SAN拓扑结构与主要应用.ppt

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1、第六讲 SAN的拓扑结构与主要应用,基于总线连接的被动存储 BAS最主要的缺点之一在于：它不能同时针对容量和性能的要求进行扩展。存储容量被三方面的因素所制约：1系统能支持的主机输入输出设备控制的数量。2物理连接到每个主机I/O控制器上的设备或子系统数目。3这些设备和子系统的总容量。SAN技术的容量扩展优点 SAN能显著提高连接到每个主机I/O控制器的设备数，并且还提供了通过将网络交换机和集线器级联来扩展容量的方法。,SAN的拓扑结构,通过交换机和集线器级联进行的扩展,能通过级联交换机连接的最大设备级联数取决于端口数P和级联层数L：最大设备数=（P1）（L1）P例：二级16个端口的SAN交换机可

2、以支持多达225个地址。更多层次的交换机（225个）可以将可连接的地址数增到3375个。若使用50GB的磁盘，并以镜像工作模式，可在1687个镜像设备中存储84TB的数据。,使用存储路由器进行扩展,存储路由器能用于SAN和其它网络或总线之间传输块数据流。存储路由器提供地址解析、协议转换，包括串行到并行的转换，寻径控制和数据迁移能力。,SAN的性能可扩展性的优势,高速：100MB/s；另外交换SAN的每个设备或子系统拥有自己的路径。多个设备通过交换机连接对性能的影响很小。光纤路径仲裁环或FC-AL性能稍差，价格便宜。,SAN的距离扩展优势,SAN中进行备份的扩展性优势,单模光纤10公里；多模50

3、0米；铜心光纤路径30米。,备份数据流从LAN中转移；不通过主机系统和存储总线进行的备份数据传输。,SAN存储在升级时的优势,SAN允许存储系统和设备在不中断服务器工作的情况下连接到已有的存储网络。,SAN的拓扑结构,点到点SAN,交换式SAN,环状SAN,在I/O路径中放置SAN,使用SAN I/O 路径代替SCSI总线,区别SAN连接和SCSI总线连接,最主要的物理差异在于SAN中网络设备，如交换机、集线器和路由器的存在。,主机I/O控制器,这两个集线器在一个逻辑环中互联,主机I/O控制器被SAN厂商称为主机总线适配器（HBA），此处的“总线”指的是网络。,基本SAN结构的变化,SAN中的

4、高可用性集群,其特点是使用相对便宜的冗余系统获得相对较高的系统和数据的可用性。,子系统端SAN,服务器端 SAN,要 点,SAN可组成点对点，环形和交换形拓扑结构SAN具有很强的扩展性和多样的组合特性,Brocade光纤交换机及其性能综述,本部分内容主要讲述多种Brocade交换机的共同特点和区别介绍Brocade交换机的核心工作原理介绍 Fabric OS 的各种功能，以及这些是如何控制光纤存储区域网相关的新技术和新功能,补充,1.交换机简介,由于交换机是构造SAN的核心构件，所以选择合适的交换机至关重要。合适的交换机才能提高信息管理的效率，满足挑战性的需求。,选择要点硬件冗余：体现可靠性，

5、可用性。端口数：8口，16口，64口等集成交换机。功能：交换机OS软件提供的功能。费用：入门级，部门级，企业级，集成式和核心交换机。,入门级交换机,存储增长需求不大的环境使用，主要考虑性价比。如Brocade公司的8口的Silk Worm 2010，2040和2050交换机；16口的 Silk Worm 2210，2240和2250交换机。,Silk Worm 2x10系列交换机仅支持光线仲裁环（FC-AL)，是FC HUB 的另一可选方案。Silk Worm 2x10系列交换机绑定了Brocade Zoning分区软件，Web图形界面管理工具，Simple Name Server等软件。并可

6、通过License Key将它升级成完全的光纤交换机。另外，2010仅有1个可热插拔的GBIC端口，7个固定端口。2210的16个端口均为GBIC口。2040和2240交换机的功能增加了双交换机连接，E_Port 端口可接入其他光纤交换机。它也可升级为完全交换机，升级后需买Quick Loop软件才能连入FC-AL环网。2050和2250是真正的全光纤交换设备，可支持多个E_Port连接，和多交换机网络互连，并支持交换机间的冗余连接。,企业级交换机,充分考虑存储硬件与服务器的配合，从而建立完善的开放系统环境。通过与异构环境的集成，保护存储设备投资，并为管理不断增长的数据指出方向。它们 一般都具

7、有冗余，热插拔电源，风扇等功能，典型代表为：Silk Worm 2400和2800。软件OS包括了分布式Simple Name Server，FSPF最短路经协议，故障自动查找和高级诊断功能。,集成式交换机SilkWorm 6400,主要用于数据中心，它有64个端口，相当于6个2250组成的高端交换机解决方案。其内部拓扑结构确保它的高性价比和高可用性。他用2个交换机模块组成交换网络的核心，用8个端口与外围的4个交换机相连；另外8个端口用来连接设备。每个边界交换机都有2条线与核心交换机相连，保证整个交换网络中不会发生单点故障。,Fabric Manager软件为6400的各模块提供集中化的界面管

8、理，从而大大简化了交换机的管理和维护工作。,核心交换机SilkWorm 12000,128端口，自适应12Gb/s的连接速率，扩展性、互操作性、以及智能化水平高。,它能支持下一代的10Gb/s技术，也将支持新的存储协议，如iSCSI，FC-IP和InfiniBand。它的可选应用部件还可支持高性能光纤服务，如虚拟化存储，第三方拷贝等。,2.Fabric 操作系统,Fabric 操作系统是一个实时操作系统，用于配置，管理和维护SAN。它可以自动发现网络中的存储设备和主机，并可自动确定数据在网络中的可用传输通道。目前的OS还支持使用Telnet命令行和基于Web的GUI。,BROCADEZONIN

9、G,BROCADE SES,WEB TOOLS,QUICKLOOP,EXTENDED FABRICS,REMOTE SWITCH,Fabric服务分布式简单名称服务多路广播路由服务，FSPF通用端口,管理服务管理服务器SNMP代理TelnetWeb ServerFabric Watch,SILKWORM交换机系列,Fabric OS功能图,可选软件,基础服务,光纤通道平台,O,OS,Fabric OS核心功能,设备自动发现：设备登陆，简单名字服务器，支持环路协议（兼容早期设备）。通用端口的支持：识别端口类型，自动初始化每个连接。状态监控：不间断监控端口状态，自动终端故障端口的数据传输，以及故障

10、排除后的自动恢复。,可重置的光纤通道服务,OS提供一整套的光纤通道服务，这些服务可以在新交换机接入交换网时提供容错和自动配置功能。包括：Management Sever：支持带内光纤网组件和拓扑结构的自动发现。Simple Name Sever：自动登记网络中的设备，以及设备状态的变化登记。Alias Server：别名服务器，支持数据传输组中的多路广播服务。,动态路由服务,通过链路状态协议动态选择路径：FSPF(最短路经优先)负载分担：在多个交换机间使用多条链路支持大吞吐量。自动故障路径切换（使用冗余路径）。按序传输帧数据。发生故障时帧的重新路由：保证不会出现服务中断和数据遗失。提供手动路由

11、支持：以满足特定网管要求。支持划分协议帧的优先级：保证高优先级帧的最小时延。支持静态路由。自动重新配置。,“端对端”SAN管理组件（很多个）,SNMP代理和一系列管理信息库（MIB）：包括辅助监控，提供多种中断条件，快速故障报警。通过IP，外部以太网或光纤通道收集SNMP信息，并访问所有光纤网中的交换机。,命令行界面,两种登录方式：Telnet登录到交换机，串口直接登录。,3.可选的常用软件工具,这些软件在购买后，用密钥直接在系统中激活即可使用。,Brocade Zoning,每台交换机都绑定了Zoning这种高级存储区域网管理软件。它可将光纤网划分成多个独立的子网（分区），以满足一定的安全性

12、要求。某分区的设备只能看到和访问本区内的设备，不能跨区通信。它可以通过Telnet来建立删除或显示分区等。,Extended Fabric,为了满足远程连接多个数据中心的需求，本软件提供扩展光纤网的支持。它对交换机进行重新配置，可支持DWDM密集波分复用技术，将SAN拓展到远超出10公里的范围，将应用延伸到远地的计算中心，包括灾难恢复远程备份远程镜像扩展存储整合等。,Fabric Watch,SAN监控软件，可为每台交换机时刻监控网络中的各个部件 端口 事件 环境参数等，及时隔离故障点，优化网络性能。,Quickloop/Fabric Assist,用来建立虚拟环网，以取代智能集线器。它可以将

13、12台SilkWorm交换机组成虚拟环路模式工作，还可以完成集线器所不能的设备故障隔离功能。,Web Tools,Web Tools是为了简化SAN光纤网的管理而设计的，它通过Web浏览器和Java插件管理和监控光纤网。这样就可以实现远程对SAN的所有交换机，甚至到每一个网卡或端口的整个网络监控和管理。,5.Intelligent Fabric Services Architecture(智能Fabric服务构架),为了满足不断增长的关键SAN业务需求，由Brocade提出了一种设想构架：,SAN管理，存储资源管理，存储管理，存储虚拟化LAN-Free备份,高级Fabric服务,企业级安全,开

14、放式服务,OS,智能交换平台,光纤通道,IP,InfiniBand,多协议支持,高级服务,Trunking,可以让交换机间多条通道合并为一条使用，如4条2Gb/s合并成8Gb/s的高速光纤通道。,Frame Filtering(帧过滤),可以提供监控和管理SAN网络许多新功能，包括：增加分区的性能和安全性。增强光纤网的可视化管理应用，为集群和共享文件提供新服务。如：将WWN地址与特定端口绑定来预防WWN地址欺骗的攻击（假冒另一台服务器WWN地址而获得对区内存储设备的访问权）。,要 点,不同功能的Fabric光纤交换机及特点 光纤交换机OS的主要功能 交换机的高级管理服务软件及发展动向,SAN的

15、主要应用,备份存储池数据共享I/O寻径数据迁移远程存储,存储池,备份是SAN第一个大的应用。,数据共享,指允许服务器共享相同的实际物理磁盘或虚拟磁盘上的相同文件和记录。SAN环境中的数据共享可以允许应用模块在服务器之间的迁移，而不移动相关的数据，从而避免数据传输的消耗。,寻径,使用I/O寻径提高抗灾能力,寻径指决定和管理系统和存储器之间的I/O数据传输选用路径（冗余连接）的功能。寻径用于提高存储系统的可用性。寻径进程用来监控冗余路径，并对路径的使用进行管理。冗余路径成分：主机I/O控制器网络设备存储设备,快速应用程序部署的I/O寻径,升级存储的I/O寻径,在SAN中使用分区和地址屏蔽技术管理I

16、/O,子系统分区,交换式分区,子系统分区的目的是使单一的（多端口）存储子系统能同时作为多个主机的存储设备。,交换式分区是由SAN的地址分隔I/O路径的网络交换机提供的功能。,地址屏蔽,分区不支持重叠区域之间的桥接。A，B，C为SAN中的三个实体，其中A和B在分区1中，C在分区2中，则A不能通过B与C进行通讯。,地址屏蔽可以用来对SAN中指定指定存储资源的访问进行过滤，地址屏蔽是设备驱动器所提供的功能。,设备C,设备B,I/O寻径的可能用途,三镜像快照,SAN高速缓存,数据移动,SAN实体直接将数据由一个设备子系统移动到另外一个子系统。数据移动器可以在所有主要的I/O寻径组件中实现，如路由器，交换机，子系统，卷管理器，和特定的主机应用。,远程存储,有公司研究在ATM中实现SAN数据流传输。但ATM适合小数据包和多媒体传输。,组成SAN面临的挑战,由上述原因所带来的是：访问SAN存储所面临的混乱状态，以及兼容性问题。,对共享存储的非结构化访问SAN组件之间的复杂结构和不匹配,小 结,SAN的特点 容量扩展、性能扩展、备份、变结构和升级等方面的优势；SAN的三种基本拓扑结构 点对点、交换式和环状；SAN的主要应用 组建高可用系统、备份、存储池、数据共享、I/O寻径、数据迁移、远程存储。,