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2008年(8065)

分类: 服务器与存储

2008-07-17 16:11:30

存储区域网络(SAN)是集中化管理的存储网络,通常包含多个存储服务器、网络硬件设备、应用服务器和存储管理软件。IBM在业界最早推出了存储区域网络(SAN)概念,同时推出了一系列与SAN相关的产品,帮助用户随时随地通过存储网络更有效地进行信息资源管理、实现信息共享、从数据中汲取商业价值。

    实现存储区域网络(SAN)的基础就是SAN架构,即由光纤通道交换机组成的网络。性能是SAN应用时需要考虑的主要问题之一,为了满足应用的数据存取响应要求,即性能方面的要求,在SAN的设计时要考虑以下几个问题。

1.    数据存取本地化
在SAN的架构中,如果有一台以上的光纤通道交换机组成的网络,我们就要考虑应用服务器与存储设备之间的布局及连接。

如图1所示,应用服务器和存储设备分别连接在各自的交换机上,然后交换机之间再通过ISL连接。ISL即Inter Switch Link,是交换机与交换机之间的连接。
这样的结果是4台或更多台服务器都需要通过两条ISL去存取数据,会造成拥塞,虽然服务器A和B通常会存取存储设备1上的数据,而服务器C和D通常会存取存储设备2上的数据。
如果在上面的设计上做一些改动,如图2所示,就会提高整个SAN网络的性能。服务器A和B通常会存取存储设备1上的数据,而服务器C和D通常会存取存储设备2上的数据,ISL上的数据量减少,减小整个SAN的拥塞。
要说明的是,数据存取本地化的设计要根据具体的SAN拓扑架构,在部分互联、完全互联和中心/边缘架构中,很难做到数据存取本地化。



2.    ISL超载比率
ISL超载比率是接入SAN的服务器光纤卡端口数与ISL数量之比。如图3所示,如果光纤卡和ISL的速率相同,ISL超载比率是7:1(14:2)。

如果要考虑到光纤卡和ISL的速率不同时,如图4所示,ISL超载比率是光纤卡接入速率×光纤卡数量:ISL速率×ISL数量,则超载比率是3.5:1(14×1:2×2)。

ISL的超载比率越大,则说明有更多的服务器会分享ISL的带宽,造成拥塞的几率也就越大。
但目前服务器的应用很少能使服务器光纤卡保持满负荷数据存取,因此我们可以采用适当的ISL超载比率,保证服务器应用通过SAN对数据的存取,通常是7:1。

3.    带宽需求及ISL增加
在分析SAN的性能时,不但要分析SAN本身的网络架构,而且要分析服务器应用的带宽需求。有很多因素可以使得SAN即使在有ISL超载的情况下,也能满足性能的需求。这些因素包括不同时间的突发流量要求、共享存储资源、低峰值应用等。

在图5中,我们看到两种情况,一是两台服务器通过一条ISL存取数据,虽然服务器的光纤卡和ISL都是1Gb/s的速率,但服务器的应用最大只能产生50MB/s的流量;二是类似的情况,服务器的光纤卡和ISL都是1Gb/s的速率,并且服务器应用可以产生100MB/s的流量,但两台服务器共享一个1Gb/s的存储设备端口。在类似这两种的情况下,现有的ISL已经满足性能的需求。

在图6中,理想的情况下,服务器应用产生持续的100MB/s流量,存储设备提供两条1Gb/s接入端口,这是,增加一条ISL会提供SAN整体的性能。但实际中,很少有服务器应用产生持续的满负荷流量。同时,也要考虑到增加ISL,实际上减少了SAN对设备接入的端口。
所以,ISL的增加与否要考虑实际的带宽需求。

4.    Trunking
Trunking是将几条ISL捆绑在一起,组成一条更大带宽的通道。单独的几条ISL和一条Trunking的区别如图7所示。

在两条单独的ISL情况下,在左边三台服务器A/B/C分别产生70MB/s、20MB/s、60MB/s的流量,如果是两条ISL,流量是按服务器分配的,根据轮流分配的原则,服务器A和C将通过ISL 1,而服务器B将通过ISL 2。这样,在ISL 1上会产生拥塞,而在ISL 2上有闲置的带宽。
在组成Trunking的情况下,同样的服务器流量,流量的分配是按数据帧分配的,也就是说服务器A、B和C都可以利用到Trunking中的两条通道。这样两条通道的带宽一共是200MB/s,而服务器A/B/C的流量和是70+20+60=150MB/s,Trunking可以满足服务器应用的性能需求,不会产生拥塞。
要考虑的是Trunking是需要购买的部件,有一定投资。

    以上是在存储区域网络(SAN)设计时,整体性能有关的几个方面,需要综合考虑客户的需求以及分析实际的带宽情况,做合理的安排。
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