SAN存储区域网络技术分析

责任编辑：editor002 |来源：企业网D1Net 2012-11-30 12:45:16 本文摘自：论坛

网络存储技术一般分为三种，分别是NAS、SAN、DAS。本文主要讲解SAN存储区域网络的介绍与相关内容。

SAN英文全称：Storage Area Network，即存储区域网络。它是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。

SAN由三个基本的组件构成：接口(如SCSI、光纤通道、ESCON等)、连接设备(交换设备、网关、路由器、集线器等)和通信控制协议(如IP和SCSI等)。这三个组件再加上附加的存储设备和独立的SAN服务器，就构成一个SAN系统。SAN提供一个专用的、高可靠性的基于光通道的存储网络，SAN允许独立地增加它们的存储容量，也使得管理及集中控制(特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候)更加简化。而且，光纤接口提供了10km的连接长度，这使得物理上分离的远距离存储变得更容易.

SAN(存储区域网络)的优点：

1.可实现大容量存储设备数据共享

2.可实现高速计算机与高速存储设备的高速互联

3.可实现灵活的存储设备配置要求

4.可实现数据快速备份

5.提高了数据的可靠性和安全性

结合SAN技术特性及其在众多行业的成功应用，在具有以下业务数据特性的企业环境中适宜采用SAN技术。

1.对数据安全性要求很高的企业

典型行业:电信、金融和证券

典型业务:计费

2.对数据存储性能要求高的企业

典型行业:电视台、交通部门和测绘部门

典型业务:音频/视频、石油测绘和地理信息系统等

3.在系统级方面具有很强的容量(动态)可扩展性和灵活性的企业

典型行业:各中大型企业

典型业务:ERP系统、CRM系统和决策支持系统

4.具有超大型海量存储特性的企业

典型行业:图书馆、博物馆、税务和石油

典型业务:资料中心和历史资料库。

5.具有本质上物理集中、逻辑上又彼此独立的数据管理特点的企业

典型行业:银行、证券和电信

典型业务:银行的业务集中和移动通信的运营支撑系统(BOSS)集中

6.实现对分散数据高速集中备份的企业

典型行业:各行各业

典型业务:企业各分支机构数据的集中处理

7.数据在线性要求高的企业

典型行业:商业网站和金融

典型业务:电子商务

8.实现与主机无关的容灾的企业

典型行业:大型企业

典型业务:数据中心

1.设备类型

在SAN存储网络里所指的主要设备包括光纤通道交换机和光纤通道卡。

(一)光纤通道交换机：(FCSWITCH)

光纤通道交换机在逻辑上是SAN的核心，它连接着主机和存储设备。

光纤通道交换机有着许多不同的功能，包括支持GBIC、冗余风扇、电源、分区、环操作和多管理接口等。每一项功能都可以增加整个交换网络的可操作性，理解这些特点可以帮助用户设计一个功能强大的大规模的SAN。光纤交换机的主要功能如下：自配置端口、环路设备支持、交换机级联、自适应速度检测、可配置的帧缓冲、分区(基于物理端口和基于WWN的分区)、IPover Fiber Channel(IPFC)广播、远程登录、Web管理、简单网络管理协议(SNMP)以及SCSI接口独立设备服务(SES)等。

光纤交换机往往根据其功能和特点被分为不同的类别。通常硬件可能都是基于相同的基本架构或者相同的ASIC芯片，只是软件的功能不同，光纤交换机的价格是根据它所能满足的需求来制定的。高冗余的核心级交换机是个例外，它往往是根据自己的硬件容错平台开发设计的。以下是各种主要类别的交换机的不同特点。

入门级交换机

入门级交换机的应用主要集中于8到16个端口的小型工作组，它适合低价格、很少需要扩展和管理的场合。它们往往被用来代替集线器，可以提供比集线器更高的带宽和提供更可靠的连接。人们一般不会单独购买入门级交换机，而是经常和其他级别交换机一起购买，以组成一个完整的存储解决方案。入门级交换机提供有限级别的端口级联能力。如果用户单独使用这类低端设备时，可能会遇到一些可管理性问题。

工作组级光纤交换机

光纤交换机提供将许多交换机级联成一个大规模的Fabric(光纤通道)的能力。通过连接两台交换机的一个或多个端口，连接到交换机上的所有端口都可以看到网络的唯一的映像，在这个Fabric(光纤通道)上的任何节点都可以和其他节点进行通信。从本质上讲，通过级联交换机，能够建立一个大型的、虚拟的、具有分布式优点的交换机，并且它可以跨越的距离非常大。

工作组光纤通道交换机数量众多并且更加通用。用户可以将工作组交换机用于多种途径，但应用的最多的领域是小型SAN。这类交换机可以通过交换机间的互联线路连接在一起提供更多的端口数量。交换机间的互联线路可以在光纤通道交换机上的任意端口上创建。不过，如果计划使用多家厂商的产品的话，一定要确保设备可互操作。

核心级光纤交换机

核心级交换机(又叫导向器)一般位于大型SAN的中心，使若干边缘交换机相互连接，形成一个具有上百个端口的SAN网络。核心交换机也可以用作单独的交换机或者边缘交换机，但是它增强的功能和内部结构使它在核心存储环境下工作的更好。核心交换机的其他功能还包括：支持光纤以外的协议(像Infini Band)、支持2Gbps光纤通道、高级光纤服务(例如：安全性、中继线和帧过滤等)。

核心级光纤交换机通常提供很多端口，从64口到128口或更多。它使用非常宽的内部连接，以最大的带宽路由数据帧。使用这些交换机的目的是为了建立覆盖范围更大的网络和提供更大的带宽，它们被设计成为在多端口间以尽可能快的速度用最短的延迟路由帧信号。另外，核心光纤交换机往往采用基于“刀片式”的热插拔电路板：只要在机柜内插入交换机插板就可以添加需要的新功能，也可以作在线检修，还可以做到在线的分阶段按需扩展。许多核心级交换机不支持仲裁环或者其他的直连环路设备，它们只关心核心交换的能力。

各类别光纤通道(FC)交换机之比较

(二)光纤通道卡

光纤通道是高性能的连接标准，用于服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯。

对于需要有效地在服务器和存储介质之间传输大量资料而言，光纤信道卡提供远程连接和高速带宽。它是适于存储局域网、集群计算机和其它资料密集计算设施的理想技术介质。

光纤通道卡的优势

·在一个arbitrated环路可连接最多126个设备

·通过交换结构最多可连接1600万设备

·低CPU占用

·在服务器不关机就可增加和配置所连设备

·易于扩展以加大存储容量

·利用SCSI至光纤桥可实现对现有SCSI硬盘的高速连接

·可实现光纤和铜缆的连接

·全双工传输速率达2000兆/秒

2.端口数量

端口数量通常是对固定端口光纤交换机而言。与普通的交换机类似，一般的光纤通道交换机具有4口、8口、16口、32口、64口等数量。相对而言，入门级光纤交换机具有的端口数量较少，工作组光纤交换机和核心光纤交换机都具有较多的端口和高可用的带宽。

3.端口类型

在光纤连接的SAN结构中，一共有5种端口类型：N型、NL型、F型、FL型和E型。其中前2种是主机和存储设备需要具备的工作机制，后3种是光纤交换机需要提供的连接机制。由此可见，同一片光纤卡、同一台光纤通道磁盘阵列和同一台光纤交换机、工作在不同的环境中，其内部的工作机制是不同的。这就要求设备具有自动识别、判断和动态调整工作机制的能力。现在，一些光纤交换机提供一种叫做G型端口的工作方式，其实，这个G就是Global的意思。即指这个端口可以提供F型、FL型和E型3种类型的工作方式，而且可以完全自动侦测环境，动态调整工作方式，完全无须人工干预。