光纖交換機(jī)

SAN交換機(jī)的由來(lái)

在以前我們見(jiàn)到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基本上都是在服務(wù)器上直接連接幾個(gè)SCSI、IDE之類的磁盤進(jìn)行的，這也就是我們常常聽(tīng)說(shuō)的DAS(直接連接存儲(chǔ))方式。這種點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的磁盤系統(tǒng)很顯示存在著很難擴(kuò)展和存儲(chǔ)性能很難提高的不足。不僅如此，受IDE和SCSI接口物理性能的限制，與它連接的磁盤通常最多只能有20米以內(nèi)的連接距離，大大限制了磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展。

為了解決以上DAS存儲(chǔ)方式的這些諸多不足，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商和標(biāo)準(zhǔn)制定專家開(kāi)始考慮開(kāi)發(fā)一種新型的存儲(chǔ)技術(shù)，從根本上解決DAS存儲(chǔ)方式的傳輸速率和連接距離問(wèn)題。最開(kāi)始人們想到是一種把存儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立起來(lái)，作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備放在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上，這樣既可以大大減少服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)負(fù)荷，又可以極大地?cái)U(kuò)展磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)，這就是后來(lái)的NAS（網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)）方式。

這種存儲(chǔ)方式的確在相當(dāng)大程度上解決了以前DAS存儲(chǔ)方式的不足，可以滿足絕大多數(shù)中小型企業(yè)進(jìn)行本地存儲(chǔ)的需求。而且它最大的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單易行，采用了與以太網(wǎng)相同的IP協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)管理員可輕易地掌握NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)的部署，受到許多企業(yè)的廣泛歡迎。但NAS還是沒(méi)有從根本上解決磁盤存儲(chǔ)性能和連接距離問(wèn)題，總的來(lái)說(shuō)磁盤存儲(chǔ)性能并沒(méi)有得到根本提高，只是提高了網(wǎng)絡(luò)出口帶寬。

正是因?yàn)镹AS仍存著上述不足，所以人們繼續(xù)開(kāi)發(fā)了一種全新的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式，那就是本文前面介紹的SAN存儲(chǔ)方式了。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如下圖所示。這種存儲(chǔ)方式中最大的特點(diǎn)就是專為存儲(chǔ)設(shè)備提供了千兆串行網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)能力的光纖通道(Fibre Channel)協(xié)議，然后在光纖通道協(xié)議的第四層上建立了以光纖通道為基礎(chǔ)的，用于存儲(chǔ)的SCSI協(xié)議、用于網(wǎng)絡(luò)的IP協(xié)議以及映射到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上的用于集群的虛擬接口(VI)協(xié)議，這樣就可多方面支持各種總線類型的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和通道。光纖通道協(xié)議綜合了許多優(yōu)點(diǎn)，如網(wǎng)絡(luò)范圍的最遠(yuǎn)距離可達(dá)到10公里，可以使用多種介質(zhì)的簡(jiǎn)單串行線纜、千兆網(wǎng)絡(luò)速率以及可以在同一線纜上同時(shí)使用多種協(xié)議。

SAN是一個(gè)由存儲(chǔ)設(shè)備和系統(tǒng)部件構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，所有的通信都在一個(gè)光纖通道的網(wǎng)絡(luò)上完成，可以被用來(lái)集中和共享存儲(chǔ)資源，而不再是NAS存儲(chǔ)方式那樣僅是作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。SAN不但提供了對(duì)數(shù)據(jù)設(shè)備的高性能連接，提高了數(shù)據(jù)備份速度，還增加了對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的冗余連接，提供了對(duì)高可用群集系統(tǒng)的支持。簡(jiǎn)單地說(shuō)，SAN是連接存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器的專用光纖通道網(wǎng)絡(luò)（與以太網(wǎng)不同），但它和以太網(wǎng)有類似的架構(gòu)，也是由支持光纖通道的服務(wù)器、光纖通道卡（網(wǎng)卡）、光纖通道集線器/交換機(jī)和光纖通道存儲(chǔ)裝置所組成。從技術(shù)上來(lái)講，SAN網(wǎng)絡(luò)最重要的三個(gè)組成部分就是：設(shè)備接口(如SCSI、光纖通道、ESCON等)、連接設(shè)備(交換機(jī)、網(wǎng)關(guān)、路由器、Hub等)和通信控制協(xié)議(如IP和SCSI等)。這三個(gè)組件再加上附加的存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器，構(gòu)成一個(gè)SAN系統(tǒng)。

二、光纖通道交換機(jī)選購(gòu)注意事項(xiàng)

由于交換機(jī)是構(gòu)造存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN的核心構(gòu)件，所以選擇最合適的交換機(jī)是至關(guān)重要的。只有正確選擇對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)最合適的光纖交換機(jī)才能提高企業(yè)信息管理的效率，滿足最具挑戰(zhàn)性的需求。從前面的介紹可以清楚地看出，SAN網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)有著本質(zhì)的區(qū)別，但因各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商對(duì)于SAN的理解各不一樣，所以就出現(xiàn)了采用多種設(shè)備接口和通道協(xié)議的SAN系統(tǒng)。這就是前面介紹的SCSI、光纖通道、ESCON、FICON等，通道協(xié)議也有光纖通道（FC）協(xié)議、SCSI和FCIP協(xié)議等幾種。這些不同的接口和通道類型決定了整個(gè)SAN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的部署在設(shè)備的選擇上還是比較復(fù)雜的。下面我們介紹幾個(gè)主要注意事項(xiàng)。

1. 品牌的選擇

雖然我們?cè)诿襟w上可以看到許多廠商聲稱有SAN交換機(jī)可以選擇，其實(shí)這是一種假象，絕大多數(shù)廠商的SAN交換機(jī)都是OEM幾個(gè)主要品牌的。目前在SAN交換機(jī)方面真正有實(shí)力主要有：IBM、Brocade（博科）、Cisco、McDATA等，像EMC這樣的軟件廠商基本上都是OEM其它廠商的SAN交換機(jī)產(chǎn)品。因?yàn)槭袌?chǎng)上OEM的SAN交換機(jī)產(chǎn)品較多，所以現(xiàn)在有許多用戶買了SAN交換機(jī)都不知道它到底是哪家公司開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的。這時(shí)你就得問(wèn)清楚供應(yīng)商了，千萬(wàn)別買了雜牌的。

2. 通道協(xié)議的支持

SAN交換機(jī)所用的通道協(xié)議根據(jù)具體的應(yīng)用也有好幾種不同的類型，如前面介紹的FC、SCSI和FCIP協(xié)議等，不同的支持對(duì)應(yīng)支持不同類型的設(shè)備接口。FC協(xié)議一般是所有SAN交換機(jī)都支持的，SCSI協(xié)議在中低檔的光纖交換機(jī)中可能支持，基于以太網(wǎng)IP協(xié)議的FCIP協(xié)議現(xiàn)在也有許多廠商的SAN交換機(jī)開(kāi)始提供支持，因?yàn)樗鼘?shí)現(xiàn)的成本比較簡(jiǎn)單，很受企業(yè)用戶歡迎。如下圖所示的是Cisco公司的一款全面支持以上通道協(xié)議的多層光纖通道交換機(jī)Cisco MDS 9216。

3. 接口類型的支持

不同的SAN交換機(jī)可能支持的接口類型并不完全一樣，而各種接口類型的性能也不一樣，選購(gòu)時(shí)一定要看清楚。如SCSI接口我們知道最新的Ultra 320可達(dá)到320MB/s，傳輸距離最長(zhǎng)只有20米，通常是磁盤設(shè)備連接的專用接口；光纖通道（FC）目前可以提供1~4GB/s的傳輸速率（最高可達(dá)10GB/s），至少比SCSI快3倍，通常用于服務(wù)器主機(jī)與SAN交換機(jī)的連接，也有一些磁盤支持FC接口；由IBM設(shè)計(jì)的Escon接口，在光纖上全雙工模式下它可支持200 MB/s的數(shù)據(jù)速率，這一般是服務(wù)器主機(jī)或SAN交換機(jī)間連接的接口。根據(jù)不同的配置，Escon接口所支持的傳輸距離也可達(dá)到3~10公里，取決于光纖的質(zhì)量和產(chǎn)品特點(diǎn)。同樣由IBM開(kāi)發(fā)的FICON接口是目前最新的一種接口類型，也是服務(wù)器或SAN交換機(jī)間的連接接口。它傳輸速度是ESCON的6倍。傳輸距離也在19公里以上。不過(guò)現(xiàn)在許多SAN交換機(jī)都同時(shí)提供對(duì)這以上接口支持。

4. 端口數(shù)量的支持

SAN交換機(jī)與平常所見(jiàn)的以太網(wǎng)交換機(jī)有個(gè)明顯的區(qū)別就是端口數(shù)非常多，密集度非常高。一般的SAN交換機(jī)端口數(shù)都在48口以上，目前最高的已達(dá)256口，當(dāng)然低檔入門級(jí)的SAN交換機(jī)也有16口以下的。之所以SAN交換機(jī)需要這么多端口，那是因?yàn)樗�的連接方式與以太網(wǎng)交換機(jī)不同，當(dāng)然主要體現(xiàn)在多SAN交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)中。在SAN網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)SAN交換機(jī)都必須與其它SAN交換機(jī)進(jìn)行連接（如下圖所示），這種單向連接，很明顯的一點(diǎn)就是可以大大提高數(shù)據(jù)的交換速率。因?yàn)橐慌_(tái)交換機(jī)中有些端口是用于SAN交換機(jī)之間的連接了，所以實(shí)際可用的SAN交換機(jī)端口就少了，對(duì)于端口數(shù)少的SAN交換機(jī)顯然就不適合了，所以現(xiàn)在的SAN交換機(jī)端口一般都比較多，至少在24口以上。如果在SAN網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)SAN交換機(jī)，則最好不要選擇24口以下的。



5. 是否支持堆疊

工作組以上的SAN光纖交換機(jī)也有支持堆疊的，通過(guò)堆疊來(lái)達(dá)來(lái)到擴(kuò)展交換機(jī)端口和總體背板帶寬的目的。SAN交換機(jī)是通過(guò)E_Ports(擴(kuò)展端口)可以進(jìn)行堆疊，這種方法可以使光纖網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)，目前的技術(shù)下，最可多堆疊239個(gè)。

6. 交換機(jī)功能

光纖通道交換機(jī)有著許多不同的功能，包括支持GBIC、冗余風(fēng)扇和電源、分區(qū)、環(huán)操作和多管理接口等。每一項(xiàng)功能都可以增加整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)的可操作性，理解這些特點(diǎn)可以幫助用戶設(shè)計(jì)一個(gè)功能強(qiáng)大的大規(guī)模的SAN�？傮w來(lái)說(shuō)，SAN光纖交換機(jī)的主要功能如下：自配置端口、環(huán)路設(shè)備支持、交換機(jī)級(jí)聯(lián)、自適應(yīng)速度檢測(cè)、可配置的幀緩沖、分區(qū)(基于物理端口和基于WWN的分區(qū))、IP over Fiber Channel(IPFC)廣播、遠(yuǎn)程登錄、Web管理、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)以及SCSI接口獨(dú)立設(shè)備服務(wù)(SES)等，根據(jù)具體需求來(lái)選擇了。

7. 可擴(kuò)展性能

任何一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)都不會(huì)是一成不變的，它時(shí)刻面臨著擴(kuò)展及與新技術(shù)、新產(chǎn)品集成的問(wèn)題。而存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)正是通過(guò)靈活的可擴(kuò)展性來(lái)滿足未來(lái)的需求，從而保護(hù)用戶的投資。它的擴(kuò)展性又包括兩個(gè)方面，一方面是隨著存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，原有的系統(tǒng)不能滿足用戶的存儲(chǔ)需求時(shí)怎樣擴(kuò)展為一個(gè)更大的光纖存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)；另一方面是，隨著技術(shù)的發(fā)展，能夠順利地升級(jí)到新的技術(shù)與應(yīng)用。比如，IP存儲(chǔ)的發(fā)展使得越來(lái)越多的用戶考慮iSCSI和FCIP，F(xiàn)C交換機(jī)將來(lái)能否進(jìn)行IP存儲(chǔ)的擴(kuò)展就顯得很重要。

8. 冗余性能

如果要保證關(guān)鍵業(yè)務(wù)的不間斷運(yùn)行，就需要按照冗余方式構(gòu)建系統(tǒng)。冗余方案其實(shí)服務(wù)器類型，方案是各種各樣的，可以是單交換機(jī)部件冗余，也可以考慮用雙光纖交換網(wǎng)冗余配置方案，不過(guò)這種成本非常高。但由于這種雙網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浯_保了冗余性，所以可以使用較為便宜的單電源交換設(shè)備即可，即使一個(gè)交換機(jī)發(fā)生故障，主機(jī)和存儲(chǔ)陣列上的鏈路切換軟件也會(huì)自動(dòng)將通信切換到冗余設(shè)備上，直到故障設(shè)備被更換為止。如果定期停機(jī)維護(hù)不會(huì)影響企業(yè)的應(yīng)用，那么采用一個(gè)只帶熱插拔冗余電源和風(fēng)扇的交換機(jī)即可，可大大降低成本。同時(shí)還保證了電源或風(fēng)扇的任何一個(gè)單點(diǎn)故障都不影響網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。

總之，在選擇使用哪種交換機(jī)來(lái)建立SAN光纖交換網(wǎng)絡(luò)前需要考慮的地方很多，同其他設(shè)備采購(gòu)計(jì)劃一樣，需要在比較交換機(jī)之前明確目前和未來(lái)的關(guān)鍵需求，還要明確這些需求的優(yōu)先級(jí)別。

以上只是在選購(gòu)光纖交換機(jī)時(shí)特別要注意的一些事項(xiàng)，其實(shí)光纖交換機(jī)技術(shù)非常復(fù)雜，所支持的協(xié)議和接口類型也在日益增多，性能不斷增強(qiáng)，要注意的方面還有很多，但限于篇幅原因在此文只能為大家起到拋磚引玉的作用，希望對(duì)各位在選購(gòu)光纖交換機(jī)時(shí)有一定的參考意義。

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