NPIVSAN虚拟化Word格式.docx
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NPIVSAN虚拟化Word格式.docx
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trecalculatealloftheavailableroutesevertimethereisafabricrebuild,whichshouldreducetheinterruptiontothefabriceverytimethere'
sarebuild.WehadproblemswitherrorsonISLscausingafabricrebuild,andwithsomanyedgeswitchesitwascausingissuesforthehosts.
ToenableAG,firstswitchtotheADthattheupstreamport,andthisswitch,isamemberof.InmycaseitwasAD1.And,yourupstreamporthastohaveAGenabled(perportontheupstreamswitch),my48Ksallcamewithitenabledoneveryport.
ChecktheAGmode:
sanswa:
AD1:
root>
ag--modeshow
AccessGatewaymodeisNOTenabled
EnableAGmode:
he10enc1sanswa:
switchdisable
ag--modeenable
WARNING:
AccessGatewaymodechangesthestandardbehavioroftheswitch.PleasecheckAccessGatewayAdministrator'
sGuidebeforeproceeding.
Enablingagmodewillremovealltheconfigurationdataontheswitch
includingzoningconfigurationandsecuritydatabase.Pleasebackupyour
configurationusingconfigupload.
Thisoperationwillreboottheswitch.
Doyouwanttocontinue?
(yes,y,no,n):
[no]yes
AccessGatewaymodewasenabledsuccessfully
Switchisbeingrebooted...
Theswitchdoesafastboot,whichwilltakeseveralminutes.
Aftertheswitchisup,theupstreamportlookslike:
Inswitchshow:
...
29213011d00idN4OnlineF-Port3NPIVpublic
Andportshow:
SanSW2:
admin>
portshow2/13
portName:
portHealth:
HEALTHY
Authentication:
None
portDisableReason:
portCFlags:
0x1
portFlags:
0x24b03PRESENTACTIVEF_PORTG_PORTU_PORTNPIVLOGICAL_ONLINELOGINNOELPLEDACCEPTFLOGI
portType:
10.0
portState:
1Online
portPhys:
6In_Sync
portScn:
32F_Port
portgenerationnumber:
92
portId:
011d00
portIfId:
43220012
portWwn:
20:
1d:
00:
05:
1e:
36:
3f:
8a
portWwnofdevice(s)connected:
21:
01:
1b:
32:
a9:
78:
e4
b0:
9a:
42
88:
71:
c2
Distance:
normal
portSpeed:
N4Gbps
NoticetheWWNslisted.OneistheNportontheswitch.Theothertwoarehostsconnectedtothatswitch.
HP8/24SAN交换机既可用作独立的核心交换机,也可在大型核心到边缘分层存储网络中用作低成本的边缘交换机,因此既能满足中小企业的需求,也能满足大型企业的需求。
8/24SAN交换机还可提供出色的投资保护。
自适应端口支持向后兼容1Gb、2Gb、4Gb、8Gb/秒的设备,极大降低了部署复杂性和成本,同时还兼容已安装的设备。
不需要8Gbit/秒接口的企业可为新交换机配备4Gbit/秒SFP,同时保留未来轻松升级至8Gbit/秒SFP的能力。
配有24个已启用端口的8/24SAN交换机可作为全光纤交换机部署,或以访问网关模式进行部署,后者可提供到任意SAN的连接(默认模式设置为交换机)。
访问网关模式采用NPIV交换机标准,将光纤通道连接作为逻辑设备提交给SAN光纤。
特性
卓越性能
•
包括所有端口的同步线速支持,以提供高性能系统和高达384Gb/秒的全双工总带宽
提供更高性能可用性,以及完整的向后与向前投资保护
简化SAN管理,无需将应用程序性能需求与端口速度匹配
高可扩展能力
提供连接至多厂商光纤环境的无缝服务器连接,允许多个服务器连接至一个SAN光纤设备,无需增加交换机域数。
允许将两台交换机间的8个端口(2、4或8Gb/秒)组成一个单独的逻辑ISL,速度高达64Gb/秒(128Gb/秒全双工),以优化带宽利用率并实现负载均衡
降低的总体拥有成本
通过自动路由数据至结构设备内的所有可用路径,优化结构范围内的性能和负载平衡
消除/避免高密度虚拟化服务器环境的性能瓶颈
用于优化SAN性能和资源利用率的高级结构服务
HBA虚拟化以NPIV打通SAN虚拟化最后一关
为了让虚拟环境下的服务器与SAN环境连接更加弹性和安全,同时简化SAN网络的架构,NPIV(N_PortIDVirtualization)协议因此诞生,相关产品包括光纤信道HBA卡等也在今年陆续到位。
N端口为主机端连接至光纤交换器的连接端口,NPIV即为光纤信道中的一个协议,目的在于让一个实体的N端口可以虚拟出数个N_PortID。
NPIV协议是由国际信息技术标准委员会(INCITS)所制定,其功能是由光纤信道HBA卡提供,但前端的虚拟平台以及后端的光纤信道交换器也要能支持。
NPIV之所以被制定,一开始是为了虚拟环境所设计,让不同的虚拟机器可以对应至不同的N_PortID,以区隔不同虚拟机器与SAN环境的连接,因而提高安全性。
另外,这样的技术也适用在刀片服务器环境中,藉由将具备NPIV功能的软件安装在光纤交换器或网关器中,对于内部的刀片模块来说,该设备被视为一台交换器,对于外部来说,则相当于一个N埠,因此,从整个SAN(储存局域网络)架构来看,一台刀片机箱就如同是一台服务器,藉此简化SAN架构。
提高虚拟环境的安全性
作为服务器与SAN连结的光纤信道HBA卡,每一张卡都会被标上一个WWN(WorldWideName,全域名),作为SAN环境中主机与储存端资源对应的辨识标志。
然而,这样的机制在虚拟环境中却会有安全疑虑。
由于一台实体服务器虚拟成多台虚拟机器,但是却共享同一张光纤信道HBA卡,即使用同一个WWN,因此,虚拟机器可以看到彼此间的LUN(LogicalUnitNumber,逻辑单元号码),让数据安全性无法确保。
另一方面,也有可能造成数据毁损,举例来说,Windows系统就可能将Unix系统的磁盘驱动器视为未格式化、新的磁盘,而加以格式化,因此造成数据遗失。
因此,若光纤信道HBA卡能提供NPIV功能,就可以虚拟出数个N_PortID和WWN,让不同虚拟主机可对应至单一的N_PortID和WWN,使得虚拟机器能够如同实体机器一般分配储存资源,也可降低储存资源分配错误的机率。
事实上,NPIV早已经被应用在大型主机的环境中,IBM与Emulex共同合作,在IBMSystemz9大型主机中便采用了具备NPIV功能的Emulex光纤信道HBA,目前厂商则希望将该技术推广至开放架构中。
简化刀片架构管理
继惠普(HP)于今年第二季推出一款虚拟化连接(VirtualConnect)模块并在日前进行升级,诉求可以简化刀片环境中的SAN网络管理后,IBM于日前也推出一款新的刀片服务器管理工具OpenFabricManager,两者都强调可在单一平台上监控100个刀片服务器机柜。
而这项变革便是来自对NPIV的支援。
如IBM的OpenFabricManager是配合Brocade与QLogic基于NPIV技术的光纤信道交换器,而HP除了提供VirtualConnect模块外,也可选择BrocadeAccessGateway设备。
以AccessGateway为例,是采用具备NPIV功能的新版光纤信道交换器软件FOSv5.1,Brocade技术顾问左承齐表示,AccessGateway虽然是一台光纤交换器,但对于外部来说,却相当于是一个N埠。
他进一步表示,这样的好处在于可简化整个SAN架构,另一方面,也提高SAN架构弹性,以一个光纤网络体系架构而言,最高仅能配置239台交换器,但若是采用NPIV技术后,就可以在一个光纤网络体系架构中安装更多刀片服务器。
除了简化架构外,NPIV还有助于简化刀片服务器的管理。
以往当前端的刀片服务器或后端的储存设备更换、变动时,就必须重新更改设定,作业相当繁杂,左承齐表示,藉由NPIV,可简化zoning(分区)和LUNMasking(逻辑指派)的设定,甚至可以不用重新更动。
在刀片模块与对外实体连接的比例上,左承齐表示,一般来说,并不会有限制,只要高于2:
1即可。
以HP的c7000刀片机箱为例,若采用VirtualConnect并选择16:
1的比例,就可将内部的16台刀片服务器,同时透过一个实体的N端口连接至外部的光纤交换器上。
厂商竞相投入NPIV
目前HBA厂商已纷纷或计划推出提供NPIV功能的光纤信道HBA。
Brocade自今年7月推出的光纤信道HBA系列已经具备NPIV功能,Emulex日前也宣布其基于NPIV技术的HBA已经与MicrosoftVirtualServer进行整合,并预计在年底推出一款支持VMware的光纤信道HBA。
QLogic也计划在年底前推出支持NPIV的HBA。
在虚拟平台上,VMware的新版ESXServer3.5和VirtualCenter2.5软件则首度支持NPIV协议。
Brocade台湾暨香港区总经理周恒毅表示,目前推出的光纤信道交换器也都能支持与NPIV功能的HBA连结。
关于NPIV在SAN中的应用模式
NPIV的全称为“NPortIDVirtualization”。
在SAN当中凡是非SAN交换机的端口,即所有的主机HBA端口,磁盘阵列控制端口,磁带库光纤接口等统称为“NPort”。
所有这些NPort如果想要在Fabric(俗称:
SAN网)内进行数据通讯,就必须在联入SAN交换机时通过FabricLogin的动作提交自己的WWWN来获得一个合法的ID,这个动作就像是你去拜访一个客户在进入别人公司的时候需要用你自己的身份证/工作证来换取一个内部临时通行证一样。
这个ID是由与该外设相连的SAN交换机来控制分配的,其形式为“XX:
YY:
ZZ”的24位16进制地址,其中XX表示DomainID,即是代表哪台交换机;
YY表示PortID,即交换机上的端口位置;
而ZZ传统上只在早期LOOP类型的Fabric内来标识NPort的地址,在目前主流的全交换型的Fabric内被保留了起来,一般情况下不使用,在博科交换机上ZZ的值一般为00。
这就是关于NPI的意义,在下一个帖子内我们来解释“V”的含义以及如果在SAN环境当中应用。
在开始解释V的含义前,先罗嗦两句。
NPIV这种技术并不新鲜,60年代后期就已经出现在Mainframe的环境当中了,只是现在随着大鸡的衰败和开放系统的盛行,这种技术才逐渐被移植到了大家所熟知的环境当中。
因此从某种意义上来说NPIV现在无论在主机还是在SAN交换机上应用都只能算是对旧技术的改良而让其发挥余热,不能算是严格意义上的新技术。
回到正题,先解释一下V的含义。
V既然代表虚拟化,那我们就来分析一下这其中的意义,虚拟化的一般的定义我个人的理解是让大量的私有资源通过少量的公有渠道来进行无障碍的互相通讯。
基于这样一个解释,那我们再回过头来看看SAN当中的私有资源、公有渠道分别是什么。
在大家一般比较熟悉的VMware/HyperV的虚拟主机访问存储的应用模式当中,在主机层面,我们可以把虚机的宿主——物理服务器上的HBA卡看作是少量的公有渠道,而操作系统利用物理HBA的WWWN为每个虚拟主机所生成的虚拟HBA则可以看作是大量的私有资源。
在来看SAN交换机/Fabric的层面,由于一般情况下一个WWWN只能在Fabric内换得一个合法的FCID/NPID,因此一般情况下一个物理的HBA接入Fabric后也就只能获得一个格式为“XX:
ZZ”即“XX:
00”的ID。
但是物理主机所承载的多个虚拟主机在事实上是各自作为独立应用系统而存在的,这样一来就需要这些虚拟主机利用他们那些虚拟出来的WWWN通过物理主机上的HBA联入Fabric的端口——这个公共渠道来获得在Fabric内合法的FCID。
乍看起来这个需求似乎不可能,但是在我们仔细想一下FCID的结构,就会发现其中还是有办法可以进行迂回的。
前面提到了FCID的结构,在SAN交换机发展早期只有Loop交换模式的时候,其表示FCID的有效格式仅为两个十六进制数字“ZZ”,在这种情况下最多的地址个数为256个,但是考虑到SAN架构的基础服务以及一些保留地址的占用,实际上有效的地址只有126个。
随着SAN技术的不断发展,在目前这种全交换型的网络架构中FCID格式已经变为以“DomainID:
PortID:
Loop地址保留位”三段共计24位的形式来实现了,在一般使用环境中由于通过DomainID+PortID即可将实现对SAN网内任意端口的定位(寻址),因此最后两位的Loop地址保留位一直是用00来代替的(其他厂商可能用不同的数字来表示),没有什么实际意义。
但是随着SAN交换机越做越大,端口密度越来越高,这时候就出现了一个新问题:
在XX:
ZZ的格式当中,大家不难想象一下DomainID最多是256种变化,这个到还没什么问题,现在一个标准SAN网最多也只能运行56个Domain,但再往下到PortID的时候问题就来了,根据现有的格式PortID最多也是只有256种变化,这就不能满足现在某些新型导向器的配置了,比如博科的48xxx导向器,如果都配48口刀片,则一台导向器的端口总数就会达到384,那多出来这128口的地址从那里来呢?
各位聪明的XDJM,相信你们已经隐隐的觉察出要怎么处理这个矛盾了。
利用Loop地址保留位。
大家想象一下,如果把Loop位的这256种变化与PortID单纯的256种变化进行组合,那就将产生65536种变化!
一个导向器可以提供65536个地址这一事实就让我们大家不得不多动些脑筋来去想想如何在更高的层面上发挥这一巨大的资源,而不仅仅只是把它限定在支持高密度导向器板卡这一个地方。
好,现在我们回忆一下在上一回书中我们所提到到“需要这些虚拟主机利用他们那些虚拟出来的WWWN通过物理主机上的HBA联入Fabric的端口——这个公共渠道来获得在Fabric内合法的FCID”,根据这样一种需求,结合刚才我们对地址组合的变换运用,现在我们就可以来解决这个问题了。
假设我们现在有一台物理主机,上面安装了一个单口的HBA,这台主机通过一台SAN交换机(DomainID为3)连到一台存储上,主机和存储连到SAN交换机的端口分别为1口和15口,在该主机上运行了5个虚机。
根据这一环境我们可以知道此时物理主机的HBA在和存储在SAN交换机(此处即为SAN网)内获得的FCID分别为“030100”和“030F00”。
由于在物理主机上同时运行了5个虚拟主机,这5个虚机借助物理HBA的NPIV功能再配合母体操作系统,其结果就是虚拟出来了各自的HBA,即各自的WWWN,我们姑且称之为V-WWWN吧。
这些V-WWWN会透过物理HBA提交给SAN交换机,由于这些V-WWWN都是合法且真实存在,SAN交换机必须要对其作出恰当的反应,有于现在的SAN交换机微码当中都内嵌了NPIV共能,所以其在接到这些V-WWWN的登录需求时自然也会做出相应的回应:
这就是根据物理HBA所连端口的地址基础上,启用Loop保留地址位来为这些V-WWWN分配各自合法的地址。
这样一来这五个V-WWWN就能很顺利的拿到各自合法的地址:
030101、030102、030103、030104、030105。
由于拥有了属于自己的通行证,这五个虚拟就能完全独立的去访问存储上预留给自己的完全独立的空间了,看起来就好像是5个完全不同的主机在各自独立运作一般。
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- NPIVSAN 虚拟