存储笔记6 SAN

SAN（Storage Area Networks）

1. SAN 优势 benefits
2. SAN 组件 components
3. SAN连接选项 connective options
4. FC协议 FC寻址 protocol addressing\
5. FC拓扑 topologie

SAN优缺点

光纤通道 fibre channel

SAN组件

FC三种互联

FC端口类型
fabric

企业需要和科技挑战——感觉不是重点

1. 实时信息 just-in-time info
2. 信息基础框架， 业务集成 intergration of info infrasturecture with business processes
3. 灵活弹性 flexible resilient

DAS对以上处理效率低下

何为SAN

1. 服务器、共享存储设备的专用高速网络 dedicated high speed network of
2. 块级数据访问 block level data access
3. 资源整合 resorce consolidation
   1. 集中存储管理 centralizedd storage, management
4. 可扩展性 scalability
   1. 理论极限 15 million台设备
5. 安全访问 secure access

Understanding fibre channel

1. 高速网络技术
   1. 光纤电缆 Optical fiber cables 前端连接
   2. 串行铜缆 Serial copper cables( back end)
      最新FC实现了16Gb/s

服务器连接到2个不同的网络

• 前端
• 后端
  Users and application clients 通过 IP network 连接到 Servers and applications 再通过FC SAN 连接 storage and application data

FC SAN Evolution (详见p8)

1. SAN Islands FC Arbitrated Loop 仲裁环路
2. Interconnected SANs FC Switched Fabric 互连SAN FC交换结构
   1. 注意switched fabric是交换结构 fabric本意织物
3. Enterprise SANs FC Switched Fab 企业SAN FC交换制造厂

Components of SAN

Node ports

例子

• hosts
• storage
• tape library

ports于以下位置可用

1. 主机的HBA
2. 前端适配器 in storage
3. 每个端口中的 transmit Tx link和 receive Rx link

HBA自动执行低级接口功能 low-level interface functions automatically，最大限度减少 minimize impact on performance 对主机性能影响

Cabling

• SAN实施使用： Imolemantation use
  • 短距离铜电缆
  • 长距离光纤电缆
• 两种类型的光缆
  • 单一模式
    • 可以携带单光束
    • 距离可达10公里
  • 多模式
    • 可以同时携带多束光束
    • 距离可达500米

Components of SAN: Cabling (Connector

• SC 双工连接 duplex GBIC
• LC 双规连接 SFP

patch panel连接器

• ST simplex connector 单工

Components of SAN: Interconnecting devices

• Hubs
• Switches and
• Director

Components of SAN: Storage array

• 存储整合、集中化 consilidation, centralization
• 特性 of an array
  • availability redundancy
  • performance
  • business continuity
  • multiple host connection

SAN 管理软件

• a suite of tool to manage interface between hosts and storage arrays
• SAN环境集成管理
• Web的GUI和CL

SAN interconnectivity Options

p2p

• 设备之间直连 direct connection between devices
• 连通性有限 limited connectivity

FC-AL

Fibre Channel Arbitrated Loop 光纤通道仲裁环路

• 通过仲裁获取权限 arbitrate to gain control
• hubs连接
• 最多127设备

详见17

FC-SW
fabric connect

• 专用宽带
• 15 million 设备
• 可用性更高

ISL 交换机间链路 inter switch link

• ISL用电子端口将两个or多个FC交换机互联
• 将主机到存储数据和结构管理流量从一个交换机传输到另一个交换机
• ISL也是SAN的拓展机制

Type port

1. FLOGI fabric login
   1. N F
2. PLOGI port login
   1. N,N之间
   2. Nport于另一个Nport建立会话
3. PRLI
   1. N N之间
   2. 共享正在使用的上层协议类型信息
   3. 设备识别为SCSI initiator或target

Lesson Summary

Key topics covered in this lesson:
 FC SAN and its components
 SAN Interconnectivity Options
 Port types and inter switch lin

Lesson: Fibre Channel Architecture

Upon completion of this lesson, you will be able to:
 Describe layers of FC
 Describe FC protocol stack
 Discuss FC addressing
 Define WWN addressing
 Discuss structure and organization of FC Data

FC Architecture Overvie

• channel tech
• 提供高性能，低协议开支
• FCP —— FC网络上的SCSI-3
  • 长距离持续传输带宽 subtained transmission bandwith over long distances
  • 8GB/s
• 五层 详见挨25
  • FC4 SCSI HIPPI ESCON ATM IP
  • FC2 Farming/Flow Control
  • FC1 Encode/Decode
  • FC0
    • FC-3 is not yet implemented

Fibre Channel Protocol Stack

FC layer	Function	SAN relevant features specified by FC lay
FC-4	Mapping interface	映射高层协议
FC-3	Common services	没实现
FC-2	路由、流量控制	Frame structure, ports, FC address buffer credits
FC-1	Encode/decode	8b/10b encoding, bit and frame synchronization
FC-0	物理层	media cables connector

光纤寻址通道

• FC地址于fabric(结构)登录期间分配
  • SAN内部节点通信
  • 类似于NIC的IP地址
• 格式：
  • 24位
  • 动态分配
  • three bytes内容取决于N端口类型
  • 对于Nport或者public Nport
    • 交换机通过Name Server维护WWN到FC地址的映射

World Wide Names

• unique 唯一64位标识符
• 静态到端口—用于物理标识SAN中的端口或节点
  • 类似于NIC的MAC地址

FC数据的结构和组织

FC数据包括：

• Exchange操作
  • 两个N_port能够识别和管理一组信息单元
  • 映射到序列
• 序列（顺序
  • 一个端口发送到另一个端口的连续帧集
• 帧
  • 数据传输的基本单位
  • 每个帧最多可包含2112字节的有效载荷

Lesson Summary

Key topics covered in this lesson:
 Fibre Channel Protocol Stack
 Fibre Channel Addressing
 Data Organization: Frame, Sequence and Exchang

Lesson: FC Topologies and Management

Define FC fabric topologies
 Describe different types of zoning分区

Core-Edge Fabric

p32

• 可以是两层或三层
  • 单核心层
  • 一个或两个边缘层
• 在两层拓扑中，存储通常连接到Core
• 好处
  availability 高可用性
  scalibility中等可扩展性
  connectivity 中等至最大连接

Mesh

• 全局 partial or 全局full mesh
• 开关相互连接
• 主机、存储可位于结构的任何位置
• 主机、存储本地化单个交换机 localized to a single switcher

Fabric Management: Zoning

Zoning Components

p 35

Types of Zoni

Key topics covered in this lesson:
 FC SAN Topologies
– Core-Edge
– Mesh
 Fabric management by zoning