存储区域网络SAN简介

什么是SAN？

 

“A SAN is a network whose primary purpose is the transfer of data between computer systems and storage elements, and among storage elements.”
                   - Storage Networking Industry Association (SNIA)

 

根据存储网络工业协会的定义，SAN是一个专网，用于在计算机系统与存储设备之间，以前存储设备与存储设备之间传递数据。

大多数的SAN网络都是用光纤连接，用 Fibre Channel协议进行通讯的。

与通常的文件访问服务（如IP网络中的NAS）不同，SAN网络提供的是 块级I/O服务。

 

要了解SAN，先来看看 DAS（直连存储），早期的存储设备是通过SCSI线缆直接连接到主机系统，最大的缺点是不方便在多个主机系统之间共享存储设备。

 

在SAN网络中，存储设备与主机系统通过SAN交换网络相连，主机上使用HBA（ Host Bus Adapter主机总线适配器）而不是SCSI卡。带有SCSI或光纤接口的存储设备可以连入SAN网络，SCSI设备需要通过 SCSI to FC连接桥连入SAN网络。连接桥负责将并行的SCSI数据转换为串行的FC数据，并实现SCSI设备与LUN之间的映射。

 

HBA卡的主要厂商有 QLogic和Emulex。

 

 

SAN采用交换式拓扑，随着IP网络的发展，又出现了 IP SAN（最常见的是采用 iSCSI协议，通过IP网络构建的SAN环境，IP SAN便宜，构建方便，适用于数据量小的环境，我在搭建实验环境时经常使用iSCSI协议），但目前主流的还是 FC SAN。

 

FC网络的拓扑结构有三种： 交换式网络（Fabric）、仲裁环路（Arbitrated Loop）和点对点（Point to Point），仲裁环路带宽共享，所以网络规模不可能很大；点对点则无法实现设备共享；所以交换式网络才是SAN的主流拓扑。

 

总之，目前说到的SAN，通常就是采用交换式拓扑的FC SAN。

 

SAN交换机的主流厂商： Brocade与Cisco，QLogic也生产SAN交换机，但更有知名度的显然是HBA卡。

 

SAN是一个数据传输网络，通过SAN连接到主机的磁盘，磁带等设备，在主机上以SCSI设备的形式使用。

 

SAN这一数据传输网络较之前的传输介质具有更多的优点：带宽高，网络中的存储设备可以灵活调度，传输距离远。

 

光纤：单模或多模（橙色是多模，黄色是单模）

收发器： SFP（Small Form Pluggable 小封装可插拔，当前的主流收发器）或GBIC（G比特接口卡，过时，基本不用了）

 

 

SAN网络的构成与编址

 

与IP网络中的MAC地址类似，SAN网络使用WWN（World Wide Name）标识设备与端口，WWN为64位，由IEEE统一分配，HBA，交换机和HUB，SAN网络存储设备都需要分配WWN，以便数据能够被正确地路由。

 

SAN网络中有名称服务器，负责实现WWN与Port ID之间的映射。

 

SAN网络交换机和主机有不同的接口类型，主机的N口连接交换机的F口，交换机之间通过E口相连接，FL与NL出现在由HUB连接的仲裁环网中，G口可以在F或E之间自动切换。

 

在点对点网络中，链路两端都是N口。

 

 

SAN设备的管理方式：

 

1， 带内管理

使用 Fibre Channel Common Transport (CT) and SCSI Enclosure Services (SES)协议通过光纤网络发现和监视SAN设备。

缺点：需要通过SAN主机进行管理，重新配置设备时可能丢失连接。

2， 带外管理

使用 Simple Network Management Protocol (SNMP)协议通过以太网进行管理。McDATA(now Brocade)和HDS的设备通常使用带外管理。

 

设备访问管理：

 

1， Zoning

在交换机上实现的访问控制，可以把交换机的端口划分成不同的区域，类似于LAN中的VLAN技术，

2， LUN Binding

定义LUN与阵列端口之间的映射关系，对LUN的访问加以限制，通常只有在高端的阵列上才可以实现。

3， LUN Masking

定义主机与LUN之间的可访问性，可以在主机或存储设备上进行管理。在主机上，定义每个HBA卡可以访问哪些LUN，在存储设备上，则定义每个LUN可以被哪些主机访问（访问控制列表中记录的是WWN，所以主机更换HBA卡时需要重新访问ACL）

 

SAN网络上的各种应用：

 

1，备份

LAN-Free备份：控制路径走LAN，数据路径走SAN，备份过程中产生的流量不占用LAN网络带宽资源。

Server-Free备份（Serverless）：LAN Free备份虽然不占用LAN的带宽资源，但是仍然占用备份服务器的资源，而且备份数据要在SAN中传递两次（从源设备到备份服务器，再从备份服务器到目的设备），采用Server-Free备份，备份服务器发指令给阵列，阵列把数据直接送到磁带设备。备份服务器只负责控制和监视，不负责具体的数据传输。

Split-Mirror Backup：将一个镜像从镜像系统中弹出，由备份服务器接管该镜像，备份完成之后，再交还给镜像系统进行同步。

 

2，数据可用性

任意服务器可以访问任意存储设备。

可以使用多个阵列来构建RAID。

高速，远距离的数据同步与复制。

 

3，集群

通过SAN网络组建集群，比旧的SCSI方式更加灵活方便。

可以在线添加存储，在线添加主机。

 

4，灾难恢复

备份更可靠，复制与同步的距离更远，恢复更快。

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