支持分层式san体系结构

MCDATA支持分层式SAN体系结构SAN日趋成熟在过去的几年中，光纤通道SAN经历了爆炸性增长。仅仅在4年前，所有可用的存储中大约只有10是连网的，而现今SAN在美国企业的采用率已将近75。一项ESG的近期调查结果显示，在那些拥有SAN的调查对象中，平均58的存储是通过光纤通道SAN来实现，16是通过NAS，其余的则仍使用DAS或内部存储。这个采用比率影响了光纤通道网络的大小和范围。数年前，典型的光纤通道SAN部署一般平均少于40个端口，其中一半的端口用于冗余。现今一般SAN的端口数量已超过100个，许多大型企业的SAN更超过1,000个端口。ESG的调查还显示有很大一部分的企业配备了多个SAN，通常为1至6个，但配有10至20个或更多的也不罕见。SAN数量和平均端口数量的增长引发了如何有成本效益地扩展SAN及管理存储网络的问题。上述情况与网络管理员不久以前所经历的以太网网络问题类似，在IT世界里，15年已经沧海桑田，然而在现实世界里上世纪90年代初以太网体系结构才开始使用网桥（BRIDGE）及路由器来处理网络扩展，以便解决不断增加用户而同时建立“既独立也是共享”的通信基础设施。网桥是用来建筑独立的网络，准许某些设备在分立的网络上进行通信。网桥虽然有效，但它只能识别OSI第2层地址（介质访问控制地址，MAC），所以它只能达到器件级共享而无法实现用户级共享。这推动了在OSI第3层操作路由器的发展，现在路由器主要是在IP协议层操作，它让特定的用户在路由网络上共享信息，这推动了连接多个工作组的路由互连网络得到了发展。在这些网络的数据共享是通过一个路由表来实现，尽管这比点对点网络进步得多，在网络可扩性及增长方面有突破性，但路由互连网络仍有很大的体系结构局限性。路由网络本质上是一个“扁平”的结构，承担同等工作量的各个路由器决定路由路径，视乎网络的设计而定，有可能多个路由器需要负责把一个数据包在多个网络间传输。网络管理也是一个大问题，在大型路由网络中找出问题所在是非常困难的，信息包承载的路程段数能影响应用程序性能，因而，追踪延迟时间和提供端对端路径管理变得十分重要。发展了一段时间后，以太网体系结构开始参考电信网络的模式来处理可扩性、性能和管理等问题。电信网络是采用分层式网络，核心网络交换机只负责高速地传送数据包至分布站点，然后这些站点再把数据包转送至合适的边沿交换机，这是最终用户设备进行网络访问的地带。分层式体系结构解除了多个低端路由器所负责的路由工作，为整个网络提供一个骨干网来确保高效的数据传输。分层体系结构在骨干网上提供了高速的数据包运输，同时通过独立的分布站点和最少的路程段，尽快地把数据传输到适当的用户。存储网络现在也需要采用真正的分层式结构，解决与以太网和电信网络体系结构曾经历的相同问题。分层式存储网络体系体构具备高度灵活的扩展性，可满足商业需要，同时确保性能和可用性达到服务水平协议的要求。分层SAN体系结构可容易地支持多种操作，例如通过存储分层和更有效的共享资源来降低存储成本、执行信息生命周期管理策略和基于使用率的存储分配。对那些不熟悉分层网络体系结构的人士来说，令他们最惊讶的是这个举措通过使用低成本的边缘交换机及分布站点来支持访问，从而减低整体网络成本，避免在整个网络使用费用高昂的高性能端口。为什么SAN需要改进SAN体系结构必需与商业不断提高的要求同步前进。在IT世界中，过去存储一直扮演配角，受到用户的冷遇，但如今企业已经开始认识到存储的重要性，而存储网络更是维持业务正常运作的关键。在电子商务、交易处理、金融交易及电子邮件等应用的推动下，企业所管理的存储量正大幅度增长。结构性数据及无结构数据的增长、内部和外部需要访问信息用户的数量也激增，这对IT部门带来巨大的压力。SAN首先是被应用于支持关键任务应用。这些应用程序不仅需要快速数据访问及高性能网络，它们也要求大量的后端程序存储，SAN可以不需达到SCSI总线的极限便能扩展存储。另外，SAN能使多个主机访问同一个数据存储池，容许企业整合存储资源及降低成本。IT机构逐渐认识到SAN不单可支持关键任务应用，后来便把网络存储用于服务多个基于模块的应用程序。随着SAN的发展，它有需要把越来越多的设备附加至网络上，同时要确保为特殊应用提供高性能和可用性。分层式存储网络不是一个全新的概念，光纤通道SAN因有需要已经朝着分层式存储的方法前进。起初光纤通道是被用作一种点对点技术，最后发展成为一个交换拓扑结构。起初光纤网络所用的交换机只有很少端口，典型的光纤网络交换机有8至12个端口，提供有限度的连接。为了提供冗余支持，通常会同时使用两个光纤网络交换机，同时为了使得这两台交换机之间有联系，它们必需采用交换机间连接（ISL），这个安排会占去一些可用的端口。随着这种光纤网络不断扩展，交换机、ISL及冗余路径的数量也会相应增加，令管理工作变得十分困难。虽然这种SAN使用分区令设备间有“独立但共享”的通信，分区并不能满足不断改变的性能要求。由于连接和性能的需求增加，SAN交换必需改进，导向器逐渐流行。光纤通道导向器和交换机最大的分别是两者的端口数目，以及导向器级别交换机的可用性和冗余能力。导向器一般是应用于网络的核心，光纤网络交换机必需通过ISL连接，但导向器则不一定如此，很多时用户只是为其导向器增加端口，如果导向器的端口数达到了极限，他们会连接另一台导向器，这做法虽然有效但费用高昂（不久以前，导向器的端口价格为每个2,000美元）。由此看来，使用一个纯粹的光纤网络交换机或导向器级别的SAN来支持拥有多种应用的环境并不可行，这些应用对性能、可用性及访问都有不同的要求。我们所需的网络要能提供低成本访问，同时也能满足个别应用及用户对性能及可用性的不同要求，MCDATA把这些不同要求称为“连接水平质量”QUALITYOFCONNECTIONLEVELS,简称为QOS，QOS定义了不同级别的连接可用性、批准的性能降级及所需的带宽可扩性。建议中的分层式存储体系结构容许其构建人员为每个应用订立不同的QOS，同时确定这个应用的用户所能采用的合适访问切入点。此外，这个网络必需具备相当的灵活性，能够轻易地增加新用户及存储设备，但又不会影响网络的其它部分，同时它能轻易扩展增加新应用而不降低网络的整体性能。分层式体系结构必需提供安全访问，对某些应用能作出分区，确保用户只能访问网络中的特定数据。一个分层式体系结构的每一层都应该具备智能化功能，然而每层的智能化数据服务将有分别。分层式体系结构应该拥有一个核心骨干级交换机、高性能的分布式站点及低成本访问点。MCDATA的分层式体系结构MCDATA提倡的分层式体系结构与今天企业及电信基础设施的分层式网络相仿，然而交换机在核心层所扮演的角色略有不同。三层式SAN体系结构的观念是崭新的，过往有关技术只支持核心/边缘网络，这种网络在扩展及满足日新月异的商业要求方面的能力有限。MCDATA的分层式体系结构包括骨干层或核心层在分层式体系结构中，核心拥有的交换机主要是把数据从点A迅速传输至点B。性能及冗余对这层十分重要，因为它是网络的骨干。MCDATA的INTREPIDI10K将用作大型SAN部署的核心/骨干级导向器，这款新产品提供DIRECTORFLEXPARS，或硬件强制弹性分区，让系统管理员可以把网络细分，为不同应用提供“防火墙”隔离。分区通常不会在IP网络的核心上进行，但这在存储环境中却甚为恰当，因为不同应用有独特的存储连接要求。分布层分布层为SAN的设备提供主要的主要交换机功能。提供访问的边沿交换机将连接至分布导向器，后者负责把数据传输导向至SAN中的不同设备。分布层交换机也连接至核心/骨干级导向器，如果传输需要导向至其它分层式交换机，这将通过高性能的骨干级导向器来进行。在一个分层式存储网络，每一层提供更高的性能，因此网络必需经过设计，确保传输流被优化，减少延迟。边沿传输是在高性能表现的分布层中汇集，分布层的传输是在其导向器的各个端口中流通或被导向至骨干级交换机。通过把传输导向至骨干级导向器，由于数据传输至目的地所经过的路程段数目减少，延迟时间也随之降低。MCDATA将采用其现有的INTREPID6000系统DIRECTOR作为分层式企业网络体系结构的分布导向器。卷管理、复制、数据迁移及存储资源池等智能化数据服务很大可能是在这层进行。边沿这是访问层，主机将在这层访问SAN。边沿交换机提供低成本的SAN访问，连接至分布导向器，然后分布导向器把传输导向至合适的存储设备。MCDATA的SPHEREON系列交换机将为企业网络提供边沿访问。MCDATA的计划是在访问层同时支持光纤通道及IP，NAS网关也将在这层访问SAN。虽然这层只具备有限度的智能化，但它将负责实施初步的安全措施。SAN路由MCDATA（以及其它提供类似解决方案的光纤通道交换机）对路由器的定义与IP厂商略有不同，这是源于光纤通道和IP协议栈的差异，然而总体目的是一致的路由器的作用是为分立网络的各个设备提供传输支持。在MCDATA的分层式体系结构中，ECLIPSESAN路由能把多个分立的SAN作网络互联，确保有效的共享资源，并为远程SAN提供额外的访问点。实施分层式存储网络的重要考虑如果要求分层式存储网络能提供上述所有功能，用户必需根据下列方面考虑其交换机组合灵活性互操作性可扩性安全性性能管理成本灵活性下一代SAN必需具备相当灵活性，以便满足不断变化的商业要求。网络必需能灵活地为不同应用提供分区，令性能、可用性及访问要求能轻易地根基不同需要来配置。MCDATA通过提供不同的交换机来支持网络的灵活性要求。INTREPIDI10K具备DIRECTORFLEXPARS功能，令管理员可以把导向器的端口进行分区，他只需把导向器的某些端口划给独特分区，这便可构建完全独立的网络。为某一分区增添端口，或者连接额外的分布及边沿端口将不会影响其它分区（不像其它提供虚拟分区的交换机）。INTREPIDI10K也可根据需要动态分配或重新划分端口，因此，假如需要把一个分区的资源挪动至另一个分区，INTREPIDI10K可以动态地把有关的端口纳入目标中的分区，这种灵活性令机构可以容易地在分区间整合、共享及重新分配资源。互操作性MCDATA提供一整系列的交换机，支持分层体系结构中的每一层。在实际情况中，用户的SAN可能是使用其它厂商的交换机方案。MCDATA可把多个其它厂商的交换机（包括博科、思科、CNT与QLOGIC）整合至FLEXPARS，以便令这些交换机能应用在分层式体系结构。此外，MCDATA的ECLIPSE路由器通过IFCP协议对多个SAN进行网络互联，令机构可以在分立SAN之间共享数据及资源。可扩展性存储容量及用户访问要求的大幅度增长令用户希望得到一个能不中断应用，便能迅速轻易地扩展的网络。MCDATA的分层网络正可以满足这种要求。通过在边沿提供访问端口，增加新设备将不会影响整个网络。通过在FLEXPARS创建的分区把现有网络融入分层式体系结构或在路由器间共享资源，机构可以扩展其网络，同时不会遭遇大型SAN的可扩性限制。如果每一个分区不断扩展，最终也会碰到相同的扩展性局限，大型SAN在增添新设备时经常遇见的问题包括辨别其ID及分区信息，MCDATA的解决方法是利用其ZONEFLEXPAR技术，它可以在一个分区中建立独立小区（ZONE），同时把其活动限制在小区中的有关节点。换句话说，通过采用MCDATA的解决方案可以有多种途径来扩展SAN。性能今天存储厂商纷纷支持分层式存储体系结构，数据是根据其价值被存储在与之匹配的资源（较重要的数据是被存储在高成本、高度可用的阵列），同样道理，高价值的数据是否应该得到网络提供的较高性能支持一个SAN应该根据应用对业务的重要性而提供不同的性能支持及QOS水平，MCDATA的所有交换机都将支持1G、2G及4G光纤通道，而INTREPIDI10K更可支持10G及FICON，令管理员在为网络制定不同性能支持及QOS水平时有更多选择。安全性随着SAN的规模变大，越来越多的用户通过各式各样的应用访问SAN的重要数据，有效的网络安全管理变得至关重要。虽然企业网络应用多种方法作安全保护，最重要的一环是保护SAN的每一层。MCDATA通过其SANTEGRITY安全套件提供ROLEBASEDFLEXPARS，这功能将根据角色要求来决定用户在使用设备、分区、端口或WWN等方面的权限。MCDATA的SANTEGRITY套件支持其所有产品，它同时提供多种特点来“封锁”网络，包括多级访问控制、高级分区安全和网络的安全管理控制。管理在建立大型SAN时，有效的网络管理是一个重要课题。这个课题有两方面考虑，首先，网络管理员需要一个有效的管理解决方案，可以通过单一用户界面管理网络中的每一个交换机，然而这种解决方案通常并不存在，管理员需要分别管理导向器及边缘交换机，这样很难察觉问题所在。除了管理基础架构，管理员也需要管理整体网络，这就意味着需要同时管理设备及网络的存储资源。为了有效的管理一个大型分层式网络，管理员需要一款一步到位、能肩负上述所有工作的管理软件。MCDATA的EFCM解决方案可以管理其所有交换机产品的配置、分区及分配工作，而SANAVIGATOR管理软件可管理整个SAN，这让管理员可透过单一控制台便能对整个分层式架构进行端对端管理（EFCM合并到SANAVIGATOR）。成本分层式存储网络的其中一个最大优点就是降低成本。低成本的访问端口提供大部分的SAN连接，协助降低整体连接成本。边缘交换机提供的低成本端口解放了分布层导向器的端口。根据性能要求，网络构建人员可以购买更多的边沿端口而不是分布层导向器端口，从而达到节省成本的目的，因为分布层导向器端口的价格比边沿端口为高（尽管整体光纤网络端口的价格在近年大幅度下降）。INTREPIDI10K通过将多