基于光纤通道的存储区域网络课件.ppt

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1、第5章基于光纤通道的存储区域网络5.1SAN概述SAN环境包括4个主要组成部分,三种拓扑结构5.2光纤通道协议5.2.1光纤通道协议体系5.2.2光纤通道主机适配器5.3基于光纤通道的高可用容灾存储系统的设计介绍其硬件结构、软件结构其主要功能。简介存储区域网络（StorageAreaNetwork,SAN）是随着光纤通道（FibreChannel，FC）技术的出现而产生的新型存储系统。它通过不同的连接设备（如光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等）构成光纤通道网络，将各种存储设备（磁盘阵列、NAS、磁带等）以及服务器连接起来，形成高速专用存储子网，数据通过存储

2、区域网在服务器和存储设备之间高速传输。SAN绕过了传统网络的瓶颈，极大地提高了数据的I/O性能，能够同时满足吞吐率，可用性，可靠性，可扩展性和可管理性等方面的要求。从1999年开始，EMC、IBM、Compaq、Sun、HP等公司相继推出自己的SAN产品。近年来，SAN技术得到了长足发展。SANvsNASSAN和NAS都属于网络存储的范畴。NAS是指一种可以与网络直接相连的存储设备；而SAN是一个网络的概念。NAS基于现有的LAN构建，按照TCP/IP等现有网络协议进行通信；而SAN基于专用的光纤通道网络构建，NAS以文件I/O方式进行数据传输；而SAN数据

3、传输方式是块传输。同时，两者又不是互斥的，它们在功能上可以是互补的。现在越来越多的存储解决方案融合了NAS和SAN两种技术。5.1SAN概述典型的SAN环境包括4个主要组成部分：SAN服务器包括System/390,UNIX(AIX,HP,SUN等),AS/400和WindowsNT等。SAN服务器到存储设备之间的连接可以通过任何形式的网络拓扑结构实现。SAN存储设备与存储子系统SAN实现了外向化存储，在SAN中可采用一系列的存储系统，如RAID，JBOD，NAS等。SAN还支持存储设备的集中化和服务器集群。SAN互连SAN通过光纤通道或其它的技术实现存储设

4、备、存储子系统与服务器组件的连通性。SAN互连包括以下设备：线缆和连接器、兆位连接模块，千兆位接口转换器，媒介接口适配器，适配器，扩展器，多路复用器，集线器，路由器、网桥、网关、交换机、导引器等。SAN软件SAN软件为用户提供简化的SAN存储管理，管理SAN中各部件的运行。SAN软件可以是单一的集成软件，也可以是SAN中不同设备的不同管理软件的集合。一般来说，SAN软件功能模块包括数据共享、网络结构、数据备份、数据交换、数据保护和灾难恢复等。SAN的三种拓扑结构:点到点连接（Point-to-PointConnection）直接连接两个设备，适用于小型的服务

5、器/存储设备环境。仲裁回路（ArbitratedLoop）结构比点到点连接具备更多弹性，一个回路能连接多达127个装置。交换拓扑结构通过交换环境连接多个系统和设备，是点到点连接结构的延伸。交换机负责将数据从源设备传输到目的设备的整个过程。SAN的管理SAN的管理是一个重要的研究课题，是保证SAN的资源得到最优利用的重要的因素。一般来说，SAN的管理结构可以划分为三个级别：存储级管理、网络级管理、企业系统级管理。第7章将对SAN的管理进行详细论述。5.2光纤通道协议ANSIX3T1l在90年代中期提出光纤通道协议。光纤通道技术是ANSI为网络和通道I／O接口建

6、立的一个标准集成。它既具通道的特点，又具网络的特性。它为通道和网络数据通信提供了一个通用接口，支持串行HIPPI、IPI（智能外设接口）、SCSI、IP、ATM等多种高级协议。定义了多种传输速度，包括25MB/s、100MB/s、200MB/s、400MB/s、1GB/s。光纤通道是构建SAN的基础，是SAN系统的硬件接口和通信接口。5.2.1光纤通道协议体系光纤通道包括14个ANSIT11X3协议，主要有：FC物理和信号接口标准FC-PH、关于交换连接的FC-SW标准和仲裁环连接的FC-AL标准以及各种上层协议的接口标准。按其功能结构划分，FC可划分为从F

7、C-0到FC-4的5个协议层，分别定义物理介质、传输速率和接口规范，编解码方式，帧协议和流量控制，通用服务以及上层协议接口。FC-0层完成与物理连接相关的数据接收和发送任务，其电路结构包括Gbit的连接接口、时钟和数据恢复电路、串行/并行转换电路以及缓存等电路。FC-1层主要包括输出数据时的8B/10B编码逻辑、输入数据时的10B/8B解码逻辑、底层的连接管理、数据流量控制以及错误监测模块。对于有仲裁能力的FC-HBA，FC-1的功能主要由一个环路端口状态机电路完成，向FC-HBA提供了一系列信号协议，包括帧定界和帧重组、服务类型、信用算法、FC-2层需要的

8、结构和端口连接注册服务等。FC-2层为信号协议层，是