選擇光纖通道交換機有妙招

作為存儲系統(tǒng)非常重要的設備之一，光纖通道交換機有著廣泛的應用，相信不少消費者對其如何選購還不是很了解，沒有關(guān)系，下面我們主要針對光纖通道交換機的選購問題，給大家詳細的分析一下。通過光纖通道(FC)交換機構(gòu)建的光纖通道網(wǎng)絡叫作Fabric，或者叫作光纖通道網(wǎng)絡架構(gòu)。

與以太網(wǎng)交換機大不相同，大多數(shù)用戶在構(gòu)建存儲時，F(xiàn)C交換機往往被緊密地集成到系統(tǒng)中。一方面用戶對其關(guān)注程度不太高，另一方面所有的大型存儲設備廠商都OEM光纖通道交換機，不細心的用戶連交換機的生產(chǎn)廠家都不清楚。

基礎(chǔ)篇

在20世紀80年代，連接主機和存儲設備的標準方法是通過像IDE或并行SCSI這樣的接口實現(xiàn)的點對點的DAS(直接連接存儲)方式。并行SCSI提供了相對快速的訪問SCSI硬盤的速度(5MBps或10MBps)，并且?guī)讉�硬盤可以通過同一個接口連接到計算機上。

但是，隨著存儲子系統(tǒng)變得越來越大，計算機變得越來越快，一個新問題出現(xiàn)了：外部存儲設備開始變得龐大起來。磁帶庫、RAID(廉價冗余磁盤陣列)和其他SCSI設備開始需要越來越多的空間，這就要求并行SCSI連接從主機延伸出來得越來越遠。同時，I/O(輸入/輸出)速率也在不斷增長，于是如何在一大捆線(32或64位數(shù)據(jù)總線)中保持信號的一致性也就成為了一個需要在物理學上解決的問題。簡單的并行SCSI改良版的設計目的就在于，增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x和解決信號一致性問題。但是，它們最終都難以克服高速信號在并行SCSI總線構(gòu)架下傳輸這一技術(shù)難題。

為了滿足這些新的需求，人們開發(fā)了為存儲設備提供千兆串行網(wǎng)絡訪問能力的光纖通道(Fibre Channel)協(xié)議。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)的用于存儲的SCSI協(xié)議、用于網(wǎng)絡的IP協(xié)議以及映射到網(wǎng)絡架構(gòu)上的用于集群的虛擬接口(VI)協(xié)議。光纖通道協(xié)議綜合了許多優(yōu)點，如網(wǎng)絡范圍的最遠距離可達到10公里，可以使用多種介質(zhì)的簡單串行線纜、千兆網(wǎng)絡速率以及可以在同一線纜上同時使用多種協(xié)議。這些特點使得光纖通道協(xié)議作為并行SCSI協(xié)議的替代者在整個90年代都得到了人們的認可，現(xiàn)在光纖通道協(xié)議被用在絕大多數(shù)高容量、高端直連存儲設備上。

隨著光纖通道協(xié)議作為并行SCSI的點對點方式替代者的出現(xiàn)，并隨著其逐漸被市場所接受，一種組合單純的存儲應用與網(wǎng)絡技術(shù)于一身的新技術(shù)出現(xiàn)了——這就是存儲區(qū)域網(wǎng)絡(Storage Area Network，SAN)。SAN是一個由存儲設備和系統(tǒng)部件構(gòu)成的網(wǎng)絡，所有的通信都在一個光纖通道的網(wǎng)絡上完成，可以被用來集中和共享存儲資源。SAN不但提供了對數(shù)據(jù)設備的高性能連接，提高了數(shù)據(jù)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是關(guān)連存儲設備和服務器的專用光纖通道網(wǎng)絡，它和以太網(wǎng)有類似的架構(gòu)，以太網(wǎng)由服務器、以太網(wǎng)卡、以太網(wǎng)集線器/交換機及工作站所組成，SAN則由服務器、光纖通道卡、光纖通道集線器/交換機和光纖通道存儲裝置所組成，SAN把大容量、長距離連接從SCSI解放出來，并避開以太網(wǎng)的束縛使數(shù)據(jù)得以高速傳輸。

SAN由三個基本的組件構(gòu)成：接口(如SCSI、光纖通道、ESCON等)、連接設備(交換設備、網(wǎng)關(guān)、路由器、Hub等)和通信控制協(xié)議(如IP和SCSI等)。這三個組件再加上附加的存儲設備和服務器，構(gòu)成一個SAN系統(tǒng)。構(gòu)成存儲區(qū)域網(wǎng)絡的關(guān)鍵設備是光纖交換機即光纖通道交換機。按光纖通道拓撲結(jié)構(gòu)，用光纖通道交換機將存儲系統(tǒng)與服務器連接，以提供高速數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)共享、無局域網(wǎng)數(shù)據(jù)備份和存儲合并。光纖通道網(wǎng)絡在存儲系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。它可以發(fā)現(xiàn)存儲系統(tǒng)中的一切，并且管理、控制著存儲系統(tǒng)的一切(如圖1所示)。

技術(shù)篇

光纖通道交換機為高帶寬和低延遲數(shù)據(jù)通信提供光纖通道切換功能。目前，光纖通道交換機提供無連接服務(Class2和3)。光纖交換機是使用光纖網(wǎng)絡路由直接連接的方式，使用路由軟件直接連接發(fā)起者和目標，這樣就可以獨享光纖的所有帶寬。這就意味著光纖中每一個連接都可以單獨存在，與其他連接互不干擾。光纖交換機端口的數(shù)量從8口到64口，甚至更多，其中包含智能交換硬件，使交換機所有端口中的任意兩點可以建立連接。光纖交換機通過E_Ports(擴展端口)可以進行堆疊，這種方法可以使光纖網(wǎng)絡擴展到數(shù)千個節(jié)點，交換機堆疊最多可以達到239個。

較大型的SAN通過在一個網(wǎng)狀網(wǎng)絡中連接多個交換機來實現(xiàn)。其中每個交換機有一個到網(wǎng)絡中其他交換機的單向連接。在圖2的例子中，使用的交換機有16端口。隨著網(wǎng)絡中的交換機數(shù)量增加，用于交換機間連接的端口百分比增加。這也是FC交換機端口昂貴的原因之一�？偣灿�96個端口的由6個交換機組成的網(wǎng)狀SAN核心網(wǎng)絡中，有30個交換機間的連接和66個用戶端口。

交換機大大提高了光纖網(wǎng)絡的性能，例如：名稱服務、管理服務以及更加完善的設備連接協(xié)議。交換機在絕大多數(shù)的環(huán)境中被用來作為提供主機到陣列連接的完善機制，尤其是在多重設備、多重引導的環(huán)境中交換機是不可或缺的。光纖通道交換機在SAN存儲架構(gòu)中處于連接核心地位。光纖通道交換機在邏輯上是SAN的核心，它連接著主機和存儲設備。Fabric的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)可以被看作是SAN建立的基礎(chǔ)。當從一個設備發(fā)送一幀數(shù)據(jù)到交換機時，交換機收到后，將該幀路由到適當目標設備中去。實際上，一個幀可以在它被完全接收之前就開始進行轉(zhuǎn)發(fā)。光纖通道交換機也很智能，它可以提供各種Fabric服務，包括在網(wǎng)絡上定位其他節(jié)點的服務(簡單名字服務)，可以自動和Fabric中的其他交換機之間建立路由，將設備分區(qū)(zoning)，還可以監(jiān)視和處理錯誤。

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(wǎng)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。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(wǎng)絡管理協(xié)議(SNMP)以及SCSI接口獨立設備服務(SES)等。光纖交換機往往根據(jù)其功能和特點被分為不同的類別。通常硬件可能都是基于相同的基本架構(gòu)或者相同的ASIC芯片，只是軟件的功能不同，光纖通道交換機的價格是根據(jù)它所能滿足的需求來制定的。高冗余的核心級交換機是個例外，它往往是根據(jù)自己的硬件容錯平臺開發(fā)設計的。以下是各種主要類別的交換機的不同特點。

入門級交換機

入門級交換機的應用主要集中于8到16個端口的小型工作組，它適合低價格、很少需要擴展和管理的場合。它們往往被用來代替集線器，可以提供比集線器更高的帶寬和提供更可靠的連接。人們一般不會單獨購買入門級交換機，而是經(jīng)常和其他級別交換機一起購買，以組成一個完整的存儲解決方案。入門級交換機提供有限級別的端口級聯(lián)能力。如果用戶單獨使用這類低端設備時，可能會遇到一些可管理性問題。

工作組級光纖交換機

光纖交換機提供將許多交換機級聯(lián)成一個大規(guī)模的Fabric的能力。通過連接兩臺交換機的一個或多個端口，連接到交換機上的所有端口都可以看到網(wǎng)絡的唯一的映像，在這個Fabric上的任何節(jié)點都可以和其他節(jié)點進行通信。從本質(zhì)上講，通過級聯(lián)交換機，能夠建立一個大型的、虛擬的、具有分布式優(yōu)點的交換機，并且它可以跨越的距離非常大。由多個交換機建立起來的Fabric，看起來就像是一個由單獨的交換機組成的Fabric，所有交換機上的端口可以像訪問本地交換機一樣查看和訪問Fabric上的所有其他端口。統(tǒng)一的名字服務器和管理服務允許通過單獨的接口查看和修改全部Fabric的信息。

創(chuàng)建分布式Fabric的一個重要因素，是獲得交換機之間連接的帶寬。任何兩個端口之間的有效速率受到交換機之間連接的有效帶寬的影響，可能需要使用多條交換機之間的連接來維護必要的帶寬。工作組光纖通道交換機數(shù)量眾多并且更加通用。用戶可以將工作組交換機用于多種途徑，但應用的最多的領(lǐng)域是小型SAN。這類交換機可以通過交換機間的互聯(lián)線路連接在一起提供更多的端口數(shù)量。交換機間的互聯(lián)線路可以在光纖通道交換機上的任意端口上創(chuàng)建。不過，如果計劃使用多家廠商的產(chǎn)品的話，一定要確保設備可互操作。