網絡技術： 存儲區(qū)域網（SAN）

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    一個孤立的二層網絡

    存儲區(qū)域網是專門為進行大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸而設計的專有網絡，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、帶庫以及相關的服務器連接起來，從而形成了一個高速的專用網絡。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絡相分離。

    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”，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)在服務器之間共享，才發(fā)明了SAN，而隨著SAN的構建形成了新的孤島。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)傳輸技術以及FCIP技術，這樣幾個SAN孤島可集成為一個大的SAN網絡。

    SAN孤島互聯(lián)問題多

    從現(xiàn)有的SAN網絡技術來說，四種連接方式均將多點構成一個Fabric網絡，這樣在一個Fabric網絡中就有統(tǒng)一的網絡服務（如統(tǒng)一的名稱服務器、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：在光纖通道技術中，一個Fabric網絡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網絡，因此在網絡中的任何人從網絡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網絡中，安全性是一個突出的問題，因為任何人可以從網絡的任何點連接到整個Fabric網絡中，如果能夠模擬其他應用系統(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網絡發(fā)生癱瘓，從而使整個應用系統(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網絡，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網絡的不穩(wěn)定或應用系統(tǒng)的中斷，因此在多點遠程連接的情況下，網絡安全和穩(wěn)定將會是一個突出的問題。

    SAN路由器應運而生

    為了解決上述SAN孤島互聯(lián)時產生的各類問題，SAN路由技術應運而生。人們可以使用SAN路由技術把迄今為止互無聯(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路由技術給網絡存儲以及容災系統(tǒng)帶來了諸多好處。

    SAN路由技術實現(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內最多239臺光纖通道交換機的限制，使得大規(guī)模SAN網絡成為可能。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網絡的管理的自主性，提高了各部門SAN發(fā)展的自由度。

    從實現(xiàn)技術上講，目前主要有兩種主流技術：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?！痹摱鄥f(xié)議路由器用于支持多種路由服務，包括實現(xiàn)SAN連接的博科 FC-FC路由服務、用于延伸SAN距離的博科FCIP隧道服務以及用于同iSCSI服務器共享光纖通道存儲資源的Brocade iSCSI網關服務。

    FC-FC路由服務是多協(xié)議路由器上的服務之一，它可以讓不同SAN Fabric中的設備建立通信，而無需將這些Fabric合并成一個大型的SAN。博科FCIP隧道服務使得各機構可以將其光纖通道SAN延伸更遠的距離。將FCIP隧道服務與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備間建立任意設備到任意設備連接的Fabric。

    iFCP

    根據(jù)McDATA公司中國區(qū)技術經理雷濤介紹，該公司主要根據(jù)一項名為“SecureConnect”的技術設計SAN路由器。SecureConnect SAN路由技術是由Nishan System公司首創(chuàng)，該公司在2003年被McDATA收購。SecureConnect SAN路由技術能夠為每個本地SAN光纖網絡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，光纖網絡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網絡。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。在存儲設備及服務器間，只有被授權(被分區(qū))的連接允許通過IP網絡。

    與第三層網絡路由相同，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絡暴露于應用全面中斷的潛在風險。用戶可以利用具備成本效益的IP網絡服務，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路由器還只能夠將來自一家廠商的產品進行連接，SAN路由器還不能支持多廠商產品，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，那么目前還沒有產品能夠將它們連接在一起。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。

    在以太網中的路由器技術已經非常成熟了，同時標準化的產品之間互聯(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，以太網的路由器在初期也無法互聯(lián)互通嗎？其實，在以太網實現(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，以太網路由器幾乎到處都是。最為關鍵的是，在用戶目前的以太網環(huán)境中使用的路由器來自多個廠家，它們之間、它們與以太網交換機之間可以任意互聯(lián)互通。

    這也應該是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，結果使得各廠商產品都符合“標準”，因此在互聯(lián)互通方面不會存在任何問題；另一方面，標準化加速了產品與技術的成熟，使得成本和產品價格迅速降低，更多的用戶可以用得起，應用的普及反過來對技術起到積極的推動作用。

    應用案例

    互聯(lián)互通 輕松實現(xiàn)

    國內某大型保險公司已經成功應用了SAN路由器。在用戶的存儲環(huán)境中，有兩個本地的存儲網絡，SAN-1和SAN-2，每個SAN網絡都通過一個導向器級的交換機連接。此外，一個比較小的SAN網絡（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內的一個主機設備與SAN-2內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備在內的特別分區(qū)，以實現(xiàn)在SAN內的跨設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網絡地址的沖突，SilkWorm路由器使用FC-NAT方式，如同相應的IP地址，來掩蓋相鄰SAN網絡的地址沖突。

    LSAN和FC-NAT實現(xiàn)了在多個SAN之間保持其各自獨立的SAN網絡管理的同時，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網絡之間有選擇地將部分主機及存儲設備連接起來。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。

    為了檢驗網絡中斷的效應，工程師將其中一個IFL的端口拔掉。幾秒鐘內，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

    ■ 張峰

    存儲區(qū)域網原本是一個既封閉又獨立的子網，它使用的光纖通道協(xié)議對于大多數(shù)IT技術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)域網的應用開辟了一條嶄新的道路。大家知道，IP存儲技術已經發(fā)展了幾年時間，而直到SAN路由器的產生才使得IP存儲技術得到實際應用，除此之外，多協(xié)議的轉換技術還為更多IP存儲技術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，比如從它的應用領域來講，目前主要應用在中低端的存儲區(qū)域網中，大型存儲區(qū)域網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，與以太網路由器技術相比，SAN路由器還相對簡單，它并沒有完全設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“補救設備”，它并沒有從根本上改變原來SAN孤島的設計。

    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，以太網是一個很好的榜樣，存儲區(qū)域網可以從中學習借鑒許多經驗。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)域網領域大有“逆其道而行之”的趨勢，隨著一些并購案的發(fā)生，該領域廠商沒有增加反而減少了，再加上該領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