《网络结构说明》由会员分享，可在线阅读，更多相关《网络结构说明（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、网络结构说明 SAN简介存储域网络（Storage Area Network）的支撑技术是Fiber Channel(FC)技术，这是ANSI为网络和通道IO接口建立的一个标准集成。支持HIPPI，IPI，SCSI，IP，ATM等多种高级协议，它的最大特性是将网络和设备的通讯协议与传输物理介质隔离开这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送，高性能存储体和宽带网络使用单I/O接口使得系统的成本和复杂程度大大降低。如通过Switch扩充至交换仲裁复用结构则可将用户扩至很多。FC使用全双工串行通讯原理传输数据，传输速率高达1062.5Mbps，Fibre Channel的数据传输速度为100MBS，
2、双环可达200MBS，使用同轴线传输距离为30米，使用单模光纤传输距离可达10公里以上。光纤通道支持多种拓扑结构，主要有：点到点（Links）、仲裁环（FC-AL）、交换式网络结构（FC-XS）。点对点方式的例子是一台主机与一台磁盘阵列透过光纤通道连接；其次为光纤通道仲裁环(FC-AL)，在FC-AL的装置可为主机或存储装置。第三种FC-XS交换式架构在主机和存储装置之间透过智能型的光纤通道交换器连接，使用交换架构需使用存储网络的管理软件。 FC技术具有以下优越性： （1）既具有单通道的特点，又具有网络的特点，它是把设备连接到网络结构上的一种高速通道。而这种网络结构描述了连接两套设备的单条电缆
3、以及连接许多设备的交换机产生网状结构。 （2）光纤通道最大优点是速度快，它可以给计算机设备提供接近于设备处理速度的吞吐量。 （3）协议无关性，它有很好的通用性，是一种通用传输机制。适用范围广，可提供多性价比的系统，从小系统到超大型系统，支持存在的多种指令集，如IP、SCSI、IPI。 光纤通道规范定义的速率最高可到4Gbps，目前T11工程组对10Gbps传输速度的FC规范也在紧锣密鼓的制定之中。 FC是一种分层结构，每个层次定义为一个功能级，但是所分的层不能直接映射到OSI模型的层上。FC通道的五层定义为：物理媒介和传输速率、编码方式、帧协议和流控制、公共服务以及上级协议（ULP）接口。 1
4、) FC-0： FC-0是物理层底层标准。FC-0层定义了连接的物理端口特性，包括介质和连接器（驱动器、接收机、发送机等）的物理特性、电气特性和光特性、传输速率以及其它的一些连接端口特性。物理介质有光纤、双绞线和同轴电缆。带有ECL的铜芯同轴电缆，用于高速、短距离传输。双绞线用于25MB/s数据传输，距离可达50米。带有激光和LED传导的光纤，用于长距离的传输，光纤通道的数据误码率低于10E-12，它具有严格的抖动容许规定和串行I/O电路能够进行正常管理的其他一些电气条件。 2) FC-1（传输协议） FC-1根据ANSI X3 T11标准，规定了8B/10B的编码方式和传输协议，包括串行编码
5、、解码规则、特殊字符和错误控制。传输编码必须是直流平衡以满足接收单元的电气要求。特殊字符确保在串行比特流中出现的是短字符长度和一定的跳变信号，以便时钟恢复。8B/10B码在现实中的应用是稳定和简单的。 3) FC-2（帧协议）： FC-2层定义了传输机制、包括帧定位、帧头内容、使用规则以及流量控制等。光纤通道数据帧长度可变，可扩展地址。用于传输数据的光纤通道数据帧长度最多达到2K，因此非常适合于大容量数据的传输。帧头内容包括控制信息、源地址、目的地址、传输序列标识和交换设备等。64字节可选帧头用于其它类型网络在光纤通道上传输时的协议映射。光纤通道依赖数据帧头的内容来引发操作，如把到达的数据发送
6、到一个正确的缓冲区里。 4) FC-3（公共服务）： 提供高级特性的公共服务，即端口间的结构协议和流动控制，它定义了三种服务：条带化（Striping）、搜索组（HuntGroup）和多播（Multicast）。条带化的目的是为了利用多个端口在多个连接上并行传输，这样I/O传输带宽能扩展到相应的倍数。搜索组用于多个端口去响应一个相同名字地址的情况，它通过降低到达占线的端口的概率来提高效率。多播用于将一个信息传递到多个目的地址。 5) FC-4（ULP映射）： 它是光纤通道标准中定义的最高等级，固定了光纤通道的底层跟高层协议（ULP）之间的映射关系以及与现行标准的应用接口，这 里的现行标准包括现
7、有的所有通道标准和网络协议，如SCSI接口和IP、ATM、HIPPI等。 整个FC的分层体系结构如下表： SAN 的典型结构主要协议 FC & FCP：光纤信道和光纤信道协议 （FC & FCP：Fibre Channel and Fibre Channel Protocol） FCIP：在IP上传输的光纤信道数据帧 （FCIP：Entire Fibre Channel Frame Over IP） iFCP：Internet 光纤信道协议 （iFCP：Internet Fibre Channel Protocol） iSCSI：Internet 小型计算机系统接口 （iSCSI：Intern
8、et Small Computer System Interface） iSNS：Internet存储名称服务 （iSNS：Internet Storage Name Service） NDMP：网络数据管理协议 （NDMP：Network Data Management Protocol） SAS：串行 SCSI （SAS：Serial Attached SCSI） SCSI：小型计算机系统接口 （SCSI：Small Computer System Interface） 相关协议 LAN、WAN、TCP/IP 组织来源 存储区域网络协议由 IETF、ANSI 和 ISO 定义。 SAN是计
9、算机信息处理技术中的一种架构，它将服务器和远程的计算机存储设备（如磁盘阵列、磁带库）连接起来，使得这些存储设备看起来就像是本地一样。和SAN相反，NAS使用基于文件（file-based）的协议，如NFS、SMB/CIFS等，在这里仍然是远程存储，但计算机请求的是抽象文件中的一部分，而不是一个磁盘块。 SAN (Storage Area Network存储区域网络): 将不同的数据存储设备连接到服务器的快速、专门的网络。 可以扩展为多个或远程站点以实现和备份和存档存储。SAN采用光纤通道(Fibre Channel)技术，通过光纤 通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网
10、络。SAN经过十多年历史的发展， 已经相当成熟，成为业界的事实标准。SAN存储采用的带宽从100MB/s、200MB/s，发展到目前的 1Gbps、2Gbps。 SAN专门用于提供企业商务数据或运营商数据的存储和备份管理的网络。因为是基于网络化的存储，SAN 比传统的存储技术拥有更大的容量和更强的性能。通过专门的存储管理软件，可以直接在SAN里的大型主机、 服务器或其他服务端电脑上添加硬盘和磁带设备。现在大多数的SAN是基于光纤信道交换机和集线器的。 SAN解决方案SAN是一个专有的、集中管理的信息基础结构，它支持服务器和存储之间任意的点到点的连接，SAN集中体现了功 能分拆的思想，提高了系统
11、的灵活性和数据的安全性。SAN以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有较高传输速率的光通道连接方式，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。在多种光通道传输协议逐渐走向标准化并且跨平台群集文件系统投入使用后，SAN最终将实现在多种操作系统下，最大限度的数据共享和数据优化管理，以及系统的无缝扩充。SAN是独立出一个数据存储网络，网络内部的数据传输率很快，但操作系统仍停留在服务器端，用户不是在直接访问SAN的网络，因此这就造成SAN在异构环境下不能实现文件共享。为了很好的理解SAN，我们可以通过图来看其结构。 我们可以看到，SA
12、N的特点是将数据的存储移到了后端，采用了一个专门的系统来完成，并进行了RAID数据保护。 SAN存储系统组成部分1 SAN服务器: 服务器基础结构是所有SAN解决方案的前提，这种基础结构是多种服务器平台的混合体，包括Windows NT、不同风格的UNIX和OS/390。由于服务器整合和电子商务的推动，对SAN的需求将不断增长。 2 SAN存储: 存储基础结构是信息所依赖的基础，因此它必须支持公司的商业目标和商业模式。在这种情况下，仅仅使用更多和更快的存储设备是不够的，需要建立一种新的基础结构。和今天的基础结构相比，这种新的基础结构应该能够提供更好的网络可用性、数据访问性和系统管理性。SAN就
13、是为了迎接这一挑战应运而生的，它解放了存储设备，使其不依赖于特定的服务器总线，而且将其直接接入网络。换句话说，存储被外部化，其功能分散在整个组织内部。SAN还支持存储设备的集中化和服务器群集，使其管理更加容易，费用更加低廉。 3 SAN互连: 实现SAN需要考虑的第一个要素是，通过光纤通道之类的技术实现存储和服务器组件的连通性。以下所列的组件是实现LAN和WAN所使用的典型组件。与LAN一样，SAN通过存储接口的互连形成很多网络配置，并能够跨越很长的距离。 1 线缆和连接器 2 扩展器: 扩展器用来连接超过理论最大值的超长距离节点。 3 集线器: 通过集线器，一个逻辑环路上可以连接多达126个
14、节点。 4 路由器: 存储路由是由数据通信领域的路由概念发展而来的一种新技术。存储路由器与网络路由器的不同在于，存储路由器数据的路由选择使用的是FCP(SCSI)之类的存储协议，而不是TCP/IP之类的通信协议。 5 网桥: 网桥的作用是使LAN/SAN能够与使用不同协议的其它网络通信。 6 网关: 网关是网络上用来连接两个或更多网络或设备的站点，可能执行也可能不执行协议转换。网关产品通常用来实现LAN到WAN的访问，通过网关，SAN可以延伸并越过WAN。 7 交换机: 交换机是用于连接大量设备、增加带宽、减少阻塞和提供高吞吐量的一种高性能设备。 SAN的常见问答Storage Area Ne
15、twork (SAN)称为储域网络，是储存资料所流通的网域；以往 MIS人员常常为了SCSI 的讯号不稳定及长度限制所困扰，无法满足储存资料量的成长速度，SAN 正好可以解决这些问题，SAN 架构在光纤信道之上，所使用的是 Fibre Channel 标准协议，一个 Loop速度即可达 100MB/sec，长度可延伸至30公里，一个 Loop可连接的装置多达127 个，在不用关机的状况下即可进行硬盘数组的储存容量扩充。 透过 SAN来作 LAN-Free Backup 可以将备份的效率达到最高值，解决网络频宽的瓶颈问题，把 LAN的频宽留给 Database Server或 Mail Server 来使用；SAN Solution 规划包含软件及硬件，因为 SAN 产品目前在市场上并不是很兼容及普及，所以在选购软硬件时需要注意互相支持的问题；HP 在SAN Solution 提供了 Fibre Channel Hub、Fibre Channel Host Bus Adapter、Fibre/SCSI Switch 等连接设备，HP 虽然提供完整SAN Ready的产品，也必须有SAN 软件解决方案搭配，才能提供给客户完整的规划，HP在备份解决方案
