構(gòu)建一個(gè)成功的SAN存儲網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案
構(gòu)建一個(gè)成功的SAN存儲網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案 -------------------------------------------------------------------------- ---- 　　安全可靠地保存企業(yè)的數(shù)據(jù)是廣大企業(yè)決策者所關(guān)心的重要問題。不同的計(jì)算機(jī)平 臺、存儲設(shè)備通過存儲網(wǎng)絡(luò)（SAN）連接起來時(shí)，必須考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的承受能力、設(shè)備的 連接距離、SAN的規(guī)模、管理策略、安全可靠性以及如何滿足目前和將來的業(yè)務(wù)需要。 　　建立光纖通道存儲網(wǎng)絡(luò)SAN，對于一個(gè)具體的應(yīng)用來說可能有多種配置方案，必須了 解存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的特性、能力及它們適合哪些應(yīng)用，才能充分發(fā)揮它們的作用并且降低 造價(jià)。一個(gè)仲裁環(huán)集線器對于10個(gè)以下節(jié)點(diǎn)（服務(wù)器和磁盤陣列）的配置來說是可行的 解決方案；可以將多個(gè)仲裁環(huán)集線器級聯(lián)起來建立10到35個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)；采用將集線器 和交換集線器結(jié)合在一起的方案來平衡單個(gè)環(huán)的性能和多個(gè)環(huán)之間的可用性關(guān)系；SAN中 的設(shè)備比較多時(shí)，或需要較高的存取帶寬時(shí),應(yīng)考慮使用光纖通道交換器。 　　無論是采用仲裁環(huán)集線器、交換集線器、光纖通道交換器，還是將它們結(jié)合起來使 用，都要考慮性能價(jià)格比等諸多因素。仲裁環(huán)集線器在價(jià)格上有一定的優(yōu)勢，但在節(jié)點(diǎn) 的互連能力上和擴(kuò)充性上不如光纖通道交換器。交換器提供了非常高的帶寬，但是價(jià)格 也偏高。沒有一種產(chǎn)品可以在所有領(lǐng)域占優(yōu)勢。存儲網(wǎng)絡(luò)化將在各種產(chǎn)品的基礎(chǔ)上進(jìn)行 發(fā)展，包括現(xiàn)有的SCSI設(shè)備、光纖通道交換器、交換集線器、集線器和FC-to-SCSI 橋接器等，不同環(huán)境下，不同的解決方案能夠發(fā)揮比較好的作用。 　　根據(jù)應(yīng)用需求規(guī)劃SAN 　　在設(shè)計(jì)存儲網(wǎng)絡(luò)時(shí),首先應(yīng)該明確存儲網(wǎng)絡(luò)所面向的應(yīng)用是什么，如活動視頻圖像、 印刷圖形處理、關(guān)系數(shù)據(jù)庫查詢、數(shù)據(jù)采集、服務(wù)器集群、磁帶備份、災(zāi)難恢復(fù)等, 每種應(yīng)用對帶寬、設(shè)備多少、部門間如何劃分和數(shù)據(jù)傳輸距離等都有不同的需求。一個(gè) 存儲網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)也可以同時(shí)適應(yīng)多種應(yīng)用要求，如數(shù)據(jù)采集+磁帶備份+災(zāi)難恢復(fù)等。設(shè) 計(jì)存儲網(wǎng)絡(luò)應(yīng)考慮滿足目前和將來存儲設(shè)備的需求，應(yīng)該認(rèn)真分析數(shù)據(jù)交換的要求和帶 寬的要求，是采用光纖通道交換器、交換集線器、集線器，還是將它們結(jié)合起來；是選 擇短波或長波激光器光纖，還是選擇銅纜布線，才能滿足存儲設(shè)備的數(shù)量和分布的要求 。同時(shí)，還需要考慮網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否提供了豐富的工具用于建立存儲網(wǎng)絡(luò)規(guī)范來保證SAN的 安全和可靠性，以及選用適當(dāng)?shù)墓芾碥浖?　設(shè)備距離決定電纜類型 　　光纖通道不但支持銅纜而且支持光纜，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用環(huán)境、設(shè)備距離、安全可靠性和 價(jià)格等因素進(jìn)行選擇。 　　光纖不受電磁干擾（EMI）而且支持長距離傳輸，使得它成為高可靠性互連的明確選 擇?？紤]到價(jià)格因素，一些光纖通道磁盤陣列、主機(jī)總線適配器甚至仲裁環(huán)集線器產(chǎn)品 上只提供銅纜接口，但可以通過轉(zhuǎn)換設(shè)備把銅纜口接到光纖接口上。 　　一個(gè)無源銅纜接口不提供信號平衡，最大傳輸距離不應(yīng)超過15米；一個(gè)有源銅纜接 口提供信號平衡，最大傳輸距離能長達(dá)30米；多模光纖傳輸距離能夠長達(dá)500米；單模光 纖傳輸距離能夠長達(dá)1萬米。在SAN的設(shè)計(jì)中，有源銅纜或多模光纖一般是最常見的選擇 。 　　有一些集線器通過GBIC提供混合使用銅纜和光纖的方法。由于光纖不受外部電磁干 擾，可以分布在樓內(nèi)或樓間，并且可以將存儲網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到整個(gè)園區(qū)。只有銅纜接口的集 線器和交換器產(chǎn)品不僅有電磁干擾問題要克服，而且需要采用外部介質(zhì)接口適配器來支 持光纖。 　　圖1 使用集線器建立雙環(huán)結(jié)構(gòu)的SAN 　　在大部分的服務(wù)器/存儲設(shè)備的配置中，存儲網(wǎng)絡(luò)的每一節(jié)點(diǎn)（服務(wù)器或存儲設(shè)備） 被安排在同一個(gè)房間內(nèi)或在一個(gè)建筑物的不同房間中。雖然仲裁環(huán)的光纖傳輸總長度能 長達(dá)1萬米，但是介質(zhì)的傳輸延時(shí)也應(yīng)是考慮的因素。雖然采用光纖通道規(guī)范的仲裁環(huán)允 許的長波單模光纖傳輸距離長達(dá)1萬米，但這不意味著可以設(shè)計(jì)具有126個(gè)節(jié)點(diǎn)、每個(gè)節(jié) 點(diǎn)之間為1萬米（總長為126萬米）的網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際應(yīng)用中，1萬米只能有幾個(gè)網(wǎng)口，而大 部分節(jié)點(diǎn)應(yīng)在500米以內(nèi)。 　　設(shè)備數(shù)量及SCSI設(shè)備 　　光纖通道交換網(wǎng)絡(luò)的地址空間允許數(shù)百萬個(gè)設(shè)備，可以適應(yīng)很大的企業(yè)網(wǎng)。典型的 網(wǎng)絡(luò)交換器產(chǎn)品具有6～8個(gè)網(wǎng)口，通過交換器的網(wǎng)環(huán)口可以連接仲裁環(huán)集線器或交換集 線器，也可以擴(kuò)展到其他的交換器上，這樣就可以集成許多設(shè)備。 　　每個(gè)仲裁環(huán)提供127個(gè)地址，其中一個(gè)地址被保留起來用于連接交換器。理論上，可 以級聯(lián)多個(gè)集線器來建立一個(gè)126個(gè)節(jié)點(diǎn)的仲裁環(huán)。實(shí)際上，由于每個(gè)節(jié)點(diǎn)對環(huán)的性能來 說是一個(gè)延時(shí)因素，126個(gè)節(jié)點(diǎn)的配置不能支持正常的服務(wù)器/存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，配 置多個(gè)環(huán)需要利用交換集線器或交換器將它們連接起來。 　　典型的仲裁環(huán)包含3～15個(gè)節(jié)點(diǎn)（服務(wù)器/存儲設(shè)備）。為保證高帶寬和網(wǎng)絡(luò)可用性 ，一定不能超過50～60個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果需要另外一些節(jié)點(diǎn)在同一個(gè)邏輯地址空間，交換集 線器可以在環(huán)區(qū)之間提供透明的操作，而不影響每個(gè)環(huán)區(qū)的帶寬要求。 　　設(shè)備數(shù)量應(yīng)該包括磁盤陣列的內(nèi)部配置。如果一個(gè)磁盤陣列使用仲裁環(huán)作為連接內(nèi) 部磁盤的結(jié)構(gòu)，并且內(nèi)部環(huán)被連接到了外部仲裁環(huán)網(wǎng)口上，那么在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)的每一個(gè) 磁盤應(yīng)該計(jì)為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 　　從SCSI到光纖通道的一種很好的過渡是采用光纖通道到SCSI的橋接器（FC-SCSI Bridge），這樣，SAN就能支持SCSI硬盤和磁帶子系統(tǒng)。FC-SCSI Bridge提供了一種有效可行的將并行SCSI集成到SAN中的方法。在FC-SCSI Bridge上提供光纖通道接口和并行SCSI接口，并且能夠進(jìn)行串行SCSI- 3和以前版本的SCSI協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。一個(gè)提供光纖通道的服務(wù)器可以透明地存取存儲設(shè) 備和磁帶設(shè)備，而不管下面具體的接口。 　　預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)和最大流量 　　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在迅速發(fā)展，在選擇交換器和集線器時(shí)，應(yīng)該考慮網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，更好地 利用原始投資。一開始，存儲網(wǎng)絡(luò)可能僅僅需要一個(gè)7個(gè)網(wǎng)口的仲裁環(huán)集線器，連接了3 個(gè)服務(wù)器和3～4個(gè)存儲陣列。但根據(jù)預(yù)測帶寬和網(wǎng)口要求，一個(gè)交換集線器可能是更合 適的選擇，采用交換集線器不必分割單個(gè)仲裁環(huán)的帶寬就可以適應(yīng)更多的設(shè)備的要求。 　　通過計(jì)算平均數(shù)據(jù)幀的大小、服務(wù)器和存儲陣列的緩沖區(qū)的能力、活動節(jié)點(diǎn)數(shù)等來 計(jì)算數(shù)據(jù)流量的大小，可以給出一個(gè)合理的數(shù)據(jù)量分布。就像在LAN網(wǎng)絡(luò)中，你可以不斷 地調(diào)整光纖通道的帶寬來適應(yīng)用戶應(yīng)用需求的變化。由于交換集線器和交換器可以提供 每個(gè)口100Mbps的吞吐量，所以可以很好地應(yīng)用到視頻應(yīng)用。另一方面，通過在中型或大 型仲裁環(huán)配置中使用專用交換口可以支持典型的SQL數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用。 　　網(wǎng)絡(luò)安全性和冗余/備份 　　在共享存儲設(shè)備中，SAN的安全性是非常重要的。光纖通道提供一個(gè)進(jìn)行不同部門或 工作組的存儲設(shè)備分區(qū)的解決方案。在SAN上可以建立一個(gè)虛擬專用網(wǎng)，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換器 提供了一個(gè)將多個(gè)仲裁環(huán)集成在一起的主干網(wǎng)。某企業(yè)的制造部門和工程部門可能有不 同的服務(wù)器和存儲陣列，但它們也會偶爾需要交換彼此的數(shù)據(jù)。每個(gè)部門可以分別安裝 仲裁環(huán)，其中一個(gè)口連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)交換器上。 　　仲裁環(huán)的編址提供公用和專用方案，它允許在同一個(gè)環(huán)上的設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)交換器 上或與網(wǎng)絡(luò)交換器隔離開。 　　另外，可以在功能上對所連接的節(jié)點(diǎn)分區(qū)。實(shí)現(xiàn)分區(qū)是在網(wǎng)口的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，它 允許單個(gè)口同其他隔離的節(jié)點(diǎn)相互交換數(shù)據(jù)，其效果就是在分區(qū)的節(jié)點(diǎn)上建立了虛擬專 用網(wǎng)絡(luò)?？梢詫⒍鄠€(gè)物理環(huán)定義為一個(gè)邏輯環(huán)，這樣可以用網(wǎng)絡(luò)交換器提供一個(gè)交換集 線器的功能。 　　冗余/備份是從另一個(gè)角度來考慮網(wǎng)絡(luò)的安全性。傳統(tǒng)概念上的冗余集中于備份（或 負(fù)載共享）電源和多風(fēng)扇，但是這些地方很少引起網(wǎng)絡(luò)癱瘓，更常見的現(xiàn)象是一個(gè)連接 節(jié)點(diǎn)的誤操作或是電纜的斷裂使整個(gè)網(wǎng)區(qū)癱瘓。 　　通過在存儲網(wǎng)絡(luò)中使用雙仲裁環(huán)的方法，可以獲得更高的可用性。如果一個(gè)關(guān)鍵的 主機(jī)總線適配器失效，使一個(gè)環(huán)癱瘓，冗余的環(huán)可以在設(shè)備之間提供另一條路徑。用光 纖通道交換器可以實(shí)現(xiàn)這種雙環(huán)配置。 　　SAN管理及災(zāi)難恢復(fù) 　　SAN管理包括多個(gè)層次和概念：從SAN設(shè)備來講，包括主機(jī)總線適配器、集線器、交 換器、橋接器等設(shè)備的管理；從存儲設(shè)備來講，有磁盤陣列和磁帶庫的管理；從主機(jī)服 務(wù)器來講，有共享設(shè)備管理、雙機(jī)備份管理和集群應(yīng)用管理。 　　目前，在所有的企業(yè)級LAN/WAN設(shè)備上幾乎都提供了SNMP管理。許多光纖通道存儲網(wǎng) 絡(luò)產(chǎn)品也提供了完整的和可靠的SNMP管理。 　　在存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，對每個(gè)部件提供可管理性必然增加了造價(jià)，但有效地減少了總 的系統(tǒng)造價(jià)。簡化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中集成診斷和快速恢復(fù)特性，減少支持（ 維護(hù)）需求都可以降低成本?？晒芾硇运峁┑淖畲蟮慕档驮靸r(jià)的方面是極大地提高了 系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)癱瘓時(shí)，企業(yè)將在經(jīng)濟(jì)上受到損失。在營業(yè)時(shí)間宕機(jī)1～2小時(shí) 所造成的損失可能是用于提高可管理性的造價(jià)的許多倍。 　　SNMP對于企業(yè)網(wǎng)的設(shè)計(jì)是非常必要的，必須認(rèn)真地研究光纖通道集線器或交換器對 SNMP支持的程度。理想的SNMP可管理集線器提供復(fù)雜的診斷來排除仲裁環(huán)故障，通過硬 /軟件結(jié)合的方法來實(shí)現(xiàn)自動故障偵測、故障隔離和恢復(fù)，極大地提高了仲裁環(huán)的可用性 。 　　災(zāi)難恢復(fù)是大型企業(yè)網(wǎng)所必須考慮的因素, 由于重要的數(shù)據(jù)都在網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備上，一旦數(shù)據(jù)丟失將給企業(yè)造成巨大損失。一般情況 下，系統(tǒng)管理員應(yīng)周期性地備份服務(wù)器上的數(shù)據(jù)，一旦系統(tǒng)故障，可以很快地進(jìn)行恢復(fù) 。 　　支持1萬米傳輸距離和1Gbps帶寬的光纖通道提供了災(zāi)難恢復(fù)的高級解決方案。可以 通過交換器、交換集線器或仲裁環(huán)集線器連接到一個(gè)遠(yuǎn)地存儲設(shè)備，進(jìn)行整個(gè)存儲配置 的備份或鏡像。由于不采用LAN進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難恢復(fù)傳輸，所以稱為LAN Free Backup。光纖通道不僅傳輸速率高(100Mbps）,而且數(shù)據(jù)傳輸使用本地SCSI協(xié)議，不存在 TCP/IP或LAN協(xié)議轉(zhuǎn)換的開銷。 　　性能價(jià)格比 　　要根據(jù)業(yè)務(wù)需要來決定是否采用一項(xiàng)新的技術(shù)或?qū)ΜF(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行升級。要計(jì)算投 資的回報(bào)(ROI），提高性能價(jià)格比。光纖通道作為一種存儲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由于它僅是對存 儲技術(shù)的更新，而且允許連接更快的服務(wù)器和大量的數(shù)據(jù)存取，每秒的交換率越高ROI就 越高。 　　在光纖通道產(chǎn)品中，設(shè)備配置、每個(gè)口的造價(jià)、可管理性、可靠性、廠商支持程度 和其他因素的應(yīng)用需求決定了ROI。這不是用簡單的公式就可以計(jì)算出來的，但可以作為 選擇光纖通道產(chǎn)品并同時(shí)降低總的工程造價(jià)時(shí)要考慮的因素。 　　光纖通道提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的、高可用性的、靈活的和性能價(jià)格比高的解決方案，解 決了服務(wù)器/存儲設(shè)備的革新以及以前并行SCSI傳輸?shù)拿?。光纖通道交換器、交換集線 器、仲裁環(huán)集線器和FC-SCSI 橋接器在SAN設(shè)計(jì)中是非常重要的部分。光纖通道交換器和仲裁環(huán)技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)存儲具有突 破性的貢獻(xiàn)。
構(gòu)建一個(gè)成功的SAN存儲網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案