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SAN存储技术进阶知识（一）
时间：2013-01-18 09:13 来源：飞客数据恢复 作者：飞客数据恢复工程师
SAN是千兆位速率的网络，它依托光纤通道(Fibre Channel)为服务器和存储设备之间的连接提供更高的吞吐能力、支持更远的距离和更可靠的连通。SAN可以是交换式网络，也可以是共享式网络。
以目前的技术，其中任何一种网络都能够提供更好的伸缩性、故障恢复和诊断信息;此外，以其中任何一种网络为基础建设SAN都不需要对现有设施进行全面升级。由于降低了管理成本，SAN的基本设
施的最初成本也就变得并不昂贵。 SAN的组成通常包括服务器(主机)、存储设备(磁带或者磁盘阵列)以及桥接器和多路复用器，并且所有这些设备都连接在光纤通道的交换机上。
在LAN和WAN环境中，交换机为连接着的所有设备提供主干，其中的一个或多个交换机称为光纤通道交换矩阵(Switching Fabric)。SAN的交换矩阵允许数以千计的结点进行连接。SAN还可以组成FC-AL
环网(Fibre Channel Arbitrated Loop)，这是一种共享介质的网络。
FC-AL环网结构在每个环上允许多达126个设备，可以直接连接到光纤通道的交换机上，也可以连接到和交换机相连的集线器上。此外，光纤通道还有助于分担服务器的负载，以前服务器一直要承担
向存储设备和LAN传输数据的负担;而现在，服务器可以将传输数据的工作交给SAN。
SAN的设计
要进行SAN网络的安装，任务是相当简单的。光纤通道SAN可以设计成共享介质的网络，也可以设计成交换式访问的网络。在共享介质的网络中，所有设备共享同一个千兆位的环，这种结构的问题在
于随着设备的增加，网络的吞吐能力会下降。尽管对于小型应用环境来说这也许是可以接受的，但基于光纤通道交换机的主干将大大增加SAN的总带宽。
建立交换矩阵SAN可以使用一个或多个光纤通道交换机，然而只有当所有存储设备的网卡象操作系统和应用一样能够连接到这一交换矩阵上，才有可能访问由这一交换矩阵所提供的服务。这是因为首
先网卡要通过登录到这一交换矩阵来成为网络的一个成员，这一过程称作Fabric Login。因而显而易见，在组建SAN时选用支持Fabric Login的网卡是非常重要的。
对于连接到SAN中的设备，另外一个关键的问题是发现整个交换矩阵中的所有设备的能力。光纤通道定义了一种发现机制SNS(Simple Name Service)，它能够知道连接在这一体系结构上的设备的地址
、类型以及特征。SNS信息驻留在光纤通道交换机中，而网卡和存储控制器则从交换机中查询SNS数据，因而网络管理员同时还应该寻求支持SNS的光纤通道网卡和存储控制器。
对于错误恢复和故障隔离，光纤通道有着一个称为RSCN(Registered State Change Notification)的可选功能，能够对设备进行配置更改。假如RAID(Redundant Array of Independent Disks)或者
是JBOD(Just a Bunch of Disks，没有RAID控制器的磁盘集)、磁带设备和主机是直接连接到一个交换阵列矩阵上，而不是同处于一个共享访问的连接环上，则RSCN所起的作用会更大。因为故障结点不会
影响到其他任何连接到这一交换矩阵体系上的设备。同时由于有问题的设备或是连接能够被隔离，因而交换式网络的故障恢复速度也要比共享介质的网络要快得多。
此外，光纤通道本身还具有多点传送的功能特性。别名服务器是一个可选的交换矩阵的服务，它的角色相当于一个光纤通道多点传送场所，进行多点发送组的创建和删除。但是光纤通道的多点传送
和IP多点传送并不相同，在IP多点传送中，是由主机来建立多点传送组，而且这一团组也仅仅工作在网络层;然而交换矩阵本身能够帮助进行多点传送，这种团组关系基于光纤通道的物理地址，对上层的
协议是完全透明的。
由于光纤通道能够结合许多不同的协议，网络管理员可以通过建立SAN来满足最大规模的数据中心的存储需求。例如，通过使用SNA到光纤通道的网关和光纤通道到SSA(Serial Storage
Architecture)的桥接设备，完全可以将Escon(Enterprise Systems Connection)设备和SSA设备集成到SAN中。未来的大型主机和SSA设备将支持到光纤通道的直接连接。通过使用分布式锁管理软件或者
一些分区机制，这些数据中心的SAN甚至可以允许存储设备为企业环境中的所有服务器共享，而不管他们所运行的操作系统是Unix操作系统还是NT。
SAN的管理
为了做好管理工作，网络人员应该能够使用LAN和WAN环境中的所有工具和系统。这就意味着他们必须寻找能够通过SNMP协议管理或者运用HTTP传输协议通过Web界面进行管理的SAN设备。
同时设备还应该支持telnet登录协议;SCSI设备上另一个可供选择的特性是SES(SCSI Enclosure Services)。所有这些设备都应该提供有关设备状态、性能级别、配置和拓扑变化以及历史数据等方面
的详细信息，主要的状态和性能信息包括吞吐量和响应时间，将来还要求提供一些传输确认和优化工具。
在FC-AL网络中，由集线器来提供环网上所有设备的管理信息。但是它不能提供连接在环以外的设备的信息。当然，当这个环连接到交换矩阵上以后，就能够对任何设备进行远程管理和诊断了。在确
定使用何种方式将环连接到交换机上以后，网络管理员们应该尽量寻求性能良好的设备，以使它们能够充分利用独占环的时间来传输数据。
SAN的选择
现在，一些企业用户已经安装了交换式或者共享介质的SAN网络，但他们需要将两种网络进行合并，所以应该一开始就考虑好SAN的哪些部分需要采用交换式网络、哪些部分又需要采用共享式网络。
对小型网络而言(只有一两台服务器和一两个RAID或是JBOD磁盘阵列)，存在着3种选择:仅仅采用SCSI应用模式;转移到点对点的光纤通道网络(一块网卡连接一个存储设备使服务器到所有存储设备都
存在连接);通过环形拓扑结构采用一个共享访问(基于集线器)的SAN。主要的考虑因素是成本和平滑升级的能力。
对于具有多个服务器和数据量超过500GB的智能阵列的网络，则最好采用基于交换方式的SAN。对于具有3台服务器、多个RAID阵列和一个磁带系统的中等规模网络，可以将RAID阵列和服务器进行交换
式的连接，服务器和多个JBOD设备之间采用环型连接，而磁带系统则采用桥接方式连接(见图)。但同时要记住，由于这一SAN是基于交换机而组建的，因而它可以进行故障隔离，能够提供其他交换矩阵的
服务。