Macierz dyskowa podłączona przez iSCSI wymaga odpowiednio skonfigurowanej sieci, żeby zapewnić stabilny i szybki dostęp do danych.

Na czym polega ta usługa

Usługa obejmuje skonfigurowanie sieci biurowej pod pracę z macierzą dyskową iSCSI, w tym odpowiednie wydzielenie ruchu.

Dla kogo ma sens

Usługa jest przydatna dla firm korzystających lub planujących wdrożenie macierzy dyskowej podłączanej przez iSCSI.

Ile to trwa

Konfiguracja sieci mieści się z reguły w standardowym czasie do 3 dni.

Warunki

Diagnoza wstępna i wycena są bezpłatne, a usługa objęta jest gwarancją do 12 miesięcy.

Rola protokołu iSCSI w nowoczesnej infrastrukturze pamięci masowej

Protokół iSCSI (Internet Small Computer System Interface – standard przesyłania poleceń SCSI przez powszechnie stosowaną sieć Ethernet z wykorzystaniem protokołu IP) umożliwia podłączanie macierzy dyskowych do serwerów bez konieczności budowy kosztownej i skomplikowanej infrastruktury światłowodowej Fibre Channel. W tym modelu pamięć masowa jest widoczna w systemie operacyjnym jako lokalny dysk twardy, a nie zasób sieciowy. Pozwala to na realizację dostępu blokowego (ang. block-level storage – bezpośredni zapis i odczyt pojedynczych bloków danych na poziomie sektorów), co jest niezbędne dla wydajnej pracy baz danych, systemów transakcyjnych oraz klastrów wirtualizacji.

W architekturze iSCSI wyróżnia się dwie główne role. Pierwszą z nich jest inicjator (ang. Initiator – oprogramowanie wbudowane w system operacyjny lub dedykowany kontroler sprzętowy w serwerze, który wysyła żądania wejścia-wyjścia). Drugą rolę pełni cel (ang. Target – macierz dyskowa lub wyspecjalizowany serwer pamięci masowej udostępniający przestrzeń dyskową podzieloną na logiczne wolumeny LUN, czyli Logical Unit Number – jednostki logiczne pamięci masowej). Ponieważ cała komunikacja odbywa się za pośrednictwem standardowych ramek sieciowych Ethernet, niewłaściwa konfiguracja przełączników lub kart sieciowych prowadzi do opóźnień w zapisie danych, gubienia pakietów, a w skrajnych sytuacjach do nagłego odmontowania dysków przez system operacyjny.

Kluczowe elementy konfiguracji sieci pod kątem macierzy dyskowej

Optymalizacja parametrów sieciowych pod kątem transmisji blokowej iSCSI wymaga zastosowania zestawu dobrych praktyk inżynieryjnych na każdym etapie toru transmisyjnego.

Podstawowym krokiem jest bezwzględna izolacja ruchu pamięci masowej od standardowego ruchu w sieci lokalnej LAN (Local Area Network – lokalna sieć komputerowa). Ruch generowany przez komputery biurowe, drukarki czy ruch internetowy charakteryzuje się zmiennym obciążeniem i możliwością powstawania zatorów. Transmisja dyskowa iSCSI wymaga natomiast minimalnych opóźnień i zerowej tolerancji na utratę pakietów. Z tego względu ruch pamięci masowej wydziela się na poziomie dedykowanych przełączników fizycznych lub poprzez logicznie odizolowane sieci wirtualne VLAN (Virtual Local Area Network – wirtualna sieć lokalna wewnątrz zarządzalnego przełącznika).

Kolejnym kluczowym parametrem jest wdrożenie technologii powiększonych ramek transmisyjnych, czyli Jumbo Frames (ramki sieciowe o zwiększonym rozmiarze MTU, czyli Maximum Transmission Unit – maksymalna jednostka transmisji, podniesiona ze standardowych 1500 bajtów do wartości 9000 bajtów). Zastosowanie ramek o rozmiarze 9000 bajtów pozwala na przesyłanie większych porcji danych w pojedynczym pakiecie sieciowym. Zmniejsza to liczbę generowanych nagłówków TCP/IP oraz drastycznie obniża narzut na procesory serwerów i kontrolerów macierzy, które muszą przetwarzać wielokrotnie mniej przerwań sprzętowych podczas intensywnych operacji dyskowych.

Niezbędne jest także uruchomienie mechanizmu kontroli przepływu Flow Control (standard IEEE 802.3x – mechanizm sterowania przepływem danych, który pozwala urządzeniu odbierającemu na wysłanie specjalnej ramki wstrzymującej nadawanie w momencie zapełnienia wewnętrznego bufora pamięci). W przypadku nagłego wzrostu obciążenia macierzy brak aktywnego mechanizmu Flow Control powoduje przepełnienie buforów w przełącznikach sieciowych i odrzucanie pakietów, co zmusza protokół TCP do kosztownych retransmisji i obniża transfery nawet o kilkadziesiąt procent.

Warianty architektury i mechanizmy wielościeżkowości MPIO

W zależności od skali przedsiębiorstwa oraz wymagań dotyczących ciągłości działania (ang. High Availability – wysoka dostępność systemów) wdraża się różne warianty połączeń sieciowych z macierzą dyskową:

Wariant oparty o dedykowaną sieć SAN (Storage Area Network – wydzielona sieć transmisji danych pamięci masowej) wykorzystuje całkowicie niezależne przełączniki sieciowe, do których podłączone są wyłącznie porty macierzy oraz dedykowane karty sieciowe serwerów. Jest to rozwiązanie zapewniające maksymalną stabilność oraz brak jakiegokolwiek wpływu awarii w sieci biurowej na działanie pamięci masowej.

Wariant ze współdzieloną infrastrukturą przełączników wykorzystuje zaawansowane zarządzalne przełączniki sieciowe z wydzielonymi portami oraz odrębną adresacją podsieci i tagowaniem VLAN. W tym wariancie konieczne jest wdrożenie mechanizmów jakości usług QoS (Quality of Service – mechanizmy priorytetyzacji określonego rodzaju ruchu sieciowego), aby nadać pakietom iSCSI najwyższy priorytet transmisji.

Bez względu na fizyczny wariant sieci kluczowym elementem jest konfiguracja wielościeżkowości MPIO (Multi-Path I/O – mechanizm równoległej obsługi wielu niezależnych fizycznych ścieżek sieciowych pomiędzy serwerem a macierzą). MPIO realizuje dwie podstawowe funkcje:

Przełączanie awaryjne (ang. Failover) – w przypadku uszkodzenia kabla sieciowego, portu w karcie lub awarii jednego z przełączników ruch jest natychmiast, bezprzerwowo przekierowywany na drugą ścieżkę transmisyjną bez zatrzymywania pracy systemu operacyjnego.
Równoważenie obciążenia (ang. Load Balancing / Round Robin) – dane są przesyłane jednocześnie wszystkimi dostępnymi interfejsami sieciowymi, co pozwala na sumowanie przepustowości kart 1 GbE lub 10 GbE i podwojenie bądź czterokrotne zwiększenie transferu danych.

Dla zapewnienia bezpieczeństwa w sieci iSCSI wdraża się uwierzytelnianie CHAP (Challenge Handshake Authentication Protocol – protokół wzajemnego sprawdzania tożsamości za pomocą bezpiecznego hasła), co uniemożliwia podłączenie nieautoryzowanego komputera do zasobów dyskowych firmy, a także ogranicza dostęp do wolumenów na podstawie unikalnych identyfikatorów IQN (iSCSI Qualified Name – ustandaryzowana nazwa identyfikująca węzeł w architekturze iSCSI).

Typowe błędy popełniane podczas samodzielnej konfiguracji

Próby wdrożenia macierzy iSCSI w sieci firmowej bez odpowiedniego przygotowania infrastruktury często skutkują niestabilnością całego środowiska IT. Do najczęściej spotykanych problemów należą:

Mieszanie ruchu iSCSI z ogólnym ruchem sieci LAN na przełącznikach niezarządzalnych (ang. unmanaged switch – proste rozdzielacze sieciowe bez możliwości konfiguracji). Przełączniki takie nie posiadają wystarczająco dużych buforów pakietowych (ang. packet buffer) ani możliwości separacji ruchu, przez co pobieranie dużych plików przez pracowników biurowych powoduje natychmiastowe zrywanie połączenia z macierzą.

Niespójna konfiguracja parametru MTU na drodze transmisji. Jeżeli na serwerze zostanie ustawiony rozmiar ramki Jumbo Frames równy 9000 bajtów, a przełącznik sieciowy lub interfejs macierzy pozostanie skonfigurowany na standardowe 1500 bajtów, pakiety będą gubione lub dzielone na mniejsze fragmenty. Skutkuje to drastycznym spadkiem prędkości transferu lub całkowitym brakiem możliwości nawiązania sesji iSCSI.

Mylenie mechanizmu wielościeżkowości MPIO ze standardową agregacją kart sieciowych LACP (Link Aggregation Control Protocol – standard łączenia kilku portów sieciowych w jeden kanał logiczny). Standardowa agregacja LACP nie jest optymalnym rozwiązaniem dla ruchu iSCSI, ponieważ pojedyncza sesja TCP jest kierowana tylko jednym kablem fizycznym. Prawidłowa konfiguracja iSCSI wymaga odrębnych adresów IP dla każdego portu oraz uruchomienia natywnego modułu MPIO po stronie systemu operacyjnego serwera.

Pozostawienie domyślnych wartości limitów czasu odpowiedzi dysku (ang. Disk Timeout Value – limit czasu oczekiwania na odpowiedź sektora dyskowego przez system operacyjny) w rejestrze systemu Windows lub parametrach jądra Linux. Domyślne wartości czasu oczekiwania na odpowiedź sektora są często zbyt krótkie, co sprawia, że podczas krótkiego przełączenia ścieżki w klastrze system operacyjny uznaje dysk za uszkodzony i przełącza system plików w tryb tylko do odczytu (ang. read-only) lub generuje błąd zatrzymania systemu.

Kiedy problem wynika z innych elementów infrastruktury

Podczas diagnozowania trudności z dostępem do danych warto precyzyjnie odróżnić kwestie konfiguracji sieciowej od innych awarii:

Wyczerpanie limitu operacji wejścia-wyjścia IOPS (Input/Output Operations Per Second – liczba operacji odczytu i zapisu wykonywanych przez dyski w ciągu sekundy). Jeśli macierz zbudowana jest ze zbyt małej liczby tradycyjnych dysków magnetycznych HDD, a korzysta z niej wiele maszyn wirtualnych jednocześnie, wąskim gardłem staje się fizyczna wydajność talerzy dyskowych, a nie przepustowość samej sieci Ethernet.

Uszkodzenia sprzętowe nośników lub kontrolerów pamięci masowej. Awaria dysku w macierzy i trwająca w tle odbudowa grupy RAID (Redundant Array of Independent Disks – macierz niezależnych dysków zapewniająca redundancję danych) powoduje gwałtowny spadek responsywności wolumenów, co bywa mylnie diagnozowane jako problem z przełącznikami sieciowymi.

Błędny dobór protokołu do profilu działalności firmy. Jeśli pracownicy potrzebują jedynie wspólnego folderu na dokumenty biurowe, lepszym i prostszym rozwiązaniem jest udostępnianie plików za pomocą protokołu SMB (Server Message Block – standardowy protokół współdzielenia plików i drukarek w środowisku Windows) lub NFS (Network File System – sieciowy system plików stosowany w środowiskach Linux), które nie wymagają zaawansowanej konfiguracji sieci blokowej.

Zastosowanie iSCSI w środowiskach wirtualizacji i systemach bazodanowych

Prawidłowo przygotowana sieć pod iSCSI stanowi fundament dla ciągłości działania kluczowych aplikacji biznesowych w przedsiębiorstwie:

W środowiskach wirtualizacji opartych o VMware vSphere (ESXi), Microsoft Hyper-V, Proxmox VE oraz KVM macierz iSCSI dostarcza współdzieloną przestrzeń dyskową dla wszystkich węzłów klastra. Umożliwia to korzystanie z technologii migracji maszyn wirtualnych na żywo (takich jak VMware vMotion czy Hyper-V Live Migration), gdzie maszyna wirtualna jest przenoszona między serwerami fizycznymi w ułamku sekundy bez jakiejkolwiek przerwy w działaniu dla użytkowników.

W przypadku serwerów bazodanowych, takich jak Microsoft SQL Server czy PostgreSQL, podłączenie blokowe przez iSCSI gwarantuje zachowanie pełnej spójności transakcyjnej. Ma to kluczowe znaczenie przy obsłudze oprogramowania firmowego klasy ERP oraz systemów finansowo-księgowych, w tym pakietów InsERT GT oraz nexo (Subiekt, Rewizor, Rachmistrz, Gratyfikant), Comarch ERP (Optima, XL), WAPRO ERP (Mag, Fakturka, Fakir), Sage Symfonia, RAKS czy enova365. Bazy danych tych systemów wymagają bezpośredniego dostępu do bloków dyskowych z minimalnym czasem opóźnienia zapisu (ang. disk latency), co zapobiega powstawaniu blokad w tabelach i spowolnieniom podczas jednoczesnego wystawiania setek dokumentów magazynowych lub handlowych.

Często zadawane pytania

Czy do stabilnej pracy iSCSI niezbędna jest sieć o przepustowości 10 GbE, czy wystarczy 1 GbE?

Dla mniejszych środowisk biurowych z kilkoma serwerami lub maszynami wirtualnymi sieć 1 GbE (Gigabit Ethernet – standard sieciowy o przepustowości jednego gigabita na sekundę) jest wystarczająca, pod warunkiem zastosowania wielościeżkowości MPIO na co najmniej dwóch lub czterech dedykowanych kartach sieciowych. W środowiskach o dużym natężeniu operacji bazodanowych lub przy intensywnej wirtualizacji standardem stają się karty i przełączniki 10 GbE (10 Gigabit Ethernet), które eliminują ryzyko powstawania wąskich gardeł przy przesyłaniu dużych wolumenów danych.

Czym różni się konfiguracja MPIO od tradycyjnego bondingu lub LACP?

Tradycyjna agregacja LACP operuje na poziomie warstwy łącza danych (warstwa 2 modelu sieciowego) i łączy kable w jeden kanał logiczny o jednym adresie IP, przydzielając konkretny strumień danych do jednej karty na podstawie sumy kontrolnej nagłówków. Mechanizm MPIO działa w wyższej warstwie systemu operacyjnego – widzi każdą fizyczną kartę sieciową i każdy kontroler macierzy jako odrębną ścieżkę z osobnym adresem IP. Pozwala to na znacznie bardziej precyzyjne równoważenie obciążenia dla poszczególnych bloków danych oraz bezproblemowe przełączanie ścieżek w przypadku awarii sprzętowej.

Dlaczego po włączeniu Jumbo Frames serwer traci kontakt z macierzą dyskową?

Taka sytuacja występuje niemal zawsze wtedy, gdy powiększony rozmiar ramki MTU 9000 został włączony na serwerze lub macierzy, ale któryś z przełączników pośredniczących na trasie pakietu nadal pracuje ze standardowym limitem 1500 bajtów. Przełącznik odrzuca zbyt duże pakiety jako uszkodzone, co powoduje całkowitą utratę komunikacji. Zmiana MTU musi być wprowadzona jednocześnie i spójnie na wszystkich elementach toru transmisyjnego.

W jaki sposób zabezpiecza się dane na macierzy iSCSI przed dostępem niepowołanych osób z sieci biurowej?

Bezpieczeństwo danych zapewnia się poprzez trójstopniową ochronę: całkowite wydzielenie ruchu do osobnego VLAN-u lub fizycznej sieci, włączenie uwierzytelniania CHAP wymagającego podania loginu i hasła przy zestawianiu sesji oraz maskowanie jednostek logicznych LUN (ang. LUN Masking – przypisanie konkretnych wolumenów dyskowych wyłącznie do określonych identyfikatorów IQN należących do autoryzowanych serwerów).

Czy usługa konfiguracji sieci pod iSCSI jest realizowana z dojazdem do siedziby klienta?

Tak, wszelkie prace diagnostyczne, pomiary sieciowe oraz konfiguracje przełączników i macierzy wykonujemy bezpośrednio w siedzibie klienta. Dojeżdżamy na terenie całej Warszawy oraz w promieniu do 40 km obejmującym powiaty podwarszawskie (grodziski, legionowski, otwocki, piaseczyński, pruszkowski, warszawski zachodni oraz wołomiński). W przypadku zgłoszeń serwisowych większość usterek usuwamy podczas pierwszej wizyty, dbając o bezprzestojową pracę infrastruktury IT.

Prawidłowe przygotowanie infrastruktury pod stabilny dostęp blokowy

Kompleksowe skonfigurowanie infrastruktury pod kątem protokołu iSCSI gwarantuje maksymalną wydajność transferu danych, pełne bezpieczeństwo przed nieautoryzowanym dostępem oraz ciągłość operacyjną klastrów serwerowych i baz danych. Precyzyjne dostrojenie parametrów przełączników, wdrożenie redundancji MPIO, aktywacja ramek Jumbo Frames oraz prawidłowe wyznaczenie limitów czasu odpowiedzi eliminują ryzyko niespodziewanych przestojów w działalności przedsiębiorstwa. Dojeżdżamy bezpośrednio na miejsce instalacji, zapewniając fachowe wsparcie techniczne na każdym etapie wdrażania pamięci masowej w środowisku firmowym.

22 378 48 09

Konfiguracja sieci pod pracę z macierzą dyskową iSCSI