浅谈存储之SAN基本概念

一.SAN的基本概念

1.概念
SAN（Storage Area Network，存储区域网络），是一种基于块存储的存储方式。SAN是一种将存储设备，连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术。SAN本身就是一个存储网络，承担了数据存储任务，SAN网络与LAN业务相互隔离，存储数据流不会占用业务带宽
2.运作方式
SAN网络中，所有的数据传输在高速，高带宽的专用网络中进行，SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问，提高了存储的性能和升级能力
3.发展
早期的SAN采用的是光纤通道技术，所以，以前的SAN多只采用光纤通道的存储区域网络，到iSCSI协议出现以后，为了区分，就把SAN分为FC-SAN（采用FC协议作为传输协议及光缆构建的存储网络）和IP-SAN（采用iSCSI协议作为传输协议，使用以太网构建的存储网络）
4.SAN的组建结构
SAN实际上是一种独立于TCP/IP网络之外的一种专用存储网络（独立与数据通信网络存在，速度特别快）。目前一般的SAN提供2GB/s到4GB/s的传输速率。SAN一般采用高端的RAID阵列，使SAN的性能在存储方案中比较好
SAN由于基础是一个专用网络，因此扩展性很强，不管是在一个SAN系统中增加一定的存储空间还是增加几台使用存储的服务器都非常方便，通过SAN接口的磁带机，SAN系统可以方便高效的实现数据的集中备份
5.SAN的协议使用
目前常见的SAN有FC-SAN和IP-SAN，其中FC-SAN为通过FC协议转发SCSI协议，IP-SAN通过TCP协议转发iSCSI协议
6.SCSI协议
SCSI协议（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）主要是在主机和存储设备之间传送命令，状态和数据块。在各类存储技术中，SCSI协议可谓是最重要的脊梁（SCSI协议数据块在数据包中为负载部分）
https://blog.51cto.com/11970509/2322308（附有关SCSI协议详解）

描述	SAN
适用场景	基于块操作的高I/O要求应用中，如数据库
支持协议	FC，iSCSI
数据共享	一般独享
组网方式	光纤网（FC SAN）或以太网（IP SAN）
建设成本	主机需要HBA卡，组网需要光纤交换机，成本较高

二.FC SAN

在FC SAN中，用于高速传输数据的协议是FC（Fibre Channel，光纤通道），这种协议中最常用的线缆就是光纤
1.FC协议
FC协议的出现最早是为了提高硬盘协议的传输宽带，侧重于数据的快速，高效，可靠传输
FC光纤通道拥有自己的协议层

2.FC SAN的必备条件—HBA卡
主机要通过FC协议与阵列的FC主机端口通信，必须要在主机上安装 FC HBA卡（主机总线适配器，主要用于在服务器和存储之间提供输入输出处理和物理连接）
HBA卡主要的任务是切换存储设备与主机之间所商定的协议
存储使用的统一称为HBA卡，它又分为FC-HBA卡跟iSCSI-HBA卡

     FC-HBA卡（光纤网卡）：全称为Fibre  Channel HBA，它传输的是FC协议，这是专门用于存储网络的中的一种协议，通过光纤线缆与FC交换机（光线存储交换机）相连，然后接入到后端存储矩阵中。它的传输速率最大可以达到2Gb/s--4Gb/s.

   备注：大家在实际生产中所说的光纤网卡实际上指的就是FC网卡也就是FC-HBA卡



    iSCSI-HBA卡：全称叫做iSCSI HBA卡，它传输的是iSCSI协议，因为iSCSI-HBA卡在传输数据的过程中是将iSCSI协议封装成TCP/IP协议来进行数据传输的，所以iSCSi网卡的接口跟千兆的以太网卡接口相同，都使用双绞线（网线）跟传统的以太网交换机相连，然后接后端接存储矩阵。有时我们也是用iSCSI-HBA卡当做以太网网卡使用让它直接传输以太网的TCP/IP报文。

3.FC SAN的分区

出于安全原因的考虑，SAN管理员需要对特定设备之间的访问进行限制，可以利用光纤交换机的ZONE方法实现，在设置了Zone的光纤交换机中，只有同处于一个Zone中的设备，彼此才能进行通信一个设备可能属于多个不同的分区

在一个交换机中，有两种主要的方法来定义Zone
（1）端口分区
每个Zone中，列出了呗连接设备在交换机上的端口号，这要求交换机的管理员，必须精确的知道哪根光纤连接到了哪个交换机的哪个端口
（2）软分区
也叫做WWN分区，在一个交换机中，同一个Zone中的设备，通过WWN列表来顶一个Zone分区

4.FC网络
FC SAN网络是独立的，独立于通信网络。可能由多个交换机组成

一个SAN环境中通常配置两个光纤交换机，不仅仅是为了满足交换机冗余的需求，也是为了满足SAN设计的需求

三.IP SAN

1.特点
·以TCP/IP协议为底层传输协议，采用以太网作为承载介质构建起来的存储区域网络架构
·实现IP SAN 的典型协议是iSCSI协议，它定义了SCSI指令集在IP网络中传输的封装方式
·IP SAN就是使用iSCSI协议传输SCSI数据块的SAN网络，把SCSI块封装到一个以太网数据包中，然后把他们发送到网络上进行传输

2.IP-SAN典型组网

交换机之间的互联
·使用一个线缆连接不同交换机上的两个端口
·许多交换机中有专门的上行端口来互联其他的交换机
·交换机的堆叠

四.IP SAN和FC SAN比较

1.成本造价
FC SAN 因为需要购买单独的光纤交换机和光纤HBA卡，成本相对较高

2.适用环境
IP SAN可以使用现有的IP网络，而不必购置新的网络设备，易于部署

3.SCSI协议和iSCSI协议

FC和iSCSI的区别
FC SAN将SCSI数据封装入FC协议中，再由FC协议进行传输
IP SAN协议将SCSI数据封装入iSCSI协议中，再由TCP/IP协议进行传输