Việc quản lý, lưu trữ và bảo mật dữ liệu là một yếu tố then chốt đối với bất kỳ doanh nghiệp nào. Một trong những giải pháp tối ưu cho việc lưu trữ đám mây là sử dụng SAN (Storage Area Network). Vậy SAN là gì? Cùng tôi tìm hiểu chi tiết về hệ thống mạng lưu trữ dữ liệu này trong bài viết sau.
SAN là gì?
SAN là viết tắt của Storage Area Network là mạng lưu trữ chuyên dụng, tách biệt hoàn toàn với LAN hay WAN, hoạt động độc lập với máy chủ và cung cấp khả năng truy cập dữ liệu nhanh chóng, hiệu quả. Đây là một giải pháp lưu trữ tập trung, hỗ trợ kết nối giữa các thiết bị lưu trữ và máy chủ, thông qua các công nghệ mạng đặc biệt như Fibre Channel hoặc iSCSI. Các máy chủ có thể truy cập vào các ổ đĩa cứng, bộ nhớ đệm và các hệ thống lưu trữ khác trên mạng, đồng thời chia sẻ các tài nguyên lưu trữ này cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Những thành phần không thể thiếu trong SAN
Các thành phần chính của một hệ thống SAN bao gồm:
- Thiết bị lưu trữ: Gồm các ổ đĩa cứng, bộ nhớ đệm và các thiết bị khác có khả năng truy xuất dữ liệu nhanh, hỗ trợ các chức năng như RAID, local Replica,…được kết nối với mạng SAN qua các thiết bị đầu cuối.
- Phần mềm quản lý và phân phối dữ liệu: Đóng vai trò quản lý và phân phối dữ liệu đến các máy chủ trong mạng SAN.
- Thiết bị chuyển mạch SAN: Các switch SAN sử dụng các công nghệ kết nối mạng chuyên dụng như Fibre Channel (FC), iSCSI, hoặc FCoE để kết nối các thiết bị lưu trữ với máy chủ.
Bằng cách kết hợp các thành phần này, SAN cung cấp một nền tảng lưu trữ đáng tin cậy, có khả năng mở rộng và dễ quản lý cho các tổ chức và doanh nghiệp. Mỗi thành phần đều vô cùng quan trọng, đóng vai trò chủ chốt trong toàn bộ hệ thống.
Tính năng vượt trội của hệ thống lưu trữ SAN Storage System
Điều giúp SAN trở thành hệ thống được sử dụng trong nhiều doanh nghiệp hiện nay chính là nhờ các tính năng vượt trội. Các tính năng đó bao gồm:
- Hỗ trợ đa dạng các giao thức kết nối tốc độ cao như FC, iSCSI, FCoE, và FC-NVMe.
- Cho phép truy cập kho lưu trữ với tốc độ cao và độ trễ thấp nhất.
- Bổ sung hoặc giảm bớt bộ lưu trữ một cách linh hoạt và nhanh chóng.
- Bảo mật dữ liệu bằng các biện pháp như mã hóa, sao lưu, phục hồi và sao chép.
- Ngăn chặn sự truy cập trái phép từ người dùng hoặc máy chủ khác.
- Cung cấp chức năng xác thực, phân quyền và kiểm soát quyền truy cập theo khu vực.
- Cho phép quản lý lưu trữ dữ liệu tập trung, dễ dàng kiểm soát thông tin.
- Tách biệt hệ thống lưu trữ và máy chủ, tăng cường tính bảo mật.
- Khả năng ứng dụng rộng, cho phép cấu hình các hệ thống mạng phức tạp và chuyên biệt để quản lý lưu trữ hiệu quả và áp dụng kỹ thuật clustering cho server và storage.
- Hỗ trợ nhiều máy chủ truy cập và chia sẻ đồng thời một hoặc nhiều thiết bị lưu trữ.
- Dễ dàng bảo trì và nâng cấp hệ thống với tính năng sao lưu nội bộ, tiết kiệm băng thông mạng LAN nhờ tính năng sao lưu không qua LAN.
Ngoài ra, bạn có thể tham khảo về bảo mật mạng qua các bài viết sau:
Nhược điểm của SAN
Mặc dù SAN có nhiều lợi ích, nhưng hệ thống này cũng tồn tại một số nhược điểm như sau:
- Chi phí rất cao: Việc triển khai và vận hành một hệ thống SAN cần đầu tư một khoản tiền lớn cho các thiết bị cao cấp như công tắc, cáp quang và thiết bị lưu trữ. Ngoài ra, doanh nghiệp cũng cần chuẩn bị chi phí bảo trì và quản lý liên tục.
- Sự phức tạp: SAN không dễ dàng để triển khai, quản lý và bảo trì. Bạn cần có kiến thức chuyên sâu về các giao thức, công nghệ và thiết bị liên quan đến SAN. Việc đào tạo hoặc thuê nhân viên chuyên môn về lưu trữ là điều cần thiết.
- Rủi ro về quyền riêng tư: Do tất cả các máy chủ đều chia sẻ cùng một tập hợp thiết bị lưu trữ, có nguy cơ rò rỉ dữ liệu nhạy cảm, nên doanh nghiệp cần áp dụng các biện pháp bảo mật để ngăn chặn việc truy cập trái phép vào dữ liệu.
- Không hiệu quả cho các đơn vị nhỏ: Nếu chỉ có một vài máy chủ cần truy cập vào lưu trữ, việc sử dụng SAN có thể không mang lại nhiều lợi ích. Các giải pháp lưu trữ khác như DAS hay NAS có thể giúp tiết kiệm chi phí và đơn giản hóa quy trình quản lý.
Những loại giao thức SAN phổ biến
Có nhiều giao thức được sử dụng để kết nối máy chủ và thiết bị lưu trữ trong nền tảng SAN, nhưng 3 giao thức phổ biến nhất là:
Fibre Channel (FC)
Fibre Channel là một giao thức kết nối truyền thống trong mạng SAN, sử dụng cáp quang để truyền dữ liệu giữa các thiết bị lưu trữ và máy chủ. Giao thức này nổi bật với quá trình truyền dữ liệu với tốc độ cao và ổn định.
Các thành phần chính của Fibre Channel bao gồm:
- Host Bus Adapter (HBA): Card mạng đặc biệt được cài đặt trên máy chủ, có nhiệm vụ kết nối với các thiết bị lưu trữ trong SAN.
- Switch: Kết nối trung gian giữa các HBA và các thiết bị lưu trữ, cho phép truyền dữ liệu với nhau.
- Storage Array: Thiết bị lưu trữ chứa các ổ đĩa cứng hay ổ đĩa flash, được kết nối với hệ thống mạng SAN thông qua switch và HBA.
Trong mạng SAN sử dụng giao thức Fibre Channel, các HBA trên máy chủ được nối với switch bằng cáp quang. Các thiết bị lưu trữ khác cũng được kết nối với switch bằng cáp quang. Khi có yêu cầu truy xuất dữ liệu, các HBA gửi yêu cầu đến switch, từ đó switch sẽ điều phối truy cập tới các thiết bị lưu trữ phù hợp.
Công nghệ kết nối iSCSI
iSCSI viết tắt cho Internet Small Computer Systems Interface là một giao thức tầng vận chuyển hoạt động trên nền tảng TCP/IP, cho phép các thiết bị lưu trữ truyền dữ liệu qua mạng IP.
Các thành phần chính của iSCSI bao gồm:
- iSCSI Initiator: Phần mềm hoặc card mạng cho phép máy chủ truy cập và kết nối với các thiết bị lưu trữ thông qua iSCSI.
- iSCSI Target: Thiết bị lưu trữ hỗ trợ giao thức iSCSI, được kết nối với mạng LAN thông qua một adapter đặc biệt.
Trong mạng SAN sử dụng iSCSI, các máy chủ kết nối với iSCSI target qua mạng LAN. Các iSCSI initiator trên máy chủ sử dụng giao thức TCP/IP để truyền dữ liệu đến các iSCSI target. Đồng thời, các iSCSI target cũng được kết nối với mạng LAN thông qua adapter chuyên dụng và sử dụng giao thức iSCSI để truyền dữ liệu đến các máy chủ.
Công nghệ FCoE
Đây là giao thức kết nối đặc biệt, cho phép truyền dữ liệu Fibre Channel qua mạng Ethernet, giúp giảm chi phí và tăng tính linh hoạt trong mạng lưu trữ SAN.
Các thành phần chính của công nghệ FCoE bao gồm:
- Converged Network Adapter (CNA): Card mạng đặc biệt được cài đặt trên máy chủ, cho phép máy chủ kết nối với mạng Ethernet và truy cập các thiết bị lưu trữ Fibre Channel.
- Fibre Channel Forwarder (FCF): Thiết bị trung gian giữa các CNA và các thiết bị lưu trữ, cho phép truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng FCoE.
Trong giao thức này, các CNA trên máy chủ được liên kết với switch Ethernet bằng cáp mạng Ethernet. Từ switch Ethernet, các thiết bị lưu trữ Fibre Channel cũng kết nối với switch bằng cáp mạng Ethernet. Khi có yêu cầu truy xuất dữ liệu, các CNA sẽ gửi yêu cầu đến FCF, và FCF sẽ chỉ định các thiết bị lưu trữ phù hợp để truy xuất dữ liệu.
Một vài trường hợp nên dùng SAN Storage
Các tổ chức, doanh nghiệp hiện nay đã sử dụng hệ thống lưu trữ dữ liệu SAN vào cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin như:
- Hệ thống quản trị dữ liệu Oracle: Các doanh nghiệp sử dụng hệ thống quản trị dữ liệu Oracle để lưu trữ dữ liệu một cách hiệu quả.
- SQL Server của Microsoft: Các hệ thống SQL Server của Microsoft cũng được triển khai trên nền tảng SAN.
- Hệ thống máy ảo: Các nền tảng máy ảo như Microsoft Hyper-V, VMware, KVM thường được triển khai ở quy mô lớn, đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao.
- Hệ thống máy tính để bàn ảo (VDI): Với môi trường có quy mô lớn lên tới hàng ngàn máy, SAN giúp doanh nghiệp dễ dàng quản lý và truy cập dữ liệu trên tất cả các thiết bị client.
- Các hệ thống SAP, ERP, CRM: Hệ thống SAN được áp dụng để hỗ trợ doanh nghiệp trong việc lập kế hoạch quản lý tài nguyên và xử lý khối lượng dữ liệu lớn.
- Xử lý giao dịch ngân hàng, tài chính và thương mại điện tử: Việc sử dụng SAN giúp nâng cao tốc độ xử lý giao dịch với độ trễ thấp, cải thiện hiệu suất hoạt động.
Những doanh nghiệp đang sử dụng SAN
Nền tảng Storage Area Network đang được áp dụng bởi nhiều doanh nghiệp lớn và các cơ quan chính phủ. Điển hình như:
- Amazon Web Services (AWS): AWS là nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây hàng đầu thế giới, bao gồm máy chủ ảo, lưu trữ đám mây, cơ sở dữ liệu và trí tuệ nhân tạo. AWS sử dụng SAN để lưu trữ và quản lý dữ liệu của hàng triệu khách hàng trên toàn cầu.
- Facebook: Một trong những mạng xã hội lớn nhất thế giới, sử dụng SAN để lưu trữ và xử lý lượng dữ liệu khổng lồ từ người dùng, bao gồm hình ảnh, video, tin nhắn và bài đăng.
- Netflix: Một trong những dịch vụ phát trực tuyến video lớn nhất thế giới, dùng SAN để lưu trữ và phân phối nội dung video cho người dùng trên nhiều thiết bị và khu vực.
- NASA: Cơ quan không gian quốc gia của Hoa Kỳ áp dụng SAN để lưu trữ và phân tích các dữ liệu khoa học từ các vệ tinh, tàu vũ trụ, thiết bị không người lái và các thiết bị khác.
- Walmart: Một trong những công ty bán lẻ lớn nhất thế giới – Walmart đã sử dụng SAN trong quá trình lưu trữ và quản lý dữ liệu của toàn bộ khách hàng, nhân viên, sản phẩm và giao dịch.
So sánh mô hình NAS và SAN
Bên cạnh SAN, NAS (Network Attached Storage) cũng là một kiến trúc lưu trữ dữ liệu phổ biến được sử dụng. Vậy sự khác biệt giữa SAN và NAS là gì? Dưới đây là bảng so sánh chi tiết 2 mô hình quản lý lưu trữ đám mây hiện đại:
| Tiêu chí | SAN | NAS |
|---|---|---|
| Cách kết nối | Kết nối bộ lưu trữ với máy chủ qua mạng riêng biệt. | Kết nối bộ lưu trữ với máy chủ qua mạng LAN (Local Area Network). |
| Cách truy cập | Cho phép truy cập qua giao thức block-level (như FC, iSCSI, FCoE). | Cho phép máy chủ truy cập bộ lưu trữ qua giao thức file-level (như NFS, SMB, FTP). |
| Cách quản lý | SAN quản lý bằng phần mềm hoặc phần cứng. | NAS quản lý bộ lưu trữ bằng một hệ điều hành riêng. |
| Ưu điểm | Hiệu suất cao, khả năng mở rộng lớn và an ninh tốt. | Dễ triển khai, dễ sử dụng và chi phí vận hành thấp. |
| Nhược điểm | Khó triển khai, khó sử dụng và chi phí cao. | Hiệu suất kém, khả năng mở rộng hạn chế và bảo mật thấp. |
Câu hỏi thường gặp
Vai trò của ảo hóa (virtualization) trong môi trường SAN là gì?
Ảo hóa (virtualization) đóng vai trò then chốt trong SAN, mang lại nhiều lợi ích:
– Tăng hiệu quả: Chia nhỏ thiết bị lưu trữ thành các LUN ảo, tối ưu dung lượng, giảm lãng phí.
– Cải thiện linh hoạt: Dễ dàng di chuyển máy ảo và dữ liệu, đơn giản hóa quản lý, bảo trì.
– Nâng cao sẵn sàng: Sao lưu và khôi phục dữ liệu nhanh chóng, giảm thiểu gián đoạn, tăng tính sẵn sàng.
– Giảm chi phí: Tối ưu tài nguyên, giảm nhu cầu phần cứng, tiết kiệm chi phí vận hành.
Tác động của việc chậm trễ cập nhật firmware SAN là gì?
Một số tác động của việc chậm trễ cập nhật firmware SAN có thể kể đến:
– Nguy cơ bảo mật cao do lỗ hổng chưa được vá.
– Hiệu suất SAN thấp, ảnh hưởng tốc độ truy cập dữ liệu và ứng dụng.
– Mất dữ liệu do lỗi firmware.
– Tăng chi phí khắc phục sự cố.
– Khó khăn trong việc hỗ trợ từ nhà cung cấp.
Do đó, bạn nên cập nhật firmware thường xuyên để đảm bảo an toàn, hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
Lời kết
Trên đây là những thông tin về SAN – Hệ thống được đánh giá là trung tâm dữ liệu hiệu quả, có độ tin cậy cao hơn so với các hệ thống truyền thống dựa trên quyền truy cập cấp khối (Block). Hy vọng bài viết đã giúp bạn hiểu rõ SAN là gì và các tính năng nổi bật. Đừng quên theo dõi blog Vietnix để sưu tầm thêm nhiều kiến thức hữu ích về lĩnh vực công nghệ!
