HC1109105_HCNA-StorageV2_BSSN_第五章SAN技術及應用

1、Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 0修訂記錄課程編碼課程編碼適用產品適用產品產品版本產品版本課程版本課程版本ISSUEHC1109105T系列存儲V2R1V2.0開發(fā)開發(fā)/優(yōu)化者優(yōu)化者時間時間審核人審核人開發(fā)類型（新開發(fā)開發(fā)類型（新開發(fā)/優(yōu)化）優(yōu)化）張博2012-6-10余雷新開發(fā)余雷2013-9-10張偉 升級優(yōu)化本頁不打印Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. HC1109105SAN技術與應

2、用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 2l學習完本章節(jié)后，您將能夠：p掌握DAS存儲基礎知識p理解SCSI協議p掌握SAN存儲的基礎知識p理解FC連接和協議封裝p掌握華為SAN存儲的應用目標Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3目錄1.DAS存儲基礎存儲基礎2.SCSI協議介紹3.SAN存儲基礎4.FC連接與協議5.華為SAN存儲應用Copyright 2013 Huawei Tech

3、nologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 4傳統(tǒng)內置存儲遇到的問題l存儲容量不足存儲容量不足l可靠性不足可靠性不足l存儲空間利用率低存儲空間利用率低l數據分散數據分散l擴展性問題擴展性問題l總線結構總線結構l傳統(tǒng)內置存儲接口接口接口處理器硬盤內存硬盤Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 5外置存儲網絡形態(tài)l存儲網絡幾種常見類型Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights rese

4、rved. Page 6DAS存儲的形態(tài)RAID功能JBODCPU硬盤RAMServerSCSI卡外部硬盤陣列（DAS)硬盤CPURAMServerSCSI卡控制器智能硬盤陣列(DAS)Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7DAS存儲的局限性l擴展性差l資源浪費l管理分散l異構化問題l數據備份問題SCSI存儲陣列設備LAN服務器存儲陣列設備SCSICopyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 8

5、目錄1.DAS存儲基礎2.SCSI協議介紹協議介紹3.SAN存儲基礎4.FC連接與協議5.華為SAN存儲應用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9SCSI協議與存儲系統(tǒng)lSCSI（Small Computer System Interface，小型計算機系統(tǒng)接口）最初是一種為小型機研制的接口技術，用于主機與外部設備之間的連接。lSCSI協議是主機與存儲磁盤通信的基本協議lDAS使用SCSI協議實現主機服務器與存儲設備的互聯。主機適配器SCSI ID 7SCSISCSI總線總線SCSI SC

6、SI 陣列陣列ID 0ID 0SCSI SCSI 陣列陣列ID 5ID 5LUN 0LUN 0LUN 1LUN 1LUN 2LUN 2LUN 0LUN 0LUN 1LUN 1數據/地址總線控制信號Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10SCSI 協議模型SCSI應用層應用層SCSI傳輸層傳輸層SCSI互聯層互聯層SCSI應用層應用層SCSI傳輸層傳輸層SCSI互聯層互聯層主機存儲磁盤I/O請求總線連接命令/數據C/SCopyright 2013 Huawei Technologies Co

7、., Ltd. All rights reserved. Page 11邏輯單元號SCSI 協議尋址總線號總線號 區(qū)分不同的區(qū)分不同的SCSISCSI總線總線設備設備ID ID 區(qū)分區(qū)分SCSISCSI總線上不同的設備總線上不同的設備區(qū)分區(qū)分SCSISCSI設備中的子設備設備中的子設備Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12Windows系統(tǒng)查看SCSI設備ID方式Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserve

8、d. Page 13Linux系統(tǒng)查看SCSI設備ID方式l在Linux系統(tǒng)的命令行中，輸入命令lsscsi：Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 14SCSI 總線的使用階段Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 15SCSI 命令描述塊（CDB）l發(fā)起方通過命令描述塊（command description block）向目標方發(fā)送具體的命令。lSCSI基礎命令規(guī)范SPC（SCSI Pr

9、imary Commands，SCSI基礎命令）定義了CDB的標準。lCDB結構如下：組代碼命令碼混雜CDB信息邏輯塊地址傳送長度參數表長度分配長度廠商指定保留NACA已廢棄鏈接字段01234567操作碼操作碼 第1字節(jié)控制控制碼碼第n字節(jié)命令參數命令參數1n-1字節(jié)Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 16SCSI 命令描述塊（CDB）l發(fā)起方通過命令描述塊（command description block）向目標方發(fā)送具體的命令。lSCSI基礎命令規(guī)范SPC（SCSI Primary

10、Commands，SCSI基礎命令）定義了CDB的標準。lCDB結構如下：組代碼命令碼混雜CDB信息邏輯塊地址傳送長度參數表長度分配長度廠商指定保留NACA已廢棄鏈接字段01234567操作碼 第1字節(jié)控制碼第n字節(jié)命令參數1n-1字節(jié)Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 17SCSI 讀/寫操作過程發(fā)起方目標方通過CDB發(fā)送SCSI命令API接口將用戶讀操作轉換為SCSI讀操作在指定邏輯單元中執(zhí)行該命令請求的操作傳送數據數據傳輸完畢后，發(fā)送命令完成的報告接收到目標方命令完成的響應，總線可恢

11、復到空閑階段獲得對總線使用權和對目標方的選擇和尋址Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 18SCSI協議的常見類型接口模式接口模式 傳輸率（傳輸率（MB/s）數據頻寬（數據頻寬（bits）可連接設備數可連接設備數SCSI-1588SCSI-21088SCSI-3(Ultra SCSI)2088SCSI-3(Ultra Wide SCSI)401616Ultra 2 SCSI801616Ultra-160 SCSI1601616Ultra-320 SCSI3201616Ultra-640 SC

12、SI6401616Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 19目錄1.DAS存儲基礎2.SCSI協議介紹3.SAN存儲基礎存儲基礎4.FC連接和協議5.華為SAN存儲應用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 20什么是SAN？lSAN：存儲區(qū)域網絡(Storage Area Networks)FC服務器存儲陣列設備FCLAN存儲陣列設備服務器客戶機FC-SANCopyright 2013 H

13、uawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 21SAN典型組網應用服務器光纖卡存儲設備應用服務器 應用服務器應用服務器應用服務器光纖交換機光纖交換機光纖交換機存儲設備存儲設備直連單交換雙交換Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22SAN的組件l存儲設備l光纖交換機lHBA卡和驅動l光纖線纜服務器FC HBA接口卡存儲設備用戶B服務器FC HBA接口卡存儲設備光纖通道光纖網絡光纖通道光纖網絡用戶C用戶ACopyright 20

14、13 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 23SAN存儲網絡特點業(yè)務高性能業(yè)務高性能集中、遠程、靈活的管理集中、遠程、靈活的管理存儲資源動態(tài)共享存儲資源動態(tài)共享不占用業(yè)務網絡資源不占用業(yè)務網絡資源 高擴展性高擴展性兼容兼容SCSISCSI存儲設備存儲設備Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 24由于存儲設備的集中部署，應用服務器可以實現低成本的數據存取和共享應用應用SAN存儲的應用存儲資源在邏輯上被分成多個塊并分別映

15、射給應用服務器，實現存儲資源共享數據備份使用獨立的SAN網絡與業(yè)務網分離，實現對異構服務器和多數據形式進行集中備份SAN網絡可采用多種手段實現數據的自動備份，一旦出現災難，可立即實現數據恢復。Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 25SAN與DAS的區(qū)別項目項目DASSAN協議SCSI協議FC協議應用對存儲容量要求不高、服務器數量很少的中小型局域網關鍵數據庫、集中存儲、海量存儲、備份、容災等中高端存儲應用環(huán)境優(yōu)勢部署簡單、投資少高可用性、高性能、高擴展性、兼容性、集中管理劣勢可擴展性差、資源

16、浪費、不易管理、性能瓶頸投資相對較高Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 26目錄1.DAS存儲基礎2.SCSI協議介紹3.SAN存儲基礎4.FC連接與協議連接與協議5.華為SAN存儲應用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 27FC拓撲結構點對點點對點只能連接只能連接 2 2個設備個設備( (直接連接直接連接) )交換式交換式 FabricFabric最多支持最多支持1 1千千6 6百萬

17、個設備百萬個設備( (光纖通道交換機光纖通道交換機) )Arbitrated LoopArbitrated Loop ( (仲裁環(huán)仲裁環(huán)) )最多支持最多支持127127個設備個設備( (光纖集線器光纖集線器) )應用最普遍的拓撲結構Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 28FC存儲設備l存儲設備上的FC接口模塊提供了應用服務器與存儲系統(tǒng)的業(yè)務接口，用于接收應用服務器發(fā)出的數據交換命令。FC主機端口Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. Al

18、l rights reserved. Page 29光纖交換機l光纖網絡路由直接連接的方式l發(fā)起者和目標設備建立直接的連接l獨享光纖的所有帶寬l區(qū)域Zone的劃分Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 30FC交換機端口節(jié)點 N_PortF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port 節(jié)點N_PortFC交換機2FC交換機 節(jié)點NL_Port 節(jié)點NL_PortG_PortFL_PortFL_PortFL_PortFC集線器Copyright 2013 Huawei Techn

19、ologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 31GBICGBIC封裝封裝FC交換機模塊常見的纖連接器常見的纖連接器FC TypeSC TypeSC2 TypeFDD Type常見的光模塊常見的光模塊SFPSFP封裝封裝SFPSFP封裝封裝Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 32常用光纖連接介質介質類型介質類型發(fā)射器發(fā)射器速率速率距離距離9m單模光纖1550nm長波光激光器1Gb/s2m50Km2Gb/s2m50Km1300nm長波光激光器1Gb/

20、s2m10Km2Gb/s2m2Km4Gb/s2m2Km50m多模光纖850nm短波光激光器1Gb/s0.5m-500m2Gb/s0.5m-300m4Gb/s0.5m-170m62.5m多模光纖1Gb/s0.5m-300m2Gb/s0.5m-150m4Gb/s0.5m-70mCopyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 33HBA卡lHBA（Host Bus Adapter）：p主機總線適配器，就是連接主機I/O總線和計算機內存系統(tǒng)的I/O適配器。l分類：pFC HBA、SCSI HBA、SAS HB

21、A、iSCSI HBA等。l用途：p用于服務器、海量存儲子網絡、外設間通過集線器、交換機和點對點連接進行雙向、串行數據通訊 。各類各類 HBA HBA卡卡Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 34FC HBA卡WWNlWWNN（World Wide Node Name）lWWPN（World Wide Port Name）鏈接鏈接輸入輸入輸出輸出 P2P FC-AL FC-SWWWPNWWNNFC網絡Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. A

22、ll rights reserved. Page 35FC協議棧Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 36FC與SCSI協議FC-1 FC-1 編碼編碼/ /解碼解碼FC-3 FC-3 通用服務通用服務 FC-2 FC-2 結構協議結構協議FC-0 FC-0 物理變換物理變換FC-4 SCSI FC-4 SCSI 命令映射集命令映射集Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 37目錄1.DAS

23、存儲基礎2.SCSI協議介紹3.SAN存儲基礎4.FC連接與協議5.華為華為SAN存儲應用存儲應用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 38SAN、NAS統(tǒng)一存儲OAHPCWebNFS/CIFS/FTP/HTTPiSCSI/FC/FCoE非結構化數據應用非結構化數據應用虛擬機應用虛擬機應用結構化數據應用結構化數據應用華為華為T T系列統(tǒng)一系列統(tǒng)一存儲存儲VDIVM ServerCopyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights re

24、served. Page 39華為FC-SAN組網應用S2600T應用服務器FC交換機1FC交換機2S2600TFC光纖FC HBA卡FC 接口FC 接口A控制器Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 40華為FC-SAN組網應用S5500T應用服務器FC交換機1FC交換機2S5500TFC光纖FC HBA卡FC 接口FC 接口A控制器Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 41華為FC-SAN組網應用S5600T應用服務器FC交換機1FC交換機2S5600TFC光纖FC HBA卡FC 接口FC 接口A控制器Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 42華為SAN組網應用硬盤框級