MSPE-基础类-5-存储协议 v1.3.ppt

MSPE培训教材存储协议,目 录,了解各种存储协议 了解各种存储协议的主要区别,SCSI 的定义,常见SCSI接口有 50、68、80针,SCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）是一种为小型计算机研制的接口技术，用于主机与外部设备之间的连接。,SCSI 历史,SCSI-3是所有存储协议的基础，其它存储协议都用到SCSI的指令集,SCSI-1 1986年ANSI标准，采纳了SASI接口（1979）； 定义了硬盘、磁带和其它存储设备的物理接口、传输协议和标准指令集； SCSI-2 1994年ANSI标准，SCSI-1的后续接口； 提高了速度和总线带宽，支持多线程指令，增加了更多存储设备类型指令集； SCSI-3 更高的速度类型：Ultra-2/Ultra-160/Ultra-320； 物理接口、传输协议和SCSI指令集分层。,SCSI架构模型,特定设备指令集：包括磁盘设备的“SCSI块指令(SCSI Block Commands)”等 基础指令集：所有SCSI设备都必须实现的“基础指令(SCSI Primary Commands)” SCSI传输协议：譬如iSCSI，FCP，SCSI协议等 物理连接：譬如光纤，以太网电口，SCSI线缆，SAS线缆等 架构模型：定义了SCSI系统模型和各单元的功能分工,特定设备指令集,基础指令集,SCSI传输协议,物理连接,架构模型,SCSI 标准框架,Block Commands (e.g., disk drive) (SBC, SBC-2),Reduced Block Commands (e.g., disk drive) (RBC),Stream Commands (e.g., tape drive) (SSC, SSC-2, SSC-3),Media Changer Commands (e.g., jukebox) (SMC, SMC-2),Multi-Media Commands (e.g., DVD) (MMC, MMC-2, MMC-3, MMC-4),Controller Commands (e.g., RAID) (SCC-2),Object-Based Storage Device (OSD),Management Server Commands (MSC),Primary Commands (for all devices) (SPC, SPC-2, SPC-3),Architecture Model (SAM, SAM-2, SAM-3),SCSI Parallel Interface (SPI-2, SPI-3, SPI-4, SPI-5,Related standards and technical reports (SDV, PIP, SSM, SSM-2, EPI),Serial Bus Protocol (SBP-2, SBP-3),IEEE 1394,Fibre Channel Protocol (FCP, FCP-2, FCP-3),Fibre Channel (FC),SSA SCSI-3 Protocol (SSA-S3P),SSA-TL2,SSA-PH1 or SSA-PH2,SCSI RDMA Protocol (SRP, SRP-2),InfiniBand (tm),iSCSI,RJ45/SFP,Serial Attached SCSI (SAS, SAS-1.1),Enclosure Services (SES, SES-2),特定设备指令集,共享指令集,架构模型,传输协议,物理接口,SCSI-3物理接口,Interface-Independent Software Programming Interface (Miniport Interface, CAM, ASPI, IO),Fibre Channel Port,IEEE-1394(Firewire) Port,Serial Attached SCSI Physical I/F,Initiator I/O System,物理接口,SCSI应用,SCSI传输协议,SCSI物理连接,SCSI应用,SCSI传输协议,SCSI物理连接,Initiator 设备,Target 设备,互连协议,应用协议,传输协议,传输服务接口,互连服务接口,应用层,传输协议层,互连层,SCSI发起端-目标器模型,Initiator 设备,Target 设备,主机,磁盘阵列 磁带库,SCSI的特点,SCSI允许连接设备数量较少 SCSI连接设备距离非常有限,？,基于网络的SCSI,FC SAN,IP SAN,FCP,iSCSI,如何解决,基于网络的SCSI,光纤通道是构建FC SAN的基础，是FC SAN系统的硬件接口和通信接口。 FC可以通过构建帧来传输SCSI的指令、数据和状态信息单元。,FC（光纤通道）,点对点,只能连接 2个设备 (直接连接),交换式 Fabric,最多支持1千6百万个设备 (光纤通道交换机),Arbitrated Loop (仲裁环),最多支持126个设备 (光纤集线器),FC的三种拓扑结构,Fabric,节点,N_Port,F_Port,F_Port,E_Port,E_Port,FL_Port,节点,N_Port,交换机 2,交换机 1,节点,NL_Port,节点,NL_Port,G_Port,服务器或存储设备： N端口 NL端口 FC交换机： F端口 FL端口 E端口 G端口,FC端口类型,FC特点,构建维护成本高，时间长 互操作性不强，FC协议具 体实现上各个厂商有所不同 FC SAN缺少统一管理标准 单模光纤理论上最长传输距离10公里左右，长距离传输时需借助于其他手段（协议转换/DWDM等）,FC SAN孤岛如何连接， 并跨越WAN,？,通过IP 网络,隧道方案,路由方案,FCIP,iFCP,FC SAN的连接,应用场合 两个FC SAN孤岛 通过IP连接成一个大的FC SAN 特点 基于IP的FC隧道协议，将FC帧封装在TCP/IP上 FCIP连接对IP网络是透明的，整个传输中只有FCIP网关需要知道FCIP的封装,FCIP报文,封装,FCIP （FC over IP）,SCSI应用（文件系统、数据库）,SCSI块指令,SCSI流指令,其他SCSI指令,SCSI指令、数据和状态,iSCSI,TCP,IP,以太网等,iSCSI协议栈,iSCSI （Internet SCSI）把SCSI命令和块状数据封装在TCP中在IP网络中传输 iSCSI作为SCSI的传输层协议，基本出发点是利用成熟的IP网络技术来实现和延伸SAN,iSCSI,iSCSI 发起端-目标器模型,发起端（Initiator） SCSI层负责生成CDB（命令描述符块），将CDB传给iSCSI iSCSI层负责生成iSCSI PDU（协议数据单元），并通过IP网络将PDU发给target 目标器（Target） iSCSI层收到PDU，将CDB传给SCSI层 SCSI层负责解释CDB的意义。必要时发送响应,iSCSI,TCP,SCSI,IP,Link,iSCSI,TCP,SCSI,IP,Link,Initiator,Target,iSCSI的报文格式,以太网头(14),IP头(20),TCP头(20),iSCSI（TCP数据）,FCS,源端口,目的端口,序列号,确认号,首部,长度,保留,A,P,R,S,F,窗口大小,校验和,紧急指针,基本报头段(BHS，48字节),附加报头段（若有）,头部校验（若有）,数据段（若有）,数据校验（若有）,U,光纤通道只是二层协议，不具备广域路由能力,用于数据安全的第三层没有定义，协议本身不具备安全性,FC VS TCP/IP协议,iSCSI优点,良好的标准化,易管理，IP技术成熟，具备IP知识的专业技术人员多,很低的安装成本和维护费用：建立在TCP/IP上,减少了异构网络和电缆：不需要特殊的FC交换机,无距离限制，远程存储：异地数据交换、备份及容灾,灵活的安全性和QoS保证,跨广域网传输效率不高,几种存储协议报文结构比较,FCIP,SCSI- FCP,iFCP,iSCSI,Ethernet 头,IP头,TCP,FCIP头,S O F,FC帧头,C R C,E O F,F C S,S O F,FC帧头,Payload: SCSI Command in IU,C R C,E O F,Ethernet 头,IP头,TCP,iFCP头,S O F,FC帧头,C R C,E O F,F C S,Ethernet 头,IP头,TCP,iSCSI头,FC帧头,F C S,Payload: SCSI Command in IU,Payload: SCSI Command in IU,Payload: SCSI Command in IU,其它存储协议,？,FCoE, ,其它存储协议,从FC到FCoE,MAC,FCoE Mapping,FC-2,FC-3,FC-4,FC-0（物理接口）,FC-1（编码）,FC-2（数据分发）,FC-3（通用服务）,FC-4（高层协议映射）,PHY,FC协议层 （无改变）,IEEE 802.3 （Ethernet）,从FC到FCoE没有质变！,FCoE报文结构,目的MAC地址,源MAC地址,以太网帧类型,FCoE有效载荷,帧校验序列,6字节,6字节,2字节,MAC帧头,分片FC数据， 小于1500字节,4字节,目的MAC地址,源MAC地址,以太网帧类型,FCoE有效载荷,帧校验序列,6字节,6字节,2字节,MAC帧头,2112字节或 大于2112字节,4字节,FCoE以太网普通帧,FCoE以太网巨型帧,巨型以太网帧能传送一个完整的FC帧，一个巨型以太网帧最多可传送4个FC帧。,一个典型的光纤通道帧最大为大约2112字节，普通以太网帧只有1500字节，无法传送2112字节，因此需要在发起端分段打包，在接收端