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导向器级交换机帮你实现SAN整合
作者:系统管理员    发布于:2017-06-12 09:01:18    文字:【】【】【
摘要: FC交换机和FC导向器架构的根本区别是,FC导向器是为了扩展而设计建造,可以提供高带宽和高可用性。当今的FC导向器采用刀片式设计,以便通过插入刀片而按需增加端口。本文将会为大家介绍关于利用利用导向器级交换机实现SAN网络整合的分析。
交换机的高端系列是导向器,通常指的是用做导向器级别的交换机。导向器是为了实现扩展性和高可用性而设计建造的。术语“导向器”来源于上世纪90年代初IBM ESCON导向器的概念,那是用于大型计算机存储交换设备的最初版本。早期,有许多厂商可以提供FC导向器,随着兼并和收购,FC导向器市场已经减少到两个主要的供应商,即博科和思科

连接主机服务器和存储系统的交换设备,是所有光纤通道存储区域网络(FC SAN)的核心。交换设备负责FC设备间的基本连接,还负责:确定所连接的FC设备的类型处理FC分区功能为扩展存储网络,通常允许连接到其它光纤通道交换机FC交换设备有两种基本分类,即“导向器”和“交换机”。虽然他们都执行相同的基本功能,但这两类交换机间还是有着明显的差异。

基本的FC交换机通常拥有固定数量的接口,可以提供基本的交换功能,交换机内部具有有限的扩展性和冗余性。博科通讯系统公司、思科系统公司以及QLogic公司现在都可以提供这种类型的FC交换机。

导向器的定义

FC交换机和FC导向器架构的根本区别是,FC导向器是为了扩展而设计建造,可以提供高带宽和高可用性。当今的FC导向器采用刀片式设计,以便通过插入刀片而按需增加端口。目前的导向器公司可以在一个单元中,通过增加包含不同数量端口的刀片,扩展到几百个光纤通道端口。

博科公司的DCX Backbone系列导向器,可以以单个或者双机箱配置进行部署,在一个机箱内部最大支持384个FC端口,或者在双机箱配置中达到最大768个FC端口。DCX-4S是博科DCX产品线中较小的一个版本,可以扩展到192个端口。博科DCX Backbone导向器可以通过插入支持8Gbps光纤通道的16、32、48口刀片来增加端口数量。博科48000导向器是只能够支持单一机箱配置的上一代产品,不具备DCX Backbone的本地交换能力。

Cisco MDS 9500 系列多层导向器有三个型号:9506,9509和9513,分别可以扩展到192,336和528个端口。根据选择4Gbps还是8Gbps的光纤通道,可以为Cisco MDS 9500系列以不同的增量增加端口。对于4Gbps FC,以12、24或48端口为增量。对于8Gbps FC,以24和48端口为增量,或者一个混合了四个8Gbps端口和44个4Gbps端口的4/44的型号。

相比之下,普通光纤通道交换机通常有一个固定的物理端口数,但可以通过许可密钥减少激活端口的数量,以保持最初较低的购置成本。这些交换机的端口数量范围从8个到64个不等,博科交换机可到80个端口,QLogic 9000可以在单个交换机机箱内支持128个端口。

导向器的另一个好处是在单个系统内提供大量的端口数,这样就可以设计具有最少或者没有交换机间链路(ISLs)的SAN网络。ISLs,有时也被称为“跳数”,会导致延迟,并且如果不是最佳的配置,有可能会降低性能。在刚开始部署SAN的时候,常常选择较小的固定端口交换机。随着存储的增长,单台交换机不够了,加入了第二台交换机,两个交换机之间使用ISLs扩展SAN网络。随着持续的增长,会增加第三台交换机等等。这种由许多小交换机组成,每个交换机有几个专门用于ISLs接口的方式,许多接口不会被用作设备接口(连接主机和存储系统),而从SAN一端的主机服务器连接到另一端的存储设备,必须经过许多跳。导向器可以通过消除许多或者全部的ISL缓解这种状况,,大部分交换机端口可以用于连接设备而不是成为交换架构的专用端口。

导向器提供更多的带宽

对于需要高I/O带宽的环境来说,带宽是导向器级别交换机的另一个主要优势。博科的DCX导向器为每个16、32或48端口槽位(刀片)提供最大256Gbps的总带宽。DCX也具备本地交换能力,在48口刀片的同一端口组中可提供速度达384Gbps的带宽。Cisco 9500系列中,对于每个24或者48端口的插槽(或交换模块)可提供96Gbps或192Gbps的带宽。每个厂商针对其产品所提供的性能数据,显示了其产品在重负荷情况下良好的工作能力,但最重要的一点是,这些产品可以处理负载很重的存储I / O流量。

另外,导向器还具有多个10Gbps光纤通道接口的能力,可以用于交换机或导向器之间的ISL主干链路。这种ISL功能允许构建核心到边缘类型的大型SAN网络,一个或者多个导向器位于SAN的核心,较小的、固定端口数量的交换机位于SAN的边缘。随着服务器虚拟化的普及,物理服务器的负荷会更大,对于FC基础架构高带宽的需求也会随之增加,导向器成了比普通交换机更具吸引力的选择。

导向器高可用性优势

高可用性是导向器的另一设计特点。通常情况下,导向器被部署在关键业务环境中,这种环境把具有很高的正常运行时间作为服务水平协议(SLA)的关键标准之一。通常导向器为了避免单点故障装有冗余部件。这包括最基本的像冗余的热插拔电源和风扇,冗余的核心处理和交换组件,还有冗余的World Wide Name(WWN)卡。这些高可用性功能,允许无中断的软件/固件升级。

一些冗余组件以主/备模式运行,一个组件处于活动模式,而另一个处于后备模式,准备在活动组件发生故障时进行接管。如果导向器的一个接口或接口卡发生硬件故障,可以去掉并且替换接口卡,而不用损失整个导向器。而对于固定端口数交换机来说,相同的故障通常不得不导致整个交换机的下线修理和更换。导向器的目的是保持和运行,使主机服务器不会访问不到其存储的数据。当然,所有的高可用性功能都会增加系统的成本。

导向器的高端功能

导向器还提供了许多在一些在较小的固定端口数量交换机上是不可用的高级的功能。博科和思科的导向器都支持虚拟SAN,用于大型机的FICON,以及使用FCIP、iSCSI、密集波分复用(DWDM)、SONET和其它协议的远距离连接功能。在比较两个厂商的产品的时候,具体的实现方式略有不同,而且这些被用于复杂SAN核心的导向器,不但可以处理本地的FC流量,而且能够把FC流量跨地发送到远端站点。

由于它们采用的是模块化设计,所以导向器可以适应新的要求。例如,特种刀片可以支持连接暗光纤、硬件加密、10Gb 以太网(10GbE),以太网光纤通道(FCoE)以及其他现在可用的功能,而且在相同的基础架构之下,导向器的设计也支持未来的需求,而不必替换整个单元。

导向器和SAN网络的管理是至关重要的,这些导向器都提供了坚实的管理软件,可以实现性能监控、服务质量(QoS)、瓶颈检测,高级分区以及形形色色的其它功能。导向器也可以使用SNMP协议把管理数据发送到更高一级的管理软件平台。

光纤通道交换机和导向器一般不会直接从制造厂商购买,而通常是通过服务器厂商、存储厂商,系统集成商或VAR购买。价格取决于许多因素,包括你与你的供应商之间的关系。导向器的价格很高,不仅仅是因为硬件,还包括一些许可密钥。满载导向器每个端口的成本高于相同接口数的满载固定接口数交换机,价格比例大约是2:1或者更高,但使用导向器扩展性更好;导向器也具备更多内嵌的高可用性等特点。

对于某些数据中心来说,可用的电能是一个问题,因为他们的电力公司表示,他们不能使用任何额外的电能去处理高峰期的工作量。在这种情况下,数据中心声明需要更多的节能设备。

像大部分IT设备厂商一样,交换机和导向器厂商正在关注如何节能。使导向器具备整合几个或很多的普通交换机工作量的能力,迁移到导向器将会带来节电效益,所以你可以期待导向器厂商强调他们的“绿色”功能。

你需要一台导向器吗?

在使用导向器替换你现有交换基础架构之前,你必须明确你的需求。如果你需要下面这些,那么就应该考虑购买一台导向器级别的交换机了:

光纤通道基础设施的每个组件都是高可用的、高端口数量、高总带宽、较低比例专门用于ISL的端口为确定你的具体需要,你必须做一些技术分析,但如果你的需求指向上述中的一条或多条,那么导向器可能就是一个好的解决方案。

权衡使用导向器还是较小的固定端口数交换机,会影响你的设备预算和运营预算。正如本文说介绍的,导向器更加昂贵,但能提供更多的功能。但是你还需要考虑你的光纤通道基础设施的日常管理。你是不是在花大量时间管理过多的“东西”?你是不是觉得管理一个大的东西比管理几个小的更容易?

你还应该考虑你的存储基础架构是否处于增长模式,如果你现在以及不久的将来需要增加相当多的端口——而且全部在同一个SAN中。这种情况的话,非常方便增添端口的导向器将是一个不错的选择。如果你要利用较小的、固定端口数量交换机增加端口,你还需要统计专门用于ISL的端口,而不是存储设备和服务器的数量。

如上所述,如果你选择了一台或多台导向器,你仍旧能够使用被导向器取代的小型固定端口数交换机。你可以把这些小交换机当作边缘交换机,在简单的核心、边缘拓扑中,放置在靠近服务器和存储系统的位置,也可以利用这些小交换机建立一个独立的测试环境。

一般来说,部署来自同一厂商的交换机和导向器有两个好处。首先,制造商更能保证与自己设备的完全兼容性。其次,你可能为适应一个品牌的交换机,在培训上已经投入了时间,经验和金钱,会很容易适应有类似外观和感觉的导向器,而不是花费时间和代价去学习新设备。

导向器针对SAN环境来说,是非常高效的增补产品,尤其是在用户在为将来打算的时候。但同时也必须仔细考虑功能和价格,尽可能的保证购买到最佳的解决方案。

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