Brocade(博科)SAN存储培训中文(SAN.Ed-101-Chinese-(version-1.12)).ppt

BrocadeBrocade通讯系统有限公司通讯系统有限公司:存储网络领域的领导者存储网络领域的领导者q全球全球SAN信息架构的领导者信息架构的领导者q与全球所有存储系统供应商保与全球所有存储系统供应商保持良好的合作关系持良好的合作关系q全球销售了全球销售了1,500,000SAN交换机端口交换机端口q占有全球占有全球90%的光纤通道的光纤通道Fabric交换机市场交换机市场*q全球雇员约全球雇员约1100人人qSAN技术技术和标准的制定者和标准的制定者q拥有全线拥有全线SAN交换机产品交换机产品q拥有拥有22个个OEM合作伙伴合作伙伴*Source:IDCBrocadeBrocade智能智能FabricFabric服务体系结构服务体系结构智能交换平台智能交换平台SAN 管理和支持管理和支持存储资源管理存储资源管理存储管理存储管理存储虚拟化存储虚拟化LAN-Free备份备份应用应用光纤通道光纤通道多协议支持多协议支持FICONIPInfiniband高级网络服务高级网络服务开放网络管理开放网络管理企业级安全企业级安全Fabric OS 网络操作系统网络操作系统Brocade SilkWorm 产品系列产品系列API端到端的互操作性端到端的互操作性Brocade 互操作实验室负责验证Brocade产品与领先解决方案的互操作性:存储、磁带、HBA、服务器、网桥SAN网络互连：DWDM,IP,ATM存储和SAN应用网络认识计划40家合作伙伴负责验证与Brocade产品的兼容性解决方案说明库83 份参考指南：经过验证的配置可以加速SAN的实施可从免费得到 SANEd 101 SAN Fabric SAN Fabric基础基础Fabric技术专家SAN设计师欢迎参加欢迎参加Brocade SANEdBrocade SANEdSANEd 101:SAN Fabric SANEd 101:SAN Fabric 基础内容基础内容培训目标:本次技术交流将为各位介绍以下内容:SAN技术及主要概念SAN解决方案的优点了解并掌握光纤通道技术的一些基本概念基于光纤通道的服务及其工作方式从直连存储迁移至基于存储区域网络(SAN)系统的策略SAN Fabric的结构议程议程第一章:SAN概念及优点简介第二章:光纤通道技术基础第三章:建立SAN Fabric SAN的基本概念 SAN的硬件概览 SAN的业务优势第一章:SANSAN的构成及特点介绍的构成及特点介绍看看身边看看身边,我需要存储空间我需要存储空间我的笔记本电脑硬盘容量高达20GB,现在几乎存满了照片需要追加外接存储空间,于是我订购了一块80GB的USB硬盘$我喜欢将照片组织起来并分类存放以便日后查询我喜欢自己排的照片,可是一旦我丢失了自己的笔记本怎么办?我需要一套省时的备份方案以免浪费时间!现代企业欢迎进入数字世纪欢迎进入数字世纪!总结:数据的不断增长用户希望数据在线使用开始转向外置存储系统数据在不断增长我的笔记本电脑硬盘容量高达20GB,现在几乎存满了照片需要追加外接存储空间,于是我订购了一块80GB的USB硬盘$我喜欢将照片组织起来并分类存放以便日后查询我喜欢自己排的照片,可是一旦我丢失了自己的笔记本怎么办?我需要一套省时的备份方案以免浪费时间!缩短备份时间并保留多个备份版本让我们来看看系统性能的发展让我们来看看系统性能的发展微处理器的速度,内存,磁盘,磁带的容量以及网络交换机的性能都以每18到24个月翻一翻的速度增长系统吞吐能力必须与技术的不断发展相适应(包括性能和距离两个方面)微处理器内存网络系统吞吐能力大型主机存储吞吐系统的发展大型主机存储吞吐系统的发展IBM 大型主机(MVS,IMS)Bus-and-TagESCONFICON性能性能4.5MB/秒18 MB/秒100 MB/秒距离距离120米9-60公里20公里接口方式接口方式并行(半双工)串行(半双工)串行(全双工)存储吞吐接口的发展存储吞吐接口的发展IBM 大型主机(MVS,IMS)Bus-and-TagESCONFICON开放系统(NT,UNIX)IDE/ATASCSI光纤通道未来:iSCSI?Infiniband?通道连接模式与网络连接模式的对比通道连接模式与网络连接模式的对比直接连接存储(通道技术)难以实现系统优化计算资源存储资源带宽我们需要网络连接模式以提高存储系统利用率光纤通道光纤通道=通道和网络的完美结合通道和网络的完美结合光纤通道网络通道有限的扩展能有限的扩展能力力短连接距离短连接距离有限的管理能有限的管理能力力高速度高速度低延迟低延迟数据完整性数据完整性大量数据传输大量数据传输超级错误检测能力超级错误检测能力脆弱脆弱非阻塞数据传非阻塞数据传输输错误检测能力错误检测能力路由路由连接能力连接能力远距离远距离管理能力管理能力光纤通道光纤通道=是是SAN FabricSAN Fabric的基础的基础为存储系统提供一个网络连接模式为存储系统提供一个网络连接模式客户机LAN(局域网局域网)广域网广域网存储区域网存储区域网Fabric“Fabric”是一个由智能光纤通道交换机构成并具有良好系统设计的高智能网络,这一网络可以提供企业级的性能,扩展能力,可管理能力,可靠性和可用能力服务器存储子系统SANSAN硬件概览硬件概览服务器端的主机接口卡电缆光纤通道交换机GBIC存储子系统光纤通道主机接口卡光纤通道主机接口卡(HBA)HBA)为服务器或客户机内部总线(PCI和SBUS等)提供与光纤通道网络的接口HBA软件驱动为操作系统提供所须存储信息对I/O进行操作I/O同时对正常请求进行控制铜/光介质支持(可能是双接口卡)连接线和接口部件连接线和接口部件光纤通道并不等于只使用光纤连接线铜缆和光纤连接线介质种类速度距离(m=米)9m单模光纤(长距离)100 MB/秒200 MB/秒2 m 10 km50m短模光纤(短距离)100 MB/秒200 MB/秒2 m 500 m电信号(铜介质)100 MB/秒0 m 24 m1Gb光纤使用光纤使用SC接口接口,2Gb使用使用LC接口接口(SFP)千兆接口转换器千兆接口转换器(Gigabit Interface Converters;Gigabit Interface Converters;GBICS)GBICS)铜铜 GBIC光纤光纤 SFP光纤光纤 GBICGBIC=小型串行到串行热交换模块,主要功能是提供相应介质接口(铜或光)2Gbit设备使用的GBIC叫做Small Form Factor Plug-able(SFP)短波光GBIC或SFP 最大500米长波激光GBIC或SFP 最大10公里增强长波激光GBIC-最大80公里光纤通道交换机光纤通道交换机:网络智能的核心网络智能的核心连接多个端口(8,16,32,64,128 口)支持交换Fabric和传统loop设备1Gbit/秒和2Gbit/秒传输速率(自适应)全双工性能,使用cut-through路由算法交换机间提供8Gbit/秒逻辑干线合并拓扑结构自动协调,自动配置(自恢复)端到端性能监控存储设备存储设备RAID 冗余独立磁盘阵列系统JBOD 只是一组盘(磁盘组)磁带 主要用于数据备份和恢复选件选件桥接器和光扩展器桥接器和光扩展器FC-SCSI 路由/桥接器将SCSI设备映射为一个单独的AL-PA地址可配置映射表SNMP管理功能光扩展器允许光纤通道的连接距离 10公里SAN SAN 硬件示例硬件示例光纤通道的优点光纤通道的优点一个新的多用途网络多用途网络信息基础结构,用于连接开放系统存储,网络,视频应用和服务器集群应用.为上层协议(SCSI,IP等)提供一个通用硬件传输平台。光纤通道不是一种新光纤通道不是一种新的协议的协议高速高速:现在可以提供2Gbit(200MB)/秒的数据传输速率,全双工专有连接,未来可升级至10Gbit/秒无阻塞无阻塞数据传输最大10公里连接距离(通过扩展器可连接上千公里上千公里,非常适于灾难恢复应用)先进的流控制流控制系统保证数据按顺序传输.多平台多平台系统支持(包括 AIX,NT,Solaris,HP/UX,UNIX,LINUX,Novell,等)支持传统传统环境和应用光纤通道网络光纤通道网络 SAN SAN魔术般的扩展能力魔术般的扩展能力SAN及数据管理及数据管理SAN应用应用SAN网络级联网络级联SAN信息基础结构信息基础结构WAN问题:SAN是否会取代传统以太网络?可能性极小可能性极小!SANSAN与与NAS:NAS:区别何在区别何在?NAS(网络附加存储)LAN存储区域网存储区域网 NAS支持远程文件访问使用现有LAN资源使用传统网络协议注:当NAS扩展时通常会选择SAN结构以集成其优点!SANSAN的商业利益的商业利益允许用户独立选择服务器和存储设备实现存储整合存储整合(存储管理集中化)为服务器提供一个集中平台,从而减少所须服务器数量减少所须服务器数量更有效而可靠的实现商业关键数据的备份(高可用能力高可用能力)成为容灾系统的设计(远程数据镜像和归档)提高存储设备利用率提高存储设备利用率存储区域网络存储区域网络(SAN)n仅需仅需20%20%的备用空间的备用空间n可立即按需提供存储容量可立即按需提供存储容量nSAN连接存储设备可以有效减少备用空间连接存储设备可以有效减少备用空间n整和整和UNIX与与NT存储增长需求存储增长需求NTNTUNIX80%直接连接存储直接连接存储(DAS)(DAS)服务器直接连接服务器直接连接可可能能有有超超过过50%的的存存储储设设备备闲闲置置，以以备扩容之需备扩容之需(空白空间空白空间)管理成本管理成本5 5至至6 6倍于购买成本倍于购买成本“让我们的存储设备发挥更大作用让我们的存储设备发挥更大作用”50%50%50%NTUNIXNTNTUNIXNT提高企业信息的可用性提高企业信息的可用性（通过基于（通过基于SAN的备份的备份/恢复系统设计）恢复系统设计）存储区域网络存储区域网络(SAN)n与基于网络或直接连接式的备份，与基于网络或直接连接式的备份，SANSAN可可令备份操作更快完成令备份操作更快完成n企业应用程序可更快速恢复服务企业应用程序可更快速恢复服务n缩短意外服务中断时间，尽快恢复遗失缩短意外服务中断时间，尽快恢复遗失或损坏的数据或损坏的数据n提高企业生产力提高企业生产力直接连接存储直接连接存储(DAS)备份传输堵塞企业局域网备份传输堵塞企业局域网备份备份/恢复时间冗长恢复时间冗长在在备备份份/恢恢复复期期间间应应用用软软件件和和信信息息需需中中断服务断服务信息的可用能力保障业务的正常运行信息的可用能力保障业务的正常运行NTUNIXLANLANNTUNIX备份服务器备份服务器备份服务器备份服务器提高对应用系统的保护存储区域网络存储区域网络(SAN)n基于基于SANSAN群集提供高可用解决方案，群集提供高可用解决方案，明显降低成本明显降低成本n一台备用服务器可支持多台工作服务一台备用服务器可支持多台工作服务器器nN:1切换切换n减少投资减少投资/软件开支软件开支n减少维护开支减少维护开支直接连接存储直接连接存储(DAS)三台重要应用软件服务器三台重要应用软件服务器需要三台备用服务器需要三台备用服务器1:1故障切换，成本高昂故障切换，成本高昂降低高可用关键业务应用的构建成本降低高可用关键业务应用的构建成本PSPSPSPPPSSANSAN的利益可以衡量的利益可以衡量!让我们看一个实际案例让我们看一个实际案例SAN 的利益的利益每年的回报每年的回报(US$)提高信息基础结构和应系统用的可用能力提高信息基础结构和应系统用的可用能力$200,000提高系统管理效率提高系统管理效率$110,000提高存储系统利用率和可用能力提高存储系统利用率和可用能力$11,551减少备份窗口减少备份窗口其他其他$32,032$26,334SAN的年均回报的年均回报:$379,917SAN成本成本:$250,0008 8 个月的个月的SAN ROISAN ROIDASDAS到到SANSAN迁移的三步骤迁移的三步骤LANLANDASDAS到到SANSAN的迁移的迁移LAN主磁盘主磁盘镜像镜像LAN附属磁盘附属磁盘(镜像镜像)主磁盘主磁盘第一章第一章:总结总结回顾存储传输技术的发展回答光纤通道的意义演示SAN物理部件的不同部分阐明SAN与网络附加存储(NAS)之间的差异解释SAN实际的商业用途说明从直接连接存储(DAS)到SAN的简单迁移步骤第一章第一章:复习题复习题1.列出SAN中的重要组成部件2.SAN的商业价值何在?3.DAS,NAS和SAN之间的差异在哪里?光纤通道拓扑结构存储与网络融合的力量底层智能操作控制第二章:光纤通道的基本要点光纤通道的基本要点作为开放标准的光纤通道作为开放标准的光纤通道光纤通道标准开发始于1988年由NCITS T11开发:I/O接口(X3.230-1994)国际标准完成于1994年.参考链接地址:http:/www.t11.org 获得其他标准伙伴和厂商的认可企业标准企业标准商业商业解决方案解决方案产品的互操作能力产品的互操作能力ANSI DMTF IETF FCIA SNIAFibreAlliance开放开放,多供应商的多供应商的SANFC-PHFC-GSFC-SWFC-ALFC-CTFC-LSFC-FGFC-FLA1.FC-SB(Single Byte Mapping Protocol)2.FC-SB-2(Single Byte Protocol Mapping 2)3.FC-LE(Link Encapsulation)4.FC-PH(Physical and Signaling)5.FC-PH(Physical and Signaling)Amendment 16.FC-PH(Physical and Signaling)Amendment 27.FC-PH-2(Physical and Signaling 2)8.FC-PH-3(Physical and Signaling 3)9.FC-FG(Fabric Generic Requirements)10.FC-GS(Generic Services)11.FC-GS-3(Generic Services 3)12.FC-SW(Switch Fabric)13.FC-SW-2(Switch Fabric 2)14.FC-AL(Arbitration Loop)15.FC-AL-2(Arbitration Loop 2)16.FC-BB(Backbone)17.FC-FP(Mapping to HIPPI-FC)18.HIPPI-FC(FC-PH Encapsulation)光纤通道的技术能力光纤通道的技术能力不存在无线电信号散射(RFI),从而消除了电磁信号串行数据传输,每传输一位需要0.94纳秒(极小的时间延迟)使用8b/10b编码方式将8位转换为10b格式进行串行传输串行传输(内置时钟信号)2Gb/秒连接可以提供 8Gb/8Gb/秒的合并带宽最多可以连接1 1千千6 6百万百万个节点(交换Fabric模式)帧大小可调整,最大用户有效载荷2,112字节,支持128128MBMB的批量数据传输.强大的错误更正能力(位错误率位错误率=1x101x10-12-12),比原有铜连接网络强大1,000倍支持全双工全双工(同时进行传输与接收同工作)配置灵活的拓扑结构配置灵活的拓扑结构点对点点对点只能连接只能连接 2个设备个设备(直接连接直接连接)交换式交换式 Fabric最多支持最多支持1千千6百万个设备百万个设备(光纤通道交换机光纤通道交换机)Arbitrated Loop(仲裁环仲裁环)最多支持最多支持126个设备个设备(光纤集线器光纤集线器)普及普及!可把光纤通道看做超级可把光纤通道看做超级SCSISCSI速度更快更好的连接线更多的连接数量较低的管理费用可以连接更长距离更强大的管理能力光纤通道类似于超级SCSISUPERSCSI FC FRAMESCSI FC FRAMESCSI FC FRAME光纤通道高速公路光纤通道高速公路(一个新的底层数据传输途径一个新的底层数据传输途径)并行与串行接口之间的比较并行与串行接口之间的比较光纤通道基于核心SCSI协议设计,光纤通道通过将并行接口转换为串行接口极大的提高了SCSI的性能Data 1Control 1Data 2Control 2Data 3Control 3多条连接线Data 3Control 3Data 2Control 2Data 1Control 1单连接线并行总线难以保证在远距离上数据的传输顺序(电磁干扰电磁干扰)光纤通道存储特性光纤通道存储特性SCSI-命令集-物理传输光纤通道第一代Arbitration Loop光纤通道第二代交换式Fabric节点连接能力节点连接能力15126(28)(光纤通道集线器)1千千6百万个百万个(224)(光纤通道交换机)距离限制距离限制25 米10公里10公里(可扩展)最大带宽最大带宽160MB/秒(半双工共享带宽)100MB/秒(全双工共享带宽)200MB/秒秒(全双工独占带宽)多协议支持多协议支持否是是管理支持能力管理支持能力否(非热插拔)是先进先进(telnet,SES,SNMP,GUI,API)错误隔绝错误隔绝否最低程度是将光纤通道看做一个聪明的网络将光纤通道看做一个聪明的网络先进的分层体系结构底层智能操作控制(基于硬件)广泛的上层协议映射概要:可预测的网络性能看看网络的协议层看看网络的协议层EthernetTCPIP数据和应用如果没有TCP/IP,以太网自身能做什么?HardwareSoftwareOSI 参考模型参考模型将传输的信息转换为接收服务器可以识别的格式(例如 ASCII)应用层应用层对信息传输,压缩和加密表示层表示层有关通信会话的详细信息会话层会话层数据分块传输层传输层追加地址和路由信息网络层网络层为向专用途径或物理媒介通信准备数据数据链路层数据链路层从服务器向媒介进行传输(例如铜,光)物理层物理层光纤通道分层体系结构光纤通道分层体系结构数据和应用FC-0:物理界面FC-3:通用服务FC-2:数据分发FC-1:字节编码FC-4:高层协议映射Hardware减少对处理器的中断次数,应用可以更快运行!OSI 参考模型参考模型将传输的信息转换为接收服务器可以识别的格式(例如 ASCII)应用层应用层对信息传输,压缩和加密表示层表示层有关通信会话的详细信息会话层会话层数据分块传输层传输层追加地址和路由信息网络层网络层为向专用途径或物理媒介通信准备数据数据链路层数据链路层从服务器向媒介进行传输(例如.铜,光)物理层物理层光纤通道协议映射光纤通道协议映射高层协议(ULPs)支持现有协议 对于操作系统是透明的 不做更改+新的能力FC-4FC-3FC-0FC-1FC-2物理变换编码/解码结构协议8b/10b 编码铜,光连接观察观察FC-2FC-2的智能底层控制的智能底层控制端口类型逻辑结构固定和动态寻址Well-known地址网络服务注册过程灵活的节点分发服务先进的流控制RSCN让我们研究以下光纤通道网络特性光纤通道光纤通道FC-2FC-2端口类型端口类型设备(节点)端口N_Port=“Fabric直接连接设备”NL_Port =“Loop连接设备”交换机端口E_Port =“扩展端口”(交换机到交换机)F_Port=“Fabric端口”FL_Port=“Fabric Loop端口”G_Port=“普通(Generic)端口 可以转化为E或F”U_Port=“通用(Universal)端口”(用于描述自动端口检测的术语)链接链接输入输入输出输出 点对点 Arbitrated Loop FabricFabricFabric端口清晰可见端口清晰可见Fabric节点 N_PortF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port节点N_Port交换机交换机 2交换机交换机 1节点NL_Port节点NL_PortU_Port光纤通道交换机端口智能初始化过程光纤通道交换机端口智能初始化过程长大后我要做什么呢?y/n你要与Loop通讯吗?G-Port现在开始等待有人与我通话yesno你是交换机还是一个Fabric点对点设备?F-PortFabric pt-to-ptE-Port交换机y/n有什么东西插入到这一端口上来吗?noyesU-PortFL-Port光纤通道的帧格式光纤通道的帧格式帧SOF4数据载荷数据载荷最大 2112EOF4CRC4帧头帧头242148 字节 一个帧帧是在光纤通道连接中数据包的最小单位(上层协议不可见).FibreChannelFrame SCSI Request IPRequest光纤通道光纤通道FC-2FC-2逻辑结构逻辑结构传输规则传输规则每一个帧必须是一个序列(Sequence)或交换(Exchange)的一部分序列是传输的单位,最多可以包含216个帧(批量传输128 MB)=映射高层协议信息单位交换是一组非并发相关序列,同时只能有一个序列处于工作状态智能错误恢复规则智能错误恢复规则8b/10b时间信号帧CRC校验以序列(Sequence)为恢复单位4种交换(Exchange)错误策略Command 1Command 2Command 3命令 1FC-2命令 2命令 3命令 1命令 2命令 31234FC-0123高层协议信息交换多个序列帧端口信息单元信息单元信息单元FC-4 映射光纤通道光纤通道FC-2FC-2地址地址OSI模型模型应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层以太网和以太网和TCP/IP应用层(i.e.POP3,SMTP,DNS,DHCP,FTP,WWW 协议)TCP/UDP动态动态 IP 地址10.77.77.77固定固定 MAC 地址x00-00-0E-21-17-6B物理接口光纤通道光纤通道高层协议(ULP)FC-4:ULP MappingFC-3:通用服务动态动态 Native 地址(8/24-bits)固定固定 World-Wide Name(64-bits)FC-1:8b/10b 编码FC-0:物理接口光纤通道可以在没有任何高层协议支持的条件下生成所有网络地址(固定与动态)智能!固定与动态地址格式固定与动态地址格式固定地址(64-位)WWN(类似于出生证明编号)每个fabric设备(HBA,交换机,存储)都拥有一个(或多个)WWN地址使用IEEE分配的地址格式动态地址(8/24-位)本地生成(类似于家庭住址)注册到光纤通道网络时动态获得FC-AL=8-位(例如xE0E0)=126 AL_PA地址FC-SW=24-位=16,000,000 Fabric地址DomainID8 BitsAreaID8 BitsPort ID8 Bits24位地址空间位地址空间 10:00:00:60:69:00:60:0210:00:00:60:69:00:60:02 N_Port/F_Port可用范围:x01 0000到xEF EFFFIEEE 格式节点 WWN:1=b0001 000 000 000端口 WWN:2=b0010 000 000 000厂商定义Well-known FabricWell-known Fabric地址地址在交换式的Fabric之中,某些地址已经被一些特殊功能占用,包括:x00 0000 未被定义的N_PortxFF FFF5 多路发送服务器xFF FFF6 时钟同步服务器xFF FFF7 安全密匙分发服务器xFF FFF8 别名服务器xFF FFF9 服务质量推动者xFF FFFA 管理服务器xFF FFFB 时间服务器xFF FFFC 名称服务器xFF FFFD FabricFabric控制器控制器xFF FFFE Fabric登录服务器xFF FFFF 广播地址FC-2内置以上先进的网络功能,可以通过 well-known 硬件地址简化使用工作.这从另外的一个方面证明了光纤通道的确是一个智能网络!FC-2FC-2内置网络服务的实例内置网络服务的实例名称服务器(xFF FFFC),是FC_GS规范中的组成部分负责关于Fabric连接设备的目录目录信息设备连接到网络必须在名称服务器注册注册名称服务器使用FC-CT(普通传输)协议在 整个Fabric内部分发分发信息(动态扩展能力)光纤通道设备可以向名称服务器查询网络资源信息(简单请求和响应模式)名称服务器与TCP/IP的域名服务器(Domain Name Server)服务相似智能名称服务器与智能名称服务器与TCP/IP DNSTCP/IP DNS的对比的对比功能功能分布式名称服分布式名称服务器务器(xFF FFFC)TCP/IP DNS 服务器服务器(Socket 53 UDP)服务器目标自动定位是(Well-Known)是(通过 DHCP)成员动态注册是是(动态 DNS)支持成员特性介绍是否(仅包含IP和名称)支持所有或有限查询是否(只支持部分查询)数据库自动复制是否(手工分区传送)在整个网络中多点控制(支持读,写,更改全部能力)是否(主从)自动统一资源信息是否(必须手工进行)FC-2FC-2端口注册过程端口注册过程设备为何要注册到网络?为什么这是必须的?发送数据前,一个N_Port必须执行注册进程以确定一个高性能操作环境需要找出相互连接的拓扑结构需要知道本环境中存在其他N_PortsFabric和N_Ports支持的服务类协商高性能服务参数选择错误恢复手段最终结果:智能网络和客户端高性能智能网络和客户端高性能网络服务器服务器注册到服务器注册到网络以太网络光纤通道Fabric FC-2Fabric FC-2注册通讯注册通讯注册到网络(Fabric Login-FLOGIFLOGI)注册到名称服务器(Port Login-PLOGIPLOGI)获得会话许可(Port Login-PLOGIPLOGI)Fabric名称服务器名称服务器(xFF FFFC)注册服务器注册服务器(xFF FFFE)发起者发起者应答者应答者FLOGI接受(地址)PLOGI(注册)接受PLOGI接受FC-2FC-2灵活的节点分发服务灵活的节点分发服务为满足不同的数据传输需求,光纤通道定义了多种服务等服务等级级以满足数据传输和操作要求N_PortN_Port保存通道资源?面向连接Class 1(专线交换)Class 4(虚拟专线)exclusive usagefractional usageYes非连接Class 2(帧交换)Class 3(帧数据报)acknowledgementno confirmationNo普及普及!FC-2 FC-2 先进的先进的FabricFabric流控制流控制为何要流控制?确保没有端口会因为接收了超过其极限的数据而导致崩溃.光纤通道中,我们先行检查!(在TCP/IP中,包在发送时并不考虑接收方是否已经准备就绪)节点 N_PortF_Port交换机交换机基于缓冲到缓冲基于缓冲到缓冲信用的流控制信用的流控制可用传输_端口缓冲缓冲缓冲bufferbufferbuffer智能 ASIC缓冲每端口信用数量 动态缓冲池 完整和微型缓冲当一个帧到达接收端口后,端口会首先将其储存在共享动态缓冲池之中!当前网络技术对比当前网络技术对比千兆以太网(IEEE 802.3z)ATM(ATM 论坛)光纤通道(ANSI T11)技术应用范围技术应用范围网络网络,视频存储,网络,视频,机群速度扩展能力速度扩展能力无(1.25 Gb/秒)是(OC-x)(2.488 Gb/秒)是(2.12 Gb/秒,8 Gb/秒trunking)拓扑结构拓扑结构点对点,集线器,交换交换点对点,Loop集线器,交换式Fabric传输保障传输保障无(丢弃帧)无(抛弃信元)是(保证不丢失阻塞数据)分发选择分发选择分组分组分组,专线,虚拟专线(Class 1到4)长距离连接长距离连接是(无QoS)是是(使用DWDM或ATM)流控制流控制基于速率基于速率基于信用帧大小帧大小可变(0-1.5KB)固定,53B可变,02KB等一下等一下!还有还有是Fabric内部的强制服务一个Fabric应当拥有一个或多个Fabric控制器负责管理Fabric的运转Fabric初始化Fabric配置生成连接响应启动/中断连接帧路由管理 注册状态变更通知(Registered State Change Notification;RSCN)注册状态变更通知注册状态变更通知(Registered State Change(Registered State Change Notification)Notification)Fabric控制器发出唯一的通知到所有注册节点Hi Fabric,如果有新的磁盘请通知我,好吗?网络自动通知网络自动通知为消除不必要的循环检查数据流,智能智能的的Fabric使用一种通知机制来报告Fabric内发生的变化结论结论:光纤通道与光纤通道与SANSAN=SAN全面支持高层协议映射超级 SCSI先进的分层体系结构智能底层操作控制(基于硬件)第二章第二章:总结总结介绍了三种光纤通道拓扑结构进行了光纤通道与SCSI之间的比较比较光纤通道与以太网之间的差异图解说明光纤通道的端口类型通过多种服务和分发机制证明光纤通道是一个智能网络说明在光纤通道网络中网络注册过程是必须的同时展示了在光纤通道网络中流控制的重要性第二章第二章:复习题复习题1.我们可以在一个光纤通道交换式Fabric网络上连接多少个设备?2.请列出光纤通道网络所拥有关键智能.3.在交换机级联时使用什么端口?SAN Fabric内幕 理解交换概念 扩展 SAN Fabric第三章:建立建立SAN Fabric SAN Fabric SANSAN交换式交换式FabricFabric的内幕是什么的内幕是什么?节点 N_Port节点N_Port节点N_PortSAN Fabric存储网络后台操作存储网络后台操作 Fabric分层结构 逻辑管理单元 内部交换功能 交换机之间通讯 路由选择F_PortF_PortF_Port对于N_Ports,内部操作和结构是不可见的N_Port并不知道路径.这就无须在N_Port内部建立本地路由表.这一转化简化了连接简化了连接与管理工作与管理工作SAN Fabric SAN Fabric 的层次的层次Fabric是描述一种交换环境的术语.它内部可以包含一个或多个相互连接的交换机(域;domaindomain)一个光纤通道交换机=一个Fabric域Fabric的分层基于24位地址空间的划分一个Fabric内最多可以包含239239个域个域域域ID8 Bits区区ID8 Bits端口端口 ID8 Bits24 位地址空间位地址空间特别代理:主交换机主交换机特别发送:Class F服务服务FabricFabricFabric主交换机主交换机在Fabric之中存在并只存在一个主交换机!Domain地址的管理者(分配唯一的Domain ID)不存在单点故障!如果当前主交换机失败,那么拥有最低最低WWNWWN 将被选为主交换机主交换机主交换机我是新的主管主管,谁要确认或获取一个新的 Domain ID?NodeN_Port我需要一个我需要一个!我需要为自己所连接的节点分配一个动态地址I NodeN_PortFabric Class F Fabric Class F 管理服务管理服务在光纤通道交换机之间只使用Class F用于Fabric的内部控制内部控制和协调交换机使用Class F帧以协调名称服务器和确定Fabric层次等服务Class F传输对于N_Ports完全是透明的类似于E_PortE_Port之间的之间的Class 2无连接服务Class F流使用点对点的方式,单功能是基于每个帧来实现的.FabricF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port交换机交换机 2交换机交换机 1U_PortClass F 服务FabricFabric配置过程配置过程步步骤骤 1:链接初始化Fabric初始化步步骤骤 2:区分端口操作类型步步骤骤 3:选择主交换机步步骤骤 4:分配Domain地址步步骤骤 5:路径选择(FSPF)Fabric运行CLASS F 通讯(交换机Fabric内部连接服务)服务类对比服务类对比特征Class 1Class 2Class 3Class 4Class F保留带宽?100%NoNo部分No面向连接?YesNoNoYesNo传输顺序保证?(按顺序发送)YesNoNoYesNo延迟保证?(传输可预测)YesNoNoYes(QoS)No分发确认?YesYesNoYesYes流控制?YesYesNoYesYes帧通道?NoNoNoNoYesClass F 与 Class N(Class 1到 4)分发服务节点N_PortFabricFabric逻辑管理单元逻辑管理单元Fabric节点 N_PortF_PortF_PortE_PortE_PortU_Port节点N_Port交换机交换机 2交换机交换机 1F_PortZone 1Zone 2分区单独的逻辑管理单元可以使用WWN和端口作为成员可以跨多个域/区/端口可以包含Fabric内任意数量的交换机支持相互交叉与E_Port无关分区的好处分区的好处NTSolaris DisksHP-UXNTDisksHP-UXDisksSolaris满足SAN Fabric任意连接的要求 真正支持异构平台的SAN普通交换概念普通交换概念交换是将两个以上的组连接起来而不在任何两个节点之间建立永久的专用连接ADEBCF不使用交换技术每两个节点之间直接连接15个连接个连接ABCDEF使用交换技术简单的将节点连接起来1个连接个连接网络交换的发展网络交换的发展OSI 参考模型参考模型应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层 包交换(X.25)IP交换数据链路层数据链路层(第二层)以太网/令牌环交换 ATM/LAN交换 帧中继物理层物理层(第一层)链路交换(拨号,ISDN)SONET交换数据和应用FC-0:物理接口FC-3:普通服务FC-2:数据分发FC-1:数据编码FC-4:高层协议映射通过分析每个帧的前64字节,我们可以做得更多!第五层交换交换机内部实现交换机内部实现多端口交换多端口交换(基于内存基于内存)ASIC进行交换控制(本地通信本地完成)Cut-through路由(非存储转发模式)输出端口可以实现缓冲区负载平衡支持多种速率(1/2/10 Gb/秒)串行交叉交换(基于矩阵)在交叉点进行交换(只依靠调度器进行)串行端口到端口(等待,直到连接成功)没有输出缓冲区(队列阻塞)只支持一种速度共享内存ASICASICASICASIC串行交叉ASICASICASICASIC调度器输出缓冲存储器输入缓冲存储器SELECTORFrame Filtering交换机级联交换机级联解决方案:将交换机互相连接(注意:与以太网集线器只能有一个级联端口不同,光纤通道交换机的所有端口都可以用于级联)观察光纤通道交换机内部的工作方式相当有趣,可是如果交换机无法提供足够的设备连接端口,我们又将如何是好?将多个光纤通道交换机级联从而获得配置的灵活性 可以建立更大的网络 SAN Fabric可以在物理上分布化 可以为错误事件提供额外保护交换机的互连能力交换机的互连能力节点 N_Port 节点N_Port单点与多点交换单点与多点交换部分人仍然认为单交换机更好!大盒子,更高的端口数量(更多端口)及易于管理这叫做“单交换机交换”为什么?由于级联过于复杂,太多工作!ISL浪费宝贵的端口资源!通过ISL进行交换比在一个盒子内进行速度慢!事实上盒子盒子的管理与网络管理相比更困难网络管理相比更困难不可避免的操作错误没有端口速度更快或更慢智能软件简化管理工作,不存在单独单独的硬件解决方案的硬件解决方案可怜的ISL支持能力(在一个Fabric内可能最多只支持32个ISL)难以实现干线合并(I