培训 - chinese virtual observatory

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1、信息存储与管理国家天文台（科技处）信息与计算中心存储局域网络主讲人：储王伟第六讲前言我们正经历着爆炸式的信息膨胀，低廉而高性能的信息管理解决方案成为一种挑战。一个高效的信息管理解决方案必须能够：及时提供信息给用户；信息基础设施与业务流程集成；灵活易变的存储体系结构。直连存储DAS是一种孤立的存储环境，上面的信息很难管理和分享，为了将信息组织起来，存储局域网(StorageAreaNetwork,SAN)应运而生。这一讲的主要概念有：SAN的组件，光纤通道(FC)结构，光纤通道协议栈，光纤通道端口，光纤通道寻址，分区和光纤通道拓扑SAN的实现及其演化存储区域

2、网（StorageAreaNetwork，SAN）通过光纤通道交换机连接服务器（或者称为主机）和存储器并传输数据。SAN实现了存储整合，允许多个服务器共享存储设备。它允许用户连接分散在不同地方的服务器和存储器。SAN的实现及其演化二SAN概念：SAN包括通信架构的物理设备，主机和存储阵列之间的通信机制。它还提供管理接口负责维护设备之间的连接、管理存储阵列及主机。SAN演变：在早期的实现版本中，SAN只是简单的主机组，相关的存储设备通过集线器连接，称为光纤通道仲裁环（FibreChannelArbitratedLoop，FC-AL）。因为集线器只能提供有限的

3、互联功能和带宽，其局限性使其让位于高性能的FC交换机。SAN的fabric交换拓扑提升了互联功能和性能，使SAN拥有更好的可扩展性。FC-AL因其局限性被取代，但它仍然被作为磁盘驱动器接口使用。光纤通道FCFC结构是一种高速网络技术，是SAN的基本组成元素。FC结构的构成，一般用于SAN前端的连接是光纤线缆，用于SAN后端磁盘连接的是串行铜缆。FC网络技术的重要特征就是其更高的传输速度，最初实现的100MB/s的吞吐率就远远大于DAS环境中UltraSCSI的20MB/s的速度。在全双工模式下，可达200MB/s的吞吐率，最新的8GFC，甚至可达1600M

4、B/s的吞吐率。FC结构是高可扩展的，理论上一个FC网络可以容纳1500万个节点。SAN组件1：布线SAN的实现使用光纤进行布线。铜缆可以用于短距离的后端连接，因为它在30米距离内才能提供更好的信噪比。光纤线缆用光信号来携带数据。光纤分为两种：多模和单模。多模光纤和单模光纤多模光纤（MultiModeFiber，MMF）线缆可携带多个光束，以不同的折射角度同时在线缆核心内传输。在MMF传输中，多条光束在线缆里穿越，容易发生色散和碰撞。这些碰撞会导致信号在长距离传输后强度减弱--这也被称作模间色散（ModalDispersion）。由于模间色散效应，MMF线

5、缆通常被用作距离在500米以内的传输。单模光纤（Single-ModeFiber，SMF）携带单个激光束，在线缆芯线中央穿越。在SMF传输中，单条光束在光纤的线芯正中直线穿越。极细的线缆线芯和单束光波，都减少了模间色散。在所有类型的光纤线缆中，单模光纤提供了最小的信号衰减和最大的传输距离（长达10千米）。单模光纤被用于长距离的线缆传输。SAN组件2：连接器SC连接器（StandardConnector）和LC连接器（LucentConnector）是两种常用的光纤连接器。SC的数据传输率为1Gbit/s，LC的数据传输率为4Gbit/s。ST连接器（Str

6、aightTip）是一个有插栓和插孔的光纤连接器，可以锁住一个半螺旋锁扣。在早期的FC部署时，光纤主要使用ST连接器。这种连接器常用于光纤通道接插面板。小型封装可热插拔式收发器（SmallForm-factorPluggable，SFP）是一种用于光通信的光收发器。标准的SFT+收发器支持的数据传输率达到10Gbit/sSAN组件3：互联设备集线器、交换机、和控制器是常用于SAN的互连设备。1集线器：是用于FC-AL的互连设备。集线器将节点连接成一个逻辑环或者一个星型的物理拓扑。所有节点都必须共享带宽，因为数据会流经所有的连接点。由于廉价而性能较高的交换机

7、的出现，集线器不再被用于SAN中。2交换机：比集线器更加智能，将数据从一个物理端口直接发送到另一个端口。所以，节点不再共享带宽，而是每个节点都有一个专用的通信路径，从而实现了带宽的聚合。3控制器：比交换机更大，主要部署在数据中心。控制器的功能与FC交换机相似，但是控制器有更多端口并有更强的容错能力。SAN组件4：存储阵列、管理软件存储阵列：智能存储阵列已在第4讲描述过，此处省略。SAN管理软件：管理主机、互连设备以及存储阵列之间的接口。它提供了SAN环境的一个可视化视图，并且可以在一个中心控制台进行多种资源的集中管理。它提供了关键的管理功能，包括存储设备、

8、交换机和服务器的映射，以及监控和发现新设备时通知机制，还包括对SA