HC1109105_HCNA-Storage V2_BSSN_第五章 SAN技术及应用

1、Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 0修订记录课程编码课程编码适用产品适用产品产品版本产品版本课程版本课程版本ISSUEHC1109105T系列存储V2R1V2.0开发开发/优化者优化者时间时间审核人审核人开发类型（新开发开发类型（新开发/优化）优化）张博2012-6-10余雷新开发余雷2013-9-10张伟 升级优化本页不打印Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. HC1109105SAN技术与应

2、用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 2l学习完本章节后，您将能够：p掌握DAS存储基础知识p理解SCSI协议p掌握SAN存储的基础知识p理解FC连接和协议封装p掌握华为SAN存储的应用目标Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 3目录1.DAS存储基础存储基础2.SCSI协议介绍3.SAN存储基础4.FC连接与协议5.华为SAN存储应用Copyright 2013 Huawei Tech

3、nologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 4传统内置存储遇到的问题l存储容量不足存储容量不足l可靠性不足可靠性不足l存储空间利用率低存储空间利用率低l数据分散数据分散l扩展性问题扩展性问题l总线结构总线结构l传统内置存储接口接口接口处理器硬盘内存硬盘Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 5外置存储网络形态l存储网络几种常见类型Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights rese

4、rved. Page 6DAS存储的形态RAID功能JBODCPU硬盘RAMServerSCSI卡外部硬盘阵列（DAS)硬盘CPURAMServerSCSI卡控制器智能硬盘阵列(DAS)Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 7DAS存储的局限性l扩展性差l资源浪费l管理分散l异构化问题l数据备份问题SCSI存储阵列设备LAN服务器存储阵列设备SCSICopyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 8

5、目录1.DAS存储基础2.SCSI协议介绍协议介绍3.SAN存储基础4.FC连接与协议5.华为SAN存储应用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 9SCSI协议与存储系统lSCSI（Small Computer System Interface，小型计算机系统接口）最初是一种为小型机研制的接口技术，用于主机与外部设备之间的连接。lSCSI协议是主机与存储磁盘通信的基本协议lDAS使用SCSI协议实现主机服务器与存储设备的互联。主机适配器SCSI ID 7SCSISCSI总线总线SCSI SC

6、SI 阵列阵列ID 0ID 0SCSI SCSI 阵列阵列ID 5ID 5LUN 0LUN 0LUN 1LUN 1LUN 2LUN 2LUN 0LUN 0LUN 1LUN 1数据/地址总线控制信号Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 10SCSI 协议模型SCSI应用层应用层SCSI传输层传输层SCSI互联层互联层SCSI应用层应用层SCSI传输层传输层SCSI互联层互联层主机存储磁盘I/O请求总线连接命令/数据C/SCopyright 2013 Huawei Technologies Co

7、., Ltd. All rights reserved. Page 11逻辑单元号SCSI 协议寻址总线号总线号 区分不同的区分不同的SCSISCSI总线总线设备设备ID ID 区分区分SCSISCSI总线上不同的设备总线上不同的设备区分区分SCSISCSI设备中的子设备设备中的子设备Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 12Windows系统查看SCSI设备ID方式Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserve

8、d. Page 13Linux系统查看SCSI设备ID方式l在Linux系统的命令行中，输入命令lsscsi：Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 14SCSI 总线的使用阶段Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 15SCSI 命令描述块（CDB）l发起方通过命令描述块（command description block）向目标方发送具体的命令。lSCSI基础命令规范SPC（SCSI Pr

9、imary Commands，SCSI基础命令）定义了CDB的标准。lCDB结构如下：组代码命令码混杂CDB信息逻辑块地址传送长度参数表长度分配长度厂商指定保留NACA已废弃链接字段01234567操作码操作码 第1字节控制控制码码第n字节命令参数命令参数1n-1字节Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 16SCSI 命令描述块（CDB）l发起方通过命令描述块（command description block）向目标方发送具体的命令。lSCSI基础命令规范SPC（SCSI Primary

10、Commands，SCSI基础命令）定义了CDB的标准。lCDB结构如下：组代码命令码混杂CDB信息逻辑块地址传送长度参数表长度分配长度厂商指定保留NACA已废弃链接字段01234567操作码 第1字节控制码第n字节命令参数1n-1字节Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 17SCSI 读/写操作过程发起方目标方通过CDB发送SCSI命令API接口将用户读操作转换为SCSI读操作在指定逻辑单元中执行该命令请求的操作传送数据数据传输完毕后，发送命令完成的报告接收到目标方命令完成的响应，总线可恢

11、复到空闲阶段获得对总线使用权和对目标方的选择和寻址Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 18SCSI协议的常见类型接口模式接口模式 传输率（传输率（MB/s）数据频宽（数据频宽（bits）可连接设备数可连接设备数SCSI-1588SCSI-21088SCSI-3(Ultra SCSI)2088SCSI-3(Ultra Wide SCSI)401616Ultra 2 SCSI801616Ultra-160 SCSI1601616Ultra-320 SCSI3201616Ultra-640 SC

12、SI6401616Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 19目录1.DAS存储基础2.SCSI协议介绍3.SAN存储基础存储基础4.FC连接和协议5.华为SAN存储应用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 20什么是SAN？lSAN：存储区域网络(Storage Area Networks)FC服务器存储阵列设备FCLAN存储阵列设备服务器客户机FC-SANCopyright 2013 H

13、uawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 21SAN典型组网应用服务器光纤卡存储设备应用服务器 应用服务器应用服务器应用服务器光纤交换机光纤交换机光纤交换机存储设备存储设备直连单交换双交换Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 22SAN的组件l存储设备l光纤交换机lHBA卡和驱动l光纤线缆服务器FC HBA接口卡存储设备用户B服务器FC HBA接口卡存储设备光纤通道光纤网络光纤通道光纤网络用户C用户ACopyright 20

14、13 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 23SAN存储网络特点业务高性能业务高性能集中、远程、灵活的管理集中、远程、灵活的管理存储资源动态共享存储资源动态共享不占用业务网络资源不占用业务网络资源 高扩展性高扩展性兼容兼容SCSISCSI存储设备存储设备Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 24由于存储设备的集中部署，应用服务器可以实现低成本的数据存取和共享应用应用SAN存储的应用存储资源在逻辑上被分成多个块并分别映

15、射给应用服务器，实现存储资源共享数据备份使用独立的SAN网络与业务网分离，实现对异构服务器和多数据形式进行集中备份SAN网络可采用多种手段实现数据的自动备份，一旦出现灾难，可立即实现数据恢复。Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 25SAN与DAS的区别项目项目DASSAN协议SCSI协议FC协议应用对存储容量要求不高、服务器数量很少的中小型局域网关键数据库、集中存储、海量存储、备份、容灾等中高端存储应用环境优势部署简单、投资少高可用性、高性能、高扩展性、兼容性、集中管理劣势可扩展性差、资源

16、浪费、不易管理、性能瓶颈投资相对较高Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 26目录1.DAS存储基础2.SCSI协议介绍3.SAN存储基础4.FC连接与协议连接与协议5.华为SAN存储应用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 27FC拓扑结构点对点点对点只能连接只能连接 2 2个设备个设备( (直接连接直接连接) )交换式交换式 FabricFabric最多支持最多支持1 1千千6 6百万

17、个设备百万个设备( (光纤通道交换机光纤通道交换机) )Arbitrated LoopArbitrated Loop ( (仲裁环仲裁环) )最多支持最多支持127127个设备个设备( (光纤集线器光纤集线器) )应用最普遍的拓扑结构Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 28FC存储设备l存储设备上的FC接口模块提供了应用服务器与存储系统的业务接口，用于接收应用服务器发出的数据交换命令。FC主机端口Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. Al

18、l rights reserved. Page 29光纤交换机l光纤网络路由直接连接的方式l发起者和目标设备建立直接的连接l独享光纤的所有带宽l区域Zone的划分Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 30FC交换机端口节点 N_PortF_PortF_PortE_PortE_PortFL_Port 节点N_PortFC交换机2FC交换机 节点NL_Port 节点NL_PortG_PortFL_PortFL_PortFL_PortFC集线器Copyright 2013 Huawei Techn

19、ologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 31GBICGBIC封装封装FC交换机模块常见的纤连接器常见的纤连接器FC TypeSC TypeSC2 TypeFDD Type常见的光模块常见的光模块SFPSFP封装封装SFPSFP封装封装Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 32常用光纤连接介质介质类型介质类型发射器发射器速率速率距离距离9m单模光纤1550nm长波光激光器1Gb/s2m50Km2Gb/s2m50Km1300nm长波光激光器1Gb/

20、s2m10Km2Gb/s2m2Km4Gb/s2m2Km50m多模光纤850nm短波光激光器1Gb/s0.5m-500m2Gb/s0.5m-300m4Gb/s0.5m-170m62.5m多模光纤1Gb/s0.5m-300m2Gb/s0.5m-150m4Gb/s0.5m-70mCopyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 33HBA卡lHBA（Host Bus Adapter）：p主机总线适配器，就是连接主机I/O总线和计算机内存系统的I/O适配器。l分类：pFC HBA、SCSI HBA、SAS HB

21、A、iSCSI HBA等。l用途：p用于服务器、海量存储子网络、外设间通过集线器、交换机和点对点连接进行双向、串行数据通讯 。各类各类 HBA HBA卡卡Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 34FC HBA卡WWNlWWNN（World Wide Node Name）lWWPN（World Wide Port Name）链接链接输入输入输出输出 P2P FC-AL FC-SWWWPNWWNNFC网络Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. A

22、ll rights reserved. Page 35FC协议栈Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 36FC与SCSI协议FC-1 FC-1 编码编码/ /解码解码FC-3 FC-3 通用服务通用服务 FC-2 FC-2 结构协议结构协议FC-0 FC-0 物理变换物理变换FC-4 SCSI FC-4 SCSI 命令映射集命令映射集Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 37目录1.DAS

23、存储基础2.SCSI协议介绍3.SAN存储基础4.FC连接与协议5.华为华为SAN存储应用存储应用Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 38SAN、NAS统一存储OAHPCWebNFS/CIFS/FTP/HTTPiSCSI/FC/FCoE非结构化数据应用非结构化数据应用虚拟机应用虚拟机应用结构化数据应用结构化数据应用华为华为T T系列统一系列统一存储存储VDIVM ServerCopyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights re

24、served. Page 39华为FC-SAN组网应用S2600T应用服务器FC交换机1FC交换机2S2600TFC光纤FC HBA卡FC 接口FC 接口A控制器Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 40华为FC-SAN组网应用S5500T应用服务器FC交换机1FC交换机2S5500TFC光纤FC HBA卡FC 接口FC 接口A控制器Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 41华为FC-SAN组网应用S5600T应用服务器FC交换机1FC交换机2S5600TFC光纤FC HBA卡FC 接口FC 接口A控制器Copyright 2013 Huawei Technologies Co., Ltd. All rights reserved. Page 42华为SAN组网应用硬盘框级联