培訓(xùn)講義-part1存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)

雷葆華存儲(chǔ)知識(shí)概述Day1

存儲(chǔ)就是根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境通過(guò)采取合理、安全、有效的方式將數(shù)據(jù)保存到某些介質(zhì)上并能保證有效的訪問(wèn)，總的來(lái)講可以包含兩個(gè)方面的含義：一方面它是數(shù)據(jù)臨時(shí)或長(zhǎng)期駐留的物理媒介；另一方面，它是保證數(shù)據(jù)完整安全存放的方式或行為。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)就是把這兩個(gè)方面結(jié)合起來(lái)，向客戶提供一套數(shù)據(jù)持久化、訪問(wèn)、維護(hù)的解決方案內(nèi)存、硬盤(pán)、外部存儲(chǔ)設(shè)備（U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、軟盤(pán)）存儲(chǔ)在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)架構(gòu)中的功能和作用2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展趨勢(shì)海量數(shù)據(jù)增長(zhǎng)數(shù)據(jù)組成發(fā)生變化數(shù)據(jù)挖掘需求增多云計(jì)算的幾個(gè)特征云計(jì)算的認(rèn)識(shí)框架云存儲(chǔ)用戶需求種類一背景挑戰(zhàn)現(xiàn)有數(shù)據(jù)容量亞洲最大基因研究所1999成立,逐步成為亞洲最大,世界第三大基因研究所要求驅(qū)動(dòng)超過(guò)100臺(tái)Illumina測(cè)序儀要求消除DNA測(cè)序工作流中的數(shù)據(jù)碎片和性能瓶頸每天20TB的數(shù)據(jù)量增長(zhǎng)7PB左右的數(shù)據(jù)容量云存儲(chǔ)需求種類二背景挑戰(zhàn)現(xiàn)在部署架構(gòu)美國(guó)最大電信運(yùn)營(yíng)商之一需要?jiǎng)?chuàng)建新的內(nèi)容服務(wù)給最終用戶提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)容量要求高、訪問(wèn)要便利、成本要低在全國(guó)任意位置訪問(wèn)效果要好全國(guó)多個(gè)城市部署，聯(lián)合架構(gòu)對(duì)用戶透明自服務(wù)門戶模式多種終端支持云存儲(chǔ)需求種類三背景挑戰(zhàn)期望部署架構(gòu)國(guó)內(nèi)大型企業(yè)IT經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，已經(jīng)形成規(guī)模龐大，應(yīng)用眾多的體系多廠商、多種類、數(shù)量多的存儲(chǔ)體系應(yīng)用和存儲(chǔ)設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)復(fù)雜，管理不便，變更麻煩統(tǒng)一的存儲(chǔ)供應(yīng)體系和流程層次化的存儲(chǔ)架構(gòu)企業(yè)云存儲(chǔ)使用參考存儲(chǔ)服務(wù)與云服務(wù)存儲(chǔ)服務(wù)管理框架參考存儲(chǔ)服務(wù)管理建設(shè)流程一個(gè)典型的服務(wù)系統(tǒng)由以下幾部分組成應(yīng)用服務(wù)器文件系統(tǒng)存儲(chǔ)連接系統(tǒng)物理存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)的基本技術(shù)物理存儲(chǔ)技術(shù)存儲(chǔ)連接技術(shù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)存儲(chǔ)管理技術(shù)存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)13按介質(zhì)分類磁盤(pán)存儲(chǔ)磁帶存儲(chǔ)光盤(pán)存儲(chǔ)磁盤(pán)存儲(chǔ)分類JBOD（JustaBunchOfDisks，簡(jiǎn)單磁盤(pán)組）在RAID實(shí)現(xiàn)中沒(méi)有使用磁盤(pán)冗余的磁盤(pán)組。當(dāng)配置為JBOD時(shí)，磁盤(pán)組中每一磁盤(pán)本身都是一個(gè)陣列RAID（獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列）是一種專為通過(guò)使用磁盤(pán)陣列和數(shù)據(jù)條紋化技術(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)可用性而設(shè)計(jì)的架構(gòu)存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－存儲(chǔ)的分類14主軸轉(zhuǎn)速：目前主流的磁盤(pán)在10000rpm和15000rpm平均尋道時(shí)間：指磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在磁道需要的時(shí)間，這是衡量硬盤(pán)機(jī)械性能的重要指標(biāo)外部傳輸率：也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率(BurstdataTransferRate)或接口傳輸率，指從硬盤(pán)的緩存中向外輸出數(shù)據(jù)的速度，目前采用Ultra160SCSI技術(shù)的外部傳輸率已經(jīng)達(dá)到了160MB/s內(nèi)部傳輸率也稱最大或最小持續(xù)傳輸率(SustainedTransferRate)，是指硬盤(pán)在盤(pán)片上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度，現(xiàn)在的主流硬盤(pán)大多在30MB/s到60MB/s之間。內(nèi)部傳輸率要小于外部傳輸率，所以只有內(nèi)部傳輸率才可以作為衡量硬盤(pán)性能的真正標(biāo)準(zhǔn)單碟容量緩存:提高硬盤(pán)高速緩存的容量也是一條提高硬盤(pán)整體性能的捷徑衡量磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能指標(biāo)16UptoamaximumBurstI/Orate–cachereads（IOPS）UptoamaximumSustainedI/Orate–diskreads（IOPS）UptoamaximumSustainedI/Orate–diskwrites（IOPS）UptoamaximumSustainedthroughput

–diskread（MB/S）UptoamaximumSustainedthroughput

–diskwrite（MB/S）衡量磁盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能指標(biāo)17JBOD（JustaBunchOfDisks，簡(jiǎn)單磁盤(pán)組）——在RAID實(shí)現(xiàn)中沒(méi)有使用磁盤(pán)冗余的磁盤(pán)組。當(dāng)配置為JBOD時(shí)，磁盤(pán)組中每一磁盤(pán)本身都是一個(gè)陣列獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列（RAID）----是一種專為通過(guò)使用磁盤(pán)陣列和數(shù)據(jù)條紋化技術(shù)來(lái)提高數(shù)據(jù)可用性而設(shè)計(jì)的架構(gòu)。存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid18RAID0：數(shù)據(jù)條紋化，無(wú)奇偶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid19RAID0按順序?qū)?shù)據(jù)以條紋化的方式存儲(chǔ)到多個(gè)磁盤(pán)上，允許對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行并行讀或?qū)懖僮?，因而能夠提供非常高效的?shù)據(jù)傳輸速率沒(méi)有數(shù)據(jù)冗余，所以不是一種真正的RAID架構(gòu)當(dāng)一個(gè)磁盤(pán)發(fā)生故障時(shí)，將不能重新生成存放在這一磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)，而且由于使用了數(shù)據(jù)條紋化的緣故，所有條紋化的數(shù)據(jù)都將變?yōu)椴豢捎貌灰獙AID0用于要求高數(shù)據(jù)可用性的關(guān)鍵應(yīng)用RAID1:鏡像系統(tǒng)在不同的磁盤(pán)上創(chuàng)建并維護(hù)數(shù)據(jù)的兩份拷貝，相互作為對(duì)方的鏡像。如果主拷貝處于忙的狀態(tài)，那么讀請(qǐng)求將被引導(dǎo)至鏡像拷貝，所以RAID1為提高讀操作性能提供了機(jī)會(huì)。存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid20RAID1是成本最高的陣列實(shí)現(xiàn)提供了最好的數(shù)據(jù)可用性，從磁盤(pán)發(fā)生故障的角度看，RAID1的陣列配置使用的磁盤(pán)數(shù)量最少當(dāng)一個(gè)磁盤(pán)發(fā)生故障時(shí)，RAID1提供了最高的性能RAID10也稱為RAID0+1，它是RAID0（條紋化）和RAID1（鏡像）的組合由一組存放用戶數(shù)據(jù)的磁盤(pán)及其鏡像磁盤(pán)對(duì)組成，沒(méi)有可用于重建故障磁盤(pán)的奇偶磁盤(pán)通過(guò)將這兩者結(jié)合在一起，RAID10在提供數(shù)據(jù)保護(hù)的同時(shí)，還能夠提供很好的I/O性能。存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid21RAID5：獨(dú)立訪問(wèn)，可提供分布式奇偶信息的數(shù)據(jù)條紋化存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid22RAID5采用了奇偶校驗(yàn)和并行傳送技術(shù)，在每個(gè)條帶片上都有相當(dāng)于一個(gè)“塊”那么大的地方被用來(lái)存放奇偶位RAID5沒(méi)有專用的奇偶磁盤(pán)，它使數(shù)據(jù)和奇偶信息交叉分布在所有磁盤(pán)上RAID5的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)非常適合于電子郵件、電子表格和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用等數(shù)據(jù)傳輸和事務(wù)處理。其它Raid技術(shù)Raid2：并行訪問(wèn)，使用加權(quán)平均代碼的數(shù)據(jù)條紋化Raid3：并行訪問(wèn)，使用奇偶信息的數(shù)據(jù)條紋化Raid4：獨(dú)立訪問(wèn)，使用專用奇偶信息的數(shù)據(jù)條紋化Raid6：獨(dú)立訪問(wèn)，使用雙分布式奇偶信息的數(shù)據(jù)條紋化Raid50：Raid5和Raid10的組合存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid23RAID3以條紋化的方式或順序的方式將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)到多個(gè)磁盤(pán)上區(qū)別一：奇偶校驗(yàn)信息的存儲(chǔ)RAID3使用一個(gè)專用磁盤(pán)來(lái)存儲(chǔ)奇偶信息RAID5沒(méi)有專用的奇偶磁盤(pán)，它使數(shù)據(jù)和奇偶信息交叉分布在所有磁盤(pán)上區(qū)別二：訪問(wèn)臂的移動(dòng)RAID3通過(guò)所有訪問(wèn)臂的一次并行移動(dòng)來(lái)寫(xiě)入或檢索數(shù)據(jù)在RAID5中，訪問(wèn)臂可以相互獨(dú)立地移動(dòng)（圖B-4），能夠?qū)﹃嚵性O(shè)備進(jìn)行多個(gè)并發(fā)訪問(wèn)區(qū)別三：數(shù)據(jù)操作單位RAID3中，每一次數(shù)據(jù)傳輸都會(huì)涉及到所有的磁盤(pán)；在RAID5中，大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸只涉及到一個(gè)數(shù)據(jù)磁盤(pán)存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid24Raid3和Raid5的區(qū)別RAID3適合大型順序數(shù)據(jù)塊的讀寫(xiě)，RAID5非常適合用于小數(shù)據(jù)塊的隨機(jī)數(shù)據(jù)訪問(wèn)當(dāng)面對(duì)要求高數(shù)據(jù)可用性的環(huán)境以及應(yīng)用程序處理的是相對(duì)較短的數(shù)據(jù)記錄，或大型順序數(shù)據(jù)記錄和短隨機(jī)數(shù)據(jù)塊的混合體時(shí)，應(yīng)考慮使用RAID5寫(xiě)懲罰（writepenalty）現(xiàn)象：在Raid5中，每一次寫(xiě)I/O操作將導(dǎo)致實(shí)際執(zhí)行4次I/O操作——2次讀操作分別是讀取老數(shù)據(jù)和奇偶數(shù)據(jù)，2次寫(xiě)操作分別是寫(xiě)入新數(shù)據(jù)和奇偶數(shù)據(jù)如何減少寫(xiě)懲罰一個(gè)有效的方法是使用高速緩存，這種方法可以根據(jù)對(duì)磁盤(pán)I/O請(qǐng)求的預(yù)期，通過(guò)將數(shù)據(jù)臨時(shí)存放在高速緩存之中來(lái)提高性能將訪問(wèn)過(guò)的數(shù)據(jù)保留在高速緩存之中使用高速緩存將寫(xiě)請(qǐng)求“捆綁”在一起，當(dāng)可以將一大塊連續(xù)數(shù)據(jù)寫(xiě)入到緩存以后再通過(guò)一次I/O操作將這些數(shù)據(jù)寫(xiě)入到磁盤(pán)。存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid25Raid5的寫(xiě)懲罰存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－Raid||+1234567890|26RAID0RAID1RAID3RAID5RAID10方法磁盤(pán)條紋化磁盤(pán)級(jí)鏡像并行傳輸磁盤(pán)（使用奇偶信息）獨(dú)立數(shù)據(jù)訪問(wèn)鏡像要求磁盤(pán)數(shù)量N2NN+1N+12N數(shù)據(jù)保護(hù)無(wú)很高高高很高數(shù)據(jù)速率極高讀操作：?jiǎn)我淮疟P(pán)的2倍寫(xiě)操作：與單一磁盤(pán)類似與單一磁盤(pán)類似與單一磁盤(pán)類似讀操作：?jiǎn)我淮疟P(pán)的2倍寫(xiě)操作：與單一磁盤(pán)類似性能高高（讀密集型應(yīng)用）中等（寫(xiě)密集型應(yīng)用）中等中等（在寫(xiě)密集型環(huán)境中可能存在寫(xiě)懲罰）高成本低高（成本最高為RAID0的2倍）中等中等高Raid小結(jié)20世紀(jì)80年代，連接主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)方法是通過(guò)像IDE或并行SCSI這樣的接口實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的DAS方式磁盤(pán)連接技術(shù)－歷史發(fā)展127問(wèn)題：存儲(chǔ)子系統(tǒng)變得越來(lái)越大并行SCSI連接從主機(jī)延伸出來(lái)的越來(lái)越遠(yuǎn)I/O（輸入/輸出）速率也在不斷增長(zhǎng)并行傳輸中的信號(hào)一致性問(wèn)題？光纖通道FC的出現(xiàn)ANSI光纖通道標(biāo)準(zhǔn)始于1988-89年最初動(dòng)機(jī)來(lái)自I/O設(shè)計(jì)人員，這些人員希望能夠?qū)崿F(xiàn)在光纖距離（數(shù)十公里）上高效工作的帶寬更高的I/O通道iSCSIIP網(wǎng)絡(luò)的普遍性，解決互通性，降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本將SCSI數(shù)據(jù)封裝在IP數(shù)據(jù)包之中，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，這樣就可以使在網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)更加便利，而且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)管理磁盤(pán)連接技術(shù)－歷史發(fā)展228IDE（IntegratedDriveElectronics），本意是指把控制器與盤(pán)體集成在一起的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，也叫ATA（AdvancedTechnologyAttachment）接口兩大優(yōu)點(diǎn)易于使用價(jià)格低廉IDE傳輸模式PIO(ProgrammedI／O)模式DMA(DirectMemoryAccess)模式UltraDMA模式(簡(jiǎn)稱UDMA)模式SerialATA：（即串行ATA）磁盤(pán)連接技術(shù)－IDE技術(shù)29SCSI（發(fā)音為“skuzzy”），是小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（SmallComputerSystemInterface）的縮寫(xiě)SCSI接口類型內(nèi)置分為50針、68針和80針外型和IDE數(shù)據(jù)線一樣，只是針數(shù)和規(guī)格稍有差別，主要用于連接光驅(qū)和硬盤(pán)外置AppleSCSI，共有25針，分為兩排，8位，常用于Mac機(jī)和舊式Sun工作站。Centronics，共有50針，分為兩排，8位，有點(diǎn)像并行口，它可以連接的設(shè)備數(shù)目最多。SCSI-2，共有50針，分為兩排，8位SunMicrosystem的DD-50SA，共有50針，分為三排SCSI-3和WideSCSI-2，共有68針，分為兩排，16位。舊式DEC單終結(jié)SCSI使用68針高密接口

SCA，共有80針，分為兩排磁盤(pán)連接技術(shù)－SCSI技術(shù)30SCSIIDID（identify）作為SCSI設(shè)備在SCSI總線的唯一識(shí)別符，絕對(duì)不允許重復(fù)，可選范圍從0到15，SCSI主控制器通常占用id7，即是說(shuō)我們可以用在設(shè)備上的ID號(hào)共有15個(gè)在SCSI總線中，控制器也算一個(gè)設(shè)備，即實(shí)際最大可連接設(shè)備數(shù)目=理論最大支持設(shè)備數(shù)總線終結(jié)器告訴SCSI主控制器整條總線在何處終結(jié)，并發(fā)出一個(gè)反射信號(hào)給控制器，必須在兩個(gè)物理終端作一個(gè)終結(jié)信號(hào)才能使用SCSI總線實(shí)際應(yīng)用中，SCSI設(shè)備總是以鏈形來(lái)連接的，按順序就能分辨出哪一個(gè)是終結(jié)設(shè)備三種終結(jié)方式：自終結(jié)設(shè)備、物理總線終結(jié)器和自終結(jié)電纜磁盤(pán)連接技術(shù)－SCSI技術(shù)31SCSI基礎(chǔ)知識(shí)SCSI協(xié)議基礎(chǔ)總線/目標(biāo)/LUN三元組標(biāo)識(shí)SCSI目標(biāo)三元組和邏輯盤(pán)符之間的映射，提供了在物理設(shè)備和上層文件系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換磁盤(pán)連接技術(shù)－SCSI技術(shù)32SCSI基礎(chǔ)知識(shí)SCSI標(biāo)準(zhǔn)SCSI-11986年成為一項(xiàng)ANSI標(biāo)準(zhǔn)支持同步和異步SCSI外圍設(shè)備，允許將最多7個(gè)設(shè)備連接到1個(gè)適配器，并提供了一條1字節(jié)的并行總線異步傳輸速率通常在1到2.5MB/秒，同步設(shè)備可以達(dá)到4到10MB/秒SCSI-21994年1月31日獲得正式批準(zhǔn)，向下兼容SCSI設(shè)備，但是SCSI總線性能將會(huì)受到這些設(shè)備的限制SCSI-3目前廣泛使用的是SCSI-3標(biāo)準(zhǔn)以四種互連技術(shù)為中心：SCSI-3并行接口（SPI）、光纖通道物理和信令接口（FC-PH）、IEEEP1394高性能串行總線和串行存儲(chǔ)架構(gòu)總線（SSA-PH）磁盤(pán)連接技術(shù)－SCSI技術(shù)33SCSI-3SPI所有的電纜、連接器和終端與SCSI-2基本上可以保持不變Fast-20Narrow（8-位總線，最高20MB/秒）、Fast-20Wide和UltraSCSI

（16-位總線，最高40MB/秒）FC-PH允許在長(zhǎng)達(dá)10米的距離上高速串行數(shù)據(jù)傳輸（100MB/秒）SSA-PH，串行，在一個(gè)基于SSA的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的同一環(huán)路上，最多可安裝128個(gè)不同的存儲(chǔ)設(shè)備兩種總線接口：?jiǎn)味俗踊虿罘諷CSI總線接口磁盤(pán)連接技術(shù)－SCSI技術(shù)34光纖通道（FC）定義節(jié)選邏輯上屬于雙向點(diǎn)到點(diǎn)串行數(shù)據(jù)通道，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上著重于提高性能。物理上，F(xiàn)C可以是多個(gè)通信端口（稱為N_端口）的互連，這些端口的互連是通過(guò)一個(gè)被稱為fabric的交換網(wǎng)絡(luò)或一條點(diǎn)到點(diǎn)連接。 光纖是一個(gè)通用的術(shù)語(yǔ)，覆蓋了FC支持的所有物理介質(zhì)類型，包括：光纖、同軸電纜、雙絞線一個(gè)能夠支持多種物理接口類型和速度的接口：ATM、SCSI等一個(gè)能夠傳輸大量和不同類型信息（數(shù)據(jù)、視頻、音頻）的高速接口一個(gè)能夠支持很多不同傳輸機(jī)制的接口一個(gè)使用不同光傳輸選項(xiàng)的接口：?jiǎn)文?、多模磁盤(pán)連接技術(shù)－光纖通道技術(shù)35光纖通道仲裁環(huán)路以較低的成本提供了相對(duì)較高的帶寬和較多的連接。當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，它可以在環(huán)路上自由地建立一個(gè)虛擬點(diǎn)到點(diǎn)連接。在建立這一點(diǎn)到點(diǎn)（虛擬）連接以后，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)在完成數(shù)據(jù)傳輸操作之前將占用環(huán)路的全部帶寬。數(shù)據(jù)傳輸完成后，環(huán)路上的任何節(jié)點(diǎn)都可以要求通過(guò)仲裁獲得環(huán)路的控制權(quán)磁盤(pán)連接技術(shù)－光纖通道技術(shù)36光纖通道技術(shù)點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)環(huán)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光纖通道交換機(jī)的功能與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)類似，區(qū)別在于它們所支持的端口數(shù)量和介質(zhì)類型磁盤(pán)連接技術(shù)－光纖通道技術(shù)37光纖通道技術(shù)非級(jí)聯(lián)交換網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)交換網(wǎng)絡(luò)DAS（Direct-AttachedStorage）直連式存儲(chǔ)FAS（Fabric-AttachedStorage）網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)

NAS（Network-AttachedStorage）網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)

SAN（StorageAreaNetwork）存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－存儲(chǔ)的分類38將數(shù)據(jù)從通用的應(yīng)用服務(wù)器中分離出來(lái)以簡(jiǎn)化存儲(chǔ)管理三種主流的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)DASSANNAS新的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)IPSAN其它存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)39存儲(chǔ)基礎(chǔ)知識(shí)－存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)40DASNASSANDirectAttachedStorage—直接附加存儲(chǔ)，是指將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)SCSI接口或光纖通道直接連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上DAS的適用環(huán)境

1）服務(wù)器在地理分布上很分散，通過(guò)SAN或NAS在它們之間進(jìn)行互連非常困難時(shí)(商店或銀行的分支便是一個(gè)典型的例子)2）存儲(chǔ)系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器（如MicrosoftClusterServer或某些數(shù)據(jù)庫(kù)使用的“原始分區(qū)”）上時(shí)；

3）包括許多數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用，它們需要直接連接到存儲(chǔ)器上，群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi)。DAS41缺點(diǎn)直連式存儲(chǔ)與服務(wù)器主機(jī)之間的連接通道通常采用SCSI連接，帶寬為10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，隨著服務(wù)器CPU的處理能力越來(lái)越強(qiáng)，存儲(chǔ)硬盤(pán)空間越來(lái)越大，陣列的硬盤(pán)數(shù)量越來(lái)越多，SCSI通道將會(huì)成為瓶頸；服務(wù)器主機(jī)SCSIID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限。無(wú)論直連式存儲(chǔ)還是服務(wù)器主機(jī)的擴(kuò)展，都會(huì)造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機(jī)直連式存儲(chǔ)或服務(wù)器主機(jī)的升級(jí)擴(kuò)展，只能由原設(shè)備廠商提供，往往受原設(shè)備廠商限制DAS42SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))通過(guò)光纖通道交換機(jī)連接存儲(chǔ)陣列和服務(wù)器主機(jī)，建立專用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN存儲(chǔ)采用的帶寬從100MB/s、200MB/s，發(fā)展到目前的2Gbps、4Gbps通過(guò)專用光纖通道交換機(jī)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，采用SCSI、FC-AL接口為什么要引入SAN存儲(chǔ)技術(shù)？打破數(shù)據(jù)與應(yīng)用系統(tǒng)緊密結(jié)合所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性限制突破小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（SCSI）標(biāo)準(zhǔn)的限制SAN的優(yōu)勢(shì)構(gòu)建一個(gè)真正開(kāi)放的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)整合和資源共享：存儲(chǔ)池提高數(shù)據(jù)備份效率：局限在SAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部存儲(chǔ)設(shè)備之間SAN431）多種計(jì)算機(jī)平臺(tái)的共享；2）多廠商存儲(chǔ)產(chǎn)品的集成NetworkAttachedStorage—網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)，即將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如以太網(wǎng))，連接到一群計(jì)算機(jī)上。用戶通過(guò)TCP/IP協(xié)議訪問(wèn)數(shù)據(jù)，采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)文件共享協(xié)議如：NFS、HTTP、CIFS實(shí)現(xiàn)共享NAS是部件級(jí)的存儲(chǔ)方法，它的重點(diǎn)在于幫助工作組和部門級(jí)機(jī)構(gòu)解決迅速增加存儲(chǔ)容量的需求（需要共享大型CAD文檔的工程小組就是典型的例子）NAS的優(yōu)點(diǎn)：NAS產(chǎn)品是真正即插即用的產(chǎn)品。NAS設(shè)備一般支持多計(jì)算機(jī)平臺(tái)，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)議可進(jìn)入相同的文檔，因而NAS設(shè)備無(wú)需改造即可用于混合Unix/WindowsNT局域網(wǎng)內(nèi)。NAS設(shè)備的物理位置很靈活的，可放置在工作組內(nèi)，靠近數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用服務(wù)器，或者也可放在其他地點(diǎn)，通過(guò)物理鏈路與網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。沒(méi)有解決與文件服務(wù)器相關(guān)的一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，即備份過(guò)程中的帶寬消耗NAS44兩者最本質(zhì)的不同就是文件管理系統(tǒng)在哪里NASNAS有自己的文件系統(tǒng)管理，每個(gè)應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享協(xié)議（如：NFS、CIFS）使用同一個(gè)文件管理系統(tǒng)NAS將目光集中在應(yīng)用、用戶和文件以及它們共享的數(shù)據(jù)上NAS包括一臺(tái)服務(wù)器、一個(gè)操作系統(tǒng)以及由網(wǎng)絡(luò)中很多其它服務(wù)器和客戶機(jī)共享的存儲(chǔ)。因此，NAS是一個(gè)專用的服務(wù)器或設(shè)備，而不是一種網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，共享存儲(chǔ)被連接到這一NAS服務(wù)器上。SANSAN結(jié)構(gòu)中，文件管理系統(tǒng)（FS）還是分別在每一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器上SAN專注于磁盤(pán)、磁帶以及聯(lián)接它們的可靠的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)NAS和SAN的區(qū)別45SNIA存儲(chǔ)體系架構(gòu)體系架構(gòu)圖三種存儲(chǔ)在SNIA架構(gòu)中的位置SAN技術(shù)及體系架構(gòu)（存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)概念）SAN組件第二講：存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN)技術(shù)及體系結(jié)構(gòu)46SNIA存儲(chǔ)體系架構(gòu)圖47基于主機(jī)基于SAN基于設(shè)備DAS三種存儲(chǔ)在SNIA架構(gòu)中的位置48NAS三種存儲(chǔ)在SNIA架構(gòu)中的位置49SAN三種存儲(chǔ)在SNIA架構(gòu)中的位置50SAN的概念就是提供一個(gè)保證大量數(shù)據(jù)能夠在其上可靠的傳輸于服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備（JBODs、磁帶驅(qū)動(dòng)器和RAID系統(tǒng)）之間的底層架構(gòu)。SAN的體系架構(gòu)51頂層使用桌面進(jìn)行數(shù)據(jù)表達(dá)，桌面基于個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)（NC）中間層是應(yīng)用程序服務(wù)它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理桌面訪問(wèn)應(yīng)用程序服務(wù)應(yīng)用程序服務(wù)器，再去使用存儲(chǔ)在底層的數(shù)據(jù)底層是存放數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備SAN的基礎(chǔ)是存儲(chǔ)接口，所以是與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不同的一種網(wǎng)絡(luò)，常常被稱為服務(wù)器后面的網(wǎng)絡(luò)SAN通過(guò)以下三種方式支持服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備之間的接高速數(shù)據(jù)傳輸，繞過(guò)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸服務(wù)器到存儲(chǔ)設(shè)備：傳統(tǒng)的相互作用，多個(gè)服務(wù)器可串行或并行訪問(wèn)一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備服務(wù)器到服務(wù)器：用于服務(wù)器之間的高速大容量數(shù)據(jù)通信存儲(chǔ)設(shè)備到存儲(chǔ)設(shè)備：通過(guò)這種外部數(shù)據(jù)傳輸能力，可以在不需要服務(wù)輸數(shù)據(jù)，從而使服務(wù)器CPU周期能更多地用于其他程序處理。如：備份，遠(yuǎn)程設(shè)備鏡像等SAN的體系架構(gòu)52SAN的優(yōu)點(diǎn)增強(qiáng)應(yīng)用程序的可用性：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)獨(dú)立于應(yīng)用程序，并且可通過(guò)多個(gè)路徑訪問(wèn)使應(yīng)用程序表現(xiàn)出更高的性能：存儲(chǔ)過(guò)程脫離服務(wù)存儲(chǔ)的集中和整合：使管理更加簡(jiǎn)單，具有更好的可擴(kuò)展性數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和保管：數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程拷貝提供了更好的災(zāi)難保護(hù)能力簡(jiǎn)化集中式管理：?jiǎn)我淮鎯?chǔ)介質(zhì)映像簡(jiǎn)化了管理過(guò)程SAN的體系架構(gòu)53SAN服務(wù)器基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括多種異構(gòu)服務(wù)器，WindowsNT、Unix、LinuxSAN存儲(chǔ)存儲(chǔ)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是信息所依賴的基礎(chǔ)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠提供更好的網(wǎng)絡(luò)可用性、數(shù)據(jù)訪問(wèn)性和系統(tǒng)管理性使其不依賴于特定的服務(wù)器總線，而且將其直接接入網(wǎng)絡(luò)。換句話說(shuō)，存儲(chǔ)被外部化，其功能分散在整個(gè)組織內(nèi)部SAN組件54SAN互連線纜：銅線和光纖連接器千兆位連接模塊（GigabitLinkModel，GLM）千兆位接口轉(zhuǎn)換器（GigabitInterfaceConverter，GBIC）媒介接口適配器（MediaInterfaceAdapters,MIA)適配器擴(kuò)展器多路復(fù)用器SAN組件55SAN所使用的很多術(shù)語(yǔ)都可以在IP網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)中找到原型，但要注意其中的區(qū)別SAN互連2集線器路由器存儲(chǔ)路由器數(shù)據(jù)的路由選擇使用的是FCP（SCSI）之類的存儲(chǔ)協(xié)議，而不是TCP/IP之類的通信協(xié)議網(wǎng)橋網(wǎng)橋的作用是使LAN/SAN能夠與使用不同協(xié)議的其它網(wǎng)絡(luò)通信網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)是網(wǎng)絡(luò)上用來(lái)連接兩個(gè)或更多網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備的站點(diǎn)，可能執(zhí)行也可能不執(zhí)行協(xié)議轉(zhuǎn)換。交換機(jī)連接大量設(shè)備、增加帶寬、減少阻塞和提供高吞吐量的一種高性能設(shè)備SAN組件56SAN應(yīng)用程序共享資料庫(kù)和數(shù)據(jù)共享：多個(gè)服務(wù)器對(duì)公共數(shù)據(jù)的共享存儲(chǔ)共享：多個(gè)服務(wù)器共享單一存儲(chǔ)子系統(tǒng)數(shù)據(jù)拷貝共享：實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)對(duì)相同數(shù)據(jù)的訪問(wèn)“真正”數(shù)據(jù)共享：只有一份數(shù)據(jù)的拷貝被多個(gè)平臺(tái)（無(wú)論是同構(gòu)還是異構(gòu)）訪問(wèn)，每一個(gè)平臺(tái)都對(duì)數(shù)據(jù)的單一拷貝進(jìn)行讀寫(xiě)數(shù)據(jù)保管和數(shù)據(jù)備份：LAN-Free,ServerFree數(shù)據(jù)交換：指將數(shù)據(jù)從一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)群集數(shù)據(jù)保護(hù)和災(zāi)難恢復(fù)SAN組件57SAN管理資產(chǎn)管理容量管理配置管理性能管理可用性管理SAN組件58FC-SAN體系架構(gòu)光纖通道技術(shù)層次模型FC-SAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 點(diǎn)到點(diǎn)仲裁環(huán)光纖網(wǎng)光纖通道產(chǎn)品第三講：FC-SAN技術(shù)及體系結(jié)構(gòu)59FC-SAN體系架構(gòu)60SAN系統(tǒng)的三個(gè)基本元素：目標(biāo)設(shè)備、發(fā)起設(shè)備和互聯(lián)設(shè)備。目標(biāo)設(shè)備通常是SAN系統(tǒng)中的存儲(chǔ)設(shè)備。發(fā)起設(shè)備是一種在SAN系統(tǒng)中主動(dòng)搜索并且影響目標(biāo)設(shè)備的設(shè)備，例如服務(wù)器和工作站。從底層構(gòu)架的角度來(lái)看，SAN系統(tǒng)中最重要的組件就是互聯(lián)設(shè)備，這就是交換機(jī)其他兩種常見(jiàn)的設(shè)備光纖通道集線器可以實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)集線器類似的功能路由器通常用來(lái)連接不同的協(xié)議，比如光纖通道協(xié)議和以太網(wǎng)協(xié)議的連接，或是光纖通道協(xié)議和SCSI協(xié)議的連接都可以使用路由器“路由器”和“網(wǎng)橋”的概念在光纖通道中是可互換的，路由器提供的是一對(duì)多或多對(duì)多的連接，而網(wǎng)橋只能以一對(duì)一的連接方式來(lái)工作FC-SAN體系架構(gòu)61JBOD、Raid、磁帶驅(qū)動(dòng)器光纖通道技術(shù)融合了網(wǎng)絡(luò)連接的靈活性和通道連接的高速度和穩(wěn)定性，更重要的是它在沒(méi)有性能損失的前提下允許你連接大量的設(shè)備。所謂通道就是一條高速的信息導(dǎo)體，不同于網(wǎng)絡(luò)的是它用到了大量的通道硬件技術(shù)用的更多。一般通道專用于傳輸兩個(gè)硬件設(shè)備之間的流式數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)則更專注于連通性，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中可以靈活地增加或減少節(jié)點(diǎn)基于光纖通道的SAN架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于數(shù)據(jù)傳輸?shù)母叨瓤煽啃粤硪粋€(gè)優(yōu)勢(shì)是它的可擴(kuò)展性。FC-SAN體系架構(gòu)—優(yōu)點(diǎn)62業(yè)界普遍的說(shuō)法：SAN一般是指以光纖通道（FibreChannel，F(xiàn)C）結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)光纖通道是一種結(jié)構(gòu)體系，用來(lái)傳送IPI通信、IP通信、FICON通信、FCP（SCSI）通信以及使用其他協(xié)議的可能通信，所有這些通信都處于標(biāo)準(zhǔn)FC傳輸?shù)耐患?jí)別上。和以太網(wǎng)很相似，在以太網(wǎng)中，IP協(xié)議、NetBIOS協(xié)議和SNA協(xié)議在單一以太網(wǎng)適配器上同時(shí)使用注意有些人將光纖通道結(jié)構(gòu)視為SCSI的光纖版本，是不對(duì)的光纖通道中光纖（Fibre）一詞是用法語(yǔ)形式而不是用美語(yǔ)形式拼寫(xiě)的，這是因?yàn)楣?jié)點(diǎn)之間的互連并不一定非使用光纖，還可以使用銅纜光纖通道結(jié)構(gòu)63FC-4是光纖通道標(biāo)準(zhǔn)集中的最高級(jí)別。它定義了底層光纖通道和上層協(xié)議（ULP）之間的映射。FC-3定義了一組覆蓋一個(gè)節(jié)點(diǎn)中多個(gè)端口的公共服務(wù)。FC-2定義了信號(hào)協(xié)議，包括幀結(jié)構(gòu)和字節(jié)順序。FC-1定義了傳輸協(xié)議，包括串行編碼、解碼和錯(cuò)誤控制。FC-0定義了光纖通道的物理部分，包括光纖、連接器以及多種數(shù)據(jù)傳輸速率和物理介質(zhì)的光學(xué)參數(shù)和電氣參數(shù)。光纖通道技術(shù)層次模型64光纖通道技術(shù)

光纖通道協(xié)議層SCSI命令或數(shù)據(jù)映射成光纖通道中的數(shù)據(jù)幀第一類——連接認(rèn)可服務(wù)提供的連接相當(dāng)于專有物理連接，以最初的順序發(fā)送認(rèn)可的幀?！さ诙悺獰o(wú)連接認(rèn)可服務(wù)從多個(gè)數(shù)據(jù)源多點(diǎn)發(fā)送認(rèn)可的幀，但不能保證幀的次序?！さ谌悺凑J(rèn)可無(wú)連接服務(wù)與第二類相似，但沒(méi)有幀認(rèn)可，在緩沖器級(jí)控制數(shù)據(jù)流?！さ谒念悺嫦虿糠謳掃B接的服務(wù)與第一類相似，但只能保證最小的帶寬。如果可用的帶寬足夠，第二類和第三類的幀將共享連接?！さ诹悺獑我贿B接服務(wù)與第一類相似，但提供多點(diǎn)傳播和優(yōu)先搶占。ClassF－－在光纖網(wǎng)中用于交換機(jī)到交換機(jī)之間的通信光纖通道服務(wù)類65結(jié)點(diǎn)指的是通信設(shè)備結(jié)點(diǎn)由一個(gè)唯一的8字節(jié)名字，即World-WideName(WWN)來(lái)標(biāo)識(shí)每個(gè)結(jié)點(diǎn)可以包含多個(gè)端口（N_Port），每個(gè)N_Port具有一個(gè)唯一性的8字節(jié)Port_Name每個(gè)N_Port具有一個(gè)24位的端口地址，即N_PortID，用于幀的路由F_Ports：光纖通道光纖網(wǎng)交換機(jī)端口FL_Ports：將環(huán)路連接到fabric上的端口，仲裁環(huán)路可以連接到這些端口上E_Ports：擴(kuò)展端口，用來(lái)連接其它交換機(jī)G_Port：可以支持結(jié)點(diǎn)或擴(kuò)展的結(jié)點(diǎn)附接GL_Port：可以支持結(jié)點(diǎn)、環(huán)或擴(kuò)展的端口附接B_Port：橋接端口，用于將光纖網(wǎng)連接到非光纖通道互連或網(wǎng)絡(luò)命名和編址的約定66

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光纖通道仲裁環(huán)路（FC-AL）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)交換fabric拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)FC-SAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)67最基本的用途是直連一臺(tái)設(shè)備到交換機(jī)或其它網(wǎng)橋設(shè)備這樣做將嚴(yán)重浪費(fèi)資源，因?yàn)楣饫w通道組件比目前生產(chǎn)出的磁盤(pán)快得多，磁盤(pán)不可能完全利用光纖通道提供給它的帶寬FC-SAN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)--點(diǎn)對(duì)點(diǎn)68光纖通道仲裁環(huán)路以較低的成本提供了相對(duì)較寬的帶寬和較高的連通性。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要傳輸數(shù)據(jù)，它必須首先通過(guò)仲裁獲得網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)。一旦獲得了控制權(quán)，它就可以與環(huán)路上的其它節(jié)點(diǎn)建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（虛擬）連接。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（虛擬）連接建立后，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)將享有環(huán)路的全部帶寬，直至數(shù)據(jù)傳輸操作結(jié)束為止。數(shù)據(jù)傳輸完成，環(huán)路上的任何節(jié)點(diǎn)就可以重新通過(guò)仲裁贏得環(huán)路控制權(quán)。光纖通道仲裁環(huán)路69設(shè)備在仲裁環(huán)路中被連接成環(huán)形。環(huán)Hub使得環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變成物理上的星形配置仲裁環(huán)物理地址（AL_PA）是動(dòng)態(tài)分配的單字節(jié)的標(biāo)識(shí)符光纖通道仲裁環(huán)路—工作方式70仲裁環(huán)路的初始化過(guò)程是很復(fù)雜的。它的復(fù)雜性在于必須準(zhǔn)確的為環(huán)路中所有的設(shè)備分配仲裁環(huán)路物理地址（AL_PA）環(huán)初始化確保每臺(tái)設(shè)備都有唯一的AL_PA環(huán)初始化后，發(fā)起方（服務(wù)器）通過(guò)端口登錄找到目標(biāo)（磁盤(pán)）環(huán)端口狀態(tài)機(jī)監(jiān)控環(huán)上的行為，并負(fù)責(zé)初始化和環(huán)存取環(huán)存取通過(guò)仲裁獲得，公平算法使得所有的參與者都有機(jī)會(huì)利用環(huán)環(huán)仲裁是非廣播式的，幀的接收者從環(huán)上得到它們專用環(huán)設(shè)備不支持光纖網(wǎng)服務(wù)，公用環(huán)設(shè)備通過(guò)登錄獲得一個(gè)環(huán)標(biāo)識(shí)

在單一環(huán)路上最多可以支持126個(gè)設(shè)備利用集線器和繞行端口，設(shè)備可以進(jìn)行熱交換環(huán)路具有自我發(fā)現(xiàn)功能（它能夠發(fā)現(xiàn)環(huán)路上的成員，并通知環(huán)路上所有其它成員）端口邏輯可以在不影響其它數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，將失效節(jié)點(diǎn)從環(huán)路上孤立分割出來(lái)可以實(shí)現(xiàn)虛擬點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信環(huán)路可以與其它環(huán)路互連，從而形成自己的網(wǎng)絡(luò)環(huán)路可以連到光纖通道交換機(jī)上，進(jìn)行扇型擴(kuò)展，即具有網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的能力光纖通道仲裁環(huán)路－特點(diǎn)71環(huán)支持10Km的連線長(zhǎng)度，更長(zhǎng)的連線將造成所有信息傳送的延遲有關(guān)鍵任務(wù)的環(huán)境中應(yīng)該使用可管理的環(huán)Hub冗余環(huán)提供了冗余的數(shù)據(jù)通路和硬件，以用于故障恢復(fù)當(dāng)環(huán)路中的設(shè)備很少并發(fā)的被訪問(wèn)時(shí)，可以考慮使用環(huán)路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同廠商的設(shè)備之間的協(xié)作性能一直是仲裁環(huán)路結(jié)構(gòu)的最主要的話題光纖通道仲裁環(huán)路72交換（fabric）網(wǎng)絡(luò)73非級(jí)聯(lián)交換網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)交換網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好。光纖網(wǎng)尋址方式可提供超過(guò)1500萬(wàn)個(gè)不同的地址標(biāo)識(shí)允許設(shè)備在系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)的加入和移除而對(duì)其它節(jié)點(diǎn)沒(méi)有任何影響仲裁環(huán)路在增加和減少節(jié)點(diǎn)時(shí)都需要將整個(gè)系統(tǒng)重新初始化

帶寬大一個(gè)環(huán)路支持100MB/s的總帶寬，這些帶寬由所有連接共享；與此相比，一個(gè)交換機(jī)能夠支持任意兩個(gè)端口之間的100MB/s通信。更高效的利用帶寬使用硬件電路來(lái)路由節(jié)點(diǎn)間的路徑交換（fabric）網(wǎng)絡(luò)－優(yōu)勢(shì)74連接一個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)光纖通道交換機(jī)組成，每個(gè)光纖網(wǎng)端口為附接的設(shè)備提供全帶寬光纖網(wǎng)可以被配置成一個(gè)網(wǎng)狀的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以提供冗余的連接N_Port通過(guò)登錄與光纖網(wǎng)交換機(jī)建立邏輯連接E_Port連接使得光纖網(wǎng)可以擴(kuò)展，以提供更多的端口一些光纖網(wǎng)交換機(jī)可支持專用環(huán)設(shè)備，并讓公用環(huán)設(shè)備訪問(wèn)他們交換（fabric）網(wǎng)絡(luò)－工作原理75尋址3字節(jié)的端口地址被分為Domain字段、Area字段和Port字段主交換機(jī)確保了每臺(tái)交換機(jī)都有唯一的Domain_IDN_Port將其World-WideName和服務(wù)參數(shù)注冊(cè)到簡(jiǎn)單名字服務(wù)器（SNS），以用于發(fā)現(xiàn)目標(biāo)注冊(cè)狀態(tài)轉(zhuǎn)變通告（RSCN）使得一個(gè)設(shè)備在其對(duì)應(yīng)的通信者離開(kāi)或重新接入光纖網(wǎng)中時(shí)得到通知分區(qū)策略通過(guò)端口或World-WideName來(lái)將設(shè)備分段光纖網(wǎng)最短路徑優(yōu)先（FSPF）協(xié)議根據(jù)交換機(jī)之間的可用帶寬，決定最佳網(wǎng)絡(luò)路徑交換（fabric）網(wǎng)絡(luò)－工作原理76光纖網(wǎng)和環(huán)Hub可以聯(lián)合使用，以創(chuàng)建集成的SAN交換網(wǎng)和環(huán)77好處：將原有的環(huán)附接到光纖網(wǎng)上，可以靈活分配帶寬，并且有效利用交換機(jī)端口線纜和介質(zhì)收發(fā)器（GBIC）主機(jī)總線適配器（HBA）光纖通道RAID光纖通道JBOD仲裁環(huán)Hub交換式Hub光纖網(wǎng)交換機(jī)FibreChannel-to-SCSI橋接器光纖通道產(chǎn)品—概述78在光纖通道中借用了大量的以太網(wǎng)中常用的專業(yè)術(shù)語(yǔ)，雖然名字是一樣的，但是它們的工作方式是完全不同的，注意區(qū)分IPSAN概述光纖通道擴(kuò)展解決方案FCIP和光纖通道WAN橋接本地IP存儲(chǔ)協(xié)議Internet光纖通道協(xié)議InternetSCSIIPSAN技術(shù) IPSAN發(fā)現(xiàn)IPSAN安全和服務(wù)質(zhì)量IPSAN產(chǎn)品第四講：IP-SAN解決方案79IPSAN的定義使用IP作為串行SCSI技術(shù)使用IP協(xié)議對(duì)已有的FCSAN的連接和擴(kuò)展IPSAN技術(shù)

iSCSI–純粹的IPSANFCIP和iFCP–FC到IP的過(guò)渡技術(shù)IPSAN的優(yōu)點(diǎn)通用的技術(shù)低成本的管理良好的廣域網(wǎng)連接靈活的QoS機(jī)制和安全性IPSAN概述80一種使用IP隧道的光纖通道擴(kuò)展解決方案是一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的廣域連接，在擴(kuò)展鏈路的兩端保留了光纖通道交換機(jī)FCIP（FibreChanneloverIP）81光纖通道WAN橋接82通過(guò)非光纖通道拓?fù)洌ㄈ鏏TM）傳輸光纖通道報(bào)文通過(guò)橋接器上的B_Port（橋接端口）進(jìn)行連接兩種協(xié)議：iFCP和iSCSI為存儲(chǔ)的每個(gè)參與方分配單獨(dú)的IP地址這樣，來(lái)自任何設(shè)備的流量都可以應(yīng)用于IP路由和TCP會(huì)話控制FCIP隧道中，IP地址是分配給FCIP隧道網(wǎng)關(guān)，而不是分配給每個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)設(shè)備iFCP從光纖通道向IPSAN發(fā)展而來(lái)把光纖通道終端設(shè)備映射為一個(gè)TCP參與方效果：SAN中可以沒(méi)有光纖通道的光纖網(wǎng)，并且解決了FCIP隧道問(wèn)題iSCSI與光纖通道沒(méi)有一點(diǎn)關(guān)系創(chuàng)建全新的IPSAN本地IP存儲(chǔ)協(xié)議83Internet光纖通道協(xié)議（iFCP）84Internet光纖通道協(xié)議（iFCP）85是一個(gè)網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)的協(xié)議，它通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)為FC終端設(shè)備提供對(duì)FC光纖網(wǎng)的訪問(wèn)功能iFCP網(wǎng)關(guān)能夠支持光纖網(wǎng)服務(wù)，如光纖網(wǎng)登錄、SNS注冊(cè)和查詢、狀態(tài)轉(zhuǎn)變通告（光纖通道設(shè)備域和IP域之間）iFCP協(xié)議必須把光纖通道行為與IP行為進(jìn)行轉(zhuǎn)換（iFCP層）光纖通道設(shè)備的24位光纖網(wǎng)地址映射成一個(gè)唯一的32位IP地址iFCP特性結(jié)合了自治區(qū)域的故障隔離特性和IP網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性特有貢獻(xiàn)在于創(chuàng)建網(wǎng)關(guān)區(qū)域?yàn)槎鄠€(gè)光纖通道設(shè)備集合之間提供通信將本地SAN的破壞行為隔離在該網(wǎng)關(guān)區(qū)域內(nèi)iSCSI是由IETF開(kāi)發(fā)的一種基于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的新的Internet協(xié)議，iSCSI的原理是將SCSI數(shù)據(jù)封裝在IP數(shù)據(jù)包之中，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，這樣就可以使在網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)更加便利，而且可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程存儲(chǔ)管理。由于IP網(wǎng)絡(luò)普遍存在，iSCSI可以在局域網(wǎng)（LANs）、廣域網(wǎng)（WANs）或Internet上傳輸SCSI數(shù)據(jù)。iSCSI（InternetSCSI）86iSCSI（InternetSmallComputerSystemInterface）SCSI技術(shù)廣泛使用并行SCSI、串行SCSIiSCSI=SCSIoverIP，串行SCSI技術(shù)為什么是iSCSI相對(duì)于FCSAN來(lái)說(shuō)，提高了一種低成本的、使用TCP/IP協(xié)議的遠(yuǎn)程存儲(chǔ)接入較好的資源利用率較好的互操作性成熟的IP技術(shù)，部署容易iSCSI（InternetSCSI）87iSCSI和SCSI都是基于Server/ClientInitiator（引發(fā)器，Client）Target（目標(biāo)，Server）iSCSINode（Initiator、Target