FC-SAN存储技术

存储区域网(SAN)概述

SAN概念

SAN(Storage Aera Network )存储区域网络，是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用于主机和存储设备之间的访问。当有数据的存取需求时，数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。
SAN的发展历程较短，从90年代后期兴起，由于当时以太网的带宽有限，而FC协议在当时就可以支持1Gb的带宽，因此早期的SAN存储系统多数由FC存储设备构成，导致很多用户误以为SAN就是光纤通道设备，其实SAN代表的是一种专用于存储的网络架构，与协议和设备类型无关，随着千兆以太网的普及和万兆以太网的实现，人们对于SAN的理解将更为全面。
Fibre Channel （FC）技术标准是1994年由ANSI标准化组织制订的一种适合于千兆位数据传输通信的网络技术。
Fibre Channel有三种拓扑结构:
点对点(Point-to-Point) – 两个设备之间互连
仲裁环(Arbitrated Loop) – 最多支持126个设备互连，形成一个仲裁环
交换式Fabric(Switch Fabric) – 最多1千6百万个设备互连

存储区域网络 ( Storage Area network )

独立于LAN的服务器后端存储专用网络
主要利用Fibre Channel protocol（光纤通道协议），通过FC交换机建立起与服务器和存储设备之间的直接连接
100MB/S、200MB/S、400MB/S的速率消除了带宽上的瓶颈

FABRIC—第二网

逐级的Fabric 扩展-海量存储

SAN组网

SAN (Storage Area Network)

一种网络类型，其主要目的是支持计算机系统与存储单元之间和存储单元与存储单元之间的数据传输。
SAN由通信基础架构（提供物理连接）和管理层（负责组织连接，存储单元和计算机系统来保证数据传输的安全性和稳定性）组成。
术语SAN通常是指块I/O服务，而不是文件访问服务。
由存储单元、存储设备，计算机系统，有时需要专用设备）和所有的控制软件构成的存储系统，各组成部分在过网络进行通信。
SAN可以使用Fibre Channel或者Gbit以太网在主机和存储之间实现互连，分别成为FC SAN和IP SAN。
“最初目的将数据从服务器内部解放出来，进行统一存储及管理”

简单的SAN存储结构

FC SAN网络组成

SFP光模块是SFP封装的热插拔小封装模块，最高速率可达10.3G

SAN的组成

线缆（光纤或铜线）
FC HBA、 GBIC、& MIA
FC HUB/交换机
数据网关
服务器
存储管理软件: Tivoli SANergy
VERITAS SANPoint Direct
ADIC Centravision
SGI CXFS
Transoft FibreNet
ATTO StudioNet
存储系统
RAID，JBOD
磁带存储设备
光存储设备

SAN的核心-- 光纤通道交换机

内部运行Fabric拓扑
每端口独占100MB/S、200MB/S带宽
SAN的核心设备

光纤通道卡（FC HBA）

提供服务器或工作站连接到存储网络的接口
铜介质/光介质支持 （可以是双口）
目前提供的带宽指标: 1G & 2G
仲裁环/ Fabric 支持
支持的总线: PCI, HSC, SBUS
厂商: JNI, Emulex, Qlogic
Adaptec,LSI,Mylex
为服务器或客户机内部总线(PCI和SBUS等)提供与光纤通道网络的接口
HBA软件驱动为操作系统提供所需存储信息
对I/O进行操作I/O同时对正常请求进行控制
铜/光介质支持 (可能是双接口卡)

FC SAN连接线及接口部件

光纤通道并不等于只使用光纤连接线
铜缆和光纤连接线

接口转换器

GBIC = 小型串行到串行热交换模块, 主要功能是提供相应介质接口(铜或光)
4Gbit设备使用的GBIC叫做Small Form Factor Plug-able (SFP)
短波光GBIC或SFP – 最大500米
长波激光GBIC或SFP – 最大10公里
增强长波激光GBIC - 最大80公里

光纤通道交换机

连接多个端口 (8, 16, 32, 64, 128 口)
支持交换Fabric和传统loop设备
8Gbit/秒和16Gbit/秒传输速率(自适应)
全双工性能, 使用cut-through路由算法
交换机间提供8Gbit/秒逻辑干线合并
拓扑结构自动协调, 自动配置 (自恢复)
端到端性能监控



“当使用者提出存储数据文件共享需求时，需要借助某种介质架构通过网络共享协议进行数据的网络传输存储与共享访问”

SAN的优势

SAN提供高可扩展性能
服务器、存储和带宽可以独立地被扩展
可以运行数据库

SAN与传统SCSI的比较

超越 SCSI的局限性 (驱动器数, 传输速度, 传输距离)
更容易地存储和共享数据及资源
Advanced Operations
对存储资源的集中管理
LAN-free 和 Server-less backup
远程镜像

SAN的劣势

价格高
异构环境下的互操作性
管理复杂

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