关于光纤通道存储交换机的几个问题

Loop Switch 和Fabric Switch 的区别

Fibre Channel有两种常用的拓扑结构: Fibre Channel Arbitrated Loop (FC-AL)和Fabric。我们常说的的Fibre Channel Hub和Loop Switch使用 FC-AL协议，而Fabric Switch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（Arbitrated Loop Physical Address）。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Fabric Login，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Loop Switch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，Loop Switch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Loop Switch 看作同一种设备。但实际上， Loop Switch 和Fabric Switch 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，服务器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，多套磁盘阵列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。

如上图，基于端口的Hardware Zoning（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Software Zoning（软件分区）方法，即基于WWN (World Wide Name) 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。但不同品牌的交换机实现 Zoning功能的方式是不同的。如Vixel 交换机自动具备Zoning 功能，而有部分交换机则需要单独购买该项软件License ，才能实现相应功能。

LIP Isolation（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Fabric Login后会向交换机登记许多信息，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。

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。

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。