交換基礎(chǔ):詮釋光纖通道交換機(jī)綜合知識(shí)
可能很少有人了解光纖通道交換機(jī),但是我們不得不承認(rèn),其在組網(wǎng)中的地位越來越高,同時(shí)作用也更加的重要。通過光纖通道交換機(jī)構(gòu)建的光纖通道網(wǎng)絡(luò)叫作Fabric,或者叫作光纖通道網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。與以太網(wǎng)交換機(jī)大不相同,大多數(shù)用戶在構(gòu)建存儲(chǔ)時(shí),光纖通道交換機(jī)往往被緊密地集成到系統(tǒng)中。
一方面用戶對(duì)其關(guān)注程度不太高,另一方面所有的大型存儲(chǔ)設(shè)備廠商都OEM光纖通道交換機(jī),不細(xì)心的用戶連交換機(jī)的生產(chǎn)廠家都不清楚。
基礎(chǔ)篇
在20世紀(jì)80年代,連接主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)方法是通過像IDE或并行SCSI這樣的接口實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的DAS(直接連接存儲(chǔ))方式。并行SCSI提供了相對(duì)快速的訪問SCSI硬盤的速度(5MBps或10MBps),并且?guī)讉€(gè)硬盤可以通過同一個(gè)接口連接到計(jì)算機(jī)上。
但是,隨著存儲(chǔ)子系統(tǒng)變得越來越大,計(jì)算機(jī)變得越來越快,一個(gè)新問題出現(xiàn)了:外部存儲(chǔ)設(shè)備開始變得龐大起來。磁帶庫、RAID(廉價(jià)冗余磁盤陣列)和其他SCSI設(shè)備開始需要越來越多的空間,這就要求并行SCSI連接從主機(jī)延伸出來得越來越遠(yuǎn)。同時(shí),I/O(輸入/輸出)速率也在不斷增長(zhǎng),于是如何在一大捆線(32或64位數(shù)據(jù)總線)中保持信號(hào)的一致性也就成為了一個(gè)需要在物理學(xué)上解決的問題。簡(jiǎn)單的并行SCSI改良版的設(shè)計(jì)目的就在于,增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x和解決信號(hào)一致性問題。但是,它們最終都難以克服高速信號(hào)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(chǔ)設(shè)備提供千兆串行網(wǎng)絡(luò)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(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。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。這些特點(diǎn)使得光纖通道協(xié)議作為并行SCSI協(xié)議的替代者在整個(gè)90年代都得到了人們的認(rèn)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(chǔ)設(shè)備上。
隨著光纖通道協(xié)議作為并行SCSI的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式替代者的出現(xiàn),并隨著其逐漸被市場(chǎng)所接受,一種組合單純的存儲(chǔ)應(yīng)用與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身的新技術(shù)出現(xiàn)了——這就是存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network,SAN)。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,可以被用來集中和共享存儲(chǔ)資源。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,SAN是關(guān)連存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器的專用光纖通道網(wǎng)絡(luò),它和以太網(wǎng)有類似的架構(gòu),以太網(wǎng)由服務(wù)器、以太網(wǎng)卡、光纖通道交換機(jī)及工作站所組成,SAN則由服務(wù)器、光纖通道卡、光纖通道集線器/交換機(jī)和光纖通道存儲(chǔ)裝置所組成,SAN把大容量、長(zhǎng)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(gè)基本的組件構(gòu)成:接口(如SCSI、光纖通道、ESCON等)、連接設(shè)備(交換設(shè)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(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)。構(gòu)成存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備是光纖交換機(jī)即光纖通道交換機(jī)。按光纖通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),用光纖通道交換機(jī)將存儲(chǔ)系統(tǒng)與服務(wù)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(chǔ)合并。光纖通道網(wǎng)絡(luò)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。它可以發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的一切,并且管理、控制著存儲(chǔ)系統(tǒng)的一切