讲义4san拓扑_光纤通道讲解课件.ppt

06:22,1,作为存储和文件组织应用的SAN和NAS,连接、存储和文件组织层的结构 存储网络中的连接、存储和文件组织层的集成 排列存储网络的构件,06:22,2,存储网络是一种应用,就象运行于各种网络的客户端/服务端应用和分布式应用，存储是一种基于多种网络技术的独特的应用06:22,3,连接层,存储网络连接的优点 最小的错误率 成功的缓冲：流量控制 全双工传输 低延迟 顺序提交数据 独立于存储和文件组织层的连接层 多路通信和复合协议,06:22,4,文件组织层,文件组织层的功能有两个作用：向用户端和应用表示抽象对象，以及在真实或虚拟的存储设备上组织数据层，它被称为表示层和数据结构层文件系统和数据库提供存储网络文件组织层的主要功能表示层,数据结构层,文件组织层,,,06:22,5,一个简单的关于SAN/NAS的悖论,SAN企业存储（Enterprise Storage）的概念提出了存储子系统的自适应问题，如果存储子系统要管理数据对象（如文件、数据库表、元数据等），它就必须决定哪些数据块对应于这些数据对象因此，我们需要的似乎是一些能将数据对象与存储位置夏天关联的风嵌文件组织功能 这样，具有该功能的存储子系统通常被认为是NAS产品。

SAN和NAS不是明显独立的单元，连接、存储和文件组织层才是可以分开说明的部分06:22,6,存储网络中的连接、存储和文件组织层的集成,存储层和文件层之间的层次联系 独立于存储层/文件组织层结构的连接层 NAS作为文件组织层的应用 SAN作为存储层的应用,06:22,7,存储层和文件层之间的层次联系,文件组织层,存储层,连接层,应用层 商业和桌面应用,表示层 用户的数据和应用、文件、 （文件组织层）目录、文件夹的逻辑视图,数据结构 设备和子系统中存储和保留的数据 （文件组织层）的结构和逻辑,块 存储指令、数据传输、存储位置传输 （存储层） 和设备虚拟化,总线/网络层 寻址和命名服务、路由、桥、虚拟网 （连接层） 络和分区,介质访问层 仲裁、会话协议、流量控制 （连接层）,物理层 线缆连接、网络端口、连接驱动器 （连接层）,,,,,06:22,8,独立于存储层/文件组织层结构的连接层,存储层,文件组织层,连接层,,,06:22,9,NAS作为文件组织层的应用,,NAS服务器,文件组织层,存储层,到客户端的连接,到服务器的连接,,,,,06:22,10,排列存储网络构件,文件组织层,存储层,连接层,,,,,,,,,,,,,,,,存储层,,,,,,文件组织层,,,,,,连接层,,,,,,文件组织层,,,,,,802.3(连接层),,,,,,FC(连接层),,,,,,存储层,,,,,,,文件组织层NAS,,,,,,NAS客户端,,NAS服务器,文件组织层NAS,SCSI存储层,连接层,802.3(连接层),,,,,,,,,,,连接层,,,,,,SCSI连接层,传统的存储系统结构,NAS的具体结构,NAS和SAN采用的结构,,,06:22,11,排列存储网络构件,,文件组织层NAS,,,,,,NAS客户端,,NAS服务器,文件组织层NAS,存储层（SAN）,通用连接层,,,,,,,,,,,,,,,,,文件组织层,,,,,,NAS客户端,,NAS服务器,文件组织层,存储层,连接层,,,,,,,,,,,,,,,,设备,存储层,,,,,,,,,,,连接层,理想的存储系统结构,通用连接层，但分离了用于文件组织层和存储层的网络,06:22,12,连接层技术的竞争,光纤通道的存储优势 以太网在存储方面的努力 InifiniBand 正在蠢蠢欲动 通用连接层的重大意义,06:22,13,SAN结构和拓朴,使用SAN转换网络存储通道 SAN的网络拓朴结构 SAN结构的变化和扩展,06:22,14,直连式与网络连接,,服务器,,服务器,,,,,存储,存储,总线,总线,,服务器,,服务器,,,,,存储,存储,存储网络,,,,06:22,15,可扩展的结构,使用级联交换机进行扩展 交换SAN的性能扩展优势 SAN的远距离扩展优势,06:22,16,使用级连交换机进行扩展,,,,,,,,,,,,,核心交换机,边缘交换机,边缘交换机,06:22,17,交换SAN的性能扩展优势,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,共享总线连接,交换连接,06:22,18,SAN的距离扩展优势,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,地板,机架 服务器,服务器,存储,机架 存储,,,,,,SAN,,,,,,,,,,,,,,,,本地磁盘子系统,远程磁盘子系统,服务器,,,建筑1,建筑2,06:22,19,可用性结构,存储更新 升级和布署新的服务器 集群配置的高可用,06:22,20,SAN的网络拓朴结构—传输帧结构,,结束标志,奇偶校验和,数据负载,协议元数据,源地址,目的地址,开始标志,06:22,21,SAN的网络拓朴结构—交换网络,发起者：用于发起I/O操作的是发起者，其目标为目标单元，交换机将由发起者发起的一个连接传输到目标连接。

缓存：通常情况下，交换机中的任一端口可以和其中的另外任何一个端口通信交换机端口通常有缓存，用于临时存储由它传递的数据Switch,Node,Node,Node,Node,Node,,,,,,,,,,,,,缓存,缓存,缓存,缓存,缓存,骨干网,06:22,22,交换机阻塞,阻塞：虽然交换机骨干网具有很高的速率，但也会发生阻塞当这种情况发生时，数据必须被存在缓存中，直到目的单元被它先前的会话释放 地址映射：交换机“映射”它的端口到某些地址，并使用这种映射通过内部端口的连接来连接发起者和目标单元 存储转发与直通交换 干线,06:22,23,Arbitrated Loop（AL）,一个节点的TX连接到下一个节点的 RX 可操作的顺序: Arbitrate环路控制 打开目标的环路 数据传送 关闭 最大带宽 - 当前 100 MB/sec,Node 1,Node 3,Node 2,Tx,Tx,Tx,Rx,Rx,Rx,06:22,24,Arbitrated 环路技术,,,,,,,,,,,,06:22,25,Arbitrated 环路技术,集线器网络的团队特性 环中的独立I/O控制器必须基于帧的内容作出各种决定，并且它们需要担当中继器的角色，处理每个帧，重新产生帧的信号并把它们顺序发送到另一个控制器 环网的寻址 环中的单个网络节点必须产生其自己的地址表，并维护自己的地址和路由。

扩展环 环网能通过端到端的连接添加额外的集线器扩展端口的数量Hub,Node,Node,Node,Node,,,,,,,,,,,,,Node,,06:22,26,Arbitrated 环路技术,访问环 在任一时刻，环上的每一个存储控制器都知道环的状态当帧流经每个控制器时，控制器检查帧的协议元数据以决定传输是否在此处开始或已经结束当一个控制器发现当前环上的I/O操作将要结束时，它会准备参加竞争以夺得环的控制权 当环上的一个I/O操作结束时，环产生某个特定的帧以标识环处于空闲状态，该帧被具有最高优先级的控制器修改，插入自己的地址，表示已经获得了环的控制权 管理环中的失效控制器 旁路失效的控制器,06:22,27,Arbitrated 环路技术,交换的环拓朴结构的组合,06:22,28,SAN的分区,多端口存储子系统中的端口分区 LUN masking和WWN(World Wide Node),06:22,29,SAN交换机中的分区,SAN交换机中的分区 交换分区的不同实现 使用网络地址实现软分区 硬分区,Switch,Node,Node,Node,Node,Node,Zone X,Zone Y,06:22,30,交换机中软分区的操作过程,端口,读分区成 员数据,地址匹配,丢弃帧,发送帧,,,,,,帧到达,地址决定,否,是,06:22,31,,多端口存储子系统中的端口分区,,,,,,,,,,,,,,输出卷D,分区C,输出卷D,输出卷C,输出卷B,输出卷A,分区B,分区A,,,,服务器3,服务器2,服务器1,06:22,32,LUN掩码,,服务器,,主机I/O控制器,,地址001-阻塞 地址052-可视 地址076-阻塞 地址103-可视 地址104-阻塞,,,06:22,33,存储区域网的变更管理,SAN（存储区域网）变更会经常导致错误的产生，并且SAN中的大多数问题都由它引起，其中一些问题在整个存储区域网中都是最难发现和解决的。

SAN变更管理软件在实行变更期间和之后通过识别和分析以前的差错和漏洞来管理SAN的变化和发展该软件可使管理人员更快地识别和修正SAN中的差错，在实行变更前预测所计划的变更效果，监控变更的实行以确保其准确无误和对整个变更过程进行更佳的控制，从而可以协调负责从事变更工作的各分散小组的活动通过使这些过程自动化，用户能在降低其SAN环境的风险和费用方面获得极大的改进06:22,34,,,06:22,35,光纤通道技术,,06:22,36,光纤通道,SAN的理想传送通道方式支持多协议 网络能力和功能 异构互连,带宽 -- 可用性 -- 可靠性 -- 集成 -- 伸缩性,06:22,37,封闭的, 结构化的 高性能 容错 大量数据传送 硬件加强,网络,开放的，非结构化的 容错不重要 层到层（Peer to peer） 数据、声音和视频 软件加强,附加连接,处理器,内存,磁盘,,,通道1,06:22,38,Channel,封闭的, 结构化的 高性能 容错 大量数据传送 硬件加强,Network,开放的，非结构化的 容错不重要 层到层（Peer to peer） 数据、声音和视频 软件加强,,,,,,,,,,光纤通道,光纤通道连接,,06:22,39,SAN 拓扑结构,点到点,,100MB >,< 100MB,Arbitrated Loop,,交换式光纤,,,,,,100MB,,,100MB,,,100MB,,,06:22,40,点到点技术,,,100 MB/sec,100 MB/sec,06:22,41,Arbitrated 环路,一个节点的TX连接到下一个节点的 RX 可操作的顺序: Arbitrate环路控制 打开目标的环路 数据传送 关闭 最大带宽 - 当前 100 MB/sec,Node 1,Node 3,Node 2,Tx,Tx,Tx,Rx,Rx,Rx,06:22,42,,Arbitrated 环路技术,,,,,,,,,,06:22,43,Node,,光纤,交换式光纤,最大节点数 = 16 百万 最大带宽 = 200MB/sec x 节点数 节点 (N-端口) 登录到光纤 (F-端口) 由光纤管理的内部路由和地址解析 由N—端口管理的端到端连接,N-Port,F-Port,F-Port,N-Port,Node,TX,RX,RX,TX,06:22,44,交换式光纤技术,,,,,,,,10 Km,06:22,45,混合 环路和 Fabrics,一个环路可以且只能连接一个FL端口 一个节点可以是公用的也可以是私有的 私有节点只能在环路内部进行通信,一个 fabric 可以连接多个环路,06:22,46,分区（Zoning),分区可以将FC连接的设备逻辑上划分成组,Switch,Node,Node,Node,Node,Node,Zone X,Zone Y,06:22,47,分区,操作 区中的成员只能看到该区中的其它成员 设备可以是多个区中的成员 FC-AL 分区可以在单个HUB上创建私有环 好处 安全的设备访问 允许操作系统共存,06:22,48,FC 协议结构,HP Quick Frame Reference at 。