網(wǎng)絡(luò)技術(shù)： 存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）

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    一個孤立的二層網(wǎng)絡(luò)

    存儲區(qū)域網(wǎng)是專門為進行大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計的專有網(wǎng)絡(luò)，它使用光纖通道協(xié)議，通過光纖通道集線器、交換機將磁盤陣列、帶庫以及相關(guān)的服務(wù)器連接起來，從而形成了一個高速的專用網(wǎng)絡(luò)。因此，SAN最大的特點就是獨立性，甚至在初期，它在物理上與其他網(wǎng)絡(luò)相分離。

    盡管SAN為用戶的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲提供了一個高性能、高可靠性的“第二網(wǎng)”，但是，長期以來，用戶形成了多個SAN孤島?？赡苊總€孤島用來滿足用戶的某項應(yīng)用。但是，就像采用直連存儲所造成的信息共享困難一樣，各SAN孤島之間的數(shù)據(jù)也同樣無法進行交流。

    當初，為了消除信息孤島，為了能夠使數(shù)據(jù)在服務(wù)器之間共享，才發(fā)明了SAN，而隨著SAN的構(gòu)建形成了新的孤島。在新的孤島之間進行數(shù)據(jù)共享的難度加大，而隨著用戶對數(shù)據(jù)共享的需求越來越高，因此希望將SAN孤島連接起來。

    目前有四種方式可以實現(xiàn)，包括裸光纖直連、WDM（波分復用）、使用SONET（SDH）數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及FCIP技術(shù)，這樣幾個SAN孤島可集成為一個大的SAN網(wǎng)絡(luò)。

    SAN孤島互聯(lián)問題多

    從現(xiàn)有的SAN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說，四種連接方式均將多點構(gòu)成一個Fabric網(wǎng)絡(luò)，這樣在一個Fabric網(wǎng)絡(luò)中就有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如統(tǒng)一的名稱服務(wù)器、分區(qū)配置、地址空間、Fabric管理等），在遠程連接的環(huán)境中就會帶來很多問題，主要有以下幾個方面。

    主交換機（Principal Switch）的問題：在光纖通道技術(shù)中，一個Fabric網(wǎng)絡(luò)只有惟一的主交換機，由它來統(tǒng)一分配域ID，保證整個Fabric有一致的地址空間，當主交換機出現(xiàn)故障時，就會造成整個Fabric發(fā)生重新配置（Reconfigure），從而中斷應(yīng)用系統(tǒng)運行。因此無論主交換機處于哪一端，出現(xiàn)故障時都對其他端帶來致命影響。

    主ISL（Inter-Switch Link，交換機間鏈路）的問題：遠程連接兩端的鏈路一般均是交換機之間的連線，而且也承擔交換機管理信息的傳遞（主ISL鏈路），而這個鏈路很有可能發(fā)生時斷時續(xù)的故障，當這個主ISL鏈路發(fā)生故障時，就會使無主交換機的SAN孤島發(fā)生Reconfigure，并選舉新的主交換機，這樣也造成應(yīng)用系統(tǒng)的中斷; 同時也會對主交換機的SAN孤島造成Fabric Build過程，如果這個過程不成功，同樣也會造成應(yīng)用系統(tǒng)的中斷。

    加入或撤出交換機的問題：由于多個端點均連接成一個Fabric網(wǎng)絡(luò)，因此在網(wǎng)絡(luò)中的任何人從網(wǎng)絡(luò)的任何一個點中加入或撤出一個交換機時，可能會發(fā)生域ID的沖突，這樣會使整個Fabric發(fā)生Reconfigure，同樣會造成應(yīng)用系統(tǒng)的中斷，即使無域ID的沖突，也會使整個Fabric發(fā)生Fabric Build過程，如果因某種原因造成這個過程不成功，也會使應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)生中斷。

    遠程點之間安全性的問題：在遠程連接的SAN網(wǎng)絡(luò)中，安全性是一個突出的問題，因為任何人可以從網(wǎng)絡(luò)的任何點連接到整個Fabric網(wǎng)絡(luò)中，如果能夠模擬其他應(yīng)用系統(tǒng)HBA的WWN（全球名稱），將會竊取到數(shù)據(jù)，如果有人為的破壞，也會使整個Fabric網(wǎng)絡(luò)發(fā)生癱瘓，從而使整個應(yīng)用系統(tǒng)無法正常運行。

    多點容災環(huán)境下的問題：如果在多點的環(huán)境中，將各個SAN孤島連接起來，形成一個大的Fabric網(wǎng)絡(luò)，遠程ISL鏈路比較多，出現(xiàn)遠程連接的問題就比較多，而且任何SAN島出現(xiàn)上述的任何問題，都會造成Fabric網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定或應(yīng)用系統(tǒng)的中斷，因此在多點遠程連接的情況下，網(wǎng)絡(luò)安全和穩(wěn)定將會是一個突出的問題。

    SAN路由器應(yīng)運而生

    為了解決上述SAN孤島互聯(lián)時產(chǎn)生的各類問題，SAN路由技術(shù)應(yīng)運而生。人們可以使用SAN路由技術(shù)把迄今為止互無聯(lián)系的光纖通道Fabric連接起來而又使各個Fabric能夠保持其相互的獨立性。SAN路由技術(shù)給網(wǎng)絡(luò)存儲以及容災系統(tǒng)帶來了諸多好處。

    SAN路由技術(shù)實現(xiàn)了SAN Fabric間的無縫連接，在連接不同的Fabric時不要求對現(xiàn)有Fabric的參數(shù)做任何修改，同時路由器的接入不會對正在執(zhí)行的I/O造成任何影響。SAN路由器實現(xiàn)了Fabric間的資源共享，特別是實現(xiàn)了Fabric間的磁帶庫共享。SAN路由器突破了一個Fabric內(nèi)最多239臺光纖通道交換機的限制，使得大規(guī)模SAN網(wǎng)絡(luò)成為可能。在容災系統(tǒng)中使用SAN路由器可以隔離本地和異地的SAN Fabric，極大地提高了容災系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可用性和整體的可靠性和穩(wěn)定性。多Fabric通過SAN路由器的互相連接保證了同一個公司中不同部門的SAN網(wǎng)絡(luò)的管理的自主性，提高了各部門SAN發(fā)展的自由度。

    從實現(xiàn)技術(shù)上講，目前主要有兩種主流技術(shù)：一種是FCIP（FC over IP），另一種是iFCP（Internet光纖通道協(xié)議）。

    FCIP

    博科通訊中國區(qū)技術(shù)總監(jiān)司馬聰博士介紹: “由于在當今的數(shù)據(jù)中心里，SAN發(fā)揮著更加重要的作用，所以許多機構(gòu)都在尋找創(chuàng)新解決方案，將其SAN的優(yōu)點延伸到整個企業(yè)。為了對這種努力提供支持，獨特的博科SilkWorm多協(xié)議路由器可以增加當今SAN的功能、連接和通用性。”該多協(xié)議路由器用于支持多種路由服務(wù)，包括實現(xiàn)SAN連接的博科 FC-FC路由服務(wù)、用于延伸SAN距離的博科FCIP隧道服務(wù)以及用于同iSCSI服務(wù)器共享光纖通道存儲資源的Brocade iSCSI網(wǎng)關(guān)服務(wù)。

    FC-FC路由服務(wù)是多協(xié)議路由器上的服務(wù)之一，它可以讓不同SAN Fabric中的設(shè)備建立通信，而無需將這些Fabric合并成一個大型的SAN。博科FCIP隧道服務(wù)使得各機構(gòu)可以將其光纖通道SAN延伸更遠的距離。將FCIP隧道服務(wù)與FC-FC路由功能配合使用，可以讓兩個Fabric保持獨立，而無需將其合并為一個，而且還允許在所有設(shè)備間建立任意設(shè)備到任意設(shè)備連接的Fabric。

    iFCP

    根據(jù)McDATA公司中國區(qū)技術(shù)經(jīng)理雷濤介紹，該公司主要根據(jù)一項名為“SecureConnect”的技術(shù)設(shè)計SAN路由器。SecureConnect SAN路由技術(shù)是由Nishan System公司首創(chuàng)，該公司在2003年被McDATA收購。SecureConnect SAN路由技術(shù)能夠為每個本地SAN光纖網(wǎng)絡(luò)提供具備互操作性能力的E_Port連接，在每個站點終止E_Port連接。因此，光纖網(wǎng)絡(luò)的搭建被限制在每個地點，而且光纖交換機到交換機間的協(xié)議也無需貫穿整個IP網(wǎng)絡(luò)。如果兩個甚至更多的地點由McDATA的SAN路由器連接，每個地點將仍然擁有一個獨立的SAN。在存儲設(shè)備及服務(wù)器間，只有被授權(quán)(被分區(qū))的連接允許通過IP網(wǎng)絡(luò)。

    與第三層網(wǎng)絡(luò)路由相同，SecureConnect SAN路由不但保證了各SAN分區(qū)間數(shù)據(jù)的可靠傳輸，也避免了整個存儲網(wǎng)絡(luò)暴露于應(yīng)用全面中斷的潛在風險。用戶可以利用具備成本效益的IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，來部署復雜的、多重SAN存儲解決方案。除錯誤隔離外，SecureConnect SAN路由解決方案能夠減少地址重復問題，從而簡化SAN的連接。McDATA的SecureConnect SAN路由技術(shù)允許在不同的光纖交換機上使用相同的域地址分配，而不會出現(xiàn)任何路由問題。

FCIP與iFCP之比較列表

    發(fā)展趨勢—多廠商互聯(lián)

    目前而言，SAN路由器還只能夠?qū)碜砸患覐S商的產(chǎn)品進行連接，SAN路由器還不能支持多廠商產(chǎn)品，也就是說，如果兩個Fabric分別由來自不同廠商的光纖通道交換機組成，那么目前還沒有產(chǎn)品能夠?qū)⑺鼈冞B接在一起。盡管各廠商都聲稱將來支持，但是，分析人士認為，目前多廠商交換機之間的互聯(lián)互通仍存在各種問題，而路由器之間的問題要遠比交換機的復雜得多。

    在以太網(wǎng)中的路由器技術(shù)已經(jīng)非常成熟了，同時標準化的產(chǎn)品之間互聯(lián)互通不會存在任何問題。這是大家非常熟悉的現(xiàn)狀，那么，以太網(wǎng)的路由器在初期也無法互聯(lián)互通嗎？其實，在以太網(wǎng)實現(xiàn)“路由”的道路大致一樣，當初，用戶認為他們有足夠多的交換機，根本沒有必要使用路由器，當需要連入更多資源時，用戶購買更多交換機而非路由器。筆者一位朋友在回憶大概十年前的情景時說，當時抱著一個巨大的路由器向用戶上門推銷，但是用戶卻問：“我們有交換機，為何需要路由器呢？”如今，以太網(wǎng)路由器幾乎到處都是。最為關(guān)鍵的是，在用戶目前的以太網(wǎng)環(huán)境中使用的路由器來自多個廠家，它們之間、它們與以太網(wǎng)交換機之間可以任意互聯(lián)互通。

    這也應(yīng)該是SAN路由器的發(fā)展方向。

    “標準化”三個字極大地推動了以太網(wǎng)的發(fā)展，一方面標準化可以吸引眾多廠商參與，并且朝著同一個方向前進，結(jié)果使得各廠商產(chǎn)品都符合“標準”，因此在互聯(lián)互通方面不會存在任何問題；另一方面，標準化加速了產(chǎn)品與技術(shù)的成熟，使得成本和產(chǎn)品價格迅速降低，更多的用戶可以用得起，應(yīng)用的普及反過來對技術(shù)起到積極的推動作用。

    應(yīng)用案例

    互聯(lián)互通 輕松實現(xiàn)

    國內(nèi)某大型保險公司已經(jīng)成功應(yīng)用了SAN路由器。在用戶的存儲環(huán)境中，有兩個本地的存儲網(wǎng)絡(luò)，SAN-1和SAN-2，每個SAN網(wǎng)絡(luò)都通過一個導向器級的交換機連接。此外，一個比較小的SAN網(wǎng)絡(luò)（SAN-3）用來模擬一個小型遠端的分支SAN的配置。

    該用戶使用三個SilkWorm多協(xié)議路由器將一個GbE的交換機以及三個SAN環(huán)境聯(lián)接起來。

    用戶采取了iSCSI、FCIP以及IFL (Inter-Fabric Links)組合的連接方式。IFL是最基本的FC連接方式，與ISL的概念類似。一般地，在連接一個SAN時，你需要建立兩個或多個IFL鏈路，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。首先，在SAN-1內(nèi)的一個主機設(shè)備與SAN-2內(nèi)的一個磁盤陣列建立一個連接，通過這種方式在SAN之間建立的連接稱為邏輯SAN（LSAN)。

    創(chuàng)建一個LSAN非常容易。在一個單一SAN環(huán)境下，可以創(chuàng)建包含一組存儲或主機設(shè)備在內(nèi)的特別分區(qū)，以實現(xiàn)在SAN內(nèi)的跨設(shè)備間的更好的訪問和管理。LSAN分區(qū)在概念上類似于通常意義上的分區(qū)，并且可以用同樣的工具創(chuàng)建。為了避免SAN網(wǎng)絡(luò)地址的沖突，SilkWorm路由器使用FC-NAT方式，如同相應(yīng)的IP地址，來掩蓋相鄰SAN網(wǎng)絡(luò)的地址沖突。

    LSAN和FC-NAT實現(xiàn)了在多個SAN之間保持其各自獨立的SAN網(wǎng)絡(luò)管理的同時，在不破壞以前的配置的情況下，建立LSAN分區(qū)。用戶可以在不同的SAN網(wǎng)絡(luò)之間有選擇地將部分主機及存儲設(shè)備連接起來。對于SAN集中的需求來說，這是最能夠被接受并減少潛在危險的一種方式。

    為了檢驗網(wǎng)絡(luò)中斷的效應(yīng)，工程師將其中一個IFL的端口拔掉。幾秒鐘內(nèi)，另一個沒有被拔掉的IFL端口開始承擔原來兩個IFL的工作，并且吸收來自主機端的全部傳輸量。

    編看編想逐步發(fā)展的第二網(wǎng)

    ■ 張峰

    存儲區(qū)域網(wǎng)原本是一個既封閉又獨立的子網(wǎng)，它使用的光纖通道協(xié)議對于大多數(shù)IT技術(shù)人員來講都十分陌生。由于各種原因，在長期的運行過程中，SAN經(jīng)常出現(xiàn)各類問題，比如管理復雜、隨著系統(tǒng)規(guī)模增大存儲整合難度加大等。

    SAN路由技術(shù)是一個比較好的進步，它不僅解決了一些SAN孤島互聯(lián)問題，更重要的是為存儲區(qū)域網(wǎng)的應(yīng)用開辟了一條嶄新的道路。大家知道，IP存儲技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾年時間，而直到SAN路由器的產(chǎn)生才使得IP存儲技術(shù)得到實際應(yīng)用，除此之外，多協(xié)議的轉(zhuǎn)換技術(shù)還為更多IP存儲技術(shù)的集成預留了足夠的發(fā)展空間，比如iSCSI。

    但是路由并沒有解決所有問題，比如從它的應(yīng)用領(lǐng)域來講，目前主要應(yīng)用在中低端的存儲區(qū)域網(wǎng)中，大型存儲區(qū)域網(wǎng)的整合目前還主要通過導向器級光纖通道交換機來實現(xiàn)。另外，與以太網(wǎng)路由器技術(shù)相比，SAN路由器還相對簡單，它并沒有完全設(shè)計出一套全新的體系，有分析人士指出，SAN路由器大概類似一個SAN孤島互聯(lián)的“補救設(shè)備”，它并沒有從根本上改變原來SAN孤島的設(shè)計。

    由此看來，對于SAN路由器來講，“革命尚未成功，廠商仍需努力”。在這方面，以太網(wǎng)是一個很好的榜樣，存儲區(qū)域網(wǎng)可以從中學習借鑒許多經(jīng)驗。而筆者認為，最值得借鑒的便是標準化與多廠商參與，然而，從近兩年的發(fā)展情況來看，存儲區(qū)域網(wǎng)領(lǐng)域大有“逆其道而行之”的趨勢，隨著一些并購案的發(fā)生，該領(lǐng)域廠商沒有增加反而減少了，再加上該領(lǐng)域的進入門檻相當高，因此，在可預見的將來，用戶仍然不會獲得更多的選擇。

    來源：CCW