HC1109105-HCNA-Storage-V2-BSSN-第五章-IP-SAN技術(shù)及應(yīng)用

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IPSAN技術(shù)與應(yīng)用學(xué)習(xí)完本章節(jié)后，您將能夠：了解IPSAN產(chǎn)生與開(kāi)展的背景掌握IPSAN組成和組網(wǎng)連接理解iSCSI協(xié)議理解FC協(xié)議與TCP協(xié)議融合掌握華為IPSAN存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用目標(biāo)目錄IPSAN產(chǎn)生與開(kāi)展IPSAN組成和組網(wǎng)連接iSCSI協(xié)議介紹FC協(xié)議與TCP協(xié)議融合華為IPSAN存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用FCSAN與IPSANDASSCSIFCSANFCFCFCFCIPSANiSCSIiSCSI什么是IPSAN？以TCP/IP協(xié)議為底層傳輸協(xié)議，采用以太網(wǎng)作為承載介質(zhì)構(gòu)建起來(lái)的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。實(shí)現(xiàn)IP-SAN的典型協(xié)議是iSCSI，它定義了SCSI指令集在IP中傳輸?shù)姆庋b方式。存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備以太網(wǎng)交換機(jī)服務(wù)器HBA用戶(hù)B服務(wù)器HBA用戶(hù)C用戶(hù)ALANTCP/IP網(wǎng)絡(luò)IPSAN的優(yōu)勢(shì)不需要專(zhuān)用的HBA卡和光纖交換機(jī)，普通的以太網(wǎng)卡和以太網(wǎng)交換機(jī)就可以存儲(chǔ)和效勞器的連接。接入標(biāo)準(zhǔn)化傳輸距離遠(yuǎn)可維護(hù)性好帶寬擴(kuò)展方便理論上IP網(wǎng)絡(luò)可達(dá)的地方就可以使用IPSAN，而IP網(wǎng)絡(luò)是目前地球上應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)。廣闊的具備IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的維護(hù)人員和強(qiáng)大的IP網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工具支撐。隨著10Gb以太網(wǎng)的迅速開(kāi)展，IPSAN單端口帶寬擴(kuò)展到10Gb已經(jīng)是開(kāi)展的必然。IPSAN面臨的挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)平安性數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程的平安性和在存儲(chǔ)設(shè)備中的平安性是IPSAN存儲(chǔ)面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題IPSAN主要挑戰(zhàn)TCP負(fù)載TCP為了完成數(shù)據(jù)的排序工作需要占用較多的主機(jī)CPU資源導(dǎo)致用戶(hù)業(yè)務(wù)處理延遲的增加塊數(shù)據(jù)傳輸IP協(xié)議比較適合傳輸大量的小塊消息，對(duì)大塊數(shù)據(jù)的傳輸?shù)男蔬€有待提高FCSAN與IPSAN比較描述FC

SANIP

SAN網(wǎng)絡(luò)速度1Gb、2Gb、4Gb、8Gb1Gb、10Gb網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)單獨(dú)建設(shè)光纖網(wǎng)絡(luò)和HBA卡使用現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)傳輸距離受到光纖傳輸距離的限制理論上沒(méi)有距離限制管理、維護(hù)技術(shù)和管理較復(fù)雜與IP設(shè)備一樣操作簡(jiǎn)單兼容性兼容性差與所有IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都兼容性能非常高的傳輸和讀寫(xiě)性能目前主流1Gb，10Gb正在發(fā)展成本購(gòu)買(mǎi)（光纖交換機(jī)、HBA卡、光纖磁盤(pán)陣列等）、維護(hù)（培訓(xùn)人員、系統(tǒng)設(shè)置與監(jiān)測(cè)等）成本高與FC－SAN相比，購(gòu)買(mǎi)與維護(hù)成本都較低，有更高的投資收益比例容災(zāi)容災(zāi)的硬件、軟件成本高本身可以實(shí)現(xiàn)本地和異地容災(zāi)，且成本低安全性較高較低目錄IPSAN產(chǎn)生與開(kāi)展IPSAN組成和組網(wǎng)連接iSCSI協(xié)議介紹FC協(xié)議與TCP協(xié)議融合華為IPSAN存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用IP-SAN典型組網(wǎng)應(yīng)用效勞器以太網(wǎng)卡存儲(chǔ)設(shè)備應(yīng)用效勞器應(yīng)用效勞器應(yīng)用效勞器以太網(wǎng)交換機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備直連單交換雙交換以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)用效勞器IP-SAN的組件效勞器iSCSIHBA卡iSCSI存儲(chǔ)設(shè)備LAN用戶(hù)A用戶(hù)B效勞器以太網(wǎng)卡iSCSI存儲(chǔ)設(shè)備以太網(wǎng)卡以太網(wǎng)卡以太網(wǎng)交換機(jī)iSCSI連接方式IP-SAN根據(jù)主機(jī)與存儲(chǔ)的連接方式不同，可以分為三種：硬件TOE網(wǎng)卡+initiator軟件方式以太網(wǎng)卡+Initiator軟件方式

iSCSIHBA卡實(shí)現(xiàn)方式TOE網(wǎng)卡以太網(wǎng)卡+Initiator軟件實(shí)現(xiàn)方式以太網(wǎng)卡存儲(chǔ)設(shè)備IPSAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部總線(xiàn)連接以太網(wǎng)連接Initiator軟件完成iSCSI報(bào)文到TCP/IP報(bào)文轉(zhuǎn)換，需占用主機(jī)資源基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)連接TOE網(wǎng)卡+Initiator軟件實(shí)現(xiàn)方式智能以太網(wǎng)卡存儲(chǔ)設(shè)備IPSAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部總線(xiàn)連接以太網(wǎng)連接Initiator軟件完成iSCSI層的功能，需占用主機(jī)資源基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)連接TOE網(wǎng)卡TCP/IP協(xié)議轉(zhuǎn)換由TOE網(wǎng)卡完成，不占用主機(jī)資源iSCSIHBA卡連接方式iSCSIHBA卡存儲(chǔ)設(shè)備IPSAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部總線(xiàn)連接以太網(wǎng)連接基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)連接完成iSCSI報(bào)文到TCP/IP報(bào)文轉(zhuǎn)換，完全不占用主機(jī)資源目錄IPSAN產(chǎn)生與開(kāi)展IPSAN組成和組網(wǎng)連接iSCSI協(xié)議介紹FC協(xié)議與TCP協(xié)議融合華為IPSAN存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用iSCSI協(xié)議iSCSI〔InternetSCSI〕把SCSI命令和塊狀數(shù)據(jù)封裝在TCP中在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸，根本出發(fā)點(diǎn)是利用成熟的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和延伸SAN。SCSI應(yīng)用（文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)）SCSI塊指令SCSI流指令其他SCSI指令SCSI指令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)iSCSITCPIP物理層(以太網(wǎng))iSCSI體系結(jié)構(gòu)iSCSI節(jié)點(diǎn)將SCSI指令和數(shù)據(jù)封裝成iSCSI包，然后該數(shù)據(jù)封裝被傳送給TCP/IP層，再由TCP/IP協(xié)議將iSCSI包封裝成IP協(xié)議數(shù)據(jù)以適合在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。iSCSI的發(fā)起端與目標(biāo)端發(fā)起端〔Initiator〕SCSI層負(fù)責(zé)生成CDB〔命令描述符塊〕，將CDB傳給iSCSIiSCSI層負(fù)責(zé)生成iSCSIPDU〔協(xié)議數(shù)據(jù)單元〕，并通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)將PDU發(fā)給target目標(biāo)器〔Target〕iSCSI層收到PDU，將CDB傳給SCSI層SCSI層負(fù)責(zé)解釋CDB的意義，必要時(shí)發(fā)送響應(yīng)iSCSIInitiatorTargetSCSIiSCSITCPIPLinkSCSIiSCSITCPIPLinkiSCSI數(shù)據(jù)包封裝模型所有的SCSI命令都被封裝成iSCSI協(xié)議數(shù)據(jù)單元iSCSI利用TCP/IP協(xié)議棧中傳輸層的TCP協(xié)議為連接提供可靠的傳輸機(jī)制目錄IPSAN產(chǎn)生與開(kāi)展IPSAN組成和組網(wǎng)連接iSCSI協(xié)議介紹FC協(xié)議與TCP協(xié)議融合華為IPSAN存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用FC-SAN與IP-SAN在產(chǎn)品上的融合存儲(chǔ)產(chǎn)品中既包括FC接口，又包括iSCSI接口FC-SAN與IP-SAN解決方案的融合校園網(wǎng)效勞器用戶(hù)群防火墻FC交換機(jī)FC交換機(jī)IP交換機(jī)LANIP連接FC連接T系列存儲(chǔ)設(shè)備IP交換機(jī)應(yīng)用效勞器群FC與TCP協(xié)議融合目前FC與TCP/IP協(xié)議的真正融合主要有兩種趨勢(shì)：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)承載FC信道FCIPiFCPFCOE以FC信道承載TCP/IP數(shù)據(jù)IPFC從現(xiàn)有的情況來(lái)看，以太網(wǎng)技術(shù)和FC技術(shù)都在飛速開(kāi)展，IP-SAN和FC-SAN會(huì)在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)都將是并存且互為補(bǔ)充的。FCIP協(xié)議FCIP的協(xié)議棧在FCIP的協(xié)議棧中，F(xiàn)CIP協(xié)議處于FC和TCP之間，也就意味著FCIP可以互聯(lián)FC和TCP這兩種協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。FCIP的數(shù)據(jù)封裝FCIP協(xié)議是一個(gè)隧道協(xié)議，它提供把FC協(xié)議數(shù)據(jù)幀封裝進(jìn)IP包以便在IP網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸?shù)姆椒?。FC封裝局部IP封裝局部IP數(shù)據(jù)局部以太網(wǎng)幀頭TCP/IP包頭FCIP幀頭SOF幀起始符FC數(shù)據(jù)EOF幀終止符FCIP通信原理iFCP協(xié)議iFCP〔InternetFibreChannelProtocol，互聯(lián)網(wǎng)光纖通道協(xié)議〕是一種網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)的協(xié)議，為T(mén)CP/IP網(wǎng)絡(luò)上的光纖通道設(shè)備提供光纖信道通信效勞，也就是可以實(shí)現(xiàn)端到端的IP連接。iFCP的協(xié)議棧iFCP協(xié)議位于TCP/IP協(xié)議和FC協(xié)議之間，可以起到連接這兩種協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的作用。iFCP協(xié)議封裝在iFCP層中，F(xiàn)C設(shè)備的24位fabric地址被映射到一個(gè)唯一的IP地址上，為FibreChannel啟動(dòng)器和目標(biāo)提供了本地IP地址的編址工作。iFCP的工作原理iFCP網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)iSCSI、FCIP、iFCP協(xié)議比較FCoE協(xié)議直接在增強(qiáng)型無(wú)損以太網(wǎng)根底設(shè)施上傳輸光纖信道信號(hào)功能的協(xié)議。FCoE把FC幀封裝在以太網(wǎng)幀中，允許LAN和SAN的業(yè)務(wù)流量在同一個(gè)以太網(wǎng)中傳送。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層幀業(yè)務(wù)流IP塊存儲(chǔ)FCoE網(wǎng)絡(luò)VoIP視頻流VoIPFCoE協(xié)議的封裝FCoE是把FC-2層以上的內(nèi)容封裝到以太網(wǎng)報(bào)文中進(jìn)行承載。FC-4FC-3FC-2FC-1FC-0FC-4FC-3FC-2FCoEMACPHYFC協(xié)議層以太網(wǎng)協(xié)議層融合增強(qiáng)型以太網(wǎng)〔CEE〕FCoE采用增強(qiáng)型以太網(wǎng)作為物理網(wǎng)絡(luò)傳輸架構(gòu)，能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的光纖通道有效內(nèi)容載荷。融合增強(qiáng)型以太網(wǎng)〔CEE〕可以防止類(lèi)似TCP/IP協(xié)議的開(kāi)銷(xiāo)和數(shù)據(jù)包損失?；趦?yōu)先級(jí)的流量控制〔PFC〕增強(qiáng)的傳輸選擇〔ETS〕擁塞通告目錄IPSAN的產(chǎn)生與開(kāi)展IPSAN的組成和組網(wǎng)連接iSCSI協(xié)議介紹FC協(xié)議與TCP協(xié)議融合華為IPSAN存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用華為IPSAN存儲(chǔ)應(yīng)用華為存儲(chǔ)IPSAN應(yīng)用——S2600T應(yīng)用效勞器以太網(wǎng)交換機(jī)1S2600T雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)卡iSCSI接口A控制器以太網(wǎng)交換機(jī)2華為存儲(chǔ)IPSAN應(yīng)用——S5500T應(yīng)用效勞器以太網(wǎng)交換機(jī)1S5500T雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)卡iSCSI接口A控制器以太網(wǎng)交換機(jī)2華為存儲(chǔ)IPSAN應(yīng)用——S5600T應(yīng)用效勞器以太網(wǎng)交換機(jī)1S5600T雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)卡iSCSI接口A控制器以太網(wǎng)交換機(jī)2IPSAN產(chǎn)生與開(kāi)展IPSAN組成和組網(wǎng)連接iSCSI協(xié)議介紹FC協(xié)議與TCP協(xié)議融合華為IPSAN存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用總結(jié)思考題IPSAN與FCSAN的主要區(qū)別有哪些？IPSAN主要有哪幾局部組成？IPSAN的連接方式分哪幾種？各有什么特點(diǎn)？iSCSI協(xié)議的發(fā)起端〔Initiator〕和目標(biāo)器〔Target〕起到什么作用？描述FCIP、iFCP和FCoE協(xié)議的特點(diǎn)和應(yīng)用。習(xí)題判斷題存儲(chǔ)IP-SAN組網(wǎng)主機(jī)采用以太網(wǎng)卡+Initiat