交换基础：诠释光纤通道交换机综合知识

　　可能很少有人了解光纤通道交换机，但是我们不得不承认，其在组网中的地位越来越高，同时作用也更加的重要。通过光纤通道交换机构建的光纤通道网络叫作Fabric，或者叫作光纤通道网络架构。与以太网交换机大不相同，大多数用户在构建存储时，光纤通道交换机往往被紧密地集成到系统中。

　　一方面用户对其关注程度不太高，另一方面所有的大型存储设备厂商都OEM光纤通道交换机，不细心的用户连交换机的生产厂家都不清楚。

　　基础篇

　　在20世纪80年代，连接主机和存储设备的标准方法是通过像IDE或并行SCSI这样的接口实现的点对点的DAS(直接连接存储)方式。并行SCSI提供了相对快速的访问SCSI硬盘的速度(5MBps或10MBps)，并且几个硬盘可以通过同一个接口连接到计算机上。

　　但是，随着存储子系统变得越来越大，计算机变得越来越快，一个新问题出现了：外部存储设备开始变得庞大起来。磁带库、RAID(廉价冗余磁盘阵列)和其他SCSI设备开始需要越来越多的空间，这就要求并行SCSI连接从主机延伸出来得越来越远。同时，I/O(输入/输出)速率也在不断增长，于是如何在一大捆线(32或64位数据总线)中保持信号的一致性也就成为了一个需要在物理学上解决的问题。简单的并行SCSI改良版的设计目的就在于，增加数据传输的距离和解决信号一致性问题。但是，它们最终都难以克服高速信号在并行SCSI总线构架下传输这一技术难题。

　　为了满足这些新的需求，人们开发了为存储设备提供千兆串行网络访问能力的光纤通道(Fibre Channel)协议。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。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。这些特点使得光纤通道协议作为并行SCSI协议的替代者在整个90年代都得到了人们的认可，现在光纤通道协议被用在绝大多数高容量、高端直连存储设备上。

　　随着光纤通道协议作为并行SCSI的点对点方式替代者的出现，并随着其逐渐被市场所接受，一种组合单纯的存储应用与网络技术于一身的新技术出现了——这就是存储区域网络(Storage Area Network，SAN)。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。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是关连存储设备和服务器的专用光纤通道网络，它和以太网有类似的架构，以太网由服务器、以太网卡、光纤通道交换机及工作站所组成，SAN则由服务器、光纤通道卡、光纤通道集线器/交换机和光纤通道存储装置所组成，SAN把大容量、长距离连接从SCSI解放出来，并避开以太网的束缚使数据得以高速传输。

　　SAN由三个基本的组件构成：接口(如SCSI、光纤通道、ESCON等)、连接设备(交换设备、网关、路由器、Hub等)和通信控制协议(如IP和SCSI等)。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。构成存储区域网络的关键设备是光纤交换机即光纤通道交换机。按光纤通道拓扑结构，用光纤通道交换机将存储系统与服务器连接，以提供高速数据传输和数据共享、无局域网数据备份和存储合并。光纤通道网络在存储系统中占有举足轻重的地位。它可以发现存储系统中的一切，并且管理、控制着存储系统的一切