what is loop switch

转自CU 存储备份之家

 

看了下面的贴子，发现坛子里很多兄弟对loop switch概念及原理不是很清楚，希望拙作对兄弟们能有帮助，限于能力有限，难免由所疏漏，欢迎指正

从FC-SAN的发展来看，连接设备主要经过了HUB->;Managed HUB->;loop switch->;switch几个阶段，其中managed hub可以提供一定限度的管理功能（可以做Zoning)，loop switch与switch几乎同时出现，其目的是在兼容传统loop设备的基础上，提供更强大的功能，同时还可以降低san的部署成本，可以说是介于hub与switch之间的设备。

loop switch到底是如何工作的呢？实际上从硬件结构来看，loop switch与switch完全一样，只不过具有不同的通信方式，我们都知道在san中存在两种通信结构，一种是交换式结构，由fc-sw定义，另一种就是环路结构，由fc-al定义，loop switch就是应用了环路结构通信。而对于大部分交换机来说，这两种通信方式在OS里都已经设计，但需要license激活，如vixel 7100,brocade2010都可以通过fabric license将其升级为loop switch，而brocade 2050也可以通过quick loop license将其变为loop switch，由于物理结构相同，大部分交换机具有的功能，loop switch也同样具有，如zoning。

环路地址是如何应用到交换式结构的呢？ 首先，我们知道，设备以什么方式寻址是由设备类型决定的，对于大部分设备，都可以根据环境自适应成为环路设备或fabric设备。loop switch就是在交换机内核的基础上将switch虚拟成hub，这样连接的设备就以环路地址通信。在环路中设备要发起通信首先要发起仲裁，获得环路通信的控制权，在同一时刻环路中只有一个设备能获得环路控制权，这也是为什么传统环路是共享带宽结构的原因。对于loop switch来说，由于硬件是交换结构，每个端口都可以提供独享的带宽，设备实际上不需要和环路上其它设备去仲裁控制权，当然从fc-al协议来看，设备还是要仲裁控制权的，但这个过程只发生在需要通信的设备与交换机内核之间，也就说当loop switch一收到仲裁请求就立即反馈仲裁成功信息，同样loop switch上的每个设备都可以获得环路控制权，同时不会意识到其他设备也获得了控制权，这也是由于loop switch端口的独享带宽结构，设备间的通信不再需要经过整个环路，而只在需要通信的设备间传输，这样在loop switch中同时就可以有多对设备通信。

以上所讲的只是loop switch的基本概述，不同厂家技术不同，在这里就不一一论述了。实际上将loop设备接入到fabric中是一个很复杂的问题，需要涉及很多方面，实现方法也差别很大，这也是各厂商设备不能很好兼容的一个原因。

实际上loop switch是为了解决兼容private设备而产生的折衷方案，他的成本要比switch低，但性能要比hub高。
如果厂家支持，那么就可以升级为fabric交换机。
loop分为private,public两种，后者可以直接应用于fabric中，老兄见到的应该就是public loop端口的设备，事实上大部分的fabric中都有缺省的类似于brocade的translative mode的功能，其作用就是使fabric/public的主机可以跨fabric访问private的存储设备，收费的部分是使private的主机能访问public/fabric设备，这部分实现相对复杂。早几年的设备大部分都是private的（具体早几年我就不清楚了，哪会儿我还是学生，成天就知道玩儿：），要保护这部分成本当然要付出一点代价了，总比扔了换新设备好吧

 

这是我刚才在BCFP培训资料上看到的一段，看完了然后拨号上来想贴上来的，没想到kindblue都已经有些解答了，：）

在SAN网络中的发展经历了2个阶段：开始的环路（FC-AL）阶段和现在的交换网络（FC-SW）阶段。采用这两种标准的设备无论从地址模式、工作方式还是连接设备上都是有本质的不同的，他们不能简单的连接在一起相互通讯。

SAN网络的发展趋势是淘汰Loop的标准，采用Fabric的标准。几乎所有的厂商的新设备都会采用Fabric作为设备的标准，很少有厂商会为了Loop再去开发新的功能，撰写新的代码。虽然是这样Loop的设备却有它的一些优点，虽然性能不如Fabric但它比较便宜，在小型的SAN网络中仍然会有应用，就像以太网络中的Hub到现在依然存在一样。完全过渡到Fabric之前总需要有一个过渡期，我们现在正是这个过渡期。在这个过渡期中，需要一些过渡期的解决方案，来解决网络中两种标准的设备同时存在需要互联的问题。解决这个问题可以从设备的角度和交换机两个角度入手。
设备的角度：Public设备
交换机的角度：Translative Mode, QuickLoop和QLFA

从设备的角度：让设备支持双重标准，能同时支持FC-AL和FC-SW。也就是说，让这个设备根据需要决定自己的工作类型，当与其他环路设备通讯时，他表现为FC-AL的标准；与Fabric设备通讯时，表现为FC-SW的标准。这种设备被称作Public设备，他的24位地址前面16位用于与Fabric设备通讯，后面8位用于与Loop设备通讯。

有些工程师比较喜欢定义设备工作在Public方式下，认为这样的方式，兼容性会比较好，能与各种设备通讯。但这不一定是一种好的方法，在Public方式下工作的设备，所有的设备会优先初始化为环路的设备，以环路的状态工作，网络中只能同时有一对设备在通讯，其他设备只能等待他通讯完成。

从交换机的角度，为了解决Fabric设备与Private设备通讯的问题，交换机可以充当代理(Agent)的角色，由他来同时连接两种设备，并对两种网络中的协议进行翻译，并完成地址的转换工作。在交换机上这样的功能共有2个：Translative Mode和QuickLoop。
Translative Mode用于Fabric的主机和Private的存储设备进行通讯。
QuickLoop Fabric Assist用于Private Loop的主机访问Fabric的存储。


QuickLoop从名字就可以听出来这是一个很方便快速的，环路网络技术，可以很快很简单的组成环路。

它可以把多个小的环路（Looplet）通过Fabric相互连接。在交换机上启用了QuickLoop的能后，交换机会把它的各个端口连接的小环路共同组成一个逻辑上的大的环路，既然是大的环路，环路上的主机也就可以和环上的其他设备相互通讯了。

为了能组建大的环路，所有的Looplet中的设备需要统一初始化。在初始化成功后，他们会共享一套AL_PA的地址空间，能相互的知道其他设备的存在，能相互的通讯。所有的Private设备都会人为其他设备和他同在一个环路中，FL_Port充当Agent的角色，代表其他设备接收数据帧，并转发目标设备。

当QuickLoop模式在交换机上生效后，交换机会丢弃掉所有收到的FLOGI的数据帧。定义成Fabric的设备不能与他相连，switchShow会看到端口状态停留在In_sync状态之下。

环路太大了，也难于控制，通过Quick Loop的Zoning的功能。可以达到这样两个效果：

1。把LIP的数据帧限制在每一个Zone中，让网络中有新设备加入时，只影响有限范围的设备，不会让整个网络停止工作。

2。划分区域，隔离访问。

QuickLoop的Zoning和普通的Zoning配置基本相同，共同存储。