SAN进入分层式体系结构

类似以太网的发展历程，SAN（存储区域网）也将发展成为分层式体系结构，该体系结构包括骨干层、分布层、边沿层以及SAN路由。

　　SAN日趋成熟

　　在过去的几年中，光纤通道SAN经历了爆炸性增长。仅仅在4年前，所有可用的存储中大约只有10%是联网的，而现今SAN在美国企业的采用率已将近75%。数年前，典型的光纤通道SAN部署一般平均少于40个端口，其中一半的端口用于冗余。现今一般SAN的端口数量已超过100个，许多大型企业的SAN更超过1000个端口。SAN数量和平均端口数量的增长引发了如何有效地扩展SAN及管理存储网络的问题。

　　上述情况与网络管理员不久以前所经历的以太网网络问题类似，上世纪90年代初以太网体系结构才开始使用网桥及路由器来处理网络扩展。网桥虽然有效，但它只能识别OSI第 2层地址，所以它只能达到器件级共享而无法实现用户级共享。这推动了在OSI第 3层操作路由器的发展，现在路由器主要是在IP协议层操作， 它让特定的用户在路由网络上共享信息，这推动了连接多个工作组的路由互联网络得到了发展。路由网络本质上是一个“扁平”的结构，承担同等工作量的各个路由器决定路由路径，有可能需要多个路由器负责把一个数据包在多个网络间传输。网络管理也是一个大问题，在大型路由网络中找出问题所在是非常困难的。

　　发展一段时间之后，以太网体系结构开始参考电信网络的模式来处理可扩性、性能和管理等问题。电信网络是采用分层式网络，核心网络交换机只负责高速地传送数据包至分布站点，然后这些站点再把数据包传送至合适的边沿交换机，这是最终用户设备进行网络访问的地带。分层式体系结构解除了多个低端路由器所负责的路由工作，为整个网络提供一个骨干网来确保高效的数据传输。分层体系结构在骨干网上提供了高速的数据传输，同时通过独立的分布站点和最短的路程段，尽快地把数据传输到适当的用户。

　　存储网络现在也需要采用真正的分层式结构，解决与以太网和电信网络体系结构曾经历的相同问题。分层式存储网络体系结构具备高度灵活的扩展性，可满足商业需要，同时确保性能和可用性达到服务水平协议的要求。分层SAN体系结构可容易地支持多种操作，例如通过存储分层和更有效的共享资源来降低存储成本、执行信息生命周期管理策略和基于使用率的存储分配，从而减低整体网络成本，避免在整个网络使用费用高昂的高性能端口。

　　为什么需要改进？

　　SAN体系结构必需与不断提高的商业要求同步前进。在IT世界中，过去存储一直扮演配角，受到用户的冷遇，但如今企业已经开始认识到存储的重要性，而存储网络更是维持业务正常运作的关键。

　　SAN首先是被应用于支持关键任务应用。这些应用程序不仅需要快速数据访问及高性能网络，它们也要求大量的后端程序存储，SAN可以不需达到SCSI总线的极限便能扩展存储。另外，SAN能使多个主机访问同一个数据存储池，允许企业整合存储资源及降低成本。

　　分层式存储网络不是一个全新的概念，光纤通道SAN已经朝着分层式存储的方向在前进。起初光纤通道是被用作一种点对点技术，最后发展成为一个交换拓扑结构。起初光纤网络所用的交换机只有很少端口，典型的光纤通道交换机有8至12个端口，提供有限的连接。为了提供冗余支持，通常会同时使用两个光纤通道交换机，同时为了使这两台交换机之间有联系，它们必需采用交换机间连接（ISL），这个安排会占去一些可用的端口。随着这种光纤网络不断扩展，交换机、ISL及冗余路径的数量也会相应增加，令管理工作变得十分困难。虽然这种SAN使用分区令设备间有独立但共享的通信，但是分区并不能满足不断改变的性能要求。由于连接和性能的需求增加，SAN交换必需改进，导向器逐渐流行。

　　光纤通道导向器和交换机最大的分别是两者的端口数目以及导向器级别交换机的可用性和冗余能力。导向器一般应用于网络的核心，光纤通道交换机必需通过ISL连接，但导向器则不一定如此，很多时候用户只是为其导向器增加端口，如果导向器的端口数达到了极限，他们会连接另一台导向器，这做法虽然有效但费用高昂（不久以前，导向器的每端口价格大约为2000美元）。

　　由此看来，使用一个纯粹的光纤通道交换机或导向器级别的SAN来支持拥有多种应用的环境并不可行，这些应用对性能、可用性及访问都有不同的要求。我们所需的网络要能提供低成本访问，同时也能满足个别应用及用户对性能及可用性的不同要求。此外，这个网络必需具备相当的灵活性，能够轻易地增加新用户及存储设备，但又不会影响网络的其他部分，同时它能轻易扩展增加新应用而不降低网络的整体性能。分层式体系结构必需提供安全访问，对某些应用作出分区，确保用户只能访问网络中的特定数据。一个分层式体系结构的每一层都应该具备智能化功能，而每层的智能化数据服务将有分别。分层式体系结构应该拥有一个核心骨干级交换机、高性能的分布式站点及低成本访问点。

　　分层式体系结构

　　近期，McDATA公司倡导推出分层式体系结构，它与今天企业及电信基础设施的分层式网络相仿，然而交换机在核心层所扮演的角色略有不同。三层式SAN体系结构的观念是崭新的，过往有关技术只支持核心/边缘网络，这种网络在扩展及满足日新月异的商业要求方面的能力有限。SAN分层式体系结构包括以下几部分：


分层式体系结构图

　　骨干层或核心层 在分层式体系结构中，核心拥有的交换机主要是把数据从一个站点迅速传输至另一站点。性能及冗余对这层十分重要，因为它是网络的骨干。

　　分布层 分布层为SAN的设备提供主要的交换机功能。提供访问的边沿交换机将连接至分布导向器，后者负责把数据传输导向至SAN中的不同设备。分布层交换机也连接至核心/骨干级导向器，如果传输需要连接至其他分层式交换机，这将通过高性能的骨干级导向器来进行。卷管理、复制、数据迁移及存储资源池等智能化数据服务将来也很可能是在这层进行。

　　边沿层 这是访问层，主机将在这层访问SAN。边沿交换机提供低成本的SAN访问，连接至分布导向器，然后分布导向器把传输导向至合适的存储设备。虽然这层只具备有限的智能化，但它将负责实施初步的安全措施。

　　SAN路由 光纤通道交换机厂商对路由器的定义与IP厂商略有不同，这是源于光纤通道和IP协议栈的差异，然而总体目的是一致的：路由器的作用是为分立网络的各个设备提供传输支持。