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SAN存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)階知識(shí)（一）
時(shí)間：2013-01-18 09:13 來源：飛客數(shù)據(jù)恢復(fù) 作者：飛客數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師
SAN是千兆位速率的網(wǎng)絡(luò)，它依托光纖通道(Fibre Channel)為服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的連接提供更高的吞吐能力、支持更遠(yuǎn)的距離和更可靠的連通。SAN可以是交換式網(wǎng)絡(luò)，也可以是共享式網(wǎng)絡(luò)。
以目前的技術(shù)，其中任何一種網(wǎng)絡(luò)都能夠提供更好的伸縮性、故障恢復(fù)和診斷信息;此外，以其中任何一種網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)建設(shè)SAN都不需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)施進(jìn)行全面升級(jí)。由于降低了管理成本，SAN的基本設(shè)
施的最初成本也就變得并不昂貴。 SAN的組成通常包括服務(wù)器(主機(jī))、存儲(chǔ)設(shè)備(磁帶或者磁盤陣列)以及橋接器和多路復(fù)用器，并且所有這些設(shè)備都連接在光纖通道的交換機(jī)上。
在LAN和WAN環(huán)境中，交換機(jī)為連接著的所有設(shè)備提供主干，其中的一個(gè)或多個(gè)交換機(jī)稱為光纖通道交換矩陣(Switching Fabric)。SAN的交換矩陣允許數(shù)以千計(jì)的結(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。SAN還可以組成FC-AL
環(huán)網(wǎng)(Fibre Channel Arbitrated Loop)，這是一種共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)。
FC-AL環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)在每個(gè)環(huán)上允許多達(dá)126個(gè)設(shè)備，可以直接連接到光纖通道的交換機(jī)上，也可以連接到和交換機(jī)相連的集線器上。此外，光纖通道還有助于分擔(dān)服務(wù)器的負(fù)載，以前服務(wù)器一直要承擔(dān)
向存儲(chǔ)設(shè)備和LAN傳輸數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān);而現(xiàn)在，服務(wù)器可以將傳輸數(shù)據(jù)的工作交給SAN。
SAN的設(shè)計(jì)
要進(jìn)行SAN網(wǎng)絡(luò)的安裝，任務(wù)是相當(dāng)簡單的。光纖通道SAN可以設(shè)計(jì)成共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，也可以設(shè)計(jì)成交換式訪問的網(wǎng)絡(luò)。在共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)中，所有設(shè)備共享同一個(gè)千兆位的環(huán)，這種結(jié)構(gòu)的問題在
于隨著設(shè)備的增加，網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力會(huì)下降。盡管對(duì)于小型應(yīng)用環(huán)境來說這也許是可以接受的，但基于光纖通道交換機(jī)的主干將大大增加SAN的總帶寬。
建立交換矩陣SAN可以使用一個(gè)或多個(gè)光纖通道交換機(jī)，然而只有當(dāng)所有存儲(chǔ)設(shè)備的網(wǎng)卡象操作系統(tǒng)和應(yīng)用一樣能夠連接到這一交換矩陣上，才有可能訪問由這一交換矩陣所提供的服務(wù)。這是因?yàn)槭?/div>
先網(wǎng)卡要通過登錄到這一交換矩陣來成為網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)成員，這一過程稱作Fabric Login。因而顯而易見，在組建SAN時(shí)選用支持Fabric Login的網(wǎng)卡是非常重要的。
對(duì)于連接到SAN中的設(shè)備，另外一個(gè)關(guān)鍵的問題是發(fā)現(xiàn)整個(gè)交換矩陣中的所有設(shè)備的能力。光纖通道定義了一種發(fā)現(xiàn)機(jī)制SNS(Simple Name Service)，它能夠知道連接在這一體系結(jié)構(gòu)上的設(shè)備的地址
、類型以及特征。SNS信息駐留在光纖通道交換機(jī)中，而網(wǎng)卡和存儲(chǔ)控制器則從交換機(jī)中查詢SNS數(shù)據(jù)，因而網(wǎng)絡(luò)管理員同時(shí)還應(yīng)該尋求支持SNS的光纖通道網(wǎng)卡和存儲(chǔ)控制器。
對(duì)于錯(cuò)誤恢復(fù)和故障隔離，光纖通道有著一個(gè)稱為RSCN(Registered State Change Notification)的可選功能，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行配置更改。假如RAID(Redundant Array of Independent Disks)或者
是JBOD(Just a Bunch of Disks，沒有RAID控制器的磁盤集)、磁帶設(shè)備和主機(jī)是直接連接到一個(gè)交換陣列矩陣上，而不是同處于一個(gè)共享訪問的連接環(huán)上，則RSCN所起的作用會(huì)更大。因?yàn)楣收辖Y(jié)點(diǎn)不會(huì)
影響到其他任何連接到這一交換矩陣體系上的設(shè)備。同時(shí)由于有問題的設(shè)備或是連接能夠被隔離，因而交換式網(wǎng)絡(luò)的故障恢復(fù)速度也要比共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)要快得多。
此外，光纖通道本身還具有多點(diǎn)傳送的功能特性。別名服務(wù)器是一個(gè)可選的交換矩陣的服務(wù)，它的角色相當(dāng)于一個(gè)光纖通道多點(diǎn)傳送場(chǎng)所，進(jìn)行多點(diǎn)發(fā)送組的創(chuàng)建和刪除。但是光纖通道的多點(diǎn)傳送
和IP多點(diǎn)傳送并不相同，在IP多點(diǎn)傳送中，是由主機(jī)來建立多點(diǎn)傳送組，而且這一團(tuán)組也僅僅工作在網(wǎng)絡(luò)層;然而交換矩陣本身能夠幫助進(jìn)行多點(diǎn)傳送，這種團(tuán)組關(guān)系基于光纖通道的物理地址，對(duì)上層的
協(xié)議是完全透明的。
由于光纖通道能夠結(jié)合許多不同的協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)管理員可以通過建立SAN來滿足最大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)需求。例如，通過使用SNA到光纖通道的網(wǎng)關(guān)和光纖通道到SSA(Serial Storage
Architecture)的橋接設(shè)備，完全可以將Escon(Enterprise Systems Connection)設(shè)備和SSA設(shè)備集成到SAN中。未來的大型主機(jī)和SSA設(shè)備將支持到光纖通道的直接連接。通過使用分布式鎖管理軟件或者
一些分區(qū)機(jī)制，這些數(shù)據(jù)中心的SAN甚至可以允許存儲(chǔ)設(shè)備為企業(yè)環(huán)境中的所有服務(wù)器共享，而不管他們所運(yùn)行的操作系統(tǒng)是Unix操作系統(tǒng)還是NT。
SAN的管理
為了做好管理工作，網(wǎng)絡(luò)人員應(yīng)該能夠使用LAN和WAN環(huán)境中的所有工具和系統(tǒng)。這就意味著他們必須尋找能夠通過SNMP協(xié)議管理或者運(yùn)用HTTP傳輸協(xié)議通過Web界面進(jìn)行管理的SAN設(shè)備。
同時(shí)設(shè)備還應(yīng)該支持telnet登錄協(xié)議;SCSI設(shè)備上另一個(gè)可供選擇的特性是SES(SCSI Enclosure Services)。所有這些設(shè)備都應(yīng)該提供有關(guān)設(shè)備狀態(tài)、性能級(jí)別、配置和拓?fù)渥兓约皻v史數(shù)據(jù)等方面
的詳細(xì)信息，主要的狀態(tài)和性能信息包括吞吐量和響應(yīng)時(shí)間，將來還要求提供一些傳輸確認(rèn)和優(yōu)化工具。
在FC-AL網(wǎng)絡(luò)中，由集線器來提供環(huán)網(wǎng)上所有設(shè)備的管理信息。但是它不能提供連接在環(huán)以外的設(shè)備的信息。當(dāng)然，當(dāng)這個(gè)環(huán)連接到交換矩陣上以后，就能夠?qū)θ魏卧O(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和診斷了。在確
定使用何種方式將環(huán)連接到交換機(jī)上以后，網(wǎng)絡(luò)管理員們應(yīng)該盡量尋求性能良好的設(shè)備，以使它們能夠充分利用獨(dú)占環(huán)的時(shí)間來傳輸數(shù)據(jù)。
SAN的選擇
現(xiàn)在，一些企業(yè)用戶已經(jīng)安裝了交換式或者共享介質(zhì)的SAN網(wǎng)絡(luò)，但他們需要將兩種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合并，所以應(yīng)該一開始就考慮好SAN的哪些部分需要采用交換式網(wǎng)絡(luò)、哪些部分又需要采用共享式網(wǎng)絡(luò)。
對(duì)小型網(wǎng)絡(luò)而言(只有一兩臺(tái)服務(wù)器和一兩個(gè)RAID或是JBOD磁盤陣列)，存在著3種選擇:僅僅采用SCSI應(yīng)用模式;轉(zhuǎn)移到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光纖通道網(wǎng)絡(luò)(一塊網(wǎng)卡連接一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備使服務(wù)器到所有存儲(chǔ)設(shè)備都
存在連接);通過環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用一個(gè)共享訪問(基于集線器)的SAN。主要的考慮因素是成本和平滑升級(jí)的能力。
對(duì)于具有多個(gè)服務(wù)器和數(shù)據(jù)量超過500GB的智能陣列的網(wǎng)絡(luò)，則最好采用基于交換方式的SAN。對(duì)于具有3臺(tái)服務(wù)器、多個(gè)RAID陣列和一個(gè)磁帶系統(tǒng)的中等規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，可以將RAID陣列和服務(wù)器進(jìn)行交換
式的連接，服務(wù)器和多個(gè)JBOD設(shè)備之間采用環(huán)型連接，而磁帶系統(tǒng)則采用橋接方式連接(見圖)。但同時(shí)要記住，由于這一SAN是基于交換機(jī)而組建的，因而它可以進(jìn)行故障隔離，能夠提供其他交換矩陣的
服務(wù)。