Module Objectives
IP SAN的组件
IP SAN的好处
描述SAN中的IP融合及其影响
描述的基本架构
–iSCSI
–FCIP
–FCoE
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讨论IP SAN技术的市场驱动因素
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列出IP SAN技术
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列出iSCSI的组件和连接选项
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描述iSCSI体系结构和拓扑结构
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解释iSNS操作
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描述FCIP的体系结构
IP SAN互联驱动程序
使用IP通道/而不是光纤
- FC SAN 块级数据 block level data通过光纤通道传输
- 在现有IP网络基础设施上传输块级数据
- 将IP定位为存储传输storage transport，因为
- 易于管理
- 利用现有的网络基础设施
- 与心得SAN 软硬件相比成本更低
- 多供应商互操作
- 远程灾难回复方案基于IP网络
- IP网有许多强大成熟的安全选项
- 强大而成熟的安全选项
Block Storage Over IP – Protocol Options IP上的块存储–协议选项
iSCSI
- SCSI over IP
- IP 封装
- 以太网NIC卡
- iSCSI HBA
- 基于硬件的光纤网关 Hardware-based gateway to Fibre
- IP 封装
- 用于连接服务器
FCIP
- 光纤通道到 IP网桥/隧道 —— 点对点 Fibre Channel-to-IP bridge / tunnel (point to point
- Fibre Channel end points
- 用于灾难disaster recovery复实施 Used in DR implementations
Network Stack Comparison
SCSI
- SCSI层
iSCSI
- SCSI层
- iSCSI
- TCP
- IP
- Ethenet
FCIP
- SCSI
- FCP
- FC
- FCIP
- TCP
- IP
- Ethernet
FCoE
- SCSI
- FCP
- FC
- FCoE（Less Overhead than FCIP,iSCSI
- Ethernet
FC
- SCSI
- FCP
- FC
梅特卡夫定律（Metcalfe’s Law）
– 网络价值随着参与者数量增加而呈指数级增长
What is iSCSI
- 基于IP,用于连接主机和存储的协议 IP based protocol used to connect host and storage
- 基于IP的网络承载块级数据
- 封装SCSI命令并将其传输为TCP/IP数据包
Components of iSCSI
iSCSI host initiators iSCSI主机启动器
- 使用NIC或iSCSI HBA连接到存储的主机
- 可能需要安装iSCSI启动器软件
iSCSI targets
- 具有嵌入式iSCSI功能网络端口的存储阵列 array
用于IP存储网络的局域网 LAN for IP storage network
- 互连以太网交换机和/或路由器
iSCSI 主机连接选项
Software Initiators
- 可以加载到主机上以提供存储I/O调用和网络接口之间的转换的代码 Code that can be loaded onto a host to provide the translation between the storage I/O calls and the network interface
TCP OFFload Engine TCP卸载引擎 TOE
- 将TCP处理负载从主机CPU移到NIC卡上，以释放用于执行应用程序的处理周期
iSCSI HBA
- 带有集成SCSI ASIC（专用集成电路）的网络接口适配器
- 从SAN启动的最简单选项
iSCSI Protocol Stack
| OSI Model | iSCSI Initiator | 控制 | iSCSI Target |
|---|---|---|---|
| Layer 7 Application | SCSI | 控制和数据 | SCSI |
| Layer 5 Session | iSCSI | 登录与发现 | iSCSI |
| Layer 4 Transport | TCP | Windoes and Segments 报文段 | TCP |
| Layer 3 Network | IP | Packet 数据包 | IP |
| Layer 2 Data Link | Ethernet | Frames | Ethernet |
iSCSI Initiator和iSCSI target互联
iSCSI Topologies
- 本机 Native iSCSI
- 桥接 Bridged iSCS
- FCP和本机iSCSI相结合 Combining FCP and Native iSCSI Connectivity
本机：
- 无 FC组件
- array上的每个iSCSI端口配有 IP地址和端口数
- iSCSI initiator直接连接到array
桥接：
- 桥接设备将iSCSI/IP转换为FCP
- 电力设备
- 集成到FC交换机（multi-protocol router
- 网桥配置为target —— iSCSI启动器/主机
- 桥接产生虚拟FC启动器
FCP和本地iSCSI结合
- 阵列以本机方式提供FC和iSCSI连接
- 无需桥接设备
Internet存储名称服务器
对于iSCSI通信，启动器必须发现目标在网络上的位置
- sendTargets discovery
- PXS启动器 手动配置目标
- Internet Storage Name Service (iSNS)
- 启动器和目标自动在iSNS服务器注册
- PXS iSNS是一种客户端/服务器模型
iSNS Names
所有initiators和targets需要唯一的iSCSI标识符
两类iSCSI名称
- iqn.: iSCSI Qualified Name
- iqn.2008-02.com.example:optional_string。
- Example: iqn.1992-05.com.emc:apm000339013630000-10
- iqn.2008-02.com.example:optional_string。
- eui.: Extended Unique Identifier
- eui.0300732A32598D26
iSCSI Error Handling and Security
三个层次
- Level 0
- 如果SCSI会话损坏，则需要关闭所有TCP连接
- 通过重复登录重新启动会话
- Level 1
- 每个节点都有选择地恢复损坏的数据包 选择恢复
- 在SCSI任务级别执行错误识别和数据恢复 错误识别，数据恢复
- 尝试重复传输丢失或损坏的数据包 重传
- Level 2
- 在旧连接出现故障的情况下，新连接会恢复 连接回复
- 打开新的TCP连接以替换出现故障的连接
What is FCIP (Fibre Channel over IP)
将FC帧封装在IP数据包中
- FC 路由用于封装
- 另一端的FC路由器删除IP包装并将FC数据发送到其他结构
Includes security, data integrity, congestion and performance specifications
Fibre Channel over Ethernet (FCoE)
Upon completion of this lesson, you will be able to:
Ÿ Discuss the FCoE and its benefits
Ÿ Describe how FCoE works
Ÿ Describe FCoE physical and logical elements
Ÿ Compare different protocol stack
- 一种通过以太网本地映射光纤通道协议的新协议
- FCoE standard, developed by T11 Fibre Channel Interfaces Technical Committee
- Enhanced Ethernet standard
- SAN流量和以太网流量能够整合到一个通用的万兆网络基础架构上
优势
降低支出
- adapter， switch ports and cables需求降低
- 电源、冷却
- 整合网络基础设施
局域网和SAN融合，降低管理成本
- 共享高带宽链路
- 总拥有成本
Physical Elements
主机接口：CNA（聚合网络适配器）
- 主机上的PCIe卡整合NIC和HBA
- 提供承载整合流量的万兆以太网链路
10 Gbps连接选项：主机到FCoE交换机
- 选项1：铜基Twinax
成本效益高的选项 - 选项2：标准光学SFP+
不适用FCoE之前，Storage array和主机用FC switches连接
而LAN用IP Edge Switches连接hosts
使用FCoE，这俩直接连接FCoE switch
FCoE – Frame Structure
从外到内
| 名字 | 大小 | 作用 | |
|---|---|---|---|
| 以太网 header | 12 Bytes (MAC Addresses) + 4 Bytes (802.10 TAG) | Normal Ethernet Frame: Ether Type = FCoE | |
| FCoE Header | 16bytes | Control Information: Version and Ordered Sets (SOF and EOF) | |
| FC Header | 24bytes | Same as a Physical Fibre Channel Frame | |
| Fibre Channel Payload | 最大2112 bytes | ||
| CRC | |||
| EOF | 1 Byte(EOF) + 3 Bytes (Padding) | ||
| FCS | 4Bytes |
Lossless Ethernet
没有帧丢失（拥塞or缓冲区溢出导致
- 光纤通道管理拥塞。 —— 链路级别、基于信用的流量控制
- 以太网使用非无损的分流控制方法
以太网的PAUSE功能用于实现无损结构（fabric
- 繁忙的接收端口可以将控制帧发送到传输端口，以暂停传输
FCoE (Less Overhead than FCIP, iSCSI)
回顾
- FCoE的优势和基础
- FCoE存储架构
- FCoE架构和对战比较
摘要
- IP SAN的优势
- IP融合和作用
- iSCSI体系结构
- FCIP结构
- FCoE
check
- 本地和桥接iSCSI的区别 （前者没有FC组件，每个端口配置一个IP地址和port数字，iSCSI initiator 直连 array） （后者桥接转换iSCSI/IP到FCP，iSCSI启动器/主机配置网桥，桥接生成虚拟FCinitiator）
- NIC TOE iSCSI HBA优缺点
- 两种类型的iSCSI名称，哪一种与光纤通道名称FCN相似
- iSCSI Qualified Name
- Extended up Unique Identifier
- FCoE的物理要素是什么？
- 主机结构：CNA
- 铜
- 光纤SFT
- 主机结构：CNA
