SAN讲义4-SAN拓扑+光纤通道
SAN解决方案
SAN解决方案SAN(存储区域网络)解决方案是一种用于数据存储和管理的技术,它能够提供高可靠性、高性能和可扩展性的存储解决方案。
SAN解决方案通常由硬件和软件组成,用于连接存储设备和服务器,使其能够共享存储资源。
一、SAN解决方案的基本原理SAN解决方案基于一种称为光纤通道(Fibre Channel)的高速网络技术。
光纤通道是一种专用的、纤维光缆传输的协议,它能够提供高带宽和低延迟的数据传输。
SAN解决方案通过光纤通道将存储设备连接到服务器,实现存储资源的共享和管理。
二、SAN解决方案的组成1. 存储设备:SAN解决方案通常包括存储阵列、磁盘阵列和磁带库等存储设备。
这些设备通过光纤通道连接到SAN网络,提供高速、可靠的存储服务。
2. 服务器:SAN解决方案需要服务器来访问和管理存储设备。
服务器通过光纤通道适配器连接到SAN网络,实现与存储设备的通信。
3. 光纤通道交换机:光纤通道交换机是连接存储设备和服务器的核心组件。
它通过光纤通道端口将存储设备和服务器连接起来,实现数据的传输和路由。
4. 管理软件:SAN解决方案通常需要配备相应的管理软件,用于配置、监控和管理存储设备和网络。
管理软件可以提供图形化界面,方便管理员进行操作和监控。
三、SAN解决方案的优势1. 高可靠性:SAN解决方案采用冗余设计,包括冗余的存储设备和光纤通道交换机等。
当一个组件发生故障时,系统可以自动切换到备用组件,保证存储服务的连续性和可靠性。
2. 高性能:SAN解决方案通过光纤通道提供高带宽和低延迟的数据传输,能够满足大规模数据存储和访问的需求。
同时,SAN解决方案支持并行传输和负载均衡等技术,进一步提高系统的性能和吞吐量。
3. 可扩展性:SAN解决方案可以根据需求进行灵便的扩展。
管理员可以通过添加存储设备或者光纤通道交换机等组件来扩大存储容量和系统规模,满足不断增长的存储需求。
4. 简化管理:SAN解决方案提供集中化的存储管理,管理员可以通过管理软件对存储设备和网络进行配置和监控。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN(Storage Area Network)解决方案是一种用于存储和共享数据的高性能、可扩展的网络架构。
它通过专用的SAN交换机和光纤通道技术,将存储设备与服务器连接起来,实现数据的高速传输和共享。
SAN解决方案广泛应用于企业级存储系统、虚拟化环境和大规模数据中心等场景。
一、SAN解决方案的基本原理和架构SAN解决方案基于光纤通道技术,将存储设备与服务器通过光纤通道连接起来,构建一个独立的存储网络。
SAN解决方案的基本架构包括以下组件:1. 存储设备:SAN解决方案通常由多个存储设备组成,如磁盘阵列、磁带库等。
这些存储设备通过光纤通道与SAN交换机相连。
2. SAN交换机:SAN交换机是连接存储设备和服务器的关键组件,它通过光纤通道实现存储设备和服务器之间的高速数据传输和共享。
SAN交换机具有高带宽、低延迟和高可靠性的特点,能够支持大规模的存储和数据传输。
3. 光纤通道:光纤通道是SAN解决方案中的传输介质,它具有高速、长距离传输和抗干扰等优点。
光纤通道通过光纤缆将存储设备和SAN交换机连接起来,实现数据的传输。
4. 服务器:服务器是使用SAN解决方案的主机,它通过光纤通道与SAN交换机相连,可以访问存储设备中的数据。
服务器可以是物理服务器或虚拟机,SAN解决方案能够为不同类型的服务器提供高性能的存储服务。
二、SAN解决方案的优势和应用场景SAN解决方案具有以下优势:1. 高性能:SAN解决方案通过光纤通道实现存储设备和服务器之间的高速数据传输,具有低延迟和高带宽的特点,能够满足大规模数据传输和存储需求。
2. 可扩展性:SAN解决方案可以根据实际需求进行扩展,支持多个存储设备和服务器的连接,可以满足不断增长的存储和数据传输需求。
3. 高可靠性:SAN解决方案采用冗余设计,包括冗余的存储设备、SAN交换机和光纤通道等,能够提供高可靠性的存储和数据传输服务,保证数据的安全性和可用性。
SAN存储技术知识介绍
SAN存储技术知识介绍SAN(Storage Area Network)是一种计算机存储技术,它将存储设备集中在一个网络中,以提供高性能和可靠的数据存储解决方案。
SAN技术已经成为许多企业数据管理和存储的首选方法。
以下是SAN存储技术的介绍。
1.SAN的概念和基本原理:SAN是一种专门的网络,用于连接存储设备,如磁盘阵列、磁带库和磁带驱动器等。
它通过专用的高速数据通道(如光纤通道)将存储设备与服务器连接起来。
SAN通过提供高带宽和低延迟的数据通信,允许多个服务器同时访问存储设备,并提供共享存储资源的能力。
2.SAN的优势:SAN技术具有以下优势:-高性能:SAN提供高带宽和低延迟的数据传输,支持大规模数据传输和访问。
-可扩展性:SAN允许用户随着业务需求的增长,灵活地扩展存储容量,而无需重新配置整个存储架构。
-可靠性:SAN使用冗余路径和快速故障恢复机制,以确保存储设备的高可用性和数据的安全性。
-灵活性:SAN支持多种存储设备和协议,如磁带、磁盘阵列和光纤通道等,使得用户能够根据业务需求选择最适合的存储解决方案。
-简化管理:SAN提供了集中管理存储资源的能力,通过存储虚拟化和自动化技术,简化了存储管理的复杂性。
-数据共享:SAN允许多个服务器同时访问存储设备上的数据,实现数据的共享和协作。
3.SAN的组成部分:SAN由以下几个主要组成部分组成:-存储设备:如磁盘阵列、磁带库和磁带驱动器等,用于存储和管理数据。
-存储交换机:用于连接存储设备和服务器,并提供高带宽和低延迟的数据通信。
-存储管理软件:用于管理和配置存储设备,实现存储资源的虚拟化和自动化。
-光纤通道适配器:将服务器和存储交换机连接起来的物理接口。
-管理控制台:用于配置和监视SAN环境的中心管理工具。
4.SAN的应用:SAN技术广泛应用于各种数据管理和存储场景,包括:-数据中心:SAN可用于存储和管理大规模的企业数据,提供高性能和可靠性。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN(Storage Area Network)解决方案是一种用于存储和管理大量数据的高性能、可扩展的解决方案。
它通过网络连接多个存储设备,使它们能够共享数据和资源。
SAN解决方案在企业级存储方案中被广泛应用,可以提供高可靠性、高可用性和高性能的数据存储和访问。
一、SAN解决方案的基本架构SAN解决方案的基本架构包括以下组件:1. 存储设备:SAN解决方案通常由多个存储设备组成,如磁盘阵列、磁带库等。
这些存储设备通过光纤通道或以太网连接到SAN交换机。
2. SAN交换机:SAN交换机是连接存储设备和主机的关键组件。
它负责将数据从主机传输到存储设备,并管理存储设备之间的数据流。
3. 主机适配器:主机适配器是连接主机和SAN交换机的接口卡。
它负责将主机上的数据传输到SAN交换机,并处理与存储设备的通信。
4. 光纤通道:光纤通道是连接主机适配器和SAN交换机之间的物理链路。
它提供高速、可靠的数据传输通道。
二、SAN解决方案的优势SAN解决方案相比其他存储解决方案具有以下优势:1. 高性能:SAN解决方案采用高速光纤通道和专用交换机,能够提供高速的数据传输速度和低延迟的访问时间。
2. 可扩展性:SAN解决方案可以根据需求进行灵活的扩展。
通过添加存储设备和交换机,可以轻松扩大存储容量和提高性能。
3. 高可靠性:SAN解决方案采用冗余设计,可以提供高可靠性和容错能力。
当一个存储设备或交换机发生故障时,系统可以自动切换到备用设备,确保数据的连续性和可用性。
4. 数据共享:SAN解决方案可以实现多个主机共享存储设备上的数据。
这样可以提高资源利用率,减少存储设备的数量和成本。
5. 简化管理:SAN解决方案提供集中管理的功能,可以通过管理软件对存储设备进行统一管理和监控,简化了存储管理的工作。
三、SAN解决方案的应用场景SAN解决方案在各个行业都有广泛的应用,特别适用于以下场景:1. 数据中心:SAN解决方案可以为数据中心提供高性能、可靠的存储和访问服务,满足大规模数据处理和存储的需求。
SAN的原理与应用
SAN的原理与应用存储区域网络(Storage Area Network,SAN)是一种用于存储数据的专用网络,它将计算机系统与存储设备连接起来,实现高性能、高可靠性的数据存储和共享。
SAN的原理包括存储虚拟化、光纤通道和带宽管理。
存储虚拟化是SAN的核心原理之一、它通过将存储设备虚拟化为逻辑单元,从而将物理存储资源抽象为逻辑存储池。
这样一来,计算机系统可以访问这些逻辑存储池,而不必考虑底层物理存储设备的具体细节。
存储虚拟化大大简化了数据存储的管理,提高了存储的利用率和可扩展性。
光纤通道是SAN实现高性能数据传输的基础。
光纤通道采用光纤作为传输介质,具有高带宽、低延迟、抗干扰等特点。
光纤通道可以同时支持多台计算机系统与多个存储设备之间的数据传输,实现并行访问,提高了数据传输的效率和吞吐量。
此外,光纤通道还支持存储设备间的快速冗余,可以在设备故障时自动切换数据路径,提高了数据的可靠性和可用性。
带宽管理是SAN实现高可靠性数据存储的关键。
SAN可以根据需要动态分配带宽,为不同的数据流提供不同的服务质量。
通过对带宽进行有效的管理和调度,可以避免数据传输的阻塞和拥塞,确保存储服务的及时响应。
此外,SAN还可以对存储设备进行负载均衡,将负载合理地分配到不同的存储设备上,增加系统的吞吐量和可扩展性。
SAN的应用非常广泛。
首先,SAN可以用于数据备份和存储。
由于SAN的高性能和高可靠性,它可以为企业提供高效稳定的数据备份和存储服务,帮助企业保护和管理海量的数据。
其次,SAN可以用于虚拟化环境。
虚拟化技术可以将多个服务器虚拟化为一个物理服务器,从而充分利用计算资源,并减少能源和空间的消耗。
SAN可以为虚拟机提供高速访问存储的能力,从而提高虚拟化环境的性能和可用性。
此外,SAN还可以用于大规模的分布式存储系统。
大型云计算和大数据分析需要处理海量的数据,而SAN可以提供高性能、高可靠性的数据存储和访问,满足这些应用的需求。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN(存储区域网络)解决方案是一种用于高效存储和管理数据的技术。
它提供了一个共享存储资源的网络,使多台服务器能够同时访问和共享存储设备。
SAN解决方案在企业级应用中广泛应用,可以提供高可用性、高性能和灵活的存储解决方案。
一、SAN解决方案的基本概念和原理SAN解决方案的基本概念包括存储设备、存储网络和主机。
存储设备是指提供存储空间的硬件设备,如磁盘阵列、磁带库等。
存储网络是指连接存储设备和主机的网络,通常使用光纤通道(Fibre Channel)或以太网(iSCSI)作为传输介质。
主机是指连接到存储网络的服务器,它们通过存储网络访问和管理存储设备上的数据。
SAN解决方案的工作原理是将存储设备连接到存储网络上,并为主机提供访问存储设备的权限。
主机通过存储网络发送读写请求到存储设备,存储设备将数据传输回主机。
SAN解决方案通过提供高带宽、低延迟的存储网络,实现了高速数据传输和共享存储资源的能力。
二、SAN解决方案的优势和应用场景1. 高可用性:SAN解决方案可以实现存储设备的冗余和故障切换,提供高可用性的存储服务。
当一个存储设备发生故障时,系统可以自动切换到备用设备,保证数据的可靠性和可用性。
2. 高性能:SAN解决方案通过使用高速存储网络和专用存储设备,可以实现高性能的数据传输和访问。
它可以满足对大规模数据处理和高并发访问的需求。
3. 灵活性:SAN解决方案可以实现存储资源的共享和动态分配,提供灵活的存储管理。
它可以根据业务需求对存储空间进行扩展和调整,提高存储资源的利用率。
SAN解决方案在以下场景中得到广泛应用:1. 数据中心:SAN解决方案可以为数据中心提供高性能、高可用性的存储服务。
它可以满足大规模数据处理和存储的需求,支持虚拟化和云计算等新兴技术。
2. 数据备份和恢复:SAN解决方案可以实现数据备份和恢复的高效率和可靠性。
它可以通过快照、镜像和复制等功能,提供数据的实时备份和快速恢复。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN(Storage Area Network)解决方案引言概述:随着信息技术的快速发展,企业对于数据存储和管理的需求越来越大。
传统的存储方式已经无法满足大规模数据的存储和快速访问需求。
而SAN(Storage Area Network)解决方案应运而生,它通过将存储设备集中管理,提供高可靠性、高可扩展性和高性能的存储解决方案。
本文将详细介绍SAN解决方案的五个关键部分。
一、存储设备:1.1 存储阵列:SAN解决方案的核心是存储阵列,它是一个集中存储数据的设备。
存储阵列具有高可靠性和高性能的特点,通常采用冗余磁盘阵列(RAID)技术,确保数据的安全性和可用性。
1.2 磁盘驱动器:磁盘驱动器是存储阵列的组成部分,它负责存储和读取数据。
SAN解决方案通常采用高速磁盘驱动器,如固态硬盘(SSD),以提供更快的数据访问速度和更高的性能。
1.3 磁盘交换机:磁盘交换机是连接存储阵列和服务器的关键设备,它负责数据的传输和路由。
磁盘交换机具有高带宽和低延迟的特点,确保数据的快速传输和高效管理。
二、网络基础设施:2.1 光纤通道:SAN解决方案通常采用光纤通道作为数据传输介质,它具有高带宽和低延迟的特点,能够满足大规模数据的传输需求。
2.2 光纤通道交换机:光纤通道交换机是连接存储设备和服务器的关键设备,它负责光纤通道的路由和管理。
光纤通道交换机具有高带宽和低延迟的特点,确保数据的快速传输和高效管理。
2.3 光纤通道适配器:光纤通道适配器是服务器和存储设备之间的接口设备,它负责将服务器的数据传输到存储设备。
光纤通道适配器具有高带宽和低延迟的特点,提供高性能的数据传输和存储能力。
三、数据管理:3.1 存储虚拟化:SAN解决方案通常采用存储虚拟化技术,将多个存储设备虚拟化为一个逻辑存储池,简化存储管理和提高存储利用率。
3.2 数据备份和恢复:SAN解决方案提供灵活的数据备份和恢复功能,可以快速备份和恢复大规模数据,确保数据的安全性和可用性。
SAN存储技术知识介绍
SAN存储技术进阶知识介绍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。
SAN结构
第二讲
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一、导论
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SAN系统的三种拓扑结构
继承光纤通道(Fibre Channel)网络 的架构,SAN 亦具备三种拓扑结构: 专属点对点连接 (Dedicated Point-to-Point Connection)。可提供固定带宽; 仲裁回路 (Arbitrated Loop)。 可提供 连接两台以上装置共享带宽; 光纤交换存储区域网 (SAN Switched Fabric)。可提供多重连接的性能。SAN中, 一般是在仲裁回路的基础上扩充为多重连 接结构。这种结构支持多对连接并行传输, 故可提供扩充带宽。
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2、 什么是 N_Port
置都称为Node。
?
N_Port:我们把光纤通道上的每一个装
每一个Node都具备一个(或以上)的连
接埠叫Port(s),Node中的每个连接埠就 称为N_Port。 N_Port就是Node Port的 意思,我们叫光纤网络插口。
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3、运行性能
就实际的应用说,系统做全双工
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2、仲裁回路SAN结构
Arbitrated Loop 实际结构与FDDI(光纤分布式 数据接口)及Token Ring(令牌环网)的环形结 构类似: 第一个设备的传送端,连接到第二个设备的 接收端;第二个设备的传送端再连接到第三个设 备的接收端;以此类推,一直到最后一个 NL_Port的传送端连接到第一个NL_Port 的接收 端。形成一个封闭的回路。 NL_Port:一个N_Port如果是连接到Arbitrated Loop,就被称为NL_Port,也就是Node Loop Port (环网结点接口)的意思。 12
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二、专属点对点连接
san 种类
san 种类
SAN 的种类可以根据其使用的技术和架构来分类。
以下是一些常见的 SAN 类型:
光纤通道 SAN(Fiber Channel SAN):光纤通道是一种高速、低延迟的接口标准,专为存储网络设计。
它使用光纤电缆来连接服务器和存储设备,提供高达 10 Gbps 或更高的带宽。
光纤通道 SAN 通常用于需要高性能和可靠性的大型企业环境。
iSCSI SAN(Internet Small Computer System Interface SAN):iSCSI 是一种基于 IP 网络的存储协议,允许使用标准的以太网连接来构建 SAN。
它通过将 SCSI 命令封装在TCP/IP 协议中,实现了服务器和存储设备之间的通信。
iSCSI SAN 通常更经济,并且更容易扩展到更大的网络。
FCoE SAN(Fiber Channel over Ethernet SAN):FCoE 是一种将光纤通道流量封装在以太网帧中的技术,从而允许在同一物理网络上同时传输光纤通道和以太网数据。
FCoE SAN 提供了更高的灵活性和效率,但需要支持 FCoE 的网络设备和存储设备。
除了上述基于技术的分类外,SAN 还可以根据拓扑结构进行分类,如星型拓扑、环形拓扑和网状拓扑等。
此外,SAN 还可以根据管理方式分为集中式和分布式两种类型。
总之,SAN 的种类繁多,每种类型都有其特定的应用场景和优势。
在选择 SAN 类型时,需要根据实际需求、预算和可用技术进行评估和决策。
san技术的分类
san技术的分类San技术的分类San技术,即存储区域网络技术,是一项用于构建高性能、可扩展和可靠的存储网络的技术。
它通过将存储资源与计算资源分离,提供了高效的数据存储和访问解决方案。
San技术在企业级应用中得到广泛应用,为数据的安全存储和高速传输提供了有力的支持。
根据不同的应用场景和技术特点,San技术可以分为三个主要的分类:光纤通道San、IP-San和纳闷网San。
一、光纤通道San光纤通道San是最早出现的San技术,它基于光纤通道协议,通过光纤通道交换机实现存储设备的连接和数据传输。
光纤通道San具有低延迟、高带宽和高可靠性的特点,适用于对存储性能有较高要求的应用场景,如金融、医疗等行业。
光纤通道San的架构简单,易于部署和管理,但成本较高,适用于大规模的存储环境。
二、IP-SanIP-San是基于IP网络的San技术,它使用标准的以太网技术传输存储数据。
IP-San采用iSCSI协议将存储设备连接到计算设备,实现存储资源的共享和访问。
相比于光纤通道San,IP-San具有成本低、部署灵活的优势,适用于中小型企业和分布式存储环境。
然而,由于IP网络的限制,IP-San的性能和可靠性相对较差,在高负载和高并发的情况下可能会出现性能瓶颈。
三、纳闷网San纳闷网San是一种新兴的San技术,它采用光纤通道和以太网的混合架构,兼具了光纤通道San和IP-San的优点。
纳闷网San利用纳闷网交换机将光纤通道和IP-San的存储设备连接到计算设备,实现了高性能、高可靠性和低成本的存储网络。
纳闷网San适用于对存储性能和可靠性有较高要求的应用场景,如大规模数据中心和云计算环境。
总结:San技术是现代企业存储解决方案的核心技术之一,可以提供高性能、可扩展和可靠的存储服务。
根据不同的应用场景和需求,可以选择光纤通道San、IP-San或纳闷网San来构建存储网络。
光纤通道San适用于对存储性能有较高要求的环境,IP-San适用于中小型企业和分布式存储环境,纳闷网San则是一种兼具性能和成本优势的存储解决方案。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN(存储区域网络)解决方案是一种为企业提供高性能、高可靠性的存储解决方案。
它利用专用的网络连接服务器和存储设备,将存储资源集中管理,提供统一的存储空间。
以下是对SAN解决方案的详细描述。
一、背景介绍随着企业数据的不断增长,传统的存储方式已经无法满足企业对存储性能、可靠性和扩展性的需求。
SAN解决方案通过将存储设备与服务器分离,利用高速网络连接二者,提供了一种高效、可靠的存储架构。
二、SAN解决方案的组成1. 存储设备:SAN解决方案通常由多个存储设备组成,包括磁盘阵列、磁带库等。
这些设备通过光纤通道或以太网连接到SAN交换机。
2. SAN交换机:SAN交换机是连接存储设备和服务器的关键组件。
它提供高速数据传输通道,将存储设备与服务器连接起来,实现数据的快速访问和传输。
3. 服务器:企业的应用程序和操作系统运行在服务器上,通过SAN交换机与存储设备进行数据交互。
服务器可以是物理服务器或虚拟机。
4. 光纤通道:SAN解决方案使用光纤通道作为数据传输介质,具有高带宽、低延迟的特点,保证了数据的快速传输和访问。
三、SAN解决方案的优势1. 高性能:SAN解决方案利用光纤通道和高速交换机,实现了高速数据传输和访问,提供了更快的数据响应时间和更高的吞吐量。
2. 高可靠性:SAN解决方案采用冗余设计,包括冗余存储设备、冗余交换机和冗余电源等,确保了数据的可靠性和持久性。
3. 灵活扩展:SAN解决方案支持在线扩展,可以根据企业的需求随时增加存储容量,无需停机或中断服务。
4. 简化管理:SAN解决方案将存储资源集中管理,提供了统一的管理界面,简化了存储管理的复杂性,降低了管理成本。
5. 数据保护:SAN解决方案支持数据备份、快照和复制等功能,提供了可靠的数据保护机制,确保了数据的安全性和可恢复性。
四、SAN解决方案的应用场景1. 虚拟化环境:SAN解决方案可以为虚拟机提供高性能的存储,提升虚拟化环境的性能和可靠性。
FC SAN介绍
FC SANSAN(Storage Area Network,存储局域网络)的诞生,使存储空间得到更加充分的利用以及安装和管理更加有效。
SAN是一种将存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术。
SAN本身就是一个存储网络,承担了数据存储任务,SAN网络与LAN业务网络相隔离,存储数据流不会占用业务网络带宽。
在SAN网络中,所有的数据传输在高速、高带宽的网络中进行,SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问,提高了存储的性能和升级能力。
早期的SAN采用的是光纤通道(FC,Fiber Channel)技术,所以,以前的SAN多指采用光纤通道的存储局域网络,到了iSCSI协议出现以后,为了区分,业界就把SAN分为FC-SAN和IP-SAN。
FC开发于1988年,最早是用来提高硬盘协议的传输带宽,侧重于数据的快速、高效、可靠传输。
到上世纪90年代末,FC SAN开始得到大规模的广泛应用。
FC光纤通道拥有自己的协议层,它们是:FC-0:连接物理介质的界面、电缆等;定义编码和解码的标准。
λFC-1:传输协议层或数据链接层,编码或解码信号。
λFC-2:网络层,光纤通道的核心, 定义了帧、流控制、和服务质量等。
λ FC-3:定义了常用服务,如数据加密和压缩。
λFC-4:协议映射层,定义了光纤通道和上层应用之间的接口,上层应用比如:串行SCSI 协议,HBAλ的驱动提供了FC-4 的接口函数。
FC-4 支持多协议,如:FCP-SCSI,FC-IP,FC-VI。
光纤通道的主要部分实际上是FC-2。
其中从FC-0到FC-2被称为FC-PH,也就是“物理层”。
光纤通道主要通过FC-2来进行传输,因此,光纤通道也常被成为“二层协议”或者“类以太网协议”。
按照连接和寻址方式的不同,光纤通道支持三种拓扑方式:PTP(点对点):一般用于DAS(直连式存储)设置λλ FC-AL(光纤通道仲裁环路):采用FC-AL仲裁环机制,使用Token (令牌)的方式进行仲裁。
SAN结构
8、回路 hub 和仲裁环结构
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9、仲裁环Hub构建仲裁环的优点 、仲裁环Hub构建仲裁环的优点
利用Loop Hub建立的Arbitrated Loop, 形成一个星状的回路架构。这种架构既 解决上述可靠性的问题,同时也提供了 更多的弹性与方便性: 系统建设时布线工作更方便; 设备故障时可以直接拔除维修设备,不 必关闭整个回路; 可方便的新增设备、串接新的Loop Hub (Cascading)以扩充系统。
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4、结论
点对点连接,虽然也算是SAN的一种结构, 但这种构造形式上与直接连接储存系统 (Direct-Attached Storage)差不多。只不过 把SCSI或IDE总线换成Fibre Channel Cable而 已。 由于用Arbitrated Loop 以及 Switch Fabric 技术构造的存储局域网日益成熟,其产品 价位也越来越低,故目前SAN系统基本上是 由Arbitrated Loop 架构,由仲裁环升级扩 充至Switched Fabric架构的。
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二、专属点对点连接
Dedicated Point-to-Point Connection
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1、专属点对点连接结构
专属点对点连接是最基本、最简单的SAN 架构。 两个设备的N_Ports直接对接:一个设 备的传送端(Tx)接到另一个设备的接收 端(Rx),反之,他方之传送端连接到其 接收端。 这种架构,只能建立只有两个装置的系统。 这两个装置拥有全部的带宽:100MB/s, 或双向传输200MB/s。
为了有效提升Fabric Switch的性能, Fibre Channel Switch 一般都 是应用 Cut-Through交换机制。 Cut-Through 的 技 术 , 是 在 信 息 包 (Frame)送进Switch的时候,先判别 其目的地址,便立刻将之转送目的地 (发送口),而不是等到整个信息桢 都 接 收 完 , 再 行 判 别 ( Store-andForward)。如此,可在最短的延迟时 间内,将Frame转送出去。
SAN扩展技术介绍(PDF 28页)
SAN扩展技术SAN扩展技术无论你能把多大的存储容量压缩到一个阵列,存储空间被占满只是个时间上的问题。
由于日益增多的媒体数据文件,所有用户都在挑战现有存储资源的极限。
这也是SAN(存储区域网络)扩展技术出现的原因。
本手册将深入研究SAN扩展技术,并对涉及的元件提供一些建议,例如如何集成SAN和NAS(网络附属存储)、交换机的更新、磁盘阵列的更换和容量规划工具等。
如何扩展磁盘阵列?无论你能把多大的存储容量压缩到一个阵列,存储空间被占满只是个时间上的问题。
由于日益增多的媒体数据文件,所有用户都在挑战现有存储资源的极限。
即便是把逻辑单元号(LUN)数量最大化也仍然不能满足需要。
不管你管理存储系统有多出色,你都需要定期添加额外的存储设备。
以下是对于磁盘阵列扩展或替换的八条最佳实践准则。
如何升级交换机?交换机管理通信量,从一个地点接收数据包再转发该数据到相应的网段或目的地。
它建立了一个连接服务器(主机)和存储系统所组成的网络“结构”。
虽然含义简单,但交换机却是看似复杂的系统,使用专门的物理硬件和板载逻辑的组合,以线路速度线实时对数据交换进行管理。
因此在保证每一个端口的合理成本下,交换机必须能提供多性能,可靠性和管理的多功能性。
如何升级主机总线适配器(HBA)?主机总线适配器(HBA)提供了将主机计算机和储存系统连接到各种交换机端口的网络接口,让存储区域网络(SAN)之间实现通信。
虽然HBA不需要经常进行升级,但在某些情况下HBA必须要加以改变。
对HBA进行升级主要是出于两种情况:一是为了得到更快的连接速度,二是为了增加端口以便聚合或排除故障。
其他改变HBA的原因包括更好的可靠性,更稳定或者成熟的驱动和管理软件,更好的RAID和虚拟支持。
本文重点介绍对HBA扩展或替换的一些最佳实践准则和目标。
如何选择存储容量规划工具?由于存储的扩展,在企业中对存储系统进行管理是一项重大的挑战。
存储管理的关键是对容量的规划----了解有多少存储可用,知道存储的具体位置,以及为用户和应用分配存储资源。
光纤通道交换机-SAN存储核心简介
光纤通道交换机-SAN存储核心简介光纤通道(Fibre Channel)是一项网络存储技术,光纤通道交换机是由受ANSI(美国国家标准协会)委托的几个委员会开发的一组集成标准的通用名称。
通过光纤实现的一种基于块的数据流传输方式,传输率可达1Gb/秒,多模光纤传输距离为500米,单模光纤距离为1千米。
它是为提高存储系统的速度和灵活性而设计的高性能接口标准,适用于服务器、存储通过交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯。
光纤通道用于服务器共享存储设备的连接,存储控制器和驱动器之间的内部连接。
光纤通道要比SCSI 快三倍,它已经开始代替SCSI在服务器和集群存储设备之间充当传输接口。
光纤通道网络可配置成交换结构或者冗余环路拓扑结构,其中交换结构是当今SAN网络的主要和流行结构,采用专业的光纤通道交换机来实现。
为了了解光纤通道交换机,我们先来了解它的应用环境——SAN。
SAN存储区网构架SAN(存储区域网)是一种类似于普通局域网的一种高速存储网络,它通过专用的集线器或交换机和网关建立起与服务器和磁盘阵列之间的直接连接。
SAN 改进了备份和还原功能并减轻了企业局域网(LAN) 的网络拥塞问题,SAN系统存储方案满足前端用户快速灵活数据访问的要求。
现在的SAN多是一种光纤通道(FC) 网络,由服务器、光纤通道卡、光纤通道交换机和光纤通道存储阵列组成(图1)。
系统之中,采用光纤通道交换机作为SAN 的核心部件,采用双冗余配置,作为高可靠的SAN 核心设备,提供了必要的安全性与稳定性。
每台服务器配置两块光纤通道卡,每块光纤通道卡分别连接到互为冗余的SAN 光纤通道交换机上。
同样的,每台磁盘阵列设备也通两条光纤通道连接到SAN 光纤通道交换机上。
高速的连接结构允许用户快速将数据传输到存储备份设备,通过自动备份软件管理备份系统,提供“快速数据访问、数据容灾、备份与恢复能力”。
光纤通道SAN 的高性能传输大块数据的能力使其成为理想的备份与恢复解决方案。
SAN解决方案
SAN解决方案SAN(Storage Area Network)解决方案是一种用于存储和管理大量数据的高性能网络架构。
它通过将存储设备集中连接到独立的网络中,提供了可靠、可扩展和高效的数据存储和访问解决方案。
SAN解决方案广泛应用于企业级数据中心、云计算环境和虚拟化平台等场景。
一、SAN解决方案的基本原理和架构SAN解决方案的基本原理是将存储设备(如磁盘阵列、磁带库等)通过高速网络连接到服务器,形成一个独立的存储网络。
这个存储网络可以是光纤通道(Fibre Channel)、以太网(iSCSI)或者InfiniBand等不同的技术。
服务器通过光纤通道适配器、以太网适配器或者InfiniBand适配器与存储设备进行通信,实现数据的读写和存储管理。
SAN解决方案的架构一般包括以下组件:1. 存储设备:包括磁盘阵列、磁带库、光纤通道交换机等,用于存储和管理数据。
2. 存储网络:通过光纤通道交换机、以太网交换机或者InfiniBand交换机等将存储设备连接到服务器。
3. 服务器:通过光纤通道适配器、以太网适配器或者InfiniBand适配器与存储设备进行通信。
4. 管理软件:用于管理和监控存储设备、存储网络以及数据的存储和访问。
二、SAN解决方案的优势和特点1. 高性能:SAN解决方案采用高速网络连接存储设备和服务器,能够提供更高的数据传输速度和更低的延迟,满足对大规模数据存储和高性能计算的需求。
2. 可靠性:SAN解决方案采用冗余设计和高可用性技术,如RAID(Redundant Array of Independent Disks)磁盘阵列和多路径冗余技术,确保数据的可靠性和可恢复性。
3. 可扩展性:SAN解决方案支持横向扩展和纵向扩展,可以根据需求增加存储容量和计算能力,满足不断增长的数据存储需求。
4. 灵活性:SAN解决方案可以与不同的操作系统和应用程序集成,支持多种数据访问协议,如FCP(Fibre Channel Protocol)、iSCSI(Internet Small Computer System Interface)和NFS(Network File System)等。
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Node D
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27
SAN的分区
多端口存储子系统中的端口分区 LUN masking和WWN(World Wide Node)
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28
SAN交换机中的分区
SAN交换机中的分区 交换分区的不同实现
使用网络地址实现软分区 硬分区
Switch
Zone X
Zone Y
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5
存储网络中的连接、存储和文件组织层的 集成
存储层和文件层之间的层次联系 独立于存储层/文件组织层结构的连接层 NAS作为文件组织层的应用 SAN作为存储层的应用
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6
存储层和文件层之间的层次联系
应用层 商业和桌面应用
文件组织层 存储层 连接层
表示层 用户的数据和应用、文件、 (文件组织层)目录、文件夹的逻辑视图 数据结构 设备和子系统中存储和保留的数据 (文件组织层)的结构和逻辑 块 存储指令、数据传输、存储位置传输 (存储层) 和设备虚拟化 总线/网络层 寻址和命名服务、路由、桥、虚拟网 (连接层) 络和分区 介质访问层 仲裁、会话协议、流量控制 (连接层) 物理层 线缆连接、网络端口、连接驱动器 (连接层)
Zone X Zone Y
Node
Node
Node
Node
Node
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46
分区
操作
区中的成员只能看到该区中的其它成员 设备可以是多个区中的成员 FC-AL 分区可以在单个HUB上创建私有环 安全的设备访问 允许操作系统共存
好处
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47
FC 协议结构
ULP (Upper Level Protocol)
环路 1
FL_Port
环路 2
F_Port FL_Port
NL_Port
Node B
Switch
Node D
一个环路可以且只能连接一个FL端口 一个节点可以是公用的也可以是私有的 私有节点只能在环路内部进行通信
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45
分区(Zoning)
分区可以将FC连接的设备逻辑上划分成组
Switch
SCSI-3
IP
ATM
FC - 4
IPI - 3 Command Set Mapping (IPI-3 STD)
SCSI - 3 Command Set Mapping
FC Link Encapsulation FC - LE
FC - ATM
FC - 3
Common Services Framing Protocol Encode / Decode Physical Variant Fibre Channel Physical & Signaling Interface ( FC- PH, FC-PH2, FC-PH3 )
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21
交换机阻塞
阻塞:虽然交换机骨干网具有很高的速率,但也会发 生阻塞。当这种情况发生时,数据必须被存在缓存中, 直到目的单元被它先前的会话释放。 地址映射:交换机“映射”它的端口到某些地址,并 使用这种映射通过内部端口的连接来连接发起者和目 标单元。 存储转发与直通交换 干线
存储层 FC(连接层)
连接层
传统的存储系统结构
NAS客户端
文件组织层NAS
NAS服务器
文件组织层NAS SCSI存储层
802.3(连接层)
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SCSI连接层 连接层
10
NAS的具体结构
排列存储网络构件
NAS客户端 文件组织层NAS NAS服务器 文件组织层NAS 通用连接层 存储层(SAN)
文件组织层(NAS) 以太网 需要本地安装域 存储层(SAN) 支持多个发起者,产品 有限 评价 需要进一步细化在存 储方面的努力
光纤通道
支持,但很少被布署
最先用于市场,已经处 于领先地位
未实现,最初将通过一 个适配器实现
关键应用不足以动摇 以太网的优势
将开发本地连接能力 的VIA群
InfiniBand 还未实现,最初将通 过一个适配器来实现
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独立于存储层/文件组织层结构的连接层
存储层
文件组织层
连接层
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NAS作为文件组织层的应用
NAS服务器 文件组织层 存储层
到客户端的连接
到服务器的连接
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9
排列存储网络构件
文件组织层 存储层 文件组织层 文件组织层 802.3(连接层)
NAS和SAN采用的结构
存储层
连接层
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使用级连交换机进行扩展
边缘交换机
Байду номын сангаас
核心交换机
边缘交换机
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16
交换SAN的性能扩展优势
共享总线连接
交换连接
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SAN的距离扩展优势
存储 服务器 机架 服务器 地板
机架
存储
服务器
SAN
远程磁盘子系统
本地磁盘子系统
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建筑1
建筑2
18
可用性结构
存储更新 升级和布署新的服务器 集群配置的高可用
光纤
Node
TX RX TX
Node
F-Port
RX
N-Port
F-Port N-Port
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43
交换式光纤技术
10 Km
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44
混合 环路和 Fabrics
一个 fabric 可以连接多个环路
Node E
N_Port NL_Port
Node C
Node ANL_Port
NL_Port
F A I L O V E R
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19
SAN的网络拓朴结构—传输帧结构
结束标志
奇偶校验和
数据负载
协议元数据
源地址
目的地址
开始标志
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20
SAN的网络拓朴结构—交换网络
Switch
骨干网
缓存 缓存 缓存 缓存 缓存
Node
Node
Node
Node
Node
发起者:用于发起I/O操作的是发起者,其目标为目标单元,交 换机将由发起者发起的一个连接传输到目标连接。 缓存:通常情况下,交换机中的任一端口可以和其中的另外任何 一个端口通信。交换机端口通常有缓存,用于临时存储由它传递 的数据。
100MB
交换式光纤
100MB
100MB
100MB
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点到点技术
100 MB/sec
100 MB/sec
16:50
40
Arbitrated 环路
一个节点的TX连接到下一个节点的 RX 可操作的顺序:
Arbitrate环路控制 打开目标的环路 数据传送 关闭
最大带宽 - 当前 100 MB/sec
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33
16:50
34
光纤通道技术
16:50
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光纤通道
SAN的理想传送通道方式
– 支持多协议 – 网络能力和功能 – 异构互连
带宽 -- 可用性 -- 可靠性 -- 集成 -- 伸缩性
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附加连接
通道1
内存 磁盘
网络
处理器
封闭的, 结构化的 高性能 容错 大量数据传送 硬件加强 开放的,非结构化的 容错不重要 层到层(Peer to peer) 数据、声音和视频 软件加强
管理环中的失效控制器
旁路失效的控制器
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26
Arbitrated 环路技术
交换的环拓朴结构的组合
Node E
N_Port
NL_Port
Node C
Node ANL_Port
NL_Port
环路 1
FL_Port F_Port FL_Port
环路 2
Switch
NL_Port
Node B
最小的错误率 成功的缓冲:流量控制 全双工传输 低延迟 顺序提交数据
独立于存储和文件组织层的连接层 多路通信和复合协议
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3
文件组织层
文件组织层的功能有两个作用:向用户端和应用表示 抽象对象,以及在真实或虚拟的存储设备上组织数据 层,它被称为表示层和数据结构层。文件系统和数据 库提供存储网络文件组织层的主要功能。
作为存储和文件组织应用的SAN和NAS
连接、存储和文件组织层的结构 存储网络中的连接、存储和文件组织层的集成 排列存储网络的构件
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1
存储网络是一种应用
就象运行于各种网络的客户端/服务端应用和分布式应 用,存储是一种基于多种网络技术的独特的应用。
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2
连接层
存储网络连接的优点
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光纤通道连接
Channel Network
封闭的, 结构化的 高性能 容错 大量数据传送 硬件加强
开放的,非结构化的
容错不重要 层到层(Peer to peer) 数据、声音和视频
软件加强
光纤通道
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SAN 拓扑结构
点到点
100MB > < 100MB
Arbitrated Loop
Node
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Node
Node
Node
Node
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交换机中软分区的操作过程