san存储交换网基础培训

SAN Fabric基础础SANEd 101: SAN Fabric 基础础内容培训目标: 本次技术交流将为各位介绍以下内容: SAN技术及主要概念 SAN解决方案的优点 了解并掌握光纤通道技术的一些基本概念 基于光纤通道的服务及其工作方式 从直连存储迁移至基于存储区域网络(SAN)系统的策略 SAN Fabric的结构议议程 第一章: SAN概念及优点简介 第二章: 光纤通道技术基础 第三章: 建立SAN Fabric SAN的基本概念 SAN的硬件概览 SAN的业务优势第一章: SAN的构成及特点介绍绍看看身边边,我需要存储储空间间 我的笔记本电脑 硬盘容量高达 20GB,现在几乎存满了照片 需要追加外接存储空间,于是我 订购 了一块80GB的USB硬盘 $ 我喜欢将照片组织 起来并分类 存放以便日后查询 我喜欢自己排的照片, 可是一旦 我丢失了自己的笔记本怎么办 ? 我需要一套省时的备份方案 以免浪费时间 !现代企业欢欢迎进进入数字世纪纪!总结 : 数据的不断增长用户希望数据在线使用开始转向外置存储系统数据在不断增长 我的笔记本电脑 硬盘容量高达 20GB,现在几乎存满了照片 需要追加外接存储空间,于是我 订购 了一块80GB的USB硬盘 $ 我喜欢将照片组织 起来并分类 存放以便日后查询 我喜欢自己排的照片, 可是一旦 我丢失了自己的笔记本怎么办 ? 我需要一套省时的备份方案 以免浪费时间 !缩短备份时间 并 保留多个备份版本让让我们们来看看系统统性能的发发展 微处理器的速度,内存,磁盘,磁带的容量以及网络交换机 的性能都以每18到24个月翻一翻的速度增长 系统吞吐能力必须与技术的不断发展相适应 (包括性能和距离两个方面)微处理器内存网络系统吞吐能力大型主机存储储吞吐系统统的发发展IBM 大型主机 (MVS, IMS)Bus-and-TagESCONFICON性能4.5MB/秒18 MB/秒100 MB/秒距离120米9-60公里20公里接口方式并行 (半双工)串行 (半双工)串行 (全双工)存储储吞吐接口的发发展IBM 大型主机 (MVS, IMS)Bus-and-TagESCONFICON开放系统 (NT, UNIX)IDE/ATASCSI光纤通道未来: iSCSI? Infiniband?通道连连接模式与网络连络连 接模式的对对比直接连接存储(通道技术)难以实现 系统优 化 计算资源 存储资 源 带宽我们需要网络连 接模式以提高存储系统利用率光纤纤通道 = 通道和网络络的完美结结合光纤通道网络通道有限的扩扩展能 力 短连连接距离 有限的管理能 力ü 高速度 ü 低延迟迟 ü 数据完整性 ü 大量数据传输传输 ü 超级错误检测级错误检测 能 力脆弱 非阻塞数据传传 输输 错误检测错误检测 能力ü 路由 ü 连连接能力 ü 远远距离 ü 管理能力光纤纤通道 = 是SAN Fabric的基础础 为为存储储系统统提供一个网络连络连 接模式客户机LAN(局域网)广域网存储储区域网Fabric“Fabric”是一个由智能光纤 通道交换机构成并具有良好 系统设计 的高智能网络, 这 一网络可以提供企业级 的性 能, 扩展能力, 可管理能力, 可靠性和可用能力服务器存储子系统SAN硬件概览览服务器端的主机接口卡电缆 光纤通道交换机GBIC存储子系统光纤纤通道主机接口卡(HBA) 为服务器或客户机内部总线(PCI和SBUS等)提供与光纤通道 网络的接口 HBA软件驱动为 操作系统提供所须存储信息 对I/O进行操作I/O同时对 正常请求进行控制 铜/光介质支持 (可能是双接口卡)连连接线线和接口部件 光纤通道并不等于只使用光纤连 接线 铜缆 和光纤连接线介质种类速度距离 (m=米)9µm单模光纤 (长距离)100 MB/秒200 MB/秒2 m 10 km50µm短模光纤 (短距离)100 MB/秒200 MB/秒2 m 500 m电信号 (铜介质)100 MB/秒0 m 24 m1Gb光纤纤使用SC接口, 2Gb使用LC接口 (SFP)千兆接口转换转换 器 (Gigabit Interface Converters; GBICS)铜铜 GBIC光纤纤 SFP光纤纤 GBICGBIC = 小型串行到串行热交换模块, 主要功能是提供相应介质接口(铜或光)2Gbit设备 使用的GBIC叫做Small Form Factor Plug-able (SFP) 短波光GBIC或SFP 最大500米 长波激光GBIC或SFP 最大10公里 增强长波激光GBIC - 最大80公里光纤纤通道交换换机:网络络智能的核心 连接多个端口 (8, 16, 32, 64, 128 口) 支持交换Fabric和传统 loop设备 1Gbit/秒和2Gbit/秒传输 速率(自适应) 全双工性能, 使用cut-through路由算法 交换机间提供8Gbit/秒逻辑 干线合并 拓扑结构自动协调 , 自动配置 (自恢复) 端到端性能监控存储设备储设备 RAID 冗余独立磁盘阵 列系统 JBOD 只是一组盘 (磁盘组 ) 磁带 主要用于数据备份和恢复选选件: 桥桥接器和光扩扩展器 FC-SCSI 路由/桥接器 将SCSI设备 映射为一个单独的AL-PA地址 可配置映射表 SNMP管理功能 光扩展器 允许光纤通道的连接距离 > 10公里SAN 硬件示例SAN Fabric 案例光纤纤通道的优优点 一个新的多用途网络络信息基础结 构, 用于连接开放系统存储, 网络, 视频 应用和服务器集群应用. 为上层协议 (SCSI, IP等)提供一个通用硬件传输 平台。光纤纤通道不是一种 新的协议协议 高速: 现在可以提供2Gbit(200MB)/秒的数据传输 速率, 全双工专有连接,未 来可升级至10Gbit/秒 无阻塞数据传输 最大10公里连接距离(通过扩 展器可连接上千公里,非常适于灾难恢复应用 ) 先进的流控制系统保证数据按顺序传输 . 多平台系统支持 (包括 AIX, NT, Solaris, HP/UX, UNIX, LINUX, Novell,等) 支持传统传统 环境和应用光纤纤通道网络络 SAN魔术术般的扩扩展能力SAN及数据管理SAN应应用SAN网络级联络级联SAN信息基础结础结 构WAN问题 : SAN是否会取代传统 以太网络? 可能性极小!SAN与NAS:区别别何在? NAS (网络附加存储)LAN存储储区域网NAS 支持远程文件访问 使用现有LAN资源 使用传统网络协议注: 当NAS扩展时通常会选择 SAN 结构以集成其优点!SAN的商业业利益 允许用户独立选择 服务器和存 储设备 实现 存储储整合(存储管理集中化) 为服务器提供一个集中平台,从 而减少所须须服务务器数量 更有效而可靠的实现 商业关键 数据的备份(高可用能力) 成为容灾系统的设计 (远程数据镜像和归档)提高存储设备储设备 利用率存储储区域网络络(SAN)n仅仅需20%的备备用空间间n可立即按需提供存储储容量nSAN连连接存储设备储设备 可以有效减少备备用空间间n整和UNIX与NT存储储增长长需求NTNTUNIX80%直接连连接存储储(DAS) 服务务器直接连连接 可能有超过过50%的存储设备闲储设备闲 置， 以备扩备扩 容之需(空白空间间) 管理成本5至6倍于购买购买 成本“让让我们们的存储设备发挥储设备发挥 更大作用”50%50%50%NTUNIXNTNTUNIXNT提高企业业信息的可用性 （通过过基于SAN的备备份/恢复系统设计统设计 ）存储储区域网络络(SAN) n与基于网络络或直接连连接式的备备份，SAN 可令备备份操作更快完成n企业应业应 用程序可更快速恢复服务务n缩缩短意外服务务中断时间时间 ，尽快恢复遗遗失 或损损坏的数据n提高企业业生产产力直接连连接存储储 (DAS) 备备份传输传输 堵塞企业业局域网 备备份/恢复时间时间 冗长长 在备备份/恢复期间应间应 用软软件和信息需中 断服务务信息的可用能力保障业务业务 的正常运行NTUNIXLANLANNTUNIX备备份服务务器 备备份服务务器提高对应 用系统的保护存储储区域网络络 (SAN) n基于SAN群集提供高可用解决方案， 明显显降低成本n一台备备用服务务器可支持多台工作服务务 器nN:1切换换n减少投资资/软软件开支n减少维护维护 开支直接连连接存储储 (DAS) 三台重要应应用软软件服务务器 需要三台备备用服务务器 1:1故障切换换，成本高昂降低高可用关键业务应键业务应 用的构建成本PSPSPSPPPSDAS到SAN迁移的三步骤骤LANLAN步骤骤一 激活SANDAS到SAN的迁移LAN主磁盘盘镜镜像步骤骤二 磁盘镜盘镜 像步骤骤三: 切换换磁盘盘任务务LAN附属磁盘盘 (镜镜像)主磁盘盘第一章: 总结总结 回顾存储传输 技术的发展 回答光纤通道的意义 演示SAN物理部件的不同部分 阐明SAN与网络附加存储(NAS)之间的差异 解释SAN实际 的商业用途 说明从直接连接存储(DAS)到SAN的简单 迁移步骤光纤通道拓扑结构 存储与网络融合的力量 底层智能操作控制第二章: 光纤纤通道的基本要点作为为开放标标准的光纤纤通道 光纤通道标准开发始于1988年由NCITS T11开发: I/O接口 (X3.230-1994) 国际标 准完成于1994年. 参考链接地址: http:/www.t11.org 获得其他标准伙伴和厂商的认可企业标业标 准商业业 解决方案产产品的互操作能力ANSI DMTF IETF FCIA SNIAFibreAlliance开放, 多供应应商 的SANFC-PHFC-GSFC-SWFC-ALFC-CTFC-LSFC-FGFC-FLA1. FC-SB (Single Byte Mapping Protocol) 2. FC-SB-2 (Single Byte Protocol Mapping 2) 3. FC-LE (Link Encapsulation) 4. FC-PH (Physical and Signaling) 5. FC-PH (Physical and Signaling) Amendment 1 6. FC-PH (Physical and Signaling) Amendment 2 7. FC-PH-2 (Physical and Signaling 2) 8. FC-PH-3 (Physical and Signaling 3) 9. FC-FG (Fabric Generic Requirements) 10. FC-GS (Generic Services) 11. FC-GS-3 (Generic Services 3) 12. FC-SW (Switch Fabric) 13. FC-SW-2 (Switch Fabric 2) 14. FC-AL (Arbitration Loop) 15. FC-AL-2 (Arbitration Loop 2) 16. FC-BB (Backbone) 17. FC-FP (Mapping to HIPPI-FC) 18. HIPPI-FC (FC-PH Encapsulation)配置灵活的拓扑结结构点对对点只能连连接 2个设设 备备(直接连连接)交换换式 Fabric最多支持1千6百万个设备设备(光纤纤通道交换换机)Arbitrated Loop (仲裁环环)最多支持126个设备设备(光纤纤集线线器)普及!可把光纤纤通道看做超级级SCSI 速度更快 更