FC存儲網絡配置手冊

1、光纖通道是一個標準化的網絡通信協(xié)議，在網絡通信的七層協(xié)議模型中屬于第二層，是一種數據鏈路層的協(xié)議，與以太網同類。光纖通道的傳輸層是協(xié)議無關的，原則上它可以傳輸各種第三層協(xié)議。但光纖通道并沒有像以太網那樣用于支持IP 協(xié)議， 或支持其他的上層協(xié)議，而主要用來支持SCSI 數據存儲協(xié)議。這是因為光纖通道具有通道的特征，適用于在發(fā)起方和目標方兩個結點之間的通道上傳輸數據幀；另一方面，光纖通道將更多的功能硬件化并采用光纖傳輸，具有可靠的性能保證。主機和存儲陣列設備經FC 存儲網絡連接的一個典型拓撲如圖1 所示。圖 1 主機/存儲陣列連接在 FC存儲網絡中，主機和存儲設備總是采用冗余的鏈路連接，以消除任

2、何單點故障隱患。圖示中有兩臺FC 交換機；每臺主機有兩個HBA 接口，分別連接到兩個FC 交換機；每個磁盤陣列有兩個控制器，每個控制分別連接到兩個FC 交換機。磁盤陣列的兩個控制器具有對等的地位，任何一個控制器都可以支撐整個設備的運行，兩個控制器工作在雙活的運行模式，既負載均衡又故障冗余。一般情況下，磁盤存儲陣列都配有兩個控制器，一些高端設備還可以配置多個控制器。在圖 1 所示的交換式網絡中，每個主機到每個磁盤陣列設備的物理路徑有 4 條。圖 2 顯示了一個磁盤存儲陣列控制上的FC 接口。示例中的磁盤陣列有2 個控制器，標識分別為 A 和 B，每個控制器上由4 個 4GBps 速率的 FC 接

3、口。圖 2 存儲陣列控制器上的FC 接口在 FC 存儲網絡中，不論是發(fā)起方主機還是目標方存儲設備都被稱為節(jié)點，節(jié)點設備上的每個 FC 物理接口被稱為N 端口(Node Port)。節(jié)點設備通過FC 交換機互連被稱為交換式SAN ，連接設備N 端口的交換機物理接口被稱為F 端口(Fabric Port)。節(jié)點設備在網絡中尋址使用設備的世界范圍名(WWN: World Wide Name )， WWN 是設備制造商向IEEE 注冊得到的，可以保證每個設備WWN 是全球惟一的。WWN 細分為一個64 位的世界范圍結點名( WWNN: World Wide Node Name) 和一個 64 位的世界

4、范圍端口名( WWPN: World Wide Port Name )。這種命名機制可以保證網絡中的每個結點設備及其端口都具有惟一性名稱。在規(guī)模比較大的SAN 網絡中，需要連接多個FC 交換機，交換機間互連的接口稱為E 端口 (Expansion Port) 。 為了便于管理，可以把交換機劃分成多個自治區(qū)域(Autonomous Region) 。在多自治區(qū)域的結構中，有一個自治區(qū)域是骨干網區(qū)域，其他自治區(qū)域均連接到骨干網區(qū)域。非骨干網自治區(qū)域之間只能通過骨干網區(qū)域交換數據。交換機也被分為骨干網區(qū)域內交換機、非骨干網區(qū)域內交換機和用于區(qū)域間互連的邊界交換機。網絡路由信息在區(qū)域內的交換機機間傳遞

5、，也經邊界交換機在區(qū)域間傳遞，路由決策采用最短路徑算法。分區(qū)( Zoning)是 SAN 在網絡層的一種訪問控制機制，只有同屬一個分區(qū)的節(jié)點才能互相通信。分區(qū)建立在交換機上，以交換機端口號的靜態(tài)分區(qū)被稱為硬分區(qū)，以設備WWN地址的動態(tài)分區(qū)被稱為軟分區(qū)，分區(qū)可以跨交換機。分區(qū)看起來很像以太網的VLAN ， 但與VLAN 的一個顯著區(qū)別是分區(qū)可以重疊，一個設備可以同時屬于很多個分區(qū)。下面是一個交換機上的分區(qū)配置的示例。圖3 顯示了一個交換機的視圖，接口0、 1 分別連接到第一個磁盤陣列的兩個控制器，接口2、 3 分別連接到第二個磁盤陣列的兩個控制器。接口 4-15 分別連接到12 臺服務器。3 交

6、換機接口視圖4 在每個接口標號下顯示了接入節(jié)點設備的WWN 。4 接口連接信息由于分區(qū)可以重疊，我們可以采用一種精細化的建立分區(qū)的策略，為每一對允許的“發(fā)起方 -目標方 ”通道建立一個單獨的分區(qū)。按照一定的規(guī)則命名分區(qū)，本例中分區(qū)s4p0 允許接口 4 上的服務器與磁盤陣列1 的控制器1 通信， s4p1 允許接口4 上的服務器與磁盤陣列1的控制器2 通信，分區(qū)s5p2 允許接口5 上的服務器與磁盤陣列2 的控制器1 通信， s5p3 允許接口 5 上的服務器與磁盤陣列2 的控制器2 通信，以此類推。圖 5 顯示了分區(qū)“ s4p0的區(qū)成員的成員為交換機接口 ”“ 1,4和 ”“ 1,0， 下拉

7、列表中列出了部分”當前定義的分區(qū)，所有定義的分區(qū)都同時生效。5 分區(qū)配置分區(qū)的定義為主機和存儲設備之間建立了可以通信的通道。下一步就需要進行LUN 映射LUN Mapping ），將存儲設備上的LUN 映射到指定的主機。LUN 映射通常是存儲設備上6 所示，但前存儲陣列上建立了5 個主機組（不含默認主機組），每個主機組6 存儲陣列上的主機組一個 LUN磁盤陣列一般都采用主機組的結構方式，一個主機必須且只能屬于一個主機組，只能映射給一個主機組。當然， 一個主機組通常包含多個主機成員，一個主機組映射到多個LUN 。 同一主機組的每個成員主機都可以掛載映射到該主機組的所有LUN ， 每個 LUN 就

8、如同主機本地的一塊“磁盤 ”。主機和LUN 以主機組為紐帶形成多對多的映射關系。共享存儲就體現在主機組的成員主機之間。磁盤陣列設備可以通過自動注冊或手工注冊的方法建立主機組中的主機。如圖 7 所示， 主機組 VMware 中的主機VMware1 的接口類型為FC，主機的標識就是主機HBA 卡 FC 接口的 WWN ，該主機有兩個WWN ，表明其連接了兩個FC 接口。存儲陣列設備在網絡上以WWN 尋址主機。7 主機的標識圖 8 顯示了該主機組映射了一個2TB 存儲容量的LUN ，主機組中的3 個主機 VMware1 、WMware2 、 WMware3 共享這個LUN 。8 LUN 的映射NAS

9、 集群網關，NAS 頭有各自的FC接口，NAS 頭就是一個主機，在該實例中我們還看到一個主機組N8500，有 6 個成員主機，這是一個同一個機箱內安裝了6 個 NAS 頭， 機箱內沒有磁盤框，通過每個通過存儲網絡使用磁盤陣列上的存儲空間。從磁盤陣列端看，每個實際上該設備本質上就是一個定制了專用操作系統(tǒng)的刀片服務器。如圖9 所示，該NAS 網關映射了大量的LUN ，總存儲容量接近100TB 。圖 9 一個 NAS 集群網關映射的LUN現在我們從主機一側看一下存儲設備提供的共享資源。圖 10 顯示一個VMware ESX 主機有 4 個 HBA 接口卡及WWN 地址。詳細信息中顯示了名稱為vmhba4 接口識別到8 個目標存儲設備的WWN 地址，在這8 個目標存儲設備上共有96 條 FC 路徑，每個路徑的另一端都是某個目標存儲設備上的一個LUN 。由于存儲網絡的冗余結構，當中有許多冗余路徑，即多路徑(Multipathing )。10 ESX 主機的存儲網絡路徑圖 11 顯示