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Brocade 通讯系统有限公司: 存储网络领域的领导者

Brocade 通讯系统有限公司: 存储网络领域的领导者. 全球 SAN 信息架构的领导者 与全球所有存储系统供应商保持良好的合作关系 全球销售了1,500,000 SAN 交换机端口 占有全球90%的光纤通道 Fabric 交换机市场 * 全球雇员约1100人 SAN 技术 和标准的制定者 拥有全线 SAN 交换机产品 拥有22个 OEM 合作伙伴. * Source: IDC. Brocade 智能 Fabric 服务体系结构. SAN 管理和支持 存储资源管理 存储管理 存储虚拟化 LAN-Free 备份. 应用. API. 高级网络服务.

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Brocade 通讯系统有限公司: 存储网络领域的领导者

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  1. Brocade通讯系统有限公司:存储网络领域的领导者Brocade通讯系统有限公司:存储网络领域的领导者 • 全球SAN信息架构的领导者 • 与全球所有存储系统供应商保持良好的合作关系 • 全球销售了1,500,000SAN交换机端口 • 占有全球90%的光纤通道Fabric交换机市场* • 全球雇员约1100人 • SAN技术和标准的制定者 • 拥有全线SAN交换机产品 • 拥有22个OEM合作伙伴 * Source: IDC

  2. Brocade智能Fabric服务体系结构 SAN 管理和支持 存储资源管理 存储管理 存储虚拟化 LAN-Free备份 应用 API 高级网络服务 企业级安全 开放网络管理 Fabric OS 网络操作系统 智能交换平台 Brocade SilkWorm 产品系列 光纤通道 FICON IP Infiniband 多协议支持

  3. 端到端的互操作性 • Brocade 互操作实验室负责验证Brocade产品与领先解决方案的互操作性: • 存储、磁带、HBA、服务器、网桥 • SAN网络互连： DWDM, IP, ATM • 存储和SAN应用 • 网络认识计划 • 40家合作伙伴负责验证与Brocade产品的兼容性 • 解决方案说明库 • 83 份参考指南：经过验证的配置可以加速SAN的实施 • 可从www.brocade.com免费得到

  4. SAN•Ed 101 SAN Fabric基础

  5. 欢迎参加Brocade SAN•Ed Brocade 认证培训 Fabric技术专家 SAN设计师 SAN•Ed 101: SAN Fabric基础 SAN•Ed 201: 灾难恢复及业务持续性 SAN•Ed 301: DAS到SAN的迁移

  6. SAN•Ed 101: SAN Fabric 基础内容 培训目标: • 本次技术交流将为各位介绍以下内容: • SAN技术及主要概念 • SAN解决方案的优点 • 了解并掌握光纤通道技术的一些基本概念 • 基于光纤通道的服务及其工作方式 • 从直连存储迁移至基于存储区域网络(SAN)系统的策略 • SAN Fabric的结构

  7. 议程 • 第一章: • SAN概念及优点简介 • 第二章: • 光纤通道技术基础 • 第三章: • 建立SAN Fabric

  8. 第一章:SAN的构成及特点介绍 SAN的基本概念 SAN的硬件概览 SAN的业务优势

  9. 看看身边,我需要存储空间 • 我的笔记本电脑硬盘容量高达20GB,现在几乎存满了照片… • 需要追加外接存储空间,于是我订购了一块80GB的USB硬盘…$$$ • 我喜欢将照片组织起来并分类存放以便日后查询 • 我喜欢自己排的照片, 可是一旦我丢失了自己的笔记本怎么办? 我需要一套省时的备份方案以免浪费时间!

  10. 欢迎进入数字世纪! 总结: 数据的不断增长 • 我的笔记本电脑硬盘容量高达20GB,现在几乎存满了照片… • 需要追加外接存储空间,于是我订购了一块80GB的USB硬盘…$$$ • 我喜欢将照片组织起来并分类存放以便日后查询 • 我喜欢自己排的照片, 可是一旦我丢失了自己的笔记本怎么办? 我需要一套省时的备份方案以免浪费时间! 数据在不断增长 开始转向外置存储系统 用户希望数据在线使用 缩短备份时间并 保留多个备份版本 现代企业

  11. 让我们来看看系统性能的发展 微处理器 网络 系统吞吐能力 内存 • 微处理器的速度,内存,磁盘,磁带的容量以及网络交换机的性能都以每18到24个月翻一翻的速度增长 • 系统吞吐能力必须与技术的不断发展相适应(包括性能和距离两个方面)

  12. 大型主机存储吞吐系统的发展 性能 距离 接口方式 Bus-and-Tag 并行 (半双工) 4.5MB/秒 120米 ESCON 串行 (半双工) 18 MB/秒 9-60公里 串行 (全双工) 100 MB/秒 20公里 FICON IBM 大型主机 (MVS, IMS)

  13. 存储吞吐接口的发展 开放系统 (NT, UNIX) IDE/ATA SCSI 光纤通道 IBM 大型主机 (MVS, IMS) Bus-and-Tag 未来: iSCSI? Infiniband? ESCON FICON

  14. 通道连接模式与网络连接模式的对比 直接连接存储(通道技术)难以实现系统优化 • 计算资源 • 存储资源 • 带宽 我们需要网络连接模式以提高存储系统利用率

  15. 光纤通道 = 通道和网络的完美结合 光纤通道 通道 网络 • 脆弱 • 非阻塞数据传输 • 错误检测能力 • 路由 • 连接能力 • 远距离 • 管理能力 • 高速度 • 低延迟 • 数据完整性 • 大量数据传输 • 超级错误检测能力 • 有限的扩展能力 • 短连接距离 • 有限的管理能力

  16. 光纤通道 =是SAN Fabric的基础为存储系统提供一个网络连接模式 客户机 广域网 LAN(局域网) 服务器 Fabric “Fabric”是一个由智能光纤通道交换机构成并具有良好系统设计的高智能网络, 这一网络可以提供企业级的性能, 扩展能力, 可管理能力, 可靠性和可用能力 存储区域网 存储子系统

  17. SAN硬件概览 服务器端的主机接口卡 电缆 光纤通道交换机 GBIC 存储子系统

  18. 光纤通道主机接口卡(HBA) • 为服务器或客户机内部总线(PCI和SBUS等)提供与光纤通道网络的接口 • HBA软件驱动为操作系统提供所须存储信息 • 对I/O进行操作I/O同时对正常请求进行控制 • 铜/光介质支持 (可能是双接口卡)

  19. 连接线和接口部件 • 光纤通道并不等于只使用光纤连接线 • 铜缆和光纤连接线 1Gb光纤使用SC接口, 2Gb使用LC接口 (SFP)

  20. 千兆接口转换器(Gigabit Interface Converters;GBICS) GBIC = 小型串行到串行热交换模块, 主要功能是提供相应介质接口(铜或光) 2Gbit设备使用的GBIC叫做Small Form Factor Plug-able (SFP) • 短波光GBIC或SFP –最大500米 • 长波激光GBIC或SFP –最大10公里 • 增强长波激光GBIC - 最大80公里 铜 GBIC 光纤 SFP 光纤 GBIC

  21. 光纤通道交换机:网络智能的核心 • 连接多个端口 (8, 16, 32, 64, 128 口) • 支持交换Fabric和传统loop设备 • 1Gbit/秒和2Gbit/秒传输速率(自适应) • 全双工性能, 使用cut-through路由算法 • 交换机间提供8Gbit/秒逻辑干线合并 • 拓扑结构自动协调, 自动配置 (自恢复) • 端到端性能监控

  22. 存储设备 • RAID –冗余独立磁盘阵列系统 • JBOD –只是一组盘(磁盘组) • 磁带–主要用于数据备份和恢复

  23. 选件: 桥接器和光扩展器 • FC-SCSI 路由/桥接器 • 将SCSI设备映射为一个单独的AL-PA地址 • 可配置映射表 • SNMP管理功能 • 光扩展器 • 允许光纤通道的连接距离 > 10公里

  24. SAN 硬件示例 SAN Fabric 案例

  25. 光纤通道的优点 • 一个新的多用途网络信息基础结构, 用于连接开放系统存储, 网络, 视频应用和服务器集群应用. • 为上层协议(SCSI, IP等)提供一个通用硬件传输平台。光纤通道不是一种新的协议 • 高速: 现在可以提供2Gbit(200MB)/秒的数据传输速率, 全双工专有连接,未来可升级至10Gbit/秒 • 无阻塞数据传输 • 最大10公里连接距离(通过扩展器可连接上千公里,非常适于灾难恢复应用) • 先进的流控制系统保证数据按顺序传输. • 多平台系统支持(包括 AIX, NT, Solaris, HP/UX, UNIX, LINUX, Novell,等) • 支持传统环境和应用

  26. 光纤通道网络– SAN魔术般的扩展能力 WAN SAN应用 SAN网络级联 SAN及数据管理 SAN信息基础结构 问题: SAN是否会取代传统以太网络?可能性极小!

  27. SAN与NAS:区别何在? 注: 当NAS扩展时通常会选择SAN结构以集成其优点! • NAS (网络附加存储) LAN • NAS • 支持远程文件访问 • 使用现有LAN资源 • 使用传统网络协议 存储区域网

  28. SAN的商业利益 • 允许用户独立选择服务器和存储设备 • 实现存储整合(存储管理集中化) • 为服务器提供一个集中平台,从而减少所须服务器数量 • 更有效而可靠的实现商业关键数据的备份(高可用能力) • 成为容灾系统的设计(远程数据镜像和归档)

  29. 提高存储设备利用率 NT UNIX NT NT UNIX NT NT 80% UNIX 50% 50% 50% NT 存储区域网络(SAN) • 仅需20%的备用空间 • 可立即按需提供存储容量 • SAN连接存储设备可以有效减少备用空间 • 整和UNIX与NT存储增长需求 直接连接存储(DAS) • 服务器直接连接 • 可能有超过50%的存储设备闲置，以备扩容之需(空白空间) • 管理成本5至6倍于购买成本 “让我们的存储设备发挥更大作用”

  30. 提高企业信息的可用性（通过基于SAN的备份/恢复系统设计）提高企业信息的可用性（通过基于SAN的备份/恢复系统设计） 直接连接存储 (DAS) • 备份传输堵塞企业局域网 • 备份/恢复时间冗长 • 在备份/恢复期间应用软件和信息需中断服务 存储区域网络(SAN) • 与基于网络或直接连接式的备份，SAN可令备份操作更快完成 • 企业应用程序可更快速恢复服务 • 缩短意外服务中断时间，尽快恢复遗失或损坏的数据 • 提高企业生产力 LAN LAN NT UNIX 备份服务器 备份服务器 NT UNIX 信息的可用能力保障业务的正常运行

  31. 提高对应用系统的保护 P P P S S S 直接连接存储 (DAS) • 三台重要应用软件服务器 • 需要三台备用服务器 • 1:1故障切换，成本高昂 存储区域网络 (SAN) • 基于SAN群集提供高可用解决方案，明显降低成本 • 一台备用服务器可支持多台工作服务器 • N:1切换 • 减少投资/软件开支 • 减少维护开支 P P P S 降低高可用关键业务应用的构建成本

  32. SAN的利益可以衡量!让我们看一个实际案例 8 个月的SAN ROI

  33. DAS到SAN迁移的三步骤 LAN LAN 步骤一 激活SAN

  34. DAS到SAN的迁移 LAN LAN 步骤二 磁盘镜像 主磁盘 附属磁盘(镜像) 主磁盘 镜像 步骤三: 切换磁盘任务

  35. 第一章: 总结 • 回顾存储传输技术的发展 • 回答光纤通道的意义 • 演示SAN物理部件的不同部分 • 阐明SAN与网络附加存储(NAS)之间的差异 • 解释SAN实际的商业用途 • 说明从直接连接存储(DAS)到SAN的简单迁移步骤

  36. 第一章:复习题 • 列出SAN中的重要组成部件 • SAN的商业价值何在? • DAS,NAS和SAN之间的差异在哪里?

  37. 第二章:光纤通道的基本要点 光纤通道拓扑结构 存储与网络融合的力量 底层智能操作控制

  38. 作为开放标准的光纤通道 • FC-SB (Single Byte Mapping Protocol) • FC-SB-2 (Single Byte Protocol Mapping 2) • FC-LE (Link Encapsulation) • FC-PH (Physical and Signaling) • FC-PH (Physical and Signaling) Amendment 1 • FC-PH (Physical and Signaling) Amendment 2 • FC-PH-2 (Physical and Signaling 2) • FC-PH-3 (Physical and Signaling 3) • FC-FG (Fabric Generic Requirements) • FC-GS (Generic Services) • FC-GS-3 (Generic Services 3) • FC-SW (Switch Fabric) • FC-SW-2 (Switch Fabric 2) • FC-AL (Arbitration Loop) • FC-AL-2 (Arbitration Loop 2) • FC-BB (Backbone) • FC-FP (Mapping to HIPPI-FC) • HIPPI-FC (FC-PH Encapsulation) • 光纤通道标准开发始于1988年由NCITS T11开发: I/O接口 (X3.230-1994) 国际标准完成于1994年. • 参考链接地址: http://www.t11.org • 获得其他标准伙伴和厂商的认可 FC-SW FC-PH 商业 解决方案 FC-GS FC-FLA 开放, 多供应商的SAN FibreAlliance FCIA SNIA FC-CT FC-AL 产品的互操作能力 FC-FG FC-LS 企业标准 ANSI DMTF IETF

  39. 光纤通道的技术能力 • 不存在无线电信号散射 (RFI), 从而消除了电磁信号 • 串行数据传输, 每传输一位需要0.94纳秒(极小的时间延迟) • 使用8b/10b编码方式将8位转换为10b格式进行串行传输(内置时钟信号) • 2Gb/秒连接可以提供 8Gb/秒的合并带宽 • 最多可以连接1千6百万个节点(交换Fabric模式) • 帧大小可调整, 最大用户有效载荷2,112字节, 支持128MB的批量数据传输. • 强大的错误更正能力(位错误率 = 1x10-12), 比原有铜连接网络强大1,000倍 • 支持全双工(同时进行传输与接收同工作)

  40. 配置灵活的拓扑结构 普及! 点对点 Arbitrated Loop(仲裁环) 交换式 Fabric 只能连接 2个设备 (直接连接) 最多支持126个设备 (光纤集线器) 最多支持1千6百万个设备 (光纤通道交换机)

  41. 可把光纤通道看做超级SCSI SCSI SCSI SCSI FC FRAME FC FRAME FC FRAME 光纤通道高速公路 (一个新的底层数据传输途径) • 速度更快… • 更好的连接线… • 更多的连接数量… • 较低的管理费用… • 可以连接更长距离… • 更强大的管理能力… 光纤通道类似于 超级SCSI SUPER

  42. 并行与串行接口之间的比较 • 光纤通道基于核心SCSI协议设计,光纤通道通过将并行接口转换为串行接口极大的提高了SCSI的性能 并行总线难以保证在远距离上数据的传输顺序 (电磁干扰) SCSI的并行接口 多条连接线 光纤通道的串行接口 单连接线

  43. 光纤通道存储特性

  44. 将光纤通道看做一个聪明的网络 先进的分层 体系结构 广泛的上层 协议映射 底层智能操作控制 (基于硬件) 概要: 可预测的网络性能

  45. 看看网络的协议层 TCP IP Software Ethernet Hardware 以太网络 数据和应用 如果没有TCP/IP, 以太网自身能做什么?

  46. 光纤通道分层体系结构 FC-4: 高层协议映射 FC-3: 通用服务FC-2: 数据分发FC-1: 字节编码 FC-0: 物理界面 减少对处理器的中断次数,应用可以更快运行! 光纤通道 数据和应用 Hardware

  47. 光纤通道协议映射 • 高层协议 (ULPs) • 支持现有协议 • 对于操作系统是透明的 • 不做更改+ 新的能力 SCSI-3 IP ATM SCSI – 3 命令集映射 FC链路封装FC - LE FC - ATM FC-4 FC-3 通用服务 FC-2 结构协议 光纤物理与信号接口 ( FC- PH, FC-PH2, FC-PH3 ) FC - AL FC - AL -2 FC-1 编码 / 解码 8b/10b 编码 FC-0 铜, 光连接 物理变换 IPI - 3 命令集映射 (IPI-3 STD)

  48. 观察FC-2的智能底层控制 • 端口类型 • 逻辑结构 • 固定和动态寻址 • Well-known地址 • 网络服务 • 注册过程 • 灵活的节点分发服务 • 先进的流控制 • RSCN 让我们研究以下光纤通道网络特性…

  49. 光纤通道FC-2端口类型 • 设备 (节点)端口 • N_Port = “Fabric直接连接设备” • NL_Port = “Loop连接设备” • 交换机端口 • E_Port = “扩展端口” (交换机到交换机) • F_Port = “Fabric端口” • FL_Port = “Fabric Loop端口” • G_Port = “普通(Generic)端口 —可以转化为E或F” • U_Port = “通用(Universal)端口”(用于描述自动端口检测的术语) • 点对点 • Arbitrated Loop • Fabric 链接 输入 端口 输出

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