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盈峰课堂:光纤交换机

发布时间:2016-4-21 11:50:48 来源: 作者:盈峰

光纤交换机

光纤交换机是一种高速的网络传输中继设备,它较普通交换机而言采用了光纤电缆作为传输介质。光纤传输的优点是速度快、抗干扰能力强。

中文名光纤交换机 

文名SAN 

    网络传输中继设备 

    光纤电缆 

    速度快、抗干扰能力强 

光纤交换机产生背景

在以前我们见到的数据存储基本上都是在服务器上直接连接几个SCSIIDE之类的磁盘进行的,这也就是我们常常听说的DAS(直接连接存储)方式。这种点对点的磁盘系统很显然存在着很难扩展和存储性能很难提高的不足。不仅如此,受IDESCSI接口物理性能的限制,与它连接的磁盘通常最多只能有20米以内的连接距离,大大限制了磁盘存储系统的扩展。

为了解决以上DAS存储方式的这些诸多不足,网络设备商和标准制定专家开始考虑开发一种新型的存储技术,从根本上解决DAS存储方式的传输速率和连接距离问题。最开始人们想到是一种把存储系统独立起来,作为一个网络设备放在网络节点上,这样既可以大大减少服务器数据存储负荷,又可以极大地扩展磁盘存储系统,这就是后来的NAS网络附加存储)方式。

这种存储方式的确在相当大程度上解决了以前DAS存储方式的不足,可以满足绝大多数中小型企业进行本地存储的需求。而且它最大的特点就是简单易行,采用了与以太网相同的IP协议,网络管理员可轻易地掌握NAS存储系统的部署,受到许多企业的广泛欢迎。但NAS还是没有从根本上解决磁盘存储性能和连接距离问题,总的来说磁盘存储性能并没有得到根本提高,只是提高了网络出口带宽

正是因为NAS仍存着上述不足,所以人们继续开发了一种全新的网络存储方式,那就是SAN存储方式。这种存储方式中最大的特点就是专为存储设备提供了千兆串行网络访问能力的光纤通道(Fibre Channel)协议,然后在光纤通道协议的第四层上建立了以光纤通道为基础的,用于存储的SCSI协议、用于网络的IP协议以及映射到网络架构上的用于集群的虚拟接口(VI)协议,这样就可多方面支持各种总线类型的网络设备和通道。光纤通道协议综合了许多优点,如网络范围的最远距离可达到10公里,可以使用多种介质的简单串行线缆、千兆网络速率以及可以在同一线缆上同时使用多种协议。

SAN是一个由存储设备和系统部件构成的网络,所有的通信都在一个光纤通道的网络上完成,可以被用来集中和共享存储资源,而不再是NAS存储方式那样仅是作为一个网络节点的网络设备。SAN不但提供了对数据设备的高性能连接,提高了数据备份速度,还增加了对存储系统的冗余连接,提供了对高可用群集系统的支持。简单地说,SAN是连接存储设备和服务器的专用光纤通道网络(与以太网不同),但它和以太网有类似的架构,也是由支持光纤通道的服务器、光纤通道卡(网卡)、光纤通道集线器/交换机和光纤通道存储装置所组成。从技术上来讲,SAN网络最重要的三个组成部分就是:设备接口(SCSI、光纤通道、ESCON)、连接设备(交换机、网关、路由器、Hub)和通信控制协议(IPSCSI)。这三个组件再加上附加的存储设备和服务器,构成一个SAN系统。

随着企业网络数据的不断增加和网络应用的频繁,许多企业开始意识到需要专门构建自己的存储系统网络来满足日益提升的数据存储性能要求。当前,最为热门的数据存储网络就是SANStorage Area Network存储区域网络),就是把整个存储当做一个单独的网络与服务器所在企业局域网连接。

光纤交换机特点

它的特点就是采用传输速率较高的光纤通道服务器网络,

或者SAN网络内部组件的连接,这样,整个存储网络就具有非常宽的带宽,为高性能的数据存储提供了保障。而在这种SAN存储网络中,起着关键作用的就是我们常常听到的光纤交换机FC Switch,也有称光纤通道交换机“SAN交换机的)了。因为这属于一种新型的设备,而且与我们平常所见的、用到的以太网交换机有太多的区别(主要体现在协议的支持上),所以许多读者,甚至是已经用上SAN存储网络的企业用户都对SAN交换机一知半解。为此,本文就专门就SAN交换机选购时需要注意的事项向各位进行一番介绍,其实就是介绍一下SAN交换机的主要特点。先来简单了解SAN交换机的由来,这样可以使我们加深对SAN交换机的了解,不再充满神秘色彩。

光纤交换机功能

光纤以太网交换机是一款高性能的管理型的二层光纤以太网接入交换机。用户可以选择全光端口配置或光电端口混合配置,接入光纤媒质可选单模光纤或多模光纤。该交换机可同时支持网络远程管理和本地管理以实现对端口工作状态的监控和交换机的设置。

光纤端口特别适合于信息点接入距离超出五类线接入距离、需要抗电磁干扰以及需要通信保密等场合适用的领域包括:住宅小区FTTH宽带接入网络;企业高速光纤局域网;高可靠工业集散控制系统DCS);光纤数字视频监控网络;医院高速光纤局域网;校园网络。

功能描述

无阻塞存储-转发交换模式,具有8.8Gbps的交换能力,所有端口可同时全线速工作在全双工状态

支持6K MAC地址,具备自动的MAC地址学习、更新功能

支持端口聚合,提供7组聚合宽带干路

支持优先级队列,提供服务质量保证

支持802.1d生成树协议/快速生成树协议

支持802.1x基于端口接入认证

支持IEEE802.3x全双工流量控制/半双工背压式流量控制

支持基于标记的VLAN/基于端口的VLAN/基于协议的VLAN,可提供255 VLAN组,多达4KVLAN

支持基于端口的网络接入控制

具有端口隔离功能

具有包头阻塞(HOL)预防机制,最大限度地减少包丢失

支持端口与MAC地址绑定,MAC地址过滤

支持端口镜像

具有SNIFF网络监听功能

具有端口带宽控制功能

支持IGMP侦听组播控制

支持广播风暴控制

网络管理:

远程集中网管:支持SNMP,基于Web的管理,Telnet;基于指定端口或802.1Q VLAN,以增加安全性。

本地独立网管:通过标准的RS-232接口实现

网络标准和协议:

IEEE

802.3,802.3u, 802.3z,802.3ab, 802.1d, 802.1p,802.1q, 802.1v, 802.3ad, 802.3x,802.1x

IEFT

RFC1157 SNMP, RFC 1112/2236 IGMP, RFC854 Telnet, RFC 1123/1493/1643 MIB

光纤交换机选购须知

光纤以太网交换机的选购主要需要考虑光口模块的配置

百兆端口

单纤单模,双波长1550nm/1310nm20/40km

双纤单模,单波长1310nm1550nm20/40/60km

双纤多模,单波长1310nm2km

千兆端口

双纤50/125μm多模,波长 850nm550m

双纤62.5/125μm多模,波长850nm275m

双纤单模,波长1310nm1550nm10/20/40/60km

万兆端口

SFP+,10GBase-SR万兆光模块,波长850nm,多模300m

SFP+,10GBase-LR万兆光模块,波长1310nm1550nm,单模10/20/40/60/80km

光纤交换机注意事项

由于交换机是构造存储区域网络SAN的核心构件,所以选择最合适的交换机是至关重要的。只有正确选择对存储区域网络最合适的光纤交换机才能提高企业信息管理的效率,满足最具挑战性的需求。从前面的介绍可以清楚地看出,SAN网络与传统的以太网有着本质的区别,但因各网络设备厂商对于SAN的理解各不一样,所以就出现了采用多种设备接口和通道协议的SAN系统。这就是前面介绍的SCSI、光纤通道、ESCONFICON等,通道协议也有光纤通道(FC)协议、SCSIFCIP协议等几种。这些不同的接口和通道类型决定了整个SAN网络系统的部署在设备的选择上还是比较复杂的。下面我们介绍几个主要注意事项。

光纤交换机品牌

虽然我们在媒体上可以看到许多厂商声称有SAN交换机可以选择,其实这是一种假象,绝大多数厂商的SAN交换机都是OEM几个主要品牌的。在SAN交换机方面真正有实力主要有:IBMBrocade(博科)、CiscoMcDATA等,像EMC这样的软件厂商基本上都是OEM其它厂商的SAN交换机产品。因为市场上OEMSAN交换机产品较多,所以现在有许多用户买了SAN交换机都不知道它到底是哪家公司开发、生产的。这时你就得问清楚供应商了,千万别买了杂牌的。

光纤交换机通道协议支持

SAN交换机所用的通道协议根据具体的应用也有好几种不同的类型,如前面介绍的FCSCSIFCIP协议等,不同的支持对应支持不同类型的设备接口。FC协议一般是所有SAN交换机都支持的,SCSI协议在中低档的光纤交换机中可能支持,基于以太网IP协议的FCIP协议现在也有许多厂商的SAN交换机开始提供支持,因为它实现的成本比较简单,很受企业用户欢迎。如下图所示的是Cisco公司的一款全面支持以上通道协议的多层光纤通道交换机Cisco MDS 9216

光纤交换机接口类型

不同的SAN交换机可能支持的接口类型并不完全一样,而各种接口类型的性能也不一样,选购时一定要看清楚。如SCSI接口我们知道最新的Ultra 320可达到320MB/s,传输距离最长只有20米,通常是磁盘设备连接的专用接口;光纤通道(FC)目前可以提供1~4GB/s的传输速率(最高可达10GB/s),至少比SCSI3倍,通常用于服务器主机与SAN交换机的连接,也有一些磁盘支持FC接口;由IBM设计的Escon接口,在光纤上全双工模式下它可支持200 MB/s的数据速率,这一般是服务器主机或SAN交换机间连接的接口。根据不同的配置,Escon接口所支持的传输距离也可达到3~10公里,取决于光纤的质量和产品特点。同样由IBM开发的FICON接口是目前最新的一种接口类型,也是服务器或SAN交换机间的连接接口。它传输速度是ESCON6倍。传输距离也在19公里以上。不过许多SAN交换机都同时提供对这以上接口支持。

光纤交换机端口数量

SAN交换机与平常所见的以太网交换机有个明显的区别就是端口数非常多,密集度非常高。一般的SAN交换机端口数都在48口以上,目前最高的已达256口,当然低档入门级的SAN交换机也有16口以下的。之所以SAN交换机需要这么多端口,那是因为它的连接方式与以太网交换机不同,当然主要体现在多SAN交换机的网络中。在SAN网络中,每个SAN交换机都必须与其它SAN交换机进行连接(如下图所示),这种单向连接,很明显的一点就是可以大大提高数据的交换速率。因为一台交换机中有些端口是用于SAN交换机之间的连接了,所以实际可用的SAN交换机端口就少了,对于端口数少的SAN交换机显然就不适合了,所以SAN交换机端口一般都比较多,至少在24口以上。如果在SAN网络中存在多个SAN交换机,则最好不要选择24口以下的。

光纤交换机是否支持堆叠

工作组以上的SAN光纤交换机也有支持堆叠的,通过堆叠来达来到扩展交换机端口和总体背板带宽的目的。SAN交换机是通过E_Ports(扩展端口)可以进行堆叠,这种方法可以使光纤网络扩展到数千个节点,目前的技术下,最可多堆叠239个。

光纤交换机交换机功能

光纤通道交换机有着许多不同的功能,包括支持GBIC、冗余风扇和电源、分区、环操作和多管理接口等。每一项功能都可以增加整个交换网络的可操作性,理解这些特点可以帮助用户设计一个功能强大的大规模的SAN。总体来说,SAN光纤交换机的主要功能如下:自配置端口、环路设备支持、交换机级联、自适应速度检测、可配置的帧缓冲、分区(基于物理端口和基于WWN的分区)IP over Fiber Channel(IPFC)广播、远程登录、Web管理、简单网络管理协议(SNMP)以及SCSI接口独立设备服务(SES)等,根据具体需求来选择了。

光纤交换机可扩展性能

任何一个存储区域网络都不会是一成不变的,它时刻面临着扩展及与新技术、新产品集成的问题。而存储区域网络正是通过灵活的可扩展性来满足未来的需求,从而保护用户的投资。它的扩展性又包括两个方面,一方面是随着存储网络规模的扩大,原有的系统不能满足用户的存储需求时怎样扩展为一个更大的光纤存储网络;另一方面是,随着技术的发展,能够顺利地升级到新的技术与应用。比如,IP存储的发展使得越来越多的用户考虑iSCSIFCIPFC交换机将来能否进行IP存储的扩展就显得很重要。

光纤交换机冗余性能

如果要保证关键业务的不间断运行,就需要按照冗余方式构建系统。冗余方案其实服务器类型,方案是各种各样的,可以是单交换机部件冗余,也可以考虑用双光纤交换网冗余配置方案,不过这种成本非常高。但由于这种双网络拓扑确保了冗余性,所以可以使用较为便宜的单电源交换设备即可,即使一个交换机发生故障,主机和存储阵列上的链路切换软件也会自动将通信切换到冗余设备上,直到故障设备被更换为止。如果定期停机维护不会影响企业的应用,那么采用一个只带热插拔冗余电源和风扇的交换机即可,可大大降低成本。同时还保证了电源或风扇的任何一个单点故障都不影响网络的运行。

总之,在选择使用哪种交换机来建立SAN光纤交换网络前需要考虑的地方很多,同其他设备采购计划一样,需要在比较交换机之前明确未来的关键需求,还要明确这些需求的优先级别。

以上只是在选购光纤交换机时特别要注意的一些事项,其实光纤交换机技术非常复杂,所支持的协议和接口类型也在日益增多,性能不断增强,要注意的方面还有很多,但限于篇幅原因在此文只能为大家起到抛砖引玉的作用,希望对各位在选购光纤交换机时有一定的参考意义。

光纤交换机光纤存储交换机和光纤网络交换机的区别

光纤存储交换机是一种存储设备,用于连接存储设备,存储交换机的硬件用于高效处理iSCSI存储协议,而光纤网络交换机用于处理TCP/IP协议族中的以太网协议,在硬件及软件层面上两种交换机是完全不同的,不能通用。光纤存储交换机是一种存储设备,光纤网络交换机是一种网络设备。但两种网络并不是不可融合的,在支持FCoE的设备上可以有效的使SCSI协议透传以太网,达到存储网络、以太网的融合。

光纤交换机使用方法

1、在说明及6台接入交换机,可以适应120台到150台左右规模网络使用。

28个独立电口,可以接路由器,收费机以及其它服务器等。

3、接入层交换机选用RHS4226GS全千兆智能监控型交换机,它们提供2410/100/1000Base-T端口,2个千兆SFP复用端口,具有48Gbps的背板带宽,能够充分满足整个网吧的网络性能需求。

4RHS4226GS支持端口/IP/MAC一键绑定功能,在PC接入层端口即对各类ARP病毒实行防御,可有效的缓解中心网吧光纤交换机及网关路由器的ARP处理压力。

5RHS4226GS还支持端口汇聚功能,在流量大的主干线路或服务器采用端口汇聚功能,可成倍的增加网络带宽,以保证各类数据的畅通。而且双线路相当于一道双保险,在很大程度上减少了单线路时将会出现的故障机率。

二、200—300台左右规模网吧方案

1、网络中心使用RHS4624GMS全千兆管理型网吧光纤交换机,它提供16个千兆SFP光纤端口,8个独立的10/100/1000Base-T端口,具有48Gbps的背板带宽,能够充分满足整个网吧的网络性能需求。并且支持ARP安全功能、端口VLAN802.1QVLAN,支持端口镜像、端口汇聚、QOS等功能,以适用不同的网络应用需求。

2、中心交换机的16SFP光纤端口,可以支持4台无盘服务器以及12台网吧光纤交换机,可以适应200台到300台左右规模网络使用。8个独立电口,可以接路由器,收费机以及其它服务器。

3、网吧光纤交换机选用RHS4226GS全千兆智能监控型网吧光纤交换机,它们提供2410/100/1000Base-T端口,2个千兆SFP复用端口,具有48Gbps的背板带宽,能够充分满足整个网吧的网络性能需求。

4RHS4226GS支持端口/IP/MAC一键绑定功能,在PC接入层端口即对各类ARP病毒实行防御,可有效的缓解中心交换机及网关路由器的ARP处理压力。

5RHS4226GS还支持端口汇聚功能,在流量大的主干线路或服务器采用端口汇聚功能,可成倍的增加网络带宽,以保证各类数据的畅通。而且双线路相当于一道双保险,在很大程度上减少了单线路时将会出现的故障机率。

 




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