IP和光纤通道整合

1、IP和光纤通道整合介绍目前基于以太网和广域传输服务的IP网络主导着企业IT策略。IP是一种被广 泛使用、价格可以负担、可以扩展到数量庞大的设备及远距离的技术。尽管大 部分企业数据可以通过一般IP网络传输，但是块量的存储数据是例外。高性能 的存储数据访问一般是通过直接附加 SCSI连接、或通过专用光纤通道存储区 域网络（SAN）进行。为了同时满足企业信息及存储数据传输的需要，IT管理 人员因而要支持两个独立的网络。额外的费用、以及支持传统的局域网、广域 网和SAN的繁琐问题，促使新的整合IPSAN解决方案的出现。这篇文章介绍 了三个关于基于混合IP和光纤通道SAN的共享存储解决方案的配置方式。这

2、 些范例的配置包括一个主要数据中心、一个远程数据中心和一个部门级工作组。 整篇文章也介绍了整合的光纤通道和IP SANs的应用、功能和好处。网络存储的背景介绍小型计算机系统接口（ SCSI）从20世纪80年代开始，小型计算机系统接口（ SCSI）一直是数据块在服务器 间传输的主要协议。根据 Gartner/Dataquest的统计，有1亿个基于SCSI的存储 设备（例如磁盘，磁带机等）直接连接在不同系统上。虽然SCSI被广泛采用，但是它在距离、支持大量设备和灵活性上有先天性的限制。在一个直接附加的 SCSI配置中，每一个服务器单独拥有其连接的存储设备。这样就会阻碍了在多 个服务器间的存储能力共

3、享，并且如果个别服务器发生故障，其数据就会丢失。光纤通道光纤通道性能高、具连接性和支持块级存储协议，它是用作建设SAN的主要技术。光纤通道标准通过分配大部分处理硬件的协议以获得高性能。光纤通道通 过创建一个交换机网络基础设施，克服了一些存在于SCSI中的扩展问题。光纤通道延伸了 SCSI的距离，可达到10公里，也克服了 SCSI的设备数量的限 制。光纤通道也有它自己的问题，需要IP存储网络来帮助克服。网络附加存储（NAS）NAS设备允许用户直接附加可扩展的文件级存储器到现有的IP/以太网局域网，提供便捷的安装和维护。NAS设备支持本地的文件系统（例如 NTFS和UFS）， 用户可以通过NFS（

4、Unix）或CIFS （Windows）等文件交换协议，使用多个 NAS设备来远程访问文件系统。文件系统访问存在于内部或外部连接到NAS设备的磁盘机中的数据，通过 SCSI或光纤通道互连附加。NAS的优势是提供 文件级，而不是块级访问，并可在异构的操作系统（例如NT，Unix，Solaris）环境中操作。互联网光纤通道协议（iFCP）互联网光纤通道协议（iFCP）是一种本地IP协议，将光纤通道或光纤网络带到 主流IP网络。iFCP将每一个光纤通道设备设立一个特定的IP地址，协助把源 于光纤通道的存储数据这样在IP网络中路由。iFCP协议还可以使SAN网络互 连，既可以提供各光纤通道SAN间的连

5、接，同时也可把产生故障的部分孤立起 来互联网小型计算机系统接口（ iSCSI）在SCSI协议于TCP/IP的基础上发展起的iSCSI标准出现前，块级数据是不能 通过IP网络访问。iSCSI能使标准SCSI命令通过TCP/IP网络，在主机系统initiators）和存储设备（targets）间转换。iSCSI在系统间交换的命令是标准 SCSI指令。在系统间的数据通信使用的是IP网络基础设施，而不是SCSI线路 或光纤通道网络。使用IP网络可以使数据方便的通过IP基础设施在本地，城 域和广域拓扑结构中传输。IP存储网络产品在现今的市场上有许多IPSAN产品。下面是一些在本文所提及产品的介绍：IP存

6、储交换机-IP存储交换机为存储设备提供交换光纤网络功能，包括iSCSI和光纤通道。IP存储交换机备有iSCSI和光纤通道端口，在协议间可进行IP/Gb以太网交换、光纤通道交换和协议转换，例如 iSCSI到光纤通道和光纤通 道到iFCP。这个多协议的功能可以使iSCSI和光纤通道设备汇聚形成一个整合 的IP存储网络。iSCSI起始器iSCSI起始器要求块级数据传输并联结 SCSI命令到TCP/IP来 通过IP网络路由的服务器。起始器或通过IP存储交换机、光纤通道存储设备 与iSCSI目标设备交换块级数据。iSCSI目标系统这是接收iSCSI命令的存储设备（例如磁带机，磁盘，冗余 独立磁盘阵列），

7、它们通过IP网络和/或网络互连设备（例如存储交换机和路 由器）进行数据交换。iSCSI适配器和网络接口卡（NIC） iSCSI适配器或NIC是Gb以太网接口， 在硬件接口支持iSCSI和TCP/IP协议。就在主机系统和SAN的接口而言， ISCSI适配器卡的功能和光纤通道主机总线适配器（HBAs）相仿。虽然主机系 统CPU必须支持TCP和iSCSI运算，iSCSI设备驱动器也可以在传统的 10/100Mbps以太网卡或Gb以太网卡上运行。若想获得最优化性能和低 CPU利 用率，就应该使用iSCSI适配器。整合 iSCSI 和光纤通道存储网络的好处在下列所示的部署范例中，用于iSCSI和光纤通道

8、连接设备的公共IP存储网络 技术，可提供下列功能和好处：不论是那一种互联模式(例如iSCSI，光纤通道)，所有的存储访问都 是通过 IP 网络，访问现有的光纤通道 SAN 和到 IP 环境的迁移通道使用光纤通道终端系统具备高度稳定性和性能卓越支持 iSCSI 服务器的高端存储 /SAN 扩展在一个公共IP网络，把iSCSI SAN、光纤通道SAN和NAS存储汇聚， 以支持一个可行的长期存储策略可管理性和可用性基于 IP 的核心 SAN 光纤网络这些配置环境所支持的应用包括：通过IP网络的本地和远程备份通过一个公共异构存储资源实现虚拟存储 同级别设备与同级别设备复制 灾难恢复和高可用性 异质 S

9、AN 镜像公共 IP 网络还是公共 IP 技术？有一个经常被提到的问题是， IP 存储网络是在公共 IP 网络主干网范围内共享存 储传输和信息传输量，一些人感到这样会导致阻塞瓶颈。尽管数据和存储传输 存在单个网络也是可能的，但是更实用的实施方法是将 IP 网络基础设施分成若 干部分，通过不同的通道传输存储和数据传输。这种分区方法可以使客户保护 IP 网络中的投资，同时通过在公共基础设施中进行两种传输以达致最高的效率。 一些常见的标准技术如虚拟局域网 (VLAN) 可以使用一样的网络设备，将以太网 网络分成几个部分。公共网络技术表明尽管部署方案可以是牵涉多个物理层网络，从 SAN 到局域网 到城

10、域网以至广域网，但是根本的基础设施是一样的，提供各种好处，例如使 用现有 IP 网络员工、统一的网络管理，以及网络设备共享和维护。配置范例本文中所举的配置范例是在混合的iSCSI和光纤通道存储环境中使用公共IP网 络技术进行网络连接。范例一主要数据中心SAN （图一）显示大规模的IP和光纤通道SAN，以及其 它IP和NAS设备是可以通过公共IP主干网整合。范例二远程数据中心（图二）显示一个iSCSI的早期部署方案。低成本的iSCSI 系统将开始配置光纤通道系统-两个环境将需要通过公共IP网络技术整合。范例三部门级SAN方案（图三）考虑到一些办公环境，例如远距离分支点，想 要利用iSCSI来整合

11、孤立的iSCSI服务器和设备，把他们延伸到iSCSI或光纤 通道网络存储环境。在每一个上述范例中，iSCSI和光纤通道系统可以通过IP网络被整合成存储资 源库，提供关键任务服务，例如灾难恢复，镜像和备份。范例一：主要数据中心SAN配置ricthMlv Mi UHV MillUH/FChwv4 i( fiMi9/K5Wm 83：h - . + - .ma.- I rHrtr gWSIMW.( 1j 11ata)*lMi 细 m回 |J轉 ip“MP3这个方案展示了独立的 iSCSI 存储网络、光纤通道存储网络、 NAS 设备和 IP 系 统怎样在数据中心 SAN 中被整合到一个公共 IP 网络平

12、台。为了简化演示，这 里只展示单个的 IP 存储交换机。冗余的 IP 存储交换机能够通过 IP 网络被连接 到 iSCSI 和光纤通道 SAN ，从而达到高可用性。IP 存储交换机可以提供无缝访问 IP 广域网，支持长距离存储应用，例如远程镜像到一个远程数据中心SAN。其它地理距离应用可能包括用部门级 SAN通过IP 城域网进行存储整合。利用 iFCP 作长距离光纤通道至光纤通道连接，不单 保留了每一地点的自主性，同时也支持它们间的存储连接。主要数据中心 SAN 的特点光纤通道SAN（ HBA、交换机、磁盘机）可以被用作数据中心的现有 高性能光纤通道存储资源。IP 存储交换机通过一个交换的光纤

13、网络为 iSCSI 和光纤通道 SAN、 IP 服务器和 NAS 设备提供主干网连接。这样可以扩展 、整合和运用高端 存储和使用公共 IP 网络技术。ISCSI起始器（initiators）和存储设备（target连接到IP网络以创建 iSCSI SAN。NAS 设备连接到 IP 存储交换机，用于扩展存储设备选项。应用程序包括所有块级存储资源汇聚、 iSCSI 和光纤通道附加系统备份、 IP SAN 扩展、镜像和灾难恢复。范例二：远程数据中心SAN配置在新的地点例如部署远程数据中心 SAN，整合的异构iSCSI和光纤通道存储网 络可以从一开始就和IP网络建立成为核心SAN光纤网络。若一开始就建

14、立IP网络基础设施，光纤通道 HBA和iSCSI HBA可以协同IP 存储交换机被建立成和图二所示的完方位整合高性能存储网络。远距离数据中心SAN的特点IP存储交换机构成核心SAN光纤网络，重点是从开始就和IP网络一起 建立，通过IP广域网将远程数据中心和延伸 SAN整合。光纤通道或iSCSI可以在服务器和存储设备接口使用。使用现有光纤通道存储有着稳定性，互操作性和设备选择多样化的优点。网络基础设施的IP提供无缝整合和镜像通路，如果需要，能建立完全 iSCSI存储网络。到主要数据中心SAN的连接可以是在共享或专用IP网络上进行。 tP Metropolis nWkdt Arvi Wtwc 権i

15、SCSI StornttRunote DcputnafftBl SM范例三：部门级SANPr1*nary DiU Center SAHIKS*Fib ft Channl图三呈现的是一个典型的部门级SAN范例，一个存储密集型组要求灵活的基础 设施。部门级SAN通过iSCSI访问块级数据，通过基于IP的城域网和主要数 据中心SAN整合。这个案例代表了一个低成本的配置，通过一个公共 IP网络 将iSCSI存储资源合并到扩展的SAN。应用范围和功能包括本地备份，同级别 设备和同级别设备复制和访问其它IP存储。部门级SAN的特点IPSAN通过IP城域网连接到主要数据中心，通过IP存储交换机获得访 问IP、光纤通道和iSCSI存储资源的能力