详解光纤通道FC存储交换机常见问题

FibreChannel有两种常用的拓扑结构：FibreChannelArbitratedLoop(FC-AL)和Fabric。我们常说的的FibreChannelHub和LoopSwitch使用FC-AL协议，而FabricSwitch使用FC-SW协议。两者之间的区别如下：
　1）地址空间上的不同、扩展能力不同
　　FC-AL使用一个字节的地址，称为AL_PA地址（ArbitratedLoopPhysicalAddress）。由于协议本身的原因，只有127个地址。（一个字节有256个数字，AL_PA地址只使用其中的一部分）。
　　Fabric使用3个字节的地址，其中第一个字节即是我们常说的Domain_ID，由于协议本身用掉了16个地址，实际可用的只有239个。每个交换都必须具有不同的Domain_ID，因此所有的FC存储交换机厂商的宣传资料上都说最多可以将239个交换机相连。
　　2）地址获得方式不同
　　使用FC-AL协议时，一般讲是在所有的设备之间协商AL_PA地址。而设备连接到Fabric交换机上，它会首先做一个FabricLogin，向交换机登录，从而获得3个字节的地址。单台机器启动不需要同其它机器协商地址。
　　3）Fabric交换机特别适合构造大的企业级SAN，因此需要提供许多特殊的服务来确保SAN正常工作。如：Fabric登录服务，命名服务，别名服务，RSCN服务等等。而LoopSwitch特别适合广大中等规模的SAN结构，这也是国内大多数用户的需求规模。同时，在方案的兼容性配置方面，LoopSwitch更有优势。因为，各类存储产品的默认设置都是Loop优先。在实际使用过程中，一些用户把Hub和LoopSwitch看作同一种设备。但实际上，LoopSwitch和FabricSwitch都是每端口独享100MB/S（或200MB/S）的带宽，而Hub却只能是多端口共享100MB/S（或200MB/S）的带宽。下边给出了他们的内部结构逻辑图。
　　Zoning分区
　　在早期的SAN方案中，大多是同种操作系统，SAN环境下的安全性问题并不突出。但是现在的方案中，异种操作系统并存的需求比比皆是，多套子系统或具有多个主机接口的磁盘阵列子系统也很常见。为了保证SAN正常工作，不互相破坏数据。基于FC存储交换机层面的Zoning分区划分，可以有效提供一种解决方案。这样服务器只能访问同一分区内的设备，提高设备访问的安全性。
　　基于端口的HardwareZoning（硬件分区）划分，可以产生直观、清晰的逻辑划分，在实践中被大量使用。还有一种SoftwareZoning（软件分区）方法，即基于WWN(WorldWideName)进行分区。不过，软件分区在实际使用中较少使用。Zoning分区可具有以下特点：
　　a.分区可以重叠、同一设备可属于不同分区
　　b.分区可以在设备运行时动态划分
　　c.使不同的操作系统可以在一个SAN里共存
　　可见，FC存储交换机的分区功能是至关重要的。但不同品牌的实现Zoning功能的方式是不同的。如Vixel交换机自动具备Zoning功能，而有部分以太网交换机则需要单独购买该项软件License，才能实现相应功能。
　　LIPIsolation（LIP隔离）
　　很多用户将Zoning分区和LIP隔离混淆，认为Zoning就是LIP隔离，实际情况为两者是不同的概念。当FC存储交换机遵循FC-AL协议工作时，一般所有的设备之间协商AL_PA地址（或常说的Loop_ID），这个过程我们称为环路初始化(LIP)。SAN上有任何新的设备启动都会引起LIP，这时所有的机器停止工作进行地址协商，因此LIP会使系统中断工作。当FC存储交换机遵循FC-SW协议工作时，需要特殊的服务来确保SAN正常工作，与上面所说LIP相类似的一个服务就是RSCN。设备做完FabricLogin后会向FC存储登记许多信息，当该设备关闭或重新启动时就会引起登记状态的改变，RSCN服务就是负责将登记状态改变信息通知SAN上的所有设备。
　　对于不具备LIP隔离功能的交换机，在解决RSCN影响问题时，只能靠Zoning分区的方法使一个分区的设备对其他分区的设备减轻冲击。但是，在视频流应用的实际测试效果来看，仍然对正常通讯的设备性能造成了较大的影响。
    可见，LIP和RSCN都对SAN的正常工作造成破坏，对于一些特殊关键应用甚至是致命的，如视频流应用和磁带库备份应用。根据FC-AL协议标准，LIP一般需要15毫秒，而遵循FC-SW协议的RSCN根据实际的SAN环境的复杂程度，甚至影响正常通讯达数秒。