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IP SAN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。这些范例的配置包

2、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享，并且如果个别服务器发生故障，

3、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 （Unix）或CIFS (Windows)等

4、 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间的连接，同时也可把产生故障的部分孤立起来。互联网小型计算

5、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IP SAN产品。下面是一些在本文所提及产品的介绍：IP存储交换机 IP存储交换机为存储设备提供交换光纤网络功能，包

6、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），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

7、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

8、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·

9、; 灾难恢复和高可用性· 异质SAN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到局域网到城域网

10、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来整合孤立的iSCSI服务

11、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

12、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（targets）连接到IP网络以创建iSCSI SAN。§ NAS设备连接到IP

13、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。§

14、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。范例三： 部门级SAN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§ IP SAN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§ ISCSI1起始器（in