Взаимодействие arbitrated loop c switched fabric

Шлюзы Loop-to-fabric Fibre Channel позволяют администраторам подключать устройства FC-AL и FC-SW в единую среду SAN. Этим устройствам требуются шлюзы для перевода команд между различными протоколами. Коммутаторы и шлюзы Fibre Channel поддерживают перевод команд между протоколами  FC-AL и FC-SW.

Режимы работы:

Режим сторэдж
В режиме работы со сторэджами, когда таргет устройствами, являются ленточные накопители или дисковые носители, оптические порты шлюза работают в качестве инициаторов FC-AL. Остальные оптические порты шлюза используются для подключения к FC-SW оптической сети. Количество портов, используемых для подключения к сетям FC-SW, зависит от требуемой пропускной способности через шлюз.

Режим хоста
При данном режиме работы, инициаторами, являются устройства, подключенные к SCSI портам или Fibre Channel портам шлюза. Оставшимися портами, шлюз подключается в оптическую сеть Fibre Channel.
Данный режим используется, когда операционная система или сервер не поддерживают Fibre Channel или оптический адаптер, не поддерживает режим работы FC-SW. Данная топология построения оптических сетей не сертифицирована и может быть использована в крайне необходимых случаях.

Соединение оборудования, поддерживающего FC-AL
Имплементация протокола Fibre Channel, компанией EMC, поддерживает следующие устройства:
◆ Продукты EMC:
• Connectrix DS-16B (Brocade Silkworm 2xxx)
• Connectrix DS-8B (Brocade Silkworm 2xxx)
• Connectrix DS-16B2 (Brocade Silkworm 3800)
• Connectrix DS-24M2 (Brocade M-серии 4500)
◆ Продукты Brocade:
• Silkworm 2xxx серии (EMC Connectrix DS-16B/8B)
• Silkworm 3800/3200 (EMC Connectrix DS-16B2/DS-8B2)
◆ Продукты Brocade M-серии:
• Brocade M-серии 4500 (EMC Connectrix DS-24M2)
◆ Продукты ADIC:
• SAN Gateway

Connectrix DS-16B, DS-16B2 (коммутаторы Brocade SilkWorm серии)
Данные коммутаторы поддерживают одинаковую функциональность. Каждый порт коммутатора поддерживает авто-распознавание и авто-инициализацию соединений порта с оборудованием, работающем на FC-AL или FC-SW протоколах. Авто-конфигурация порта, происходит, сразу после подключения устройства к порту коммутатора. При подключении к устройства, работающего на FC-AL, к коммутатору, порт коммутатора переходит в режим FL_Port. Для данной функциональности не требует дополнительных лицензий либо софта.
После завершения процессов авто-распознавания и авто-инициализации, номера WWPN и WWN становятся видимыми на сервере имен SAN сети.


Количество портов на коммутаторах
Коммутаторы DS-16B и DS-16B2 (Brocade SilkWorm) содержат 16 оптических портов, а коммутатор DS-8B, 8 оптических портов. Каждый порт независимо от другого, может автоматически устанавливать параметры соединения с  FC -AL и FC-SW Fibre Channel сетями.
 
Особенности
Коммутаторs Connectrix DS-16B/8B и DS-16B2 относятся к корпоративному классу, и поддерживают весь функционал протокола Fibre Channel. Соединения ISL могут соединять несколько коммутаторов Brocade (в родном режиме Brocade Fabric) или Brocade M-Series (используя режим Open Fabric). Используя коммутаторы Connectrix DS-16B/B2 в режиме Open Fabric, можно подсоединять устройства FC-AL к коммутаторам Brocade M-серии.
Возможность коммутаторов Connectrix DS-16B/8B/16B2 автоматически определять тип соединения для каждого порта, позволяет легко смешивать разные типы соединений, используя режимы: E_Port, N_Port, и NL_Port.

Оптические сети
Т.к. коммутаторы Connectrix DS-16B/8B/16B2 в оптической сети, требуют уникальный адрес Domain ID для работы. EMC предоставляет рекомендации для построения топологий оптических сетей, в которые будут подключаться ленточные устройства FC-AL.
Коммутаторы Connectrix DS-16B/8B/16B2 могут работать как в гомогенной среде с коммутаторами Brocade, так и в гетерогенной, с коммутаторами Brocade M-Серии. При подключении коммутатора Brocade, оптическую сеть, в которой присутствуют коммутаторы Brocade M-Серии, режим работы всех коммутаторов должен быть Open Fabric.

Техническое обеспечение
Каждый ленточный накопитель подключается к коммутаторам DS-16B/8B/16B2, и формирует петлю с портом коммутатора. Это позволяет хостам индивидуально работать с ленточными приводами, без прерывания работы, вследствие инициализации петли Loop Initialization Protocol (LIP).

Робот ленточной библиотеки, может быть подключен через Fibre Channel или SCSI.
Для подключения библиотеки в сеть SAN, необходимо проверять требования по подключению. Технологии, описывающие данное подключение, находятся в разделе “Шлюзы SCSI-to-Fibre Channel”

Зонинг
Устройства, работающие через Public loop, при подключении к оптическому коммутатору, регистрируют свой адрес WWN на сервере имен в сети SAN. Это позволяет строить зоны из лент и дисков, работающих через Public loop, с WWN адресами оптических адаптеров HBA хостов.
Более подробно, процедура описана в разделе “Подключение лент и дисков к одному адаптеру HBA”.

Рекомендации по конфигурированию SAN
Перед началом проектирования сети SAN, рекомендуется, определить требуемую пропускную способность между устройствами в сети. Практика показывает, что начинать лучше с определения максимальной пропускной способности коммутаторов оптической сети SAN (к примеру: 1 Gb/s, 2 Gb/s, 4 Gb/s и т.д.), и разделить ее на максимальную пропускную ленточных накопителей, для определения максимального количества ленточных накопителей, которые одновременно будут работать через межкоммутаторное соединение ISL.
Пример:
◆ Допустим, есть два оптических коммутатора SAN: A и B.
◆ Каждый ленточный привод библиотеки может передавать данные со скоростью до 25 MB/s.
◆ Оба коммутатора имеют порты, работающие на скорости 100 MB (half-duplex).
◆ Пропускную способность в MB, передаваемую через ISL нужно разделить на скорость в MB, которую может передать драйв, полученную величину, следует округлить в меньшую сторону.
◆ 100 MB / 25 MB = 4 ленточных привода.
В сетях, где нет необходимости в одновременном доступе к большому количеству лент, можно сократить количество, используемых соединений ISL и увеличить количество ленточных приводов, подключаемых к коммутатору. Также, можно использовать настройки бэкап софта, для распределения рабочей нагрузки между ленточными приводами библиотеки, и снизить нагрузку на ISL.
На рисунке изображены два пула из ленточных приводов, каждый пул подключен к своему коммутатору. Подключение пула к нескольким коммутаторам, гарантирует использование нескольких ISL, которые будут использованы при работе с ленточным пулом. Также, можно повысить общую пропускную способность, распределив ленточные приводы по нескольким участкам оптической сети.

 
Пример построения ленточного пула


Brocade M-Series ES-1000
Концентратор Brocade M-Series ES-1000 имеет восемь портов, работающих только в нескольких режимах: режим FC-AL, превращает его в хаб, а режим B_Port (Bridge Port), используется для подключения ES-1000 к другим оптическим коммутаторам Brocade M-Серии.

Особенности
◆ ES-1000 может быть настроен при помощи EMC Connectrix Manager.
◆ Каждое устройство, подключенное к ES-1000, регистрирует свой WWN на сервере имен концентратора. Это позволяет производить зонинг.
◆ Все устройства, подключенные к 8-ми портовому концентратору, разделяют максимальную пропускную способность в 1 Gb/s B_Port через ISL подключенного в коммутатору.
◆ Не все коммутаторы поддерживают протокол B_Port; Поэтому ES-1000 может быть подключен только к  ED-64M, DS-16M, DS-32M, ED-1032.
◆ Текущие версии прошивок ES-1000 поддерживают режим Open Fabric при работе в SAN. Стоит заметить, что ES-1000 должен быть подключен к коммутаторам Brocade M-Series для стабильной работы в сети.

Оптические сети
С тех пор, как ES-1000 поддерживает протокол B_Ports (специальный протокол, с ограниченной функциональностью протокола E_Ports), ему нужен уникальный Domain ID для подключения в SAN.
Возможно использование ES-1000 как в гомогенной сети с Brocade M-Series, так и в гетерогенной сети, при условии подключения через коммутатор Brocade M-Series.

Техническое обеспечение
Хаб ES-1000 формирует петлю Fibre Channel, для обеспечения подключения устройств, к портам, для работы в режиме FC-AL. Когда все устройства подключены к одной петле, отключение или подключение устройств в одной петле, могут вызвать LIP (loop initialization protocol). Согнал LIP может прервать бэкап на подключенных к хабу ленточных накопителях.

Зонинг
Когда устройства подключаются к коммутатору, они регистрируют свой адрес World Wide Names (WWN), на сервере имен коммутатора, это позволяет создавать зоны между WWN адресами ленточных приводов и оптическими адаптерами (HBA) хостов.

Рекомендации по конфигурированию SAN
Рекомендуется определить максимальную требуемую пропускную способность, перед проектированием архитектуры сети SAN. Практика показывает, лучше всего начинать проектирование подключений, с определения максимально возможной пропускной способности коммутаторов, и делить ее на максимально возможную скорость записи ленточных накопителей. Т.к. множество ленточные накопители могут попросту забить пропускную способность соединения ISL.
Если хаб Brocade M-Series ES-1000 подключен только одним ISL, одновременная работа с ленточными приводами, может привести к перегрузке соединения, что вызовет перебои в работе с приводами. Чтобы не допускать перебоев в работе ленточных приводов, рекомендуется подключать их с использованием нескольких хабов ES-1000.

Шлюз ADIC SAN Gateway
Шлюз ADIC SAN Gateway, может иметь до 6-ти портов Fibre Channel. Каждый порт Fibre Channel, можно вручную переводить в режимы FC-AL и FC-SW, либо можно настроить на прямое соединение с подключенным к нему устройством.
К SAN Gateway можно подключить до 4-х устройств SCSI.

Особенности
В шлюзе ADIC SAN Gateway есть клиент\сервер приложение, для управления. При помощи данного приложения, можно определять доступы к подключенным к нему устройствам, а также распределять устройства по каналам. Данная утилита позволяет осуществлять управление сразу несколькими шлюзами.

Оптические сети
Т.к. ADIC SAN Gateway не является коммутатором, ему не требуется Domain ID для работы в оптической сети.
В зависимости от настроек порта, ADIC SAN Gateway может быть подключен к коммутатору и залогиниться в сеть, используя протокол FC-SW. Когда ADIC SAN Gateway логируется на коммутаторе, он регистрирует свой адрес WWN порта, которым он подключился. Все порты Fibre Channel шлюза SAN Gateway имеют одинаковую нижнюю часть адреса WWN. Только вторая пара адресов верхней части адреса WWN меняется, для обозначения номера порта шлюза.

Техническое обеспечение
Каждый ленточный накопитель, подключенный через FC-AL формирует Fibre Channel петлю со шлюзом. Это позволяет осуществлять работу с индивидуально с каждым приводом, без инициализации вызовов Loop Initialization Protocol, что может влиять на устройствах в других петлях.

Зонинг
Устройства, которые подключаются к шлюзу, получают уникальный LUN адрес. Данный адрес можно изменять вручную, но рекомендуется назначать наименьшие LUN адреса ленточным приводам библиотек. Данное правило нужно применять ко всем приводам, подключенным к шлюзу.
Функция channel zoning, позволяет присваивать подключенным устройствам индивидуальный порт Fibre Channel. Когда Fibre Channel порт шлюза подключается к коммутатору, она регистрирует свой WWN. Зонинг может быть настроен на коммутаторе при помощи различных утилит, к примеру, при помощи ESN Manager. Зоны обычно состоят из WWN HBA сервера и WWN Fibre Channel порта шлюза. Устройства, подключенные через шлюз, будут видны со стороны хоста, как обычные SCSI устройства, подключенные через контроллер. Уникальные LUN адреса назначаются шлюзом всем устройствам, будь то дискам, ленточным приводам, роботам библиотек. Таргет номера устройств могут меняться при подключении к разным Fibre Channel портам шлюза SAN Gateway.

Рекомендации по конфигурированию SAN
Рекомендуется определить максимальную требуемую пропускную способность, перед проектированием архитектуры сети SAN. Практика показывает, лучше всего начинать проектирование подключений, с определения максимально возможной пропускной способности коммутаторов, и делить ее на максимально возможную скорость записи ленточных накопителей. Т.к. множество ленточные накопители могут попросту забить пропускную способность соединения ISL.
Поддерживается несколько соединений шлюза SAN Gateway с оптической сетью.
Для обеспечения высокой доступности решения, возможно подключение шлюза сразу к нескольким сетям SAN, но это уменьшает количество оптических портов, к которым могут быть подключены ленточные накопители.

Рекомендации по настройке
Для получения дополнительной информации рекомендуется прочесть Конфигурирование loop-to-fabric на ADIC SAN Gateway .

Таблица функциональности устройств

  Конфигурация Loop-to-fabric
Следующие ограничения присутствуют в мостах loop-to-fabric:
◆ Поддерживаются только конфигурации non-high- availability.
◆ Зонинг должен осуществляться между одним HBA и одним мостом.
◆ Поддержка стандарта ANSI 100 (MB/s) Fibre Channel.
◆ Fibre Channel поддерживает расстояние передачи данных до 500 между мостом и коммутатором.