Brocade(博科)SAN存儲培訓(xùn)和結(jié)構(gòu)

1、Brocade(博科)SAN存儲培訓(xùn)和結(jié)構(gòu)Brocade智能Fabric服務(wù)體系結(jié)構(gòu)智能交換平臺SAN 管理和支持存儲資源管理存儲管理存儲虛擬化LAN-Free備份應(yīng)用光纖通道多協(xié)議支持FICONIPInfiniband高級網(wǎng)絡(luò)服務(wù)開放網(wǎng)絡(luò)管理企業(yè)級安全Fabric OS 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)Brocade SilkWorm 產(chǎn)品系列API端到端的互操作性Brocade 互操作實驗室負責驗證Brocade產(chǎn)品與領(lǐng)先解決方案的互操作性:存儲、磁帶、HBA、服務(wù)器、網(wǎng)橋SAN網(wǎng)絡(luò)互連： DWDM, IP, ATM存儲和SAN應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)認識計劃40家合作伙伴負責驗證與Brocade產(chǎn)品的兼容性解決方案說明庫8

2、3 份參考指南：經(jīng)過驗證的配置可以加速SAN的實施可從免費得到 SANEd 101 SAN Fabric基礎(chǔ)Brocade 認證培訓(xùn)Fabric技術(shù)專家SAN設(shè)計師歡迎參加Brocade SANEdSANEd 301: DAS到SAN的遷移 SANEd 201: 災(zāi)難恢復(fù)及業(yè)務(wù)持續(xù)性 SANEd 101: SAN Fabric基礎(chǔ)SANEd 101: SAN Fabric 基礎(chǔ)內(nèi)容培訓(xùn)目標:本次技術(shù)交流將為各位介紹以下內(nèi)容:SAN技術(shù)及主要概念SAN解決方案的優(yōu)點了解并掌握光纖通道技術(shù)的一些基本概念基于光纖通道的服務(wù)及其工作方式從直連存儲遷移至基于存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)系統(tǒng)的策略SAN Fab

3、ric的結(jié)構(gòu)議程第一章:SAN概念及優(yōu)點簡介第二章:光纖通道技術(shù)基礎(chǔ)第三章:建立SAN Fabric第一章: SAN的構(gòu)成及特點介紹 SAN的基本概念 SAN的硬件概覽 SAN的業(yè)務(wù)優(yōu)勢看看身邊,我需要存儲空間我的筆記本電腦硬盤容量高達20GB,現(xiàn)在幾乎存滿了照片需要追加外接存儲空間,于是我訂購了一塊80GB的USB硬盤$我喜歡將照片組織起來并分類存放以便日后查詢我喜歡自己排的照片, 可是一旦我丟失了自己的筆記本怎么辦? 我需要一套省時的備份方案以免浪費時間!現(xiàn)代企業(yè)歡迎進入數(shù)字世紀!總結(jié): 數(shù)據(jù)的不斷增長用戶希望數(shù)據(jù)在線使用開始轉(zhuǎn)向外置存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)在不斷增長我的筆記本電腦硬盤容量高達20GB

4、,現(xiàn)在幾乎存滿了照片需要追加外接存儲空間,于是我訂購了一塊80GB的USB硬盤$我喜歡將照片組織起來并分類存放以便日后查詢我喜歡自己排的照片, 可是一旦我丟失了自己的筆記本怎么辦? 我需要一套省時的備份方案以免浪費時間!縮短備份時間并保留多個備份版本讓我們來看看系統(tǒng)性能的發(fā)展微處理器的速度,內(nèi)存,磁盤,磁帶的容量以及網(wǎng)絡(luò)交換機的性能都以每18到24個月翻一翻的速度增長系統(tǒng)吞吐能力必須與技術(shù)的不斷發(fā)展相適應(yīng) (包括性能和距離兩個方面)微處理器內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)吞吐能力大型主機存儲吞吐系統(tǒng)的發(fā)展IBM 大型主機 (MVS, IMS)Bus-and-TagESCONFICON性能4.5MB/秒18 MB/

5、秒100 MB/秒距離120米9-60公里20公里接口方式并行(半雙工)串行(半雙工)串行(全雙工)存儲吞吐接口的發(fā)展IBM 大型主機 (MVS, IMS)Bus-and-TagESCONFICON開放系統(tǒng) (NT, UNIX)IDE/ATASCSI光纖通道未來:iSCSI?Infiniband?通道連接模式與網(wǎng)絡(luò)連接模式的對比直接連接存儲(通道技術(shù))難以實現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化計算資源存儲資源帶寬我們需要網(wǎng)絡(luò)連接模式以提高存儲系統(tǒng)利用率光纖通道 = 通道和網(wǎng)絡(luò)的完美結(jié)合光纖通道網(wǎng)絡(luò)通道有限的擴展能力短連接距離有限的管理能力高速度低延遲數(shù)據(jù)完整性大量數(shù)據(jù)傳輸超級錯誤檢測能力脆弱非阻塞數(shù)據(jù)傳輸錯誤檢測能力路

6、由連接能力遠距離管理能力光纖通道 = 是SAN Fabric的基礎(chǔ)為存儲系統(tǒng)提供一個網(wǎng)絡(luò)連接模式客戶機LAN(局域網(wǎng))廣域網(wǎng)存儲區(qū)域網(wǎng)Fabric“Fabric”是一個由智能光纖通道交換機構(gòu)成并具有良好系統(tǒng)設(shè)計的高智能網(wǎng)絡(luò), 這一網(wǎng)絡(luò)可以提供企業(yè)級的性能, 擴展能力, 可管理能力, 可靠性和可用能力服務(wù)器存儲子系統(tǒng)SAN硬件概覽服務(wù)器端的主機接口卡電纜光纖通道交換機GBIC存儲子系統(tǒng)光纖通道主機接口卡(HBA)為服務(wù)器或客戶機內(nèi)部總線(PCI和SBUS等)提供與光纖通道網(wǎng)絡(luò)的接口HBA軟件驅(qū)動為操作系統(tǒng)提供所須存儲信息對I/O進行操作I/O同時對正常請求進行控制銅/光介質(zhì)支持 (可能是雙接口卡

7、)連接線和接口部件光纖通道并不等于只使用光纖連接線銅纜和光纖連接線介質(zhì)種類速度距離 (m=米)9m單模光纖(長距離)100 MB/秒200 MB/秒2 m 10 km50m短模光纖(短距離)100 MB/秒200 MB/秒2 m 500 m電信號 (銅介質(zhì))100 MB/秒0 m 24 m1Gb光纖使用SC接口, 2Gb使用LC接口 (SFP)千兆接口轉(zhuǎn)換器(Gigabit Interface Converters; GBICS)GBIC = 小型串行到串行熱交換模塊, 主要功能是提供相應(yīng)介質(zhì)接口(銅或光)2Gbit設(shè)備使用的GBIC叫做Small Form Factor Plug-able

8、(SFP)短波光GBIC或SFP 最大500米長波激光GBIC或SFP 最大10公里增強長波激光GBIC - 最大80公里 銅 GBIC光纖 SFP光纖 GBIC光纖通道交換機:網(wǎng)絡(luò)智能的核心連接多個端口 (8, 16, 32, 64, 128 口)支持交換Fabric和傳統(tǒng)loop設(shè)備1Gbit/秒和2Gbit/秒傳輸速率(自適應(yīng))全雙工性能, 使用cut-through路由算法交換機間提供8Gbit/秒邏輯干線合并拓撲結(jié)構(gòu)自動協(xié)調(diào), 自動配置 (自恢復(fù))端到端性能監(jiān)控存儲設(shè)備RAID 冗余獨立磁盤陣列系統(tǒng)JBOD 只是一組盤(磁盤組)磁帶 主要用于數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)選件: 橋接器和光擴展器FC

9、-SCSI 路由/橋接器將SCSI設(shè)備映射為一個單獨的AL-PA地址可配置映射表SNMP管理功能光擴展器允許光纖通道的連接距離 10公里SAN 硬件示例SAN Fabric 案例光纖通道的優(yōu)點一個新的多用途網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu), 用于連接開放系統(tǒng)存儲, 網(wǎng)絡(luò), 視頻應(yīng)用和服務(wù)器集群應(yīng)用.為上層協(xié)議(SCSI, IP等)提供一個通用硬件傳輸平臺。光纖通道不是一種新的協(xié)議高速: 現(xiàn)在可以提供2Gbit(200MB)/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率, 全雙工專有連接,未來可升級至10Gbit/秒無阻塞數(shù)據(jù)傳輸最大10公里連接距離(通過擴展器可連接上千公里,非常適于災(zāi)難恢復(fù)應(yīng)用)先進的流控制系統(tǒng)保證數(shù)據(jù)按順序傳輸.多平

10、臺系統(tǒng)支持(包括 AIX, NT, Solaris, HP/UX, UNIX, LINUX, Novell,等)支持傳統(tǒng)環(huán)境和應(yīng)用光纖通道網(wǎng)絡(luò) SAN魔術(shù)般的擴展能力SAN及數(shù)據(jù)管理SAN應(yīng)用SAN網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)SAN信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)WAN問題: SAN是否會取代傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)? 可能性極小!SAN與NAS:區(qū)別何在?NAS (網(wǎng)絡(luò)附加存儲)LAN存儲區(qū)域網(wǎng) NAS支持遠程文件訪問使用現(xiàn)有LAN資源使用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議注: 當NAS擴展時通常會選擇SAN結(jié)構(gòu)以集成其優(yōu)點!SAN的商業(yè)利益允許用戶獨立選擇服務(wù)器和存儲設(shè)備實現(xiàn)存儲整合(存儲管理集中化)為服務(wù)器提供一個集中平臺,從而減少所須服務(wù)器數(shù)量更有效而可靠的

11、實現(xiàn)商業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的備份(高可用能力)成為容災(zāi)系統(tǒng)的設(shè)計(遠程數(shù)據(jù)鏡像和歸檔)提高存儲設(shè)備利用率直接連接存儲(DAS)服務(wù)器直接連接可能有超過50%的存儲設(shè)備閑置，以備擴容之需(空白空間)管理成本5至6倍于購買成本存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)僅需20%的備用空間可立即按需提供存儲容量SAN連接存儲設(shè)備可以有效減少備用空間整和UNIX與NT存儲增長需求NTNTUNIX80%“讓我們的存儲設(shè)備發(fā)揮更大作用”50%50%50%NTUNIXNTNTUNIXNT提高企業(yè)信息的可用性（通過基于SAN的備份/恢復(fù)系統(tǒng)設(shè)計）存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN) 與基于網(wǎng)絡(luò)或直接連接式的備份，SAN可令備份操作更快完成企業(yè)應(yīng)用程序可

12、更快速恢復(fù)服務(wù)縮短意外服務(wù)中斷時間，盡快恢復(fù)遺失或損壞的數(shù)據(jù)提高企業(yè)生產(chǎn)力直接連接存儲 (DAS) 備份傳輸堵塞企業(yè)局域網(wǎng)備份/恢復(fù)時間冗長在備份/恢復(fù)期間應(yīng)用軟件和信息需中斷服務(wù)信息的可用能力保障業(yè)務(wù)的正常運行NTUNIXLANLANNTUNIX備份服務(wù)器備份服務(wù)器提高對應(yīng)用系統(tǒng)的保護存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (SAN) 基于SAN群集提供高可用解決方案，明顯降低成本一臺備用服務(wù)器可支持多臺工作服務(wù)器N:1切換減少投資/軟件開支減少維護開支直接連接存儲 (DAS) 三臺重要應(yīng)用軟件服務(wù)器需要三臺備用服務(wù)器1:1故障切換，成本高昂降低高可用關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用的構(gòu)建成本PSPSPSPPPSSAN的利益可以衡量!讓

13、我們看一個實際案例SAN 的利益每年的回報 (US$)提高信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和應(yīng)系統(tǒng)用的可用能力$200,000提高系統(tǒng)管理效率$110,000提高存儲系統(tǒng)利用率和可用能力$11,551減少備份窗口其他$32,032$26,334SAN的年均回報:$379,917SAN成本: $250,0008 個月的SAN ROIDAS到SAN遷移的三步驟LANLAN步驟一激活SANDAS到SAN的遷移LAN主磁盤鏡像步驟二磁盤鏡像步驟三: 切換磁盤任務(wù)LAN附屬磁盤(鏡像)主磁盤第一章: 總結(jié)回顧存儲傳輸技術(shù)的發(fā)展回答光纖通道的意義演示SAN物理部件的不同部分闡明SAN與網(wǎng)絡(luò)附加存儲(NAS)之間的差異解釋SA

14、N實際的商業(yè)用途說明從直接連接存儲(DAS)到SAN的簡單遷移步驟第一章:復(fù)習(xí)題列出SAN中的重要組成部件SAN的商業(yè)價值何在?DAS,NAS和SAN之間的差異在哪里?第二章: 光纖通道的基本要點光纖通道拓撲結(jié)構(gòu)存儲與網(wǎng)絡(luò)融合的力量底層智能操作控制作為開放標準的光纖通道光纖通道標準開發(fā)始于1988年由NCITS T11開發(fā): I/O接口 (X3.230-1994) 國際標準完成于1994年. 參考鏈接地址: 獲得其他標準伙伴和廠商的認可企業(yè)標準商業(yè)解決方案產(chǎn)品的互操作能力ANSI DMTF IETF FCIA SNIAFibreAlliance開放, 多供應(yīng)商的SANFC-PHFC-GSFC-

15、SWFC-ALFC-CTFC-LSFC-FGFC-FLA FC-SB (Single Byte Mapping Protocol) FC-SB-2 (Single Byte Protocol Mapping 2) FC-LE (Link Encapsulation) FC-PH (Physical and Signaling) FC-PH (Physical and Signaling) Amendment 1 FC-PH (Physical and Signaling) Amendment 2 FC-PH-2 (Physical and Signaling 2) FC-PH-3 (Physi

16、cal and Signaling 3) FC-FG (Fabric Generic Requirements) FC-GS (Generic Services) FC-GS-3 (Generic Services 3) FC-SW (Switch Fabric) FC-SW-2 (Switch Fabric 2) FC-AL (Arbitration Loop) FC-AL-2 (Arbitration Loop 2) FC-BB (Backbone) FC-FP (Mapping to HIPPI-FC) HIPPI-FC (FC-PH Encapsulation)光纖通道的技術(shù)能力不存在

17、無線電信號散射 (RFI), 從而消除了電磁信號串行數(shù)據(jù)傳輸, 每傳輸一位需要0.94納秒(極小的時間延遲)使用8b/10b編碼方式將8位轉(zhuǎn)換為10b格式進行串行傳輸(內(nèi)置時鐘信號)2Gb/秒連接可以提供 8Gb/秒的合并帶寬最多可以連接1千6百萬個節(jié)點(交換Fabric模式)幀大小可調(diào)整, 最大用戶有效載荷2,112字節(jié), 支持128MB的批量數(shù)據(jù)傳輸.強大的錯誤更正能力(位錯誤率 = 1x10-12), 比原有銅連接網(wǎng)絡(luò)強大1,000倍支持全雙工(同時進行傳輸與接收同工作)配置靈活的拓撲結(jié)構(gòu)點對點只能連接 2個設(shè)備(直接連接)交換式 Fabric最多支持1千6百萬個設(shè)備(光纖通道交換機)A

18、rbitrated Loop (仲裁環(huán))最多支持126個設(shè)備(光纖集線器)普及!可把光纖通道看做超級SCSI速度更快更好的連接線更多的連接數(shù)量較低的管理費用可以連接更長距離更強大的管理能力光纖通道類似于超級SCSISUPERSCSI FC FRAMESCSI FC FRAMESCSI FC FRAME光纖通道高速公路(一個新的底層數(shù)據(jù)傳輸途徑)并行與串行接口之間的比較光纖通道基于核心SCSI協(xié)議設(shè)計,光纖通道通過將并行接口轉(zhuǎn)換為串行接口極大的提高了SCSI的性能Data 1Control 1Data 2Control 2Data 3Control 3SCSI的并行接口多條連接線光纖通道的串行接

19、口Data 3Control 3Data 2Control 2Data 1Control 1單連接線并行總線難以保證在遠距離上數(shù)據(jù)的傳輸順序 (電磁干擾)光纖通道存儲特性SCSI- 命令集- 物理傳輸光纖通道第一代Arbitration Loop光纖通道第二代交換式Fabric節(jié)點連接能力15126 (28)(光纖通道集線器)1千6百萬個 (224)(光纖通道交換機)距離限制25 米10公里10公里 (可擴展)最大帶寬160MB/秒 (半雙工共享帶寬)100MB/秒(全雙工共享帶寬)200MB/秒(全雙工獨占帶寬)多協(xié)議支持否是是管理支持能力否(非熱插拔)是先進(telnet, SES, SN

20、MP, GUI, API)錯誤隔絕否最低程度是將光纖通道看做一個聰明的網(wǎng)絡(luò)先進的分層體系結(jié)構(gòu)底層智能操作控制(基于硬件)廣泛的上層協(xié)議映射概要: 可預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)性能以太網(wǎng)絡(luò)看看網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議層EthernetTCPIP數(shù)據(jù)和應(yīng)用如果沒有TCP/IP, 以太網(wǎng)自身能做什么?HardwareSoftwareOSI 參考模型將傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換為接收服務(wù)器可以識別的格式(例如 ASCII)應(yīng)用層對信息傳輸, 壓縮和加密表示層有關(guān)通信會話的詳細信息會話層數(shù)據(jù)分塊傳輸層追加地址和路由信息網(wǎng)絡(luò)層為向?qū)Ｓ猛緩交蛭锢砻浇橥ㄐ艤蕚鋽?shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層從服務(wù)器向媒介進行傳輸 (例如. 銅, 光)物理層光纖通道分層體系結(jié)構(gòu)光纖通道

21、數(shù)據(jù)和應(yīng)用FC-0: 物理界面FC-3: 通用服務(wù)FC-2: 數(shù)據(jù)分發(fā)FC-1: 字節(jié)編碼FC-4: 高層協(xié)議映射Hardware減少對處理器的中斷次數(shù),應(yīng)用可以更快運行!OSI 參考模型將傳輸?shù)男畔⑥D(zhuǎn)換為接收服務(wù)器可以識別的格式(例如 ASCII)應(yīng)用層對信息傳輸, 壓縮和加密表示層有關(guān)通信會話的詳細信息會話層數(shù)據(jù)分塊傳輸層追加地址和路由信息網(wǎng)絡(luò)層為向?qū)Ｓ猛緩交蛭锢砻浇橥ㄐ艤蕚鋽?shù)據(jù)數(shù)據(jù)鏈路層從服務(wù)器向媒介進行傳輸 (例如. 銅, 光)物理層光纖通道協(xié)議映射ATMFC - ATMIPFC鏈路封裝FC - LE高層協(xié)議 (ULPs) 支持現(xiàn)有協(xié)議 對于操作系統(tǒng)是透明的 不做更改+ 新的能力SCS

22、I-3SCSI 3命令集映射 IPI - 3 命令集映射 (IPI-3 STD)FC-4FC - AL -2FC-3通用服務(wù)FC-0FC-1FC-2光纖物理與信號接口 ( FC- PH, FC-PH2, FC-PH3 )物理變換編碼 / 解碼結(jié)構(gòu)協(xié)議FC - AL8b/10b 編碼銅, 光連接觀察FC-2的智能底層控制端口類型邏輯結(jié)構(gòu)固定和動態(tài)尋址Well-known地址網(wǎng)絡(luò)服務(wù)注冊過程靈活的節(jié)點分發(fā)服務(wù)先進的流控制RSCN讓我們研究以下光纖通道網(wǎng)絡(luò)特性光纖通道FC-2端口類型設(shè)備 (節(jié)點)端口N_Port = “Fabric直接連接設(shè)備”NL_Port = “Loop連接設(shè)備”交換機端口E_

23、Port = “擴展端口” (交換機到交換機)F_Port = “Fabric端口”FL_Port = “Fabric Loop端口”G_Port = “普通(Generic)端口 可以轉(zhuǎn)化為E或F”U_Port = “通用(Universal)端口” (用于描述自動端口檢測的術(shù)語)端口鏈接輸入輸出 點對點 Arbitrated Loop FabricFabric端口清晰可見Fabric節(jié)點 N_PortF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port節(jié)點N_Port交換機 2交換機 1節(jié)點NL_Port節(jié)點NL_PortU_Port光纖通道交換機端口智能初始化過程長大后我要做什

24、么呢?y/n你要與Loop通訊嗎?G - Port現(xiàn)在開始等待有人與我通話yesno你是交換機還是一個Fabric點對點設(shè)備?F - PortFabric pt-to-ptE - Port交換機y/n有什么東西插入到這一端口上來嗎?noyesU - PortFL - Port光纖通道的幀格式幀SOF4數(shù)據(jù)載荷最大 2112EOF4CRC4幀頭242148 字節(jié) 一個幀是在光纖通道連接中數(shù)據(jù)包的最小單位 (上層協(xié)議不可見). FibreChannelFrame SCSI Request IPRequest光纖通道FC-2邏輯結(jié)構(gòu)傳輸規(guī)則每一個幀必須是一個序列(Sequence)或交換(Excha

25、nge)的一部分序列是傳輸?shù)膯挝?最多可以包含216個幀 (批量傳輸128 MB)= 映射高層協(xié)議信息單位交換是一組非并發(fā)相關(guān)序列,同時只能有一個序列處于工作狀態(tài)智能錯誤恢復(fù)規(guī)則8b/10b時間信號幀CRC校驗以序列(Sequence)為恢復(fù)單位4種交換(Exchange)錯誤策略Command 1Command 2Command 3命令 1FC-2命令 2命令 3命令 1命令 2命令 31234FC-0123高層協(xié)議信息交換多個序列幀端口信息單元信息單元信息單元FC-4 映射光纖通道FC-2地址OSI模型應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層以太網(wǎng)和TCP/IP應(yīng)用層(i.e. PO

26、P3, SMTP, DNS, DHCP,FTP, WWW 協(xié)議)TCP / UDP動態(tài) IP 地址7固定 MAC 地址x00-00-0E-21-17-6B物理接口光纖通道高層協(xié)議 (ULP)FC-4: ULP MappingFC-3: 通用服務(wù)動態(tài) Native 地址 (8/24-bits)固定 World-Wide Name (64-bits)FC-1: 8b/10b 編碼FC-0:物理接口光纖通道可以在沒有任何高層協(xié)議支持的條件下生成所有網(wǎng)絡(luò)地址(固定與動態(tài)) 智能!固定與動態(tài)地址格式固定地址 (64-位)WWN (類似于出生證明編號)每個fabric設(shè)備 (HBA, 交換機, 存儲)都擁

27、有一個(或多個)WWN地址使用IEEE分配的地址格式動態(tài)地址 (8/24-位)本地生成 (類似于家庭住址)注冊到光纖通道網(wǎng)絡(luò)時動態(tài)獲得FC-AL = 8-位 (例如xE0) = 126 AL_PA地址FC-SW = 24-位= 16,000,000 Fabric地址DomainID8 BitsAreaID8 BitsPort ID8 Bits24位地址空間 10:00:00:60:69:00:60:02 N_Port/F_Port可用范圍:x01 0000到xEF EFFFIEEE 格式節(jié)點 WWN: 1 = b0001 000 000 000端口 WWN: 2 = b0010 000 000

28、 000廠商定義Well-known Fabric地址在交換式的Fabric之中, 某些地址已經(jīng)被一些特殊功能占用, 包括:x00 0000 未被定義的N_PortxFF FFF5 多路發(fā)送服務(wù)器xFF FFF6 時鐘同步服務(wù)器xFF FFF7 安全密匙分發(fā)服務(wù)器xFF FFF8 別名服務(wù)器xFF FFF9 服務(wù)質(zhì)量推動者xFF FFFA 管理服務(wù)器xFF FFFB 時間服務(wù)器xFF FFFC 名稱服務(wù)器xFF FFFD Fabric控制器xFF FFFE Fabric登錄服務(wù)器xFF FFFF 廣播地址FC-2內(nèi)置以上先進的網(wǎng)絡(luò)功能, 可以通過 well-known 硬件地址簡化使用工作.

29、這從另外的一個方面證明了光纖通道的確是一個智能網(wǎng)絡(luò)! FC-2內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的實例名稱服務(wù)器 (xFF FFFC), 是FC_GS規(guī)范中的組成部分負責關(guān)于Fabric連接設(shè)備的目錄信息設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)必須在名稱服務(wù)器注冊名稱服務(wù)器使用FC-CT (普通傳輸)協(xié)議在 整個Fabric內(nèi)部分發(fā)信息(動態(tài)擴展能力)光纖通道設(shè)備可以向名稱服務(wù)器查詢網(wǎng)絡(luò)資源信息 (簡單請求和響應(yīng)模式)光纖通道名稱服務(wù)器廣播地址名稱服務(wù)器與TCP/IP的域名服務(wù)器(Domain Name Server)服務(wù)相似智能名稱服務(wù)器與TCP/IP DNS的對比功能分布式名稱服務(wù)器(xFF FFFC)TCP/IP DNS 服務(wù)器(So

30、cket 53 UDP)服務(wù)器目標自動定位是(Well-Known)是 (通過 DHCP)成員動態(tài)注冊是是 (動態(tài) DNS)支持成員特性介紹是否 (僅包含IP和名稱)支持所有或有限查詢是否(只支持部分查詢)數(shù)據(jù)庫自動復(fù)制是否(手工分區(qū)傳送)在整個網(wǎng)絡(luò)中多點控制(支持讀,寫,更改全部能力)是否(主從)自動統(tǒng)一資源信息是否(必須手工進行)FC-2端口注冊過程設(shè)備為何要注冊到網(wǎng)絡(luò)? 為什么這是必須的?發(fā)送數(shù)據(jù)前, 一個N_Port必須執(zhí)行注冊進程以確定一個高性能操作環(huán)境需要找出相互連接的拓撲結(jié)構(gòu)需要知道本環(huán)境中存在其他N_PortsFabric和N_Ports支持的服務(wù)類協(xié)商高性能服務(wù)參數(shù)選擇錯誤恢

31、復(fù)手段最終結(jié)果: 智能網(wǎng)絡(luò)和客戶端高性能網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器注冊到服務(wù)器注冊到網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)絡(luò)光纖通道Fabric FC-2注冊通訊注冊到網(wǎng)絡(luò) (Fabric Login - FLOGI) 注冊到名稱服務(wù)器 (Port Login - PLOGI)獲得會話許可(Port Login - PLOGI)Fabric名稱服務(wù)器 (xFF FFFC)注冊服務(wù)器 (xFF FFFE)發(fā)起者應(yīng)答者FLOGI接受 (地址)PLOGI (注冊) 接受PLOGI接受FC-2靈活的節(jié)點分發(fā)服務(wù)為滿足不同的數(shù)據(jù)傳輸需求, 光纖通道定義了多種服務(wù)等級以滿足數(shù)據(jù)傳輸和操作要求N_PortN_Port保存通道資源?面向連接Class

32、1(專線交換)Class 4(虛擬專線)exclusive usagefractional usageYes非連接Class 2(幀交換)Class 3(幀數(shù)據(jù)報)acknowledgementno confirmationNo普及!FC-2 先進的Fabric流控制為何要流控制? 確保沒有端口會因為接收了超過其極限的數(shù)據(jù)而導(dǎo)致崩潰. 光纖通道中,我們先行檢查! (在TCP/IP中, 包在發(fā)送時并不考慮接收方是否已經(jīng)準備就緒)節(jié)點 N_PortF_Port交換機基于緩沖到緩沖信用的流控制可用傳輸_端口緩沖緩沖緩沖bufferbufferbuffer智能 ASIC緩沖每端口信用數(shù)量 動態(tài)緩沖池

33、完整和微型緩沖當一個幀到達接收端口后, 端口會首先將其儲存在共享動態(tài)緩沖池之中! 當前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對比千兆以太網(wǎng)(IEEE 802.3z)ATM(ATM 論壇)光纖通道(ANSI T11)技術(shù)應(yīng)用范圍網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò), 視頻存儲, 網(wǎng)絡(luò), 視頻, 機群速度擴展能力無(1.25 Gb/秒)是(OC-x)(2.488 Gb/秒)是(2.12 Gb/秒, 8 Gb/秒trunking)拓撲結(jié)構(gòu)點對點, 集線器, 交換交換點對點, Loop集線器, 交換式Fabric傳輸保障無(丟棄幀)無(拋棄信元)是 (保證不丟失阻塞數(shù)據(jù))分發(fā)選擇分組分組分組, 專線, 虛擬專線 (Class 1到4)長距離連接是 (無QoS

34、)是是(使用DWDM或ATM)流控制基于速率基于速率基于信用幀大小可變 (0-1.5KB)固定, 53B可變, 0-2KB等一下!還有是Fabric內(nèi)部的強制服務(wù)一個Fabric應(yīng)當擁有一個或多個Fabric控制器負責管理Fabric的運轉(zhuǎn)Fabric初始化Fabric配置生成連接響應(yīng)啟動/中斷連接幀路由管理Fabric控制器 (xFF FFFD) 注冊狀態(tài)變更通知(Registered State Change Notification; RSCN)注冊狀態(tài)變更通知(Registered State Change Notification)Fabric控制器發(fā)出唯一的通知到所有注冊節(jié)點Hi

35、Fabric, 如果有新的磁盤請通知我,好嗎?網(wǎng)絡(luò)自動通知為消除不必要的循環(huán)檢查數(shù)據(jù)流, 智能的Fabric使用一種通知機制來報告Fabric內(nèi)發(fā)生的變化結(jié)論: 光纖通道與SAN光纖通道= SAN全面支持高層協(xié)議映射超級 SCSI先進的分層體系結(jié)構(gòu)智能底層操作控制 (基于硬件)第二章: 總結(jié)介紹了三種光纖通道拓撲結(jié)構(gòu)進行了光纖通道與SCSI之間的比較比較光纖通道與以太網(wǎng)之間的差異圖解說明光纖通道的端口類型通過多種服務(wù)和分發(fā)機制證明光纖通道是一個智能網(wǎng)絡(luò)說明在光纖通道網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)注冊過程是必須的同時展示了在光纖通道網(wǎng)絡(luò)中流控制的重要性第二章:復(fù)習(xí)題我們可以在一個光纖通道交換式Fabric網(wǎng)絡(luò)上連接

36、多少個設(shè)備?請列出光纖通道網(wǎng)絡(luò)所擁有關(guān)鍵智能.在交換機級聯(lián)時使用什么端口?第三章: 建立SAN Fabric SAN Fabric內(nèi)幕 理解交換概念 擴展 SAN FabricSAN交換式Fabric的內(nèi)幕是什么?節(jié)點 N_Port節(jié)點N_Port節(jié)點N_PortSAN Fabric存儲網(wǎng)絡(luò)后臺操作 Fabric分層結(jié)構(gòu) 邏輯管理單元 內(nèi)部交換功能 交換機之間通訊 路由選擇F_PortF_PortF_Port對于N_Ports, 內(nèi)部操作和結(jié)構(gòu)是不可見的N_Port并不知道路徑. 這就無須在N_Port內(nèi)部建立本地路由表. 這一轉(zhuǎn)化簡化了連接與管理工作SAN Fabric 的層次Fabric是

37、描述一種交換環(huán)境的術(shù)語. 它內(nèi)部可以包含一個或多個相互連接的交換機(域; domain) 一個光纖通道交換機= 一個Fabric域Fabric的分層基于24位地址空間的劃分一個Fabric內(nèi)最多可以包含239個域域ID8 Bits區(qū)ID8 Bits端口 ID8 Bits24 位地址空間特別代理: 主交換機特別發(fā)送: Class F服務(wù)FabricFabric主交換機在Fabric之中存在并只存在一個主交換機!Domain地址的管理者(分配唯一的Domain ID)不存在單點故障! 如果當前主交換機失敗, 那么擁有最低WWN 將被選為主交換機主交換機我是新的主管, 誰要確認或獲取一個新的 Dom

38、ain ID? NodeN_Port我需要一個!我需要為自己所連接的節(jié)點分配一個動態(tài)地址I NodeN_PortFabric Class F 管理服務(wù)在光纖通道交換機之間只使用Class F用于Fabric的內(nèi)部控制和協(xié)調(diào)交換機使用Class F幀以協(xié)調(diào)名稱服務(wù)器和確定Fabric層次等服務(wù)Class F傳輸對于N_Ports完全是透明的類似于E_Port之間的Class 2無連接服務(wù)Class F流使用點對點的方式, 單功能是基于每個幀來實現(xiàn)的.FabricF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port交換機 2交換機 1U_PortClass F 服務(wù)Fabric配置過程步

39、驟 1:鏈接初始化Fabric初始化步驟 2:區(qū)分端口操作類型步驟 3:選擇主交換機步驟 4:分配Domain地址步驟 5:路徑選擇 (FSPF)Fabric運行CLASS F 通訊(交換機Fabric內(nèi)部連接服務(wù))服務(wù)類對比Class F 與 Class N (Class 1到 4)分發(fā)服務(wù)特征Class 1Class 2Class 3Class 4Class F保留帶寬?100%NoNo部分No面向連接?YesNoNoYesNo傳輸順序保證? (按順序發(fā)送)YesNoNoYesNo延遲保證?(傳輸可預(yù)測)YesNoNoYes (QoS)No分發(fā)確認?YesYesNoYesYes流控制?Ye

40、sYesNoYesYes幀通道?NoNoNoNoYes節(jié)點N_PortFabric邏輯管理單元Fabric節(jié)點 N_PortF_PortF_PortE_PortE_PortU_Port節(jié)點N_Port交換機 2交換機 1F_PortZone 1Zone 2分區(qū)單獨的邏輯管理單元可以使用WWN和端口作為成員可以跨多個域/區(qū)/端口可以包含F(xiàn)abric內(nèi)任意數(shù)量的交換機支持相互交叉與E_Port無關(guān)分區(qū)的好處NTSolaris DisksHP-UXNTDisksHP-UXDisksSolaris分區(qū)滿足SAN Fabric任意連接的要求 真正支持異構(gòu)平臺的SAN普通交換概念交換是將兩個以上的組連接起

41、來而不在任何兩個節(jié)點之間建立永久的專用連接ADEBCF不使用交換技術(shù)每兩個節(jié)點之間直接連接15個連接ABCDEF使用交換技術(shù)簡單的將節(jié)點連接起來1個連接網(wǎng)絡(luò)交換的發(fā)展光纖通道OSI 參考模型應(yīng)用層表示層會話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層 包交換 (X.25) IP交換數(shù)據(jù)鏈路層(第二層) 以太網(wǎng)/令牌環(huán)交換 ATM/LAN交換 幀中繼物理層(第一層) 鏈路交換 (撥號, ISDN) SONET交換數(shù)據(jù)和應(yīng)用FC-0: 物理接口FC-3: 普通服務(wù)FC-2: 數(shù)據(jù)分發(fā)FC-1: 數(shù)據(jù)編碼FC-4: 高層協(xié)議映射通過分析每個幀的前64字節(jié),我們可以做得更多!第五層交換交換機內(nèi)部實現(xiàn)多端口交換(基于內(nèi)存)ASIC進

42、行交換控制(本地通信本地完成)Cut-through路由 (非存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式)輸出端口可以實現(xiàn)緩沖區(qū)負載平衡支持多種速率(1/2/10 Gb/秒)串行交叉交換 (基于矩陣)在交叉點進行交換(只依靠調(diào)度器進行)串行端口到端口(等待, 直到連接成功)沒有輸出緩沖區(qū)(隊列阻塞)只支持一種速度共享內(nèi)存ASICASICASICASIC串行交叉ASICASICASICASIC調(diào)度器輸出緩沖存儲器輸入緩沖存儲器SELECTORFrame Filtering交換機級聯(lián)解決方案: 將交換機互相連接(注意: 與以太網(wǎng)集線器只能有一個級聯(lián)端口不同, 光纖通道交換機的所有端口都可以用于級聯(lián))觀察光纖通道交換機內(nèi)部的工作

43、方式相當有趣, 可是如果交換機無法提供足夠的設(shè)備連接端口, 我們又將如何是好?將多個光纖通道交換機級聯(lián)從而獲得配置的靈活性 可以建立更大的網(wǎng)絡(luò) SAN Fabric可以在物理上分布化 可以為錯誤事件提供額外保護交換機的互連能力跳躍數(shù)量在到達目標前經(jīng)過的ISL數(shù)量(最多7次跳躍)交換機間鏈接 (ISL)(在兩臺交換機之間的鏈接)E_Port到E_Port節(jié)點 N_Port 節(jié)點N_Port鏈接延遲(ISL每公里將產(chǎn)生5微秒的時間延遲)這比磁盤以毫秒衡量訪問速度快1000倍單點與多點交換部分人仍然認為單交換機更好! 大盒子, 更高的端口數(shù)量 (更多端口)及易于管理這叫做“單交換機交換”為什么? 由

44、于級聯(lián)過于復(fù)雜, 太多工作!ISL浪費寶貴的端口資源!通過ISL進行交換比在一個盒子內(nèi)進行速度慢!事實上盒子的管理與網(wǎng)絡(luò)管理相比更困難不可避免的操作錯誤沒有端口速度更快或更慢智能軟件簡化管理工作, 不存在單獨的硬件解決方案可憐的ISL支持能力 (在一個Fabric內(nèi)可能最多只支持32個ISL)難以實現(xiàn)干線合并(ISL Trunking)?可級聯(lián)交換機稱為 “多交換機交換(Multi-Stage Switching)”單點故障高可用Fabric步驟 2: 將原有核心交換機移到邊緣多點交換設(shè)計: 核心邊緣模型步驟 1: 在SAN Fabric的核心配置較大的交換機類似于FDDI骨干網(wǎng)大交換機可以在

45、如下多點交換環(huán)境之中使用:提高邊緣節(jié)點的連接能力替換原有核心交換機以提高核心節(jié)點連接能力連接各個SAN孤島設(shè)備通常不與核心節(jié)點直接連接! 減低邊緣節(jié)點擴展能力 直接連接核心節(jié)點將降低系統(tǒng)的路徑冗余保護能力SAN Fabric擴展的三塊基石概要: SAN具有與WAN相似的擴展能力!網(wǎng)絡(luò)自愈(Self-Healing) (F.S.P.F)ISL 優(yōu)化遠距離支持 10公里自恢復(fù)的SAN FabricFSPF將交換機結(jié)合在一起并建立一個受到保護的網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)自動Fabric拓撲分析和路徑選擇在SAN配置變化時動態(tài)配置路由 (自學(xué)習(xí))可以設(shè)定靜態(tài)路由發(fā)生故障自動選擇下一條最佳路徑FSPF只保護網(wǎng)絡(luò)本身, 節(jié)點需要擁有兩條路徑連接到SAN FabricFabric最短路徑優(yōu)先算法自動故障切換在故障情況下(數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)進行)當ISL或交換機故障(或重新啟動)時SAN Fabric繼續(xù)工作Fabric最短路徑優(yōu)先 (FSPF)是指連接狀態(tài)路徑選擇協(xié)議 (源于 OSPF)使用鏈路權(quán)值/權(quán)重考慮跳躍數(shù)量確?？捎脦扗omain ID分配進程結(jié)束后立即啟動六個簡單步驟:通知相鄰的交換機與相鄰交換機相互交換全部連接狀態(tài)數(shù)據(jù)庫信息更改連接狀態(tài)記錄計算數(shù)據(jù)源與目標之間的最短路徑建立路由運行!最短路徑優(yōu)先Hello!Hello!Hello!Hello!Hello!每個圓代表一臺交換機連接權(quán)