lƣu trữ điện tử của VPTW .................... 60
3.2.1. Hiện trạng công nghệ thông tin tại VPTW ........................................... 60
3.2.2. Mục tiêu của Dự án, phạm vi nghiên cứu của luận văn. ...................... 62
3.2.3. Lựa chọn công nghệ cho mạng lưu trữ SAN ........................................ 64
3.2.4. Tính tốn cấu hình cho cho mạng lưu trữ ............................................ 67
3.2.5. Tiêu chí kỹ thuật đối cho giải pháp mạng lưu trữ ................................ 70
3.2.6. Đề xuất các giải pháp mạng lưu trữ SAN ............................................ 72

KẾT LUẬN.................................................................................................. 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 95
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

1

MỞ ĐẦU
Máy tính dựa vào thơng tin. Thơng tin là tài nguyên cơ bản cho tất cả
quá trình xử lý máy tính đặt cơ sở trên đó. Thơng tin đƣợc lƣu trong các
phƣơng tiện lƣu trữ, đƣợc truy cập bởi các ứng dụng thực thi trong máy chủ.
Thông tin đƣợc tạo ra và thu đƣợc mỗi giây, mỗi ngày. Thƣờng thông tin là
tài sản của các doanh nghiệp/cơ quan/tổ chức (gọi chung là doanh nghiệp).
Thông tin là tiền tệ trong thƣơng mại. Để đảm bảo tất cả giao dịch thƣơng mại
đạt kết quả cần phải có đƣợc thơng tin chính xác, nhanh chóng. Việc quản lý
và bảo vệ thơng tin thƣơng mại là sự sống còn cho giá trị trong kinh doanh.
Theo thống kê của Đại học California (Mỹ) ngày 1-10-2004, trong năm
2001, toàn thế giới sản xuất ra một lƣợng thông tin cần lƣu trữ tƣơng đƣơng 6
tỉ gigabyte (GB), tức là 1 GB cho mỗi ngƣời trên trái đất. Trong năm 20052006, lƣợng thông tin đƣợc tạo ra là 57 tỉ GB, lớn hơn tồn bộ lƣợng thơng tin
đã sản sinh ra trong toàn bộ lịch sử loài ngƣời trƣớc đó. Có thể nhận thấy, một
cuộc bùng nổ thơng tin lớn chƣa từng có đang diễn ra và cơng nghệ lƣu trữ sẽ
mang tính quyết định cho việc thu thập, chứa đựng và xử lý số thông tin đó
sao cho hiệu quả, nếu khơng chúng ta sẽ rơi vào tình trạng hỗn loạn thơng tin.
Trong thời đại hiện nay, hoạt động và sự thành công trong hoạt động của
hầu hết các doanh nghiệp, phụ thuộc rất nhiều vào hạ tầng công nghệ thông
tin (CNTT) của họ. Xét trên khía cạnh CNTT, cốt lõi cơ bản trong hoạt động
của các doanh nghiệp là các quá trình lƣu trữ, xử lý và trao đổi dữ liệu, thông
tin. Liên quan đến các quá trình này, và cũng là một trong những thành phần
quan trọng bậc nhất của cơ sở hạ tầng thông tin là hệ thống lƣu trữ. Hệ thống
lƣu trữ đóng vai trị rất quan trọng trong tổng thể hệ thống hạ tầng thơng tin vì
nó là nơi lƣu dữ liệu của tồn hệ thống. Lƣợng thơng tin đang khơng ngừng
gia tăng theo cấp số nhân, để có thể đảm bảo năng suất lao động cũng nhƣ khả
năng cạnh tranh, doanh nghiệp đang có nhu cầu rất lớn về cơng nghệ lƣu trữ.
Thực hiện đề án tin hoá hoạt động các cơ quan Đảng, từ năm 2000 tại
Văn phòng Trung ƣơng (VPTW) đã nghiên cứu đề án “Điện tử hoá Kho lƣu
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

2
trữ Trung ƣơng Đảng”, đề án này đƣợc thực hiện trong nhiều giai đoạn, mỗi
giai đoạn là 5 năm. Trong giai đoạn 2001-2005, VPTW đã tiến hành xong các
dự án công nghệ thông tin về xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu dùng chung, số
hoá một phần tài liệu trong Kho lƣu trữ Trung ƣơng Đảng, xây dựng hệ thống
lƣu trữ dữ liệu. Trong giai đoạn 2006-2010, VPTW tập trung vào một số mục
tiêu sau: tiếp tục tiến hành số hoá một số lƣợng lớn tài liệu (khoảng hơn
1.000.000 trang tài liệu); xây dựng một Kho lƣu trữ điện tử hiện đại có khả
năng lƣu trữ lƣợng lớn tài liệu điện tử, đáp ứng nhu cầu khai thác tài liệu lớn
và nâng cấp hệ thống lƣu trữ hiện tại.
Cá nhân tơi trực tiếp tham gia nhóm xây dựng dự án, vì vậy, tơi lựa chọn
một phần cơng trình của dự án do cá nhân đảm trách để làm nội dung báo cáo
luận văn. Nội dung nghiên cứu là “Thiết kế giải pháp mạng lưu trữ cho Kho
lưu trữ điện tử”, đây chỉ là một trong 3 hạng mục công trình của dự án Kho
lƣu trữ điện tử. Tính đến tháng 12-2006, dự án đã triển khai xong nội dung
“Xây dựng dự án và giải pháp”. Hiện dự án đang lựa chọn đơn vị tƣ vấn thiết
kế xây dựng giải pháp chi tiết để phục vụ cho giai đoạn đấu thầu.
* * *
Luận văn nghiên cứu giải pháp phù hợp cho thiết kế mạng lƣu trữ dữ liệu
của Kho Lƣu trữ điện tử của Văn phòng Trung ƣơng. Nội dung và kết cấu:
Chƣơng 1. Giới thiệu về giải pháp mạng lƣu trữ SAN với các đặc tính cơ
bản về chức năng, phần tử mạng, đặc trƣng của mạng lƣu trữ. So sánh giải
pháp mạng lƣu trữ SAN với các giải pháp lƣu trữ DAS, NAS.
Chƣơng 2. Nội dung chƣơng 2 sẽ phân tích các đặc tính truyền dữ liệu và
giải pháp ứng dụng của hai công nghệ truyền thông Fibre Channel, iSCSI áp

dụng phổ biến trong mạng lƣu trữ hiện nay (FC SAN, IP SAN)
Chƣơng 3. Trên cơ sở những nghiên cứu tại chƣơng 1 và 2, tác giả đề
xuất giải pháp mạng lƣu trữ SAN sử dụng công nghệ FC để xây dựng Kho lƣu
trữ điện tử tại Văn phòng Trung ƣơng.

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

3
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ MẠNG LƢU TRỮ
Hệ thống lƣu trữ đóng vai trị rất quan trọng trong tổng thể hệ thống hạ
tầng thơng tin vì đây là nơi lƣu dữ liệu của tồn hệ thống, có ý nghĩa sống còn
đối với doanh nghiệp. Giải pháp lƣu trữ tiên tiến hiện nay cho hệ thống lƣu
trữ là sử dụng mạng lƣu trữ tách biệt, tốc độ cao cho mục đích lƣu trữ dữ liệu.
1.1. Khái niệm mạng lƣu trữ [4]
Hiệp hội Storage Network Industry Association (SNIA) định nghĩa mạng
lƣu trữ (viết tắt là SAN-Storage Area Network) là mạng đƣợc xây dựng nhằm
mục đích chuyển tải dữ liệu giữa hệ thống máy tính và các thiết bị lƣu trữ.
Một cách diễn tả đơn giản, SAN thích ứng với mạng gắn kết tốc độ cao
giữa các máy chủ và thiết bị lƣu trữ, vì vậy SAN cịn đƣợc gọi là “mạng nằm
sau máy chủ”. SAN phá bỏ ý niệm kết nối truyền thống là “máy chủ gắn trực
tiếp với thiết bị lƣu trữ” và “máy chủ chỉ sở hữu và quản lý một thiết bị lƣu
trữ”. SAN cũng khắc phục đƣợc những giới hạn về số lƣợng thiết bị lƣu trữ
gắn máy chủ riêng lẻ. Thay vào đó, SAN đƣa ra một mạng linh hoạt cho máy
chủ hay nhóm máy chủ khơng đồng nhất chia sẻ các tiện ích lƣu trữ chung,
gồm có nhiều thiết bị lƣu trữ nhƣ ổ đĩa, băng từ, lƣu trữ quang… Các thiết bị

lƣu trữ có thể đặt xa các máy chủ.
Nhƣ vậy, mạng lƣu trữ SAN có các đặc điểm nhƣ sau:
- SAN là mạng truyền thơng gồm có: hạ tầng cơ sở truyền thơng cho
cung cấp các kết nối vật lý; và lớp quản lý để tổ chức các kết nối, các yếu tố
lƣu trữ và hệ thống máy tính, bởi vậy dữ liệu truyền an toàn và thiết thực.
- SAN là hệ thống lƣu trữ nên cũng có các yếu tố lƣu trữ nhƣ: thiết bị lƣu
trữ (mảng lƣu trữ), thƣ viện sao lƣu (tape, đĩa quang), hệ thống máy tính, ứng
dụng, cùng với tất cả phần mềm điều khiển, truyền thông qua mạng.
- SAN có thể đƣợc xem là khái niệm mở rộng kênh/tuyến lƣu trữ, cho
phép máy chủ và thiết bị lƣu trữ liên kết sử dụng các yếu tố nhƣ trong mạng
LAN hay WAN: router, gateway, hub, switch, director.
- SAN tạo ra một phƣơng thức gắn kết giữa thiết bị lƣu trữ với các máy
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

4
chủ. SAN đƣợc dùng để kết nối chia sẻ hệ thống lƣu trữ tới hệ thống các máy
chủ chạy các ứng dụng khác nhau hoặc nhóm liên kết (cluster).
Mơ hình dƣới cho thấy SAN kết nối nhiều máy chủ với nhiều hệ thống.

Hình 1.1. Mơ hình mạng lƣu trữ SAN

1.2. Công nghệ và thách thức trong lƣu trữ điện tử [4]
Những năm 90 đã chứng kiến những thay đổi lớn từ những hệ xử lý
trung tâm nhƣ mainframe, host-centric tới kiến trúc khách/chủ (client/server).
Ngày nay, nhiều tổ chức có hàng trăm, hàng nghìn máy chủ và máy tính sử

dụng phân tán thơng qua hạ tầng tin học. Trong số đó, có khá nhiều máy tính
có năng lực xử lý cao so với nhiều hệ mainframe trƣớc đây.
Trƣớc đây, hầu hết các thiết bị lƣu trữ đƣợc kết nối tới máy chủ mà nó
hỗ trợ thơng qua một kênh dành riêng (cáp SCSI nối ổ cứng và I/O bus). Các
máy chủ sẽ liên lạc, trao đổi thông tin với nhau thông qua mạng LAN hoặc
WAN. Khi khối lƣợng dữ liệu ngày càng lớn thì nhu cầu lƣu trữ ngày càng
nhanh hơn và lớn hơn, sẽ khơng có gì lạ nếu nhƣ một máy chủ hoặc máy tính
cá nhân có dung lƣợng lƣu trữ tới hàng chục gigabyte. Nhƣng doanh nghiệp
không thể khơng tính đến một giải pháp lâu dài, khi đó doanh nghiệp (ngƣời
dùng) sẽ mua thêm nhiều đĩa (disk) hoặc thay thế những công nghệ cũ với
công nghệ mới hơn cho dù hệ thống lƣu trữ hiện tại đang làm việc tốt. Công
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

5
nghệ mảng đĩa (disk array) ra đời để đáp ứng nhu cầu về dung lƣợng lớn.
Mặc dù, mảng đĩa cứng tạo ra những ổ đĩa logical với dung lƣợng hàng
chục hoặc hàng trăm giagbyte nhƣng tốc độ đọc ghi vẫn chƣa thực sự theo kịp
tốc độ tăng trƣởng nhanh chóng của các bộ vi xử lý cũng nhƣ dung lƣợng dữ
liệu cần lƣu trữ. Vì vậy, các máy tính và máy chủ phải lựa chọn cho mình ứng
dụng phù hợp và cần thiết. Bởi vậy, việc dùng nhiều hệ điều hành khác nhau
(Windows, Linux, UNIX, Novelll NetWare, VMS...) hay nhiều ứng dụng
khác nhau (chẳng hạn, DB2, Oracle, Informix, SQL Server...) là điều tất yếu.
Dĩ nhiên, các hệ điều hành, ứng dụng khác nhau sẽ có khn dụng dữ liệu
khác nhau. Việc quản lý nhiều nền tảng của nhiều hãng khác nhau trong môi
trƣờng mạng trở nên ngày càng một phức tạp và tốn kém. Các cuộc khảo sát

thực tế cho thấy chi phí quản trị các thiết bị lƣu trữ phân tán lớn gấp 10 lần so
với việc quản trị một hệ thống lƣu trữ tập trung. Các chi phí đó bao gồm: sao
lƣu, phục hồi, quản lý dung lƣợng trống, quản lý tốc độ, và kế hoạch chống
thiên tại hoả hoạn...
Tổng hợp chung một số thách thức về hệ thống lƣu trữ mà doanh nghiệp
hiện nay đang phải đối mặt gồm: tốc độ tăng trƣởng của nhu cầu lƣu trữ quá
nhanh, do các ứng dụng ngày càng xử lý nhiều dữ liệu và cần dung lƣợng lƣu
trữ lớn; hệ thống xẩy ra tình trạng gián đoạn (zero downtime) do CPU phải xử
lý quá nhiều thông tin; môi trƣờng mạng phức tạp với nhiều hệ thống thiết bị
và ứng dụng khác nhau kéo theo dữ liệu lƣu trữ bị phân tán; việc mở rộng
dung lƣợng lƣu trữ ảnh hƣởng đến sự gián đoạn hoạt động của hệ thống… Vì
vậy, yêu cầu đƣợc đặt ra cho các hạ tầng lƣu trữ hiện tại phải đáp ứng là:
Khả năng mở rộng dễ dàng, khơng hạn chế. Các doanh nghiệp địi hỏi
thiết bị lƣu trữ phải có tính mềm dẻo, dễ dàng mở rộng mà không gây ảnh
hƣởng tới tốc độ truyền và sự gián đoạn của hệ thống.
Đơn giản hoá hệ thống. Các doanh nghiệp cũng đòi hỏi hạ tầng lƣu trữ
phải đƣợc dễ dàng triển khai, với chi phí quản lý tối thiểu. Sự phức tạp của
môi trƣờng doanh nghiệp kéo theo chi phí quản lý. Đơn giản hố hạ tầng sẽ
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

6
mang lại hiệu quả đầu tƣ (return on invesment ROI) tốt hơn.
Tính tính năng kết nối đa hệ. Tài nguyên lƣu trữ phải hỗ trợ mọi nền tảng
trong hạ tầng tin học, đây là yêu cầu thiết yếu để bảo vệ sự đầu tƣ.
Tính an tồn. Dữ liệu của một ứng dụng hay một hệ thống không ảnh

hƣởng tới các ứng dụng hoặc hệ thống khác. Việc phân quyền sẽ tạo ra hàng
rào ngăn cách các ứng dụng hoặc hệ thống truy cập tới vùng dữ liệu khác.
Tính sẵn sàng. Đây là yêu cầu cả về việc bảo vệ dữ liệu lẫn tính dễ dàng
dịch chuyển dữ liệu giữa các thiết bị mà khơng ảnh hƣởng tới q trình xử lý
của ứng dụng hoặc hệ thống. Điều này dẫn đến sự cải tiến trong các quá trình
sao lƣu và phục hội bằng cách gắn các đĩa cứng và thiết bị đọc ghi băng từ
vào chung một hạ tằng mạng cho phép chuyển nhanh dữ liệu dữ các thiết bị,
cung cấp những tính năng sao lƣu và phục hồi mở rộng.
1.3. Lịch sử phát triển của các giải pháp lƣu trữ [1]
Hiện nay, cơng nghệ có rất nhiều giải pháp cho hệ thống lƣu trữ, phổ
biến nhất là 3 giải pháp lƣu trữ: DAS, NAS, SAN. Các giải pháp lƣu trữ đều
nhằm chung mục đích là thiết lập một hệ thống lƣu trữ tách ra khỏi máy chủ,
hợp nhất trong mạng, tạo ra một khu vực truy cập rộng cho các máy chủ, cho
các ứng dụng có thể tập trung lƣu trữ và chia sẻ dữ liệu. Điều này cho phép
máy chủ hoạt động tốt hơn vì giảm thiểu đƣợc các tác vụ xử lý lƣu trữ dữ liệu.
- Lịch sử phát triển của các giải pháp lưu trữ:
Điểm khởi đầu của q trình phát triển cơng nghệ lƣu trữ là khi các máy
tính hay máy chủ nhỏ đƣợc trang bị các thiết bị lƣu trữ (ổ đĩa trong) của riêng
chúng sử dụng chuẩn ghép nối song song SCSI (Small Computer Systems
Interface) có tốc độ truy suất dữ liệu vào/ra (I/O) cao. Với cách lƣu trữ này,
dung lƣợng lƣu trữ không đƣợc lớn do cáp kết nối theo chuẩn song song SCSI
có khoảng cách ngắn nên khi mở rộng dung lƣợng lƣu trữ (tăng số lƣợng ổ
đĩa) sẽ phải mở rộng không gian đặt thiết bị lƣu trữ trong máy chủ. Cơng nghệ
bảo vệ tính tồn vẹn của dữ liệu (phục hồi nguyên vẹn dữ liệu khi ổ đĩa cứng
bị hỏng) còn rất hạn chế. Máy chủ (hay CPU) bị phân tải khi vừa phải xử lý
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

7
dữ liệu vừa phải điều hành các tác vụ lƣu trữ nhƣ tổ chức dữ liệu, đọc/ghi dữ
liệu trong thiết bị lƣu trữ.
Công nghệ thông tin phát triển dẫn đến tốc độ tăng trƣởng của nhu cầu
lƣu trữ quá nhanh, do các ứng dụng ngày càng xử lý nhiều dữ liệu và cần
dung lƣợng lƣu trữ lớn. Bƣớc phát triển tiếp theo là khi máy tính/máy chủ có
kết nối riêng đến thiết bị lƣu trữ bên ngồi (có thể là đĩa cứng hoặc băng từ)
qua đƣờng kết nối gọi là giải pháp lƣu trữ DAS (Direct Attach Storage).
Mơ hình DAS là thiết bị lƣu trữ đặt bên ngoài máy chủ đƣợc gắn trực
tiếp máy chủ bởi cáp và card điều khiển. Trong cấu hình DAS, thiết bị lƣu trữ
kết nối trực tiếp máy chủ, dung lƣợng của thiết bị lƣu trữ đƣợc dành riêng cho
máy chủ. Máy chủ và thiết bị lƣu trữ sử dụng sử dụng chuẩn ghép nối nối tiếp
Fibre Channel cho tốc độ kết nối cao (chuẩn ghép nối sử dụng Card Fibre
Channel HBA và cáp đồng cho tốc độ truyền thơng là1Gb/s). Thiết bị lƣu trữ
ngồi có một hệ thống lƣu trữ và phần mềm quản lý lƣu trữ riêng biệt để giảm
khả năng xử lý trực tiếp từ máy chủ tới mức có thể, khi đó máy chủ sẽ dành
nhiều hơn cho cơng việc xử lý dữ liệu, dễ dàng cho mở rộng dung lƣợng và
không gian lƣu trữ, thuận lợi cho lắp đặt thiết bị.

Hình 1.2. Mơ hình DAS

Tuy nhiên, mỗi máy tính hay máy chủ chỉ có quyền kiểm sốt, quản trị
thiết bị lƣu trữ ngồi của chính mình. Với cách kết nối và quản lý cục bộ nhƣ
vậy, rất khó có thể xây dựng đƣợc những hệ thống dữ liệu có dung lƣơng cao,
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z

37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

8
hạn chế khả năng quản trị tập trung từ xa. Ví dụ, trong mơi trƣờng mạng có số
lƣợng ứng dụng và dữ liệu nhiều thì hệ thống cần phải có nhiều máy chủ, kèm
theo đó có nhiều hệ thống DAS. Khi đó, dữ liệu trong mạng bị phân tán,
khơng gian lƣu trữ bị chia nhỏ thành các vùng cục bộ nên việc khai thác tài
ngun khơng hiệu quả. Ngồi ra, công việc sao lƣu hay bảo vệ một hệ thống
lƣu trữ dữ liệu đang nằm rải rác và phân tán nhƣ vậy sẽ càng trở lên khó khăn
hơn, khả năng chia sẻ dung lƣợng lƣu trữ giữa các máy chủ sẽ hạn chế, không
thể mở rộng dung lƣợng lƣu trữ tập trung mà phải thực hiện trên từng máy
chủ. Ví dụ, một máy chủ có thể cố gắng ghi lên một vùng lƣu trữ bị đầy, trong
khi đó một vùng lƣu trữ của máy chủ khác thì lại thừa nhƣng khơng chia sẻ
chung đƣợc. Cơng việc quản trị tồn bộ hệ thống mạng cũng trở nên phức tạp.
Nói chung, DAS với giải pháp thiết bị lƣu trữ gắn trực tiếp chỉ dành cho
các hệ thống nhỏ. Hệ thống DAS với thiết bị lƣu trữ gắn ngoài phổ biến ở
Việt Nam trong những năm 1999-2001, khi mà các hệ thống thông tin ở các
tổ chức và doanh nghiệp là nhỏ, lƣợng thông tin lƣu trữ cỡ 1TB (Tetrabyte).
Giải pháp lƣu trữ tại Văn phòng Trung ƣơng (đƣợc đầu tƣ xây dựng từ năm
2000) là giải pháp DAS với thiết bị lƣu trữ ngoài với dung lƣợng 300GB.
Một hƣớng phát triển khác là giải pháp lƣu trữ mạng. Lƣu trữ mạng có
thể đƣợc hiểu nhƣ một phƣơng pháp truy cập dữ liệu ứng dụng trên nền tảng
mạng. Theo đó, thiết bị lƣu trữ và cơng việc lƣu trữ đƣợc tách hồn tồn ra
khỏi máy chủ server, hợp nhất trong mạng, dữ liệu có thể đƣợc truy nhập qua
phạm vi mạng rất rộng bởi các máy chủ, ứng dụng và máy trạm. Việc quản trị
và bảo vệ dữ liệu sẽ trở nên đơn giản, độ tiện lợi sẽ cao hơn, chi phí tổng thể
sẽ nhỏ hơn. Có 2 kiểu chính về lƣu trữ mạng: NAS và SAN.
NAS (Network Attached Storage) sử dụng các thiết bị lƣu trữ dựa trên
nền giao thức TCP/IP để gắn trực tiếp vào mạng LAN nhƣ một thiết bị mạng,

có địa chỉ IP cố định. NAS cho phép tập trung dữ liệu và chia sẻ tài nguyên
lƣu trữ cho nhiều máy tính, máy chủ trong LAN. NAS cho phép mở rộng về
dung lƣợng lƣu trữ khi có nhu cầu tăng cao mà không làm gián đoạn hoạt
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

9
động tới máy chủ cũng nhƣ mạng LAN. Vì NAS dựa trên giao thức của mạng
Ethernet nên sử dụng truy xuất mức file để chia sẻ tệp dữ liệu trên mạng thiết
bị lƣu trữ (ổ đĩa) chỉ hỗ trợ một số chuẩn nhƣ FAT, NTFS và NFS. NAS dễ
dàng cấu hình vì đây là các thiết bị plug-and-play, hỗ trợ nhiều hệ điều hành.

Hình 1.3. Mơ hình NAS

Mặc dù đã phần nào giải quyết đƣợc vấn đề dung lƣợng và quản lý tập
trung, nhƣng việc truyền tải dữ liệu giữa máy tính, máy chủ với thiết bị lƣu
trữ ảnh hƣởng trực tiếp đến lƣu thông trên hạ tầng mạng LAN, xung đột gây
hạn chế tốc độ truyền tải, hiệu năng hoạt động của cả hệ thống không cao.
Mạng lƣu trữ NAS đƣợc phổ biến ở Việt Nam từ năm 2002, nó rất thuận
lợi cho các doanh nghiệp có mơ hình mạng LAN nhỏ cùng chia sẻ chung
nguồn tài nguyên lƣu trữ tập trung. Một số trung tâm thông tin, thƣ viện
thƣờng triển khai hệ thống mạng này để phục vụ nhu cầu tra cứu thông tin.
Công nghệ phổ biến nhất hiện nay là mạng lƣu trữ SAN SAN (Storage
Area Network). SAN sử dụng công nghệ quang Fibre Channel sử dụng chuẩn
ghép nối nối tiếp Fibre Channel, thƣờng đƣợc gọi là FC SAN. Ngồi ra, SAN
có thể tận dụng hạ tầng mạng IP để truyền tải luồng dữ liệu của mạng lƣu trữ,

điển hình là sự phát triển của các giao thức nhƣ iSCSI (Internet SCSI), FCIP
(Fibre Channel over IP), iFCP (Internet Fibre Channel Protocol), nhƣng
những giao thức này chƣa thật sự có đƣợc sự triển khai rộng rãi trong thực tế.
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

10

Hình 1.4. Mơ hình SAN

Mạng lƣu trữ SAN đƣợc tạo bởi máy chủ, thiết bị kết nối, thiết bị lƣu trữ.
Máy chủ và các thiết bị lƣu trữ gọi là các nút mạng (node) trong mạng SAN.
Mạng lƣu trữ SAN có các đặc tính cơ bản khác DAS, NAS:
Thứ nhất, SAN có cấu trúc mạng riêng biệt sau máy chủ cho phép thiết
bị lƣu trữ đƣợc tách ra khỏi máy chủ, thiết bị lƣu trữ có thể đặt xa máy chủ.
SAN đảm trách các chức năng lƣu trữ dữ liệu tập trung cho các máy chủ hay
ứng dụng, hạn chế sự can thiệp trực tiếp từ máy chủ đối với tác vụ lƣu trữ.
Thứ hai, mạng SAN xây dựng đƣờng truy cập tốc độ cao với khoảng
cách kết nối xa cho việc truyền dữ liệu giữa các máy chủ và hệ thống lƣu trữ
cũng nhƣ giữa các thiết bị lƣu trữ với nhau.
Thứ ba, khả năng mở rộng dung lƣợng của thiết bị lƣu trữ trong SAN
không bị hạn chế, hiện nay SAN có thể lƣu tới hàng nghìn Tetrabyte, do đó
dữ liệu có thể đƣợc lƣu tập trung và đáp ứng nhiều máy chủ kết nối với SAN.
Thƣ tƣ, mạng SAN thể hiện đặc tính mạng của hệ thống khi cho phép
các thành phần thiết bị trong SAN (máy chủ, thiết bị lƣu trữ, thiết bị sao
lƣu…) kết nối và trao đổi thông tin với nhau thông qua thiết bị nhƣ switchs,

routers, gateways, hubs.
Ưu điểm. SAN đƣợc sử dụng để khắc phục các nhƣợc điểm của kiến trúc
lƣu trữ truyền thống (DAS, NAS): tốc độ thấp, hay tắc nghẽn, khả năng mở
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

11
rộng hạn chế… Giải pháp SAN sử dụng một mạng chuyên biệt đằng sau máy
chủ, truyền thông dựa trên kiến trúc kết cấu kênh quang Fibre Channel (FC)
nên khi hoạt động sẽ không chiếm băng thông của hệ thống mạng. Các máy
chủ hay liên máy chủ có thể đồng thời chia sẻ một hay nhiều hệ thống lƣu trữ
chung. SAN tạo khả năng cho phép các lƣu chuyển dữ liệu trực tiếp với tốc
độ cao giữa các máy chủ và thiết bị lƣu trữ, vì vậy, SAN có thể tránh đƣợc
các hiện tƣợng thắt nút cổ chai do lƣợng dữ liệu quá lớn thƣờng xuyên đi qua.
Hạn chế của SAN. SAN với chi phí đầu tƣ ban đầu cao hơn so với giải
pháp DAS và NAS (chi phí lặp đặt thiết bị FC khá cao). Vấn đề tƣơng thích
giữa các thiết bị của các nhà cung cấp là chƣa đƣợc giải quyết hoàn toàn.
- So sánh đặc điểm khối dữ liệu của các giải pháp lưu trữ:
DAS và SAN có thiết bị lƣu trữ kết nối trực tiếp với máy chủ nên hỗ trợ
chuyển giao khối dữ liệu truy suất mức Block I/O tới hệ điều hành máy chủ.
NAS sử dụng giao thức TCP/IP qua mạng với truy cập mức File I/O.
Khối dữ liệu Block là một đơn vị thông tin cho xử lý hoặc di chuyển.
Đơn vị này có thể thay đổi về cỡ to nhỏ. Trong truyền thông một đơn vị thơng
tin đƣợc di chuyển từ máy tính này đến máy tính khác gọi là một khối. Ví dụ,
sử dụng XMODEM, một định ƣớc truyền thông về việc truyền tệp, thì 128
byte đƣợc coi là một khối. Trong DOS, một khối đƣợc di chuyển vào ra ổ đĩa

là 512byte. Trong máy tính (đặc biệt trong truyền dữ liệu và lƣu trữ dữ liệu),
block là dãy byte hoặc bit liên tiếp, có kích thƣớc (đơn vị block tƣơng tự nhƣ
các đơn vị sector, track trong ổ đĩa). Quá trình đặt dữ liệu trong khối đƣợc gọi
là blocking. Blocking đƣợc dùng phổ biến hầu hết khi lƣu dữ liệu tới track
băng từ tính, để xoay quang phƣơng tiện nhƣ ổ đĩa (mềm, cứng, quang) và
NAND (bộ nhớ flash). Khối lƣu trữ thƣờng đƣợc truy suất bởi tệp hệ thống
(File system) hoặc hệ thống quản lý dữ liệu của ứng dụng cho ngƣời dùng.
Khối dữ liệu truy xuất qua Block I/O có thể là những thiết bị bên trong máy
chủ trực tiếp gắn kết qua giao diện SCSI, hoặc thiết bị bên ngoài truy cập qua
SAN dùng giao thức FC hay iSCSI, hoặc AoE (ATA over Ethernet-truy cập
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

12
thiết bị lƣu trữ qua Ethernet). Nên blocking làm cho quá trình tiến hành trao
đổi chuỗi dữ liệu bởi chƣơng trình máy tính nhận dữ liệu đƣợc thuận tiện.
File I/O có nghĩa dữ liệu tệp (file data). Truy cập mức file I/O là yêu cầu
truy cập mức cao, về bản chất, định rõ tên file và khoảng trống byte (byte
offset) để truy cập mà không xác định địa chỉ vật lý thực trong ổ đĩa, thiết bị
lƣu trữ nhƣ truy cập mức block. NAS là giải pháp lƣu trữ phù hợp với ứng
dụng “File I/O”. Vì NAS là thiết bị lƣu trữ trong mạng LAN, NAS sử dụng
giao thức TCP/IP để truy suất file hay truyền tệp, do giao thức TCP/IP trong
Ethernet đƣợc thiết kế để chuyển giao file trong mơi trƣờng mạng.
Chú ý: Ƣớc tính 60% dữ liệu số lƣu trong ổ đĩa là định dạng khối trong khi
40% là lƣu nhƣ file. Dữ liệu của cơ sở dữ liệu (DB2, Oracle…) lƣu dạng khối.
Cho đến thời điểm này, nhu cầu sử dụng các giải pháp DAS, NAS, SAN

đang dần có sự thay đổi. Trƣớc kia, DAS là giải pháp lƣu trữ sử dụng phổ
biến nhất. Tuy nhiên, xu hƣớng hiện nay đang chuyển dần sang NAS và SAN
khiến thị trƣờng DAS bị thu hẹp lại. Theo điều tra mới đây của công ty Meta
Group Inc., 45% các giám đốc CNTT đƣợc hỏi cho biết họ sẽ tăng đầu tƣ cho
hệ thống SAN. Trong đó mức đầu tƣ tƣơng ứng cho các giải pháp NAS và
DAS là 37% và 20%. Cũng theo điều tra của McKinsey & Company, mặc dù
chi phí đầu tƣ ban đầu của NAS và SAN cao hơn DAS nhƣng chi phí tính trên
một đơn vị dữ liệu của NAS và SAN lại nhỏ hơn nhiều so với DAS. Nếu tính
chi phí sở hữu và duy trì khả năng hoạt động cho 2 tetrabyte dữ liệu trong ba
năm, giải pháp NAS và SAN cho các giá trị tƣơng ứng là 0,35 USD và 0,37
USD, trong khi giải pháp DAS yêu cầu 0,9 USD (tính trên 1 MB dữ liệu).
1.4. Các đặc trƣng cơ bản của mạng lƣu trữ [1,2]
1.4.1. Cấu trúc và thành phần của mạng lưu trữ
Do mạng lƣu trữ phần lớn dựa trên công nghệ Fibre Channel nên có cấu
trúc mạng cơ bản gồm 3 lớp: lớp máy chủ, lớp kết nối Fabric, lớp lƣu trữ.
Lớp máy chủ - Chứa các máy chủ chạy các ứng dụng có sử dụng dữ liệu
đƣợc lƣu trữ trong mạng SAN. Cơ sở hạ tầng máy chủ gồm một hệ máy chủ
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

13
kết hợp chạy trên nền điêu hành nhƣ Windows, Unix, z/OS.
Lớp kết nối Fabric - Công nghệ Fibre Channel thƣờng đƣợc sử dụng cho
cơ sở hạ tầng kết nối các thành phần lƣu trữ và máy chủ. Giống nhƣ mạng
LAN, SAN đƣợc mở rộng khoảng cách, qui mô mạng với những cấu hình
mạng phức tạp khi sử dụng các bộ định tuyến nhƣ Router, director…. Thành

phần cơ bản của SAN gồm: tầng kết nối (cáp, switch…) tạo liên kết với tốc
độ cao, khoảng cách xa; và tầng quản lý với chức năng tổ chức những kết nối
vật lý trong SAN (fabric).
Lớp lưu trữ - tập hợp tất cả tài nguyên trong mạng LAN, sử dụng cho
mục đích lƣu trữ dữ liệu của hệ thống, bao gồm: thiết bị lƣu trữ (tủ đĩa ngoài),
thiết bị sao lƣu (băng từ, đĩa CD), các phần mềm quản lý và điều khiển.

Hình 1.5. Mạng lƣu trữ SAN

Thiết bị lƣu trữ không gắn trực tiếp vào máy chủ mà kết nối trực tiếp vào
mạng. SAN cũng cho phép tập trung hoá thiết bị lƣu trữ và hệ cluster máy chủ
khiến cho việc quản trị đƣợc đơn giản hố, giảm tổng thể chi phí.
1.4.2. Tiêu chí kỹ thuật của mạng lưu trữ
Mạng lƣu trữ đƣợc xây dựng nhằm mục đích là chuyển tải dữ liệu giữa
hệ thống máy tính và thiết bị lƣu trữ. Nhƣ vậy, mạng lƣu trữ mang đặc tính
của mạng truyền thơng nên cũng có các u cầu về tiêu chí mạng nhƣ sau:
+ Thông lượng (Throughput). Thông lƣợng là tốc độ truyền trung bình
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

14
khi mạng có tải lớn giữa các nút mạng. Mạng lƣu trữ đòi hỏi tốc độ truy suất
dữ liệu cao hơn so với truy xuất thông qua mạng LAN khi chuyển tải dữ liệu
giữa máy chủ và thiết bị lƣu trữ.
+ Khoảng cách kết nối. Sử dụng các công nghệ cáp nối để có thể kết nối
giữa các điểm với khoảng cách xa.

+ Tính tin cậy (Reliability). Tính tin cậy là cách thức giải quyết vấn đề
toàn vẹn dữ liệu, đảm bảo rằng dữ liệu nhận đƣợc chính xác nhƣ dữ liệu gửi.
+ Độ trễ (Latency). Độ trễ là khoảng thời gian tính khi gói tin từ máy chủ
đến thiết bị lƣu trữ hoặc ngƣợc lại, thời gian là rất nhỏ (cỡ milisecond-ms).
+ An ninh (security). Vấn đề an ninh gắn liền với việc đảm bảo an toàn
dữ liệu hoặc bảo vệ tất cả các thành phần của mạng trách trƣờng hợp truy
nhập vào mạng trái phép để lấy dữ liệu.
Ngoài ra, mạng lƣu trữ là mạng riêng với hệ thống lƣu trữ tách ra khỏi
máy chủ và mạng LAN để đảm trách các tác vụ lƣu trữ chuyên biệt. Vì vậy,
mạng lƣu trữ phải có các u cầu về giải pháp lƣu trữ hay tiêu chí lưu trữ sau:
+ Khả năng lưu trữ. Thiết bị lƣu trữ cho phép lƣu trữ với dung lƣợng dữ
liệu lớn, dễ dàng mở rộng mà không ảnh hƣởng tới sự gián đoạn của hệ thống.
+ Hệ thống hoạt động ổn định. Mạng lƣu trữ cho phép tạo môi trƣờng
chuyên biệt cho các thiết bị lƣu trữ hoạt động tập trung, ổn định, giảm thiểu
sự gián đoạn của hệ thống, không ảnh hƣởng tới lƣu thơng trên ma ̣ng LAN .
+ Tính sẵn sàng. Mạng lƣu trữ phải đảm bảo hệ thống đƣợc duy trì hoạt
động ổn định, các thiết bị có khả năng dự phòng cao, dữ liệu đƣợc bảo vệ với
các biện pháp sao lƣu và phục hồi.
+ Tính năng kết nối đa hệ. Tài nguyên lƣu trữ phải đƣợc phát triển và hỗ
trợ trên nhiều nền tảng trong hạ tầng tin học, các thiết bị phải có khả năng tích
hợp và tƣơng thích với nhiều hệ thống phần cứng và hệ điều hành, đây là yêu
cầu thiết yếu để bảo vệ sự đầu tƣ.
+ Đơn giản hoá hệ thống. Các doanh nghiệp cũng đòi hỏi hạ tầng lƣu trữ
phải đƣợc dễ dàng triển khai, với chi phí quản lý tối thiểu. Sự phức tạp của
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

15
mơi trƣờng doanh nghiệp kéo theo chi phí quản lý. Đơn giản hoá hạ tầng sẽ
mang lại hiệu quả đầu tƣ (return on invesment ROI) tốt hơn.
1.4.3. Giải pháp của mạng lưu trữ
 SAN có một số giải pháp kỹ thuật đã đem lại hiệu quả cao gồm:
- Tốc độ truyền thông cao. Công nghệ Fibre Channel sử dụng cho mạng
lƣu trữ SAN cho phép trao đổi dữ liệu trong môi trƣờng lƣu trữ chuyên biệt
với tốc độ đến 10Gb/s và cao hơn nhiều so với tốc độ truy xuất dữ liệu trong
mạng LAN (mạng Gigabit Ethernet đạt đốc độ 1Gb/s).
- Kết nối mạng với khoảng cách xa. SAN cho phép tạo ra các kết nối
giữa các thiết bị trong mạng SAN với cách xa, hiệu suất truyền cao, vì vậy
thiết bị lƣu trữ có thể đặt ở xa máy chủ. Khả năng về khoảng cách phụ thuộc
loại cáp nối, cáp đồng cho khoảng cách 100m, cáp quang đa mode là 500m,
cáp quang đơn mode là 10km…
- Dung lượng lưu trữ lớn. Thiết bị lƣu trữ cho phép lƣu với dung lƣợng
dữ liệu lớn cỡ TetraByte (TB) và khả năng mở rộng. Ví dụ giải pháp của hẵng
IBM với sản phẩm DS4800 dung lƣợng vật lý 10-67TB, giải pháp của hẵng
HP với sản phẩm sản phẩm EVA8000 có dung lƣợng vật lý là 10-120TB.
 SAN có các giải pháp hệ thống cơ bản sau:
SAN thiết lập một mạng cục bộ riêng tách ra khỏi máy chủ và LAN, tạo
ra một khu vực truy cập rộng cho các máy chủ, ngƣời sử dụng và các ứng
dụng truy xuất hay trao đổi. Mạng lƣu trữ riêng biệt gồm các thiết bị lƣu trữ
và phần mềm quản lý sẽ đảm nhận các công việc lƣu trữ, khả năng quản lý tập
trung nguồn dữ liệu, quản trị hệ thống và bảo vệ dữ liệu sẽ trở nên đơn giản,
chi phí tổng thể sẽ nhỏ hơn, dễ dàng mở rộng không gian lƣu trữ, đặc biệt là
giải pháp đã làm giảm khả năng xử lý trực tiếp công việc lƣu trữ từ máy chủ
tới mức có thể, nhƣ vậy máy chủ sẽ dành nhiều hơn cho cơng việc xử lý dữ
liệu. Vì vậy, SAN thƣờng đƣợc phát triển ở những trung tâm dữ liệu lớn .
- Kiến trúc mạng lưu trữ độc lập

SAN cho phép tạo kiến trúc mạng mới với hệ thống máy chủ truy cập hệ
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

16
thống thiết bị lƣu trữ kết nối trong cùng mạng. SAN tạo kết nối trực tiếp, tốc
độ truyền dữ liệu cao giữa các máy chủ và thiết bị lƣu trữ theo 3 phƣơng thức:
+ Server-Storage (Máy chủ tới thiết bị lưu trữ) - Đây là phƣơng thức
truyền thống để giao tiếp với thiết bị lƣu trữ. SAN cho phép truy xuất
theo kiểu nối tiếp hay đồng thời từ nhiều máy chủ đến thiết bị lƣu trữ.
+ Server-Server (Máy chủ tới máy chủ) - Phƣơng thức này cung cấp
phƣơng tiện trao đổi tốc độ cao giữa các máy chủ.
+ Storage-Storage (thiết bị lưu trữ tới thiết bị lưu trữ)-Trong cấu hình
này của SAN, một disk array có thể sao lƣu trực tiếp dữ liệu đến thiết
bị sao lƣu băng từ qua SAN mà không phải thông qua máy chủ.
- Các đặc tính của kiến trúc mạng lưu trữ độc lập như sau:
 Các máy chủ đƣợc thiết lập theo cấu hình cluster cho phép hợp nhất
nhiều máy chủ thành một máy chủ cluster, khi đó các dịch vụ, ứng
dụng, và tài nguyên của bất kì máy chủ nào trong cluster cũng có thể
đƣợc truy xuất bởi các trạm làm việc nhƣ một hệ thống duy nhất.
 SAN tổ chức một mạng lƣu trữ độc lập để chuyển tải dữ liệu giữa
máy chủ với thiết bị lƣu trữ. SAN cho phép các ứng dụng thực hiện
việc di chuyển dữ liệu tốt hơn bằng cách gửi dữ liệu trực tiếp từ
nguồn tới thiết bị đích với sự can thiết tối thiểu từ xử lý của máy chủ.
 SAN có thể để trách hiện tƣơng cổ chai trong mạng truyền thống
bằng cách tạo kết nối trực tiếp giữa các thiết bị trong mạng. Đồng

thời, SAN là mạng cục bộ tách khỏi mạng LAN nên không gây tắc
nghẽn hoặc ảnh hƣởng tới lƣu thông trong mạng LAN.
 Tập trung hố khơng gian lƣu trữ bằng cách sử dụng kết nối nhƣ
mạng LAN, WAN với các thiết bị nhƣ router, hub, switch, gateway.
- Mơ hình trung tâm dữ liệu.
Giải pháp lƣu trữ trong SAN thiết lập theo mơ hình trung tâm dữ liệu với
mạng cục bộ độc lập với mạng ngƣời dùng (LAN), do đó SAN tạo ra môi
trƣờng chuyên biệt cho phép tập trung dữ liệu lƣu trữ toàn mạng, chia sẻ dƣ̃
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

17
liê ̣u luôn ở mức đô ̣ sẵn sàng cao, lƣu trữ lâu dài thông tin cho doanh nghiệp.
 Lưu trữ tập trung. Dƣ̃ liê ̣u đƣợc lƣu trƣ̃ thố ng nhất và

tập trung với

dung lƣợng lớn và dễ dàng mở rộng khơng gian lƣu trữ khi có nhu
cầu, giúp nhà quản trị dễ dàng quản lý và kiểm soát luồng dữ liệu trao
đổi thông tin quan SAN, tập trung khôi phục dƣ̃ liê ̣u nế u có sƣ̣ cố .
 Chia sẻ dữ liệu. SAN cho phép dữ liệu chia sẻ chung cho tất cả các
máy khách trên toàn mạng LAN thông qua máy chủ, giảm thiểu các
phiên bản dữ liệu khác nhau đƣợc tạo ra trên toàn hệ thống. Ngồi ra,
việc chia sẻ dữ liệu cịn giúp thuận lợi cho việc triển khai các ứng
dụng chạy tập trung trong tồn bộ tổ chức.
 Sao lưu dự phịng khơng phải qua máy chủ. Mơ hình sao lƣu này cho

phép sao lƣu trực tiếp từ thiết bị lƣu trữ (tủ đĩa) sang thiết bị sao lƣu
(tape), không cần thông qua máy chủ do đó giảm thiểu xử lý trực tiếp
từ máy chủ. Quá trình sao lƣu và phục hồi dữ liệu nhanh chóng thơng
qua SAN với tốc độ cao hơn so với mạng LAN nên có khả năng sao
lƣu dƣ̃ liê ̣u với dung lƣơ ̣ng lớn , khôi phục dƣ̃ liê ̣u nhanh mà không
làm ảnh hƣởng đến lƣu thông trên ma ̣ng LAN .
 Giảm thiểu vấn đề tổ chức quản lý thiết bị lưu trữ và chí phí đầu tư.
Thơng thƣờng, các thiết bị lƣu trữ và sao lƣu dự phòng đƣợc gắn trực
tiếp vào các máy chủ, cách thức này vừa có chi phí cao, vừa mất
nhiều thời gian cho việc quản trị các tác vụ lƣu trữ và sao lƣu. Giải
pháp chia sẻ thư viện lưu trữ bằng cách trang bị một thiết bị lƣu trữ
và thiết bị sao lƣu dự phòng tập trung, khi đó tất cả các máy chủ hoặc
máy trạm có thể đƣợc sao lƣu một cách tập trung đến thƣ viện lƣu trữ
qua kết nối SAN với các khoảng cách lớn.
- Hạ tầng lưu trữ đáp ứng các thách thức công nghệ đặt ra hiện nay:
Hạ tầng lƣu trữ là nền móng cho thơng tin. Nếu chỉ đơn giản là tăng
cƣờng dung lƣợng lƣu trữ với tốc độ nhanh hơn là chƣa đủ. Hạ tầng cơ sở cần
cung cấp tính sẵn sàng cao, tính mềm dẻo, tính khả mở, quản trị dễ dàng…
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z


37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.C.33.44.55.54.78.655.43.22.2.4.55.2237.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.66

18
 Tính sẵn sàng cao. Duy trì tính ổn định hay tính sẵn sàng của hệ

thống thơng qua khả năng quản lý và dự phịng linh hoạt. Ví du,
thiết bị kết nối mạng đƣợc thiết kế dự phòng, định tuyến việc truyền

tải kết hợp với giải pháp phần mềm hỗ trợ truyền thông đa đƣờng.
Hệ thống liên máy chủ (cluster) có thể chia sẻ q trình xử lý.
 Khả năng hiệu chỉnh mềm dẻo. Các máy chủ có thể đƣợc thêm bớt

vào mạng trong khi dữ liệu vẫn nằm ở trên SAN . Thiết bị lƣu trữ có
thể hiệu chỉnh trực tiếp, giảm thiểu sự gián đoạn hay ngƣng hệ
thống khi nâng cấp dung lƣợng. Thiết bị lƣu trữ có khả năng mở
rộng hoặc thay thế nóng ổ cứng mà không làm gián đoạn hệ thống.
 Khả năng mở rộng theo module: SAN cho phép thay đổi cấu trúc hạ
tầng theo nhu cầu phát triển của doanh nghiệp. Hệ thống dẽ dàng
mở rộng hay nâng cấp hệ thống bằng cách bổ sung các module mà
khơng phải trang bị lại tồn bộ thiết bị.
 Hệ thống mở. SAN xây dựng hệ thống dựa trên cơ sở các chuẩn mở ;
hỗ trơ ̣ nhiề u giao thức , chuẩ n lƣu trƣ̃ khác nhau iSCSI

, FCIP,

DWDM. SAN hỗ trợ nhiều hệ điều hành và máy chủ khác nhau để
đáp ứng các yêu cầu trong quá trình hoạt động.
 An ninh mạng: Hệ thống đạt mức đơ ̣ an tồn cao do thực hiê ̣n quản
lý thiết bị tập trung cũng

nhƣ áp dụng thống nhất các biện pháp

kiểm sốt hệ thống. Ngồi ra, việc sử dụng cáp nối là cáp quang sẽ
gặp khó khăn trong việc ghép nối tuy nhiên đây là điểm thuận lợi về
an ninh trên phƣơng diện kết nối vật lý (đấu trộm); với mạng chuyển
mạch đảm bảo an ninh hơn mạng chia sẻ bởi nó tạo ra các kết nối
đơn giữa các điểm nên dễ kiểm sốt hơn.
 Phịng ngừa thảm họa. Các thiết bị SAN có thể ánh xạ một bản sao

sang một dạng lƣu trữ khác (băng từ, đĩa quang) và một vị trí địa lý
khác (trung tâm sao lƣu đặt ở xa).
- Giải pháp phần mềm: SAN tăng cƣờng hiê ̣u quả hoạt đô ̣ng của hê ̣
37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.55.77.77.99.44.45.67.22.55.77.C.37.99.44.45.67.22.99

z