SAN交換機

SAN交換機的由來

在以前我們見到的數據存儲基本上都是在服務器上直接連接幾個SCSI、IDE之類的磁盤進行的，這也就是我們常常聽說的DAS(直接連接存儲)方式。這種點對點的磁盤系統(tǒng)很顯示存在著很難擴展和存儲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米以內的連接距離，大大限制了磁盤存儲系統(tǒng)的擴展。

為了解決以上DAS存儲方式的這些諸多不足，網絡設備商和標準制定專家開始考慮開發(fā)一種新型的存儲技術，從根本上解決DAS存儲方式的傳輸速率和連接距離問題。最開始人們想到是一種把存儲系統(tǒng)獨立起來，作為一個網絡設備放在網絡節(jié)點上，這樣既可以大大減少服務器的數據存儲負荷，又可以極大地擴展磁盤存儲系統(tǒng)，這就是后來的NAS（網絡附加存儲）方式。

這種存儲方式的確在相當大程度上解決了以前DAS存儲方式的不足，可以滿足絕大多數中小型企業(yè)進行本地存儲的需求。而且它最大的特點就是簡單易行，采用了與以太網相同的IP協(xié)議，網絡管理員可輕易地掌握NAS存儲系統(tǒng)的部署，受到許多企業(yè)的廣泛歡迎。但NAS還是沒有從根本上解決磁盤存儲性能和連接距離問題，總的來說磁盤存儲性能并沒有得到根本提高，只是提高了網絡出口帶寬。

正是因為NAS仍存著上述不足，所以人們繼續(xù)開發(fā)了一種全新的網絡存儲方式，那就是本文前面介紹的SAN存儲方式了。網絡結構如下圖所示。這種存儲方式中最大的特點就是專為存儲設備提供了千兆串行網絡訪問能力的光纖通道(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的，用于存儲的SCSI協(xié)議、用于網絡的IP協(xié)議以及映射到網絡架構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絡設備和通道。光纖通道協(xié)議綜合了許多優(yōu)點，如網絡范圍的最遠距離可達到10公里，可以使用多種介質的簡單串行線纜、千兆網絡速率以及可以在同一線纜上同時使用多種協(xié)議。

SAN是一個由存儲設備和系統(tǒng)部件構成的網絡，所有的通信都在一個光纖通道的網絡上完成，可以被用來集中和共享存儲資源，而不再是NAS存儲方式那樣僅是作為一個網絡節(jié)點的網絡設備。SAN不但提供了對數據設備的高性能連接，提高了數據備份速度，還增加了對存儲系統(tǒng)的冗余連接，提供了對高可用群集系統(tǒng)的支持。簡單地說，SAN是連接存儲設備和服務器的專用光纖通道網絡（與以太網不同），但它和以太網有類似的架構，也是由支持光纖通道的服務器、光纖通道卡（網卡）、光纖通道集線器/交換機和光纖通道存儲裝置所組成。從技術上來講，SAN網絡最重要的三個組成部分就是：設備接口(如SCSI、光纖通道、ESCON等)、連接設備(交換機、網關、路由器、Hub等)和通信控制協(xié)議(如IP和SCSI等)。這三個組件再加上附加的存儲設備和服務器，構成一個SAN系統(tǒng)。

二、光纖通道交換機選購注意事項

由于交換機是構造存儲區(qū)域網絡SAN的核心構件，所以選擇最合適的交換機是至關重要的。只有正確選擇對存儲區(qū)域網絡最合適的光纖交換機才能提高企業(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網絡與傳統(tǒng)的以太網有著本質的區(qū)別，但因各網絡設備廠商對于SAN的理解各不一樣，所以就出現(xiàn)了采用多種設備接口和通道協(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SAN網絡系統(tǒng)的部署在設備的選擇上還是比較復雜的。下面我們介紹幾個主要注意事項。

1. 品牌的選擇

雖然我們在媒體上可以看到許多廠商聲稱有SAN交換機可以選擇，其實這是一種假象，絕大多數廠商的SAN交換機都是OEM幾個主要品牌的。目前在SAN交換機方面真正有實力主要有：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交換機產品。因為市場上OEM的SAN交換機產品較多，所以現(xiàn)在有許多用戶買了SAN交換機都不知道它到底是哪家公司開發(fā)、生產的。這時你就得問清楚供應商了，千萬別買了雜牌的。

2. 通道協(xié)議的支持

SAN交換機所用的通道協(xié)議根據具體的應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，不同的支持對應支持不同類型的設備接口。FC協(xié)議一般是所有SAN交換機都支持的，SCSI協(xié)議在中低檔的光纖交換機中可能支持，基于以太網IP協(xié)議的FCIP協(xié)議現(xiàn)在也有許多廠商的SAN交換機開始提供支持，因為它實現(xiàn)的成本比較簡單，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Cisco MDS 9216。

3. 接口類型的支持

不同的SAN交換機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，選購時一定要看清楚。如SCSI接口我們知道最新的Ultra 320可達到320MB/s，傳輸距離最長只有20米，通常是磁盤設備連接的專用接口；光纖通道（FC）目前可以提供1~4GB/s的傳輸速率（最高可達10GB/s），至少比SCSI快3倍，通常用于服務器主機與SAN交換機的連接，也有一些磁盤支持FC接口；由IBM設計的Escon接口，在光纖上全雙工模式下它可支持200 MB/s的數據速率，這一般是服務器主機或SAN交換機間連接的接口。根據不同的配置，Escon接口所支持的傳輸距離也可達到3~10公里，取決于光纖的質量和產品特點。同樣由IBM開發(fā)的FICON接口是目前最新的一種接口類型，也是服務器或SAN交換機間的連接接口。它傳輸速度是ESCON的6倍。傳輸距離也在19公里以上。不過現(xiàn)在許多SAN交換機都同時提供對這以上接口支持。

4. 端口數量的支持

SAN交換機與平常所見的以太網交換機有個明顯的區(qū)別就是端口數非常多，密集度非常高。一般的SAN交換機端口數都在48口以上，目前最高的已達256口，當然低檔入門級的SAN交換機也有16口以下的。之所以SAN交換機需要這么多端口，那是因為它的連接方式與以太網交換機不同，當然主要體現(xiàn)在多SAN交換機的網絡中。在SAN網絡中，每個SAN交換機都必須與其它SAN交換機進行連接（如下圖所示），這種單向連接，很明顯的一點就是可以大大提高數據的交換速率。因為一臺交換機中有些端口是用于SAN交換機之間的連接了，所以實際可用的SAN交換機端口就少了，對于端口數少的SAN交換機顯然就不適合了，所以現(xiàn)在的SAN交換機端口一般都比較多，至少在24口以上。如果在SAN網絡中存在多個SAN交換機，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光纖交換機也有支持堆疊的，通過堆疊來達來到擴展交換機端口和總體背板帶寬的目的。SAN交換機是通過E_Ports(擴展端口)可以進行堆疊，這種方法可以使光纖網絡擴展到數千個節(jié)點，目前的技術下，最可多堆疊239個。

6. 交換機功能

光纖通道交換機有著許多不同的功能，包括支持GBIC、冗余風扇和電源、分區(qū)、環(huán)操作和多管理接口等。每一項功能都可以增加整個交換網絡的可操作性，理解這些特點可以幫助用戶設計一個功能強大的大規(guī)模的SAN�？傮w來說，SAN光纖交換機的主要功能如下：自配置端口、環(huán)路設備支持、交換機級聯(lián)、自適應速度檢測、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、遠程登錄、Web管理、簡單網絡管理協(xié)議(SNMP)以及SCSI接口獨立設備服務(SES)等，根據具體需求來選擇了。

7. 可擴展性能

任何一個存儲區(qū)域網絡都不會是一成不變的，它時刻面臨著擴展及與新技術、新產品集成的問題。而存儲區(qū)域網絡正是通過靈活的可擴展性來滿足未來的需求，從而保護用戶的投資。它的擴展性又包括兩個方面，一方面是隨著存儲網絡規(guī)模的擴大，原有的系統(tǒng)不能滿足用戶的存儲需求時怎樣擴展為一個更大的光纖存儲網絡；另一方面是，隨著技術的發(fā)展，能夠順利地升級到新的技術與應用。比如，IP存儲的發(fā)展使得越來越多的用戶考慮iSCSI和FCIP，F(xiàn)C交換機將來能否進行IP存儲的擴展就顯得很重要。

8. 冗余性能

如果要保證關鍵業(yè)務的不間斷運行，就需要按照冗余方式構建系統(tǒng)。冗余方案其實服務器類型，方案是各種各樣的，可以是單交換機部件冗余，也可以考慮用雙光纖交換網冗余配置方案，不過這種成本非常高。但由于這種雙網絡拓撲確保了冗余性，所以可以使用較為便宜的單電源交換設備即可，即使一個交換機發(fā)生故障，主機和存儲陣列上的鏈路切換軟件也會自動將通信切換到冗余設備上，直到故障設備被更換為止。如果定期停機維護不會影響企業(yè)的應用，那么采用一個只帶熱插拔冗余電源和風扇的交換機即可，可大大降低成本。同時還保證了電源或風扇的任何一個單點故障都不影響網絡的運行。

總之，在選擇使用哪種交換機來建立SAN光纖交換網絡前需要考慮的地方很多，同其他設備采購計劃一樣，需要在比較交換機之前明確目前和未來的關鍵需求，還要明確這些需求的優(yōu)先級別。

以上只是在選購光纖交換機時特別要注意的一些事項，其實光纖交換機技術非常復雜，所支持的協(xié)議和接口類型也在日益增多，性能不斷增強，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，希望對各位在選購光纖交換機時有一定的參考意義。

• 通信詞典解釋