Storage Area Networks — Parte 1
E aí pessoal, tudo bem?
Me chamo Michel Perez, trabalho na área de redes há mais de 11 anos, sou CCIE DC e estou aqui junto com as feras do TechRebels para compartilhar um pouco do meu conhecimento com vocês. Espero que vocês curtam as tecnologias de Data Center!!! :)
Nessa primeira série de artigos vamos explorar Storage Area Networks ou SANs. Então como diz nosso amigo Rafael Bianco, pega seu café ou sua coca geladinha e chega mais.
Sintam-se a vontade para comentar e me contatar no LinkedIn. Se curtiu o que leu, dê seu “clap” aí do lado esquerdo do artigo e compartilhe nos seus grupos. Não se esqueça de seguir a mim e a TechRebels clicando follow lá em cima :)
Se você tem um computador, com certeza já ouviu falar em espaço em disco. Como aumentar espaço em disco? Você simplesmente adiciona um disco ou faz upgrade do mesmo, certo? Se quiser, pode até assinar um serviço de dados na nuvem como o Google Drive, OneDrive ou Dropbox. Hoje em dia é muito comum ver as pessoas comprando computadores com discos SSD por serem mais rapidos, mas também o custo continua sendo um fator pouco impeditivo ao meu ver, ou seja estes discos SSD são mais caros. Quando falamos de armazenamento em rede (tecnologia geralmente utilizada por empresas), temos 3 tipos de configuração DAS, NAS e SAN. E aí a brincadeira começa a ficar mais interessante.
Vou deixar aqui um link que vai te dar uma base, abordando as 3 configurações, DAS,NAS e SAN: https://infob.com.br/das_nas_san/
Antes de mais nada, você sabe o que é uma rede SAN? Ok, o acronimo ou a sigla SAN, quer dizer Storage Area Network. A SAN em si, nada mais é do que uma rede voltada à comunicação para armazenamento de dados. Funciona basicamente entre Hosts (Servidores) e Arrays de dados (Storage).
Ah Michel, então posso usar um switch ethernet para montar essa brincadeira? Vamos com calma meu jovem, tecnicamente muita coisa é possível, mas deixa eu terminar de te explicar alguns conceitos e depois você decide o que melhor fazer, certo?
Primeiro eu preciso te explicar o básico, você sabe como as coisas funcionam por trás das cortinas ou em baixo nível? Como o tráfego vai do ponto A ao ponto B? Bem basicamente todo host no mundo SAN tem um endereço que o identifica unicamente, esse endereço é chamado de WWN, a sigla WWN vem de World Wide Name, WWN são endereços de 8 byte feitos com 16 caracteres no formato hexadecimal, seu formato é 00:00:00:00:00:00:00:00. O conceito é bem similar ao endereço MAC (esse você conhece, né?), sim eles são atribuídos aos fabricante pelo IEEE e são identificadores únicos.
Tá legal, agora que eu sei o que é um WNN, como eu uso ele? Bem, você não vai usá-lo o host, storage e o switch SAN é que irão. Basicamente e diferentemente de um switch ethernet, o simples ato de você ligar os devices e achar que tudo vai funcionar, está um pouco equivocado, pois não vai. Claro que mesmo no mundo ethernet o funcionamento depende de alguns fatores, porém é mais simplificado.
A rede SAN tem por principio basico manter a integridade e confiabilidade dos dados, o cabeçalho de comunicação de protocolo Fiber Channel, é um pouco diferente do Ethernet, diria que pela importância dos dados que ali trafegam ele tem que ser mais robusto mesmo, principalmente na quesito checagem. Vou mostrar ambos e com isso de cara você ja pode ver que o Fiber-Channel tem um série de verificações extras:
Como voce pode ver logo acima, gostaria de destacar dois campos dentro do header do protocolo Fiber-Channel. São eles Cyclic Redundancy Check (campo utilizado para verificar a integridade do frame), SEQ_CNT (identifica a ordem de transmissão dos frames dentro de uma sequência) entre outros.
Gostaria de explicar que o protocolo Fiber-Channel não está aqui para substituir o SCSI, o protocolo SCSI roda no topo do Fiber-Channel. O Fiber-Channel é utilizado para enviar comando SCSI sobre a rede Fiber-Channel. O Fiber-Channel é um protocolo que nao tolera perda ao contrário do TCP e do UDP. As unidades de dados (eu sei nao ficou bonito de ler) dentro de uma comunicação fiber-channel são chamadas de frames, e uma comunicação FC ocorre na camada 2 do modelo de camada OSI.
Você lembra que lá no começo eu falei de endereço WWN, pois é, assim como no mundo ethernet onde temos as famosas placas de rede, no mundo FC (Fiber-Channel), as famosas placas de rede, são chamadas de HBA (Host bus adapter) e elas recebem um endereço WWN, dentro de uma HBA pode haver 1 ou mais interfaces, e daí cada interface tem seu proprio WWPN (World Wide Port Name), vale lembrar que WWPN é utilizado em servidores e storages. Ressalto aqui que as velocidades das portas em Switches SAN não seguem o mesmo padrão dos switches ethernet, no mundo SAN as portas tem velocidades de 1/2/4/8/16Gb dependo o hardware que você está utilizando para fazer o deploy, detalhe que além de você necessitar de GBIC/SFP a porta precisa estar devidamente licenciada para tal.
Agora que eu já expliquei o básico, vamos entrar mais nos detalhes, quando falamos em rede SAN, discos são transformados em LUNs (Logical Unit Number), uma LUN nada mais é do que uma fatia e/ou espaço alocado em tamanho dentro do Storage, dessa forma o Administrador do Storage pode criar uma LUN utilizando somente disco lentos, utilizando uma mescla de discos lentos e rapidos ou somente discos rapidos, sem falar em fabricantes de Storage "All Flash". As LUNS são disponibilizadas aos hosts (servidores) via interface de configuração CLI ou GUI nos Storages, através do mecanismo de LUN Masking. Os hosts no mundo SAN são chamados de "Initiators" e os Storages são chamados de "Target".
Cada Switch em um rede SAN tem um identificador Switch_ID ou Domain_ID, isso serve para identificar o device numa rede SAN. Um dos equipamentos será elegido como Principal Switch, ele será responsável por designar novos Switch_IDs para os outros Switches. Cada switch em uma rede SAN aprende como rotear o pacote entre os outros switches e conhece os outros Switches utilizando o Switch_ID.
Quando um servidor ou storage tem sua HBA ligada, ele tem o seu WWPN, nesse momento a HBA manda um FLOGI (Fabric Login), que faz a requisição para o seu local switch que nele esta conectado. Nesse momento o switch ira associar um FCID address de 24 bits, esse FCID contem o Domain_ID e a porta onde o nó está conectado. O FCID é similar ao endereço IP utilizado em redes ethernet, serve para rotear o tráfego do servidor (initiator) até o storage (target). Os switches mantém um tabela com FCID, WWPN e a porta onde o nó esta conectado. Os switches fiber-channel compartilham a informação da tabela FLOGI via protocolo FCNS com os outros switches. Então basicamente cada switch conhece todos os WWPN e como rotear o tráfego de A até B. Depois do FLOGI o processo Fiber-Channel está completo. Então você precisa ter a configuração de Zoning feita para um host poder falar com o outro. Depois disso tudo o initiator vai enviar um PLRI, que é um process login, ao Target e se o LUN Masking estiver permitindo este acesso o Servidor conseguira ter acesso a LUN.
Geralmente em redes SAN, tanto servidores quanto storages estão conectados duplamente aos equipamentos, podemos chamar isso de FABRIC_A e FABRIC_B, além dessa estrutura que nos fará ter redundância, confiabilidade e alta disponibilidade, aqui ainda poderemos aplicar o conceito de VSAN (Similar ao conceito de VLANs no mundo ethernet).
Pessoal, por ultimo gostaria de nao deixar de fora e explciar alguns tipos de porta, quando você está configurando uma porta em um switch de rede SAN, você precisa configurar o que estará conectado nessa porta.
- N_Port (Node port) - Uma porta do tipo N é tipicamente onde uma interface HBA estará conectada a uma porta de switch tipo F ou outra porta tipo N;
- F_Port (Fabric port) - Uma porta do tipo F é uma porta do switch que está conectada à um device do tipo host/disco ou a uma porta do tipo N;
- E_Port (Expansion port) - Porta do Switch onde estará conectado outro switch do Fabric. Isso faz com que essa porta carregue informações necessárias para a configuração e gerenciamento do fabric criando o chamado Inter-Switch Link (ISL);
Além do que eu já expliquei no texto logo acima eu tenho mais a falar, vou abordar mais sobre configuração nos próximos artigos, vou focar em Cisco e falarei sobre ALIASES, VSAN, ZONING, ALUA, FCIP, FCoE. Porém, não adianta eu colocar toda a informação aqui junta de uma vez só, espero que vocês leiam e entendam, caso tenham dúvidas ou algum complemento, deixem um comentário. O intuito dos artigos da Tech Rebels é compartilhar conhecimento.
Um abraço a todos e até a próxima.
O que acharam desse artigo? Ficou algum ponto para explorarmos melhor? Fala pra gente nos comentários?
Se gostou do conteúdo, dê seu “clap” para o artigo aí do lado esquerdo e compartilhe nos seus grupos. Não se esqueça de seguir a mim e a TechRebels clicando follow aí embaixo :)
Sobre o autor:
Michel Perez é Network Engineer na Flow Traders.
Graduado em Sistemas da Informação, certificado CCIE DC e trabalha há 13 anos como Network Engineer em projetos para grandes e médias empresas.
