從數據中心技術發(fā)展看綜合布線技術發(fā)展

1、,存儲網絡與以太網,數據中心解決方案,北京匯通融業(yè)科技發(fā)展有限公司,從數據中心技術發(fā)展看綜合布線>>,第一個問題？,理解“綜合布線”？,綜合+布線=綜合布線布線？綜合？,綜合 = 數據（內網，外網，AP，監(jiān)控，門禁，樓控……… 語音（……),什么是“綜合”,用一種布線方式或結構來滿足多用不同應用模式或終端的互聯互通。數據網絡：內網，外網，辦公網語音網絡：專網，公網，內網多媒體網絡：LED，LCD

2、，視頻會議，數字電視，三網融合網絡監(jiān)控：一卡通門禁：公共廣播：。。。。。。。,---》融合網絡，統(tǒng)一通信,第二個問題,理解“數據中心”？,數據+中心=數據中心數據？,數據 = 網頁，郵件，文檔，CRM 數據庫，……. 為何件CRM系統(tǒng)？文件服務器？ 日常生活中的應用……,,,,存儲技術的核心：RAID,通常依照陣列的結構形式分成RAID0，RAID1，RAID2，RAID3，RAID4

3、，RAID5， RAID6，RAID7，RAID0+1,(RAID10)RAID0+5, ,(RAID50)等類型。,RAID Level 0: 帶區(qū)集,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,y,,,l,i,F,M,e,,RAID 1: 鏡像,,,,,,,,,,,,,,,,,RAID 3: 帶專用校驗驅動器的帶區(qū)集,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,y,,,,l,i,F,M,e,P,P,P,RAID 5:帶

4、分布校驗位的帶區(qū)集,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,y,,,,l,i,F,M,e,P,P,P,RAID Level 1-0 :Striping of Mirrored Arrays,,,,,,,,RAID-0,,,,RAID-1,,,,,,,,,,,,,,RAID-1,,,,,,,,,,,,,,,RAID Level 30 :Striping of Two RAID 3 Arrays,,,,,,,,,,,RAID 3,RAID

5、 3,P,,,RAID 0,,RAID Level 50: Striping of Two RAID 5 Arrays,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,F,RAID 5,RAID 5,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,RAID 0,,RAID 級別的比較,,增加容量,從儲存的技術了解儲存網絡從儲存的技術了解容災中心，異地備份,,,,,,DAS - Direct Attached Storag

6、e NAS - Network Attached Storage SAN - Storage Area Networks iSCSI &IP SANs,存儲的幾種主要技術--根據連接方式劃分,,服務器連接存儲（DAS）,DAS：Direct Attached Storage 直接與服務器連接的存儲系統(tǒng) 通過SCSI或FC接口連接 服務器為核心，不直接連入網絡,,SCSIFC,S

7、CSI-to-SCSISCSI -to- IDEFC-to-SCSIFC-to-FC,DAS的存儲方案,服務器,陣列,,,SCSI,服務器,磁帶機,光盤庫,,DDSDLTAITLTO,,DVD-RAM光盤庫MO光盤庫CD&DVD庫光盤鏡像服務器(NAS),DAS - Direct Attached Storage,,,優(yōu)點 低費用使用簡單容易安裝價格相對較低,缺點不能共享連接距離有限 升級困難

8、缺乏較好的高可用性維護復雜,適宜于小型機構的存儲解決方案,,NAS是什么？,“Network Attached Storage”一個經過特殊優(yōu)化的，在混合網絡環(huán)境中提供文件服務的設備。NAS直接連接到網絡中，直接為client提供存儲服務。其軟件經過高度的優(yōu)化直接連接到網絡，安裝和管理過程簡單，無網絡中斷, 安裝快捷無需安裝其它操作系統(tǒng)利用網絡協議及IP 地址NAS能為我們做什么？在文件服務器上能實現的任何功能，NA

9、S都能實現 在不同的網絡平臺間共享數據（數據的集中管理） 備份個人電腦和便攜式電腦中的數據 為您的服務器數據提供一個隨時可以訪問的備份 從防火墻緩沖數據 為您的WEB服務器和Email服務器提供存儲空間,通過LAN直接接入網絡的存儲系統(tǒng)。,混合網絡環(huán)境中的NAS應用,NAS在校園網中的應用,,,CERNET/INTERNET,,,,,,一號教學樓,辦公樓,,移動辦公人員,學生家長查閱,,,遠程教學,二號教學樓,節(jié)點交換機,節(jié)點

10、交換機,節(jié)點交換機,,,節(jié)點交換機,節(jié)點交換機,,,網 管工作站,,,,,,,,應用服務器群,圖書館,實驗樓,INTERNET、MAILDNS服務器等,,,路由器,POP 4500,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,中心交換機,NAS在城域網中的應用,,,,1GB Ethernet,公用寬帶網教育網VLAN,Catalyst 6509,,城域網信息中心,Catalyst 35/29 Serial,,INTERNET,,電

11、信寬帶IP,,,,,,,1GB Ethernet,本地資源服務器,教育局各科室,教育局及市區(qū)學校,服務器群,,,,,,POP 4000,,POP 4500,NAS---曾經引領存儲潮流的技術,二中,大學小,NAS - Network Attached Storage,,,,優(yōu)點 容易安裝，維護簡單共享數據跨平臺文件共享遠程訪問減輕服務器負擔充分利用網絡帶寬,缺點不適合數據庫存儲孤立的存儲設備傳輸速率低成為瓶頸,主

12、要適宜于文件存儲的解決方案,,Fibre Channel有三種拓撲結構:點對點(Point-to-Point) – 兩個設備之間互連仲裁環(huán)(Arbitrated Loop) – 最多支持126個設備互連，形成一個仲裁環(huán) 交換式Fabric(Switch Fabric) – 最多1千6百萬個設備互連,SAN概念,Fibre Channel （FC）技術標準是1994年由ANSI標準化組織制訂的一種適合于千兆位數據傳輸通信的網絡技術。

13、,點對點,僅 2 個設備,仲裁環(huán),最多 126 個設備,交換式FC網絡（Fabric）,最多 1600萬個設備,獨立于LAN的服務器后端存儲專用網絡主要利用Fibre Channel protocol（光纖通道協議），通過FC交換機建立起與服務器和存儲設備之間的直接連接100MB/S、200MB/S、400MB/S的速率消除了帶寬上的瓶頸,存儲區(qū)域網絡 ( Storage Area network ),,FABRIC---第二網

14、,,,,,客戶機,LAN(局域網),,廣域網,,,,,,,,,,,,,,存儲區(qū)域網（第二網）,Fabric = 第二網“Fabric”是一個由智能光纖通道交換機構成并具有良好系統(tǒng)設計的高智能網絡,?？梢蕴峁┢髽I(yè)級的性能、擴展能力、可管理能力、可靠性和高可用能力，我們稱之為：SAN,服務器,存儲子系統(tǒng),第一網,,逐級的Fabric 擴展-海量存儲,,,Fiber Channel Switches,DiskArray,,,,,

15、,主機服務器,光纖交換機,磁盤陣列,簡單的SAN存儲結構,,,,,,,線纜（光纖或銅線） FC HBA、 GBIC、& MIA FC HUB/交換機 數據網關 服務器存儲管理軟件: Tivoli SANergy VERITAS SANPoint Direct ADIC Centravision SGI CXFS

16、 Transoft FibreNet ATTO StudioNet存儲系統(tǒng) RAID，JBOD 磁帶存儲設備 光存儲設備,SAN的組成,,內部運行Fabric拓撲每端口獨占100MB/S、200MB/S帶寬SAN的核心設備,SAN的核心-- 光纖通道交換機,光纖通道卡（FC HBA）,提供服務器或工作站連接到存儲網絡的接口銅介質/光

17、介質支持 （可以是雙口）目前提供的帶寬指標: 1G & 2G& 4G& 8G….仲裁環(huán)/ Fabric 支持支持的總線: PCI, HSC, SBUS,存儲設備,直接接入存儲網絡RAID – 磁盤陣列JBOD – 磁盤組磁帶設備 – 主要用于備份和恢復光介質設備 –主要用于HSM（Hierarchical Storage Management）,SAN的主要應用,LanFree BackupSe

18、rverLess Backup集群（可實現多節(jié)點）服務器/應用系統(tǒng)存儲整合異地災備同步與異步鏡像分級存儲（HSM）,超越 SCSI的局限性 (驅動器數, 傳輸速度, 傳輸距離)更容易地存儲和共享數據及資源Advanced Operations對存儲資源的集中管理LAN-free 和 Server-less backup遠程鏡像,( SAN與傳統(tǒng)SCSI的比較 ),網絡存儲的三種常見模式,HBA與存儲網絡,在早期的SA

19、N存儲系統(tǒng)中，服務器與交換機的數據傳輸是通過光纖進行的，因為服務器是把SCSI指令傳輸到存儲設備上，不能走普通LAN網的IP協議，所以需要使用FC傳輸，因此這種SAN就叫FC-SAN，而后期出現了用IP協議封裝的SAN，可以完全走普通LAN網絡，因此叫做IP-SAN，其中最典型的就是現在的ISCSI。這兩種方式都需要對數據塊進行繁重的讀包解包操作，因此高性能的SAN系統(tǒng)是需要在服務器上安裝一塊專門負責解包工作以減輕處理器負擔的網

20、卡，這種網卡大家就叫它HBA卡，它除了執(zhí)行解包工作外當然還可以提供一個光纖接口（如果是iSCSI HBA卡就是提供普通的RJ45接口）以用于跟對應的交換機連接；HBA物理上你可以把它當作網卡一樣插PCI或者PCI-E槽位里，因此這種設備的用法非常相一張網卡，很多人也就把它跟普通網卡或普通的光纖網卡混淆了。當然，有的iSCSI HBA卡就可以當作普通網卡來用，不過從價格上考慮這是非常奢侈的。,HBA,主機總線適配器(Host Bus A

21、dapter,HBA)：是一個在服務器和存儲裝置 HBA間提供輸入/輸出(I/O)處理和物理連接的電路板和/或集成電路適配器。因為HBA減輕了主處理器在數據存儲和檢索任務的負擔，它能夠提高服務器的性能。一個HBA和與之相連的磁盤子系統(tǒng)有時一起被稱作一個磁盤通道。,HBA的常規(guī)定義：就是連接主機I/O總線和計算機內存系統(tǒng)的I/O適配器。按照這個定義，像顯卡就是連接視頻總線和內存，網卡就是連接網絡總線和內存，SCSI-FC卡就是連接SCS

22、I或者FC總線和內存的，它們都應該算是HBA。HBA卡有FC-HBA和iSCSI HBA將來還有其他HBA卡，但是，HBA通常用在SCSI。Adapter(適配器)和NIC用于FC；而NIC也會用于以太網和令牌環(huán)網。,三種網卡,光纖網卡這個稱呼到底是不是指光纖口HBA卡呢？實際上大家常說的光纖網卡指的就是光纖通道網絡里的HBA卡。因傳輸協議的不同的，網卡可分為三種，一是以太網卡，二是FC網卡，三是iSCSI網卡。 大家說的“光

23、纖網卡”一般是指FC HBA卡，插在服務器上，外接存儲用的光纖交換機；而光口的以太網卡一般都叫做“光纖以太網卡”，也是插在服務器上，不過它外接的是帶光口的以太網交換機?？偨Y：其實這些網卡還是很好區(qū)分的，看下表就清楚了： HBA卡：FC-HBA卡（俗稱：光纖網卡）、iSCSI-HBA卡（RJ45接口） 以太網卡：光纖接口的以太網卡（俗稱：光纖以太網卡）,,,,新的存儲技術-FCoE,以太網光纖通道FCoE（Fibre Chann

24、el over Ethernet）：FCoE協議是在以太網上傳輸FC封裝的協議。增強型以太網（Converged Enhanced Ethernet，CEE）CEE是采用FC特性的以太網，可傳輸FCoE存儲數據、數據中心應用系統(tǒng)和集群。CEE是一種無損以太網（Lossless Ethernet），其能夠無損地傳輸FCoE數據。CEE使用三個優(yōu)先級組，包括IPC、LAN和WAN,1990,2000,2010,1980,Ether

25、net,Fibre Channel,2012,存儲技術與以太網技術,融合網絡,以太網/IP數據網絡和FC SAN在數據中心都起著重要的作用，但它們的設計和功能有著本質的區(qū)別，這兩種網絡都有自己的安全機制，通信模式和獨立的管理工具集，因此每個網絡都必須按照它自己專用的方法，獨立的基礎設施進行建設和維護，需要獨立的線纜，服務器需要為這兩者網絡安裝獨立網卡。管理兩個獨立的網絡增加了數據中心日常運營的復雜性和成本，因此企業(yè)正在尋找新的方法整

26、合它們的IP和SAN網絡，讓數據中心運行效率更高，成本效益更好，同時保護在FC基礎設施上的投資。用統(tǒng)一的以太網整合FC SAN存儲數據流和普通數據流了，網絡融合讓企業(yè)能夠保持FC存儲的現有投資，同時降低數據中心的成本和復雜性，并簡化網絡管理。,,,,FCoE Extends FC on 融合網絡,,,FC network,FC storage,Ethernet Network,Converged Network Switch,,,,,

27、,Lossless Ethernet Links,2 options,SAN sees host as FC,,,數據中心的布線類型,1、數據交換網絡（銅纜部分）2、數據交換網絡（光纜部分）3、監(jiān)控網絡（銅纜部分）（KVM，PDU，環(huán)境，監(jiān)控等）4、數據存儲網絡（光纜部分）,設計和銷售的對象。,,,,FCoE組件,融合網絡適配器(Converged network adapters，CNA) - 它結合了以太網適配器和光纖

28、通道HBA的功能，減少了用戶購買服務器適配器的數量，同時減少了端口數，并降低了需要的線纜數量。FCoE線纜 – 目前有兩種FCoE線纜可選，一種是FC環(huán)境中常見的光纜，另一種是新型的屏蔽雙絞線銅纜，第二種屏蔽銅纜消耗的電力更少，成本也更低，但它的最長傳輸距離只有10米，因此從機柜頂部交換機到LAN之間用戶可能會使用光纜。FCoE交換機 – 服務器和磁盤陣列之間不能直接通過FCoE連接起來，必須購買支持FCoE/DCB的交換機，通

29、過它才能將服務器連接到企業(yè)LAN，SAN或FCoE存儲系統(tǒng)。FCoE/DCB存儲系統(tǒng) – 這些存儲系統(tǒng)支持FCoE和融合通信，也支持從光纖通道到FCoE交換機，以及從FCoE交換機到服務器。,三個步驟改造實施FCoE,未實施DCB/FCoE前的數據中心網絡架構,三個階段,第一階段：將邊緣網絡過渡到DCB/FCoE　　第二階段：過渡到本地DCB/FCoE存儲系統(tǒng)第三階段：將核心網絡過渡到FCoE,第一階段：邊緣網絡交換機轉移到FC

30、oE后的網絡架構,第三階段- 端到端FCoE,,,超級核心交換機,數據中心的布線結構結構變化,,Top of Rank，意指柜頂，與列末EoR（End of Row）及列中MoR（Middle of Row）一樣，都是數據中心的一種架構設計方式。傳統(tǒng)的機房架構主要以EoR和MoR方式（兩者差別主要在于網絡機柜的位置不同）為主，采取類似的集中式布線。其中，EoR方式是指服務器機柜中所有的服務器端口，都通過跳線連接到機柜上的配線

31、架，再由配線架上的銅纜延伸到網絡機柜（位于一組機柜尾部）中的接入交換機上,ToR，EoR，MoR,數據中心布線與大樓布線的區(qū)別,總配線區(qū)(MDA)主干布線區(qū)域配線區(qū)(ZDA)主干布線水平配線區(qū)(HAD) (ZDA) 水平布線設備配線區(qū)(EDA) (ZDA)接入室(ER),園區(qū)中心機房CD建筑群子系統(tǒng)大樓匯聚機房（設備間BD）垂直干線子系統(tǒng)管理間（樓層弱電間FD）水平布線子系統(tǒng)工作區(qū)

32、 （CP箱）進線間（接入運營商機房）,管理？？？？,啟示…………,舉一反三，一通百通萬物互聯,融合網絡適配器,Brocade博科的產品：Fibre Channel HBAs：Fibre Channel 4 Gbps/ 8 GbpsBR-415-0010 4G單口光纖通道卡光纖卡BR-425-0010 4G雙口光纖通道卡光纖卡BR-815-0010 8G單口光纖通道卡光纖卡BR-825-0010 8G雙口光纖通道卡光纖卡

33、CNAs：DCB/FCoE/iSCSI 10 GbpsBR-1010-0010 10G單口FCoE聚合網卡can網卡BR-1010-1010BR-1020-0010 10G雙口FCoE聚合網卡can網卡BR-1020-1010Fabric Adapter：FC/DCB/FCoE/iSCSI 16 Gbps / 10 GbpsBR-1860-1F00 16G單口FCoE聚合網卡can網卡BR-1860-1P00 BR-1

34、860-1C00 BR-1860-2F00BR-1860-2P00BR-1860-2C00,關注數據中心的交換機廠商,概念區(qū)別,局域網交換機數據中心交換機 SAN交換機 柜頂交換機 FCoE交換機,產品示例,在固定配置交換機中提供高性能萬兆以太 網（10 GbE）數據中心 LAN 端口和原生光 纖通道端口.交換機有兩種型號:2U Brocade VDX 6730-76:帶有 60 個 10 GbE LAN 端

35、口和 16 個 8 Gbps 原生光纖通道端 口1U Brocade VDX 6730-32:帶有 24 個 10 GbE LAN 端口和 8 個 8 Gbps 原生光纖通道端口的,BROCADE VDX 6730 交換機,,,SFP概念,SFP （Small Form-factor Pluggables）可以簡單的理解為GBIC的升級版本。SFP模塊（體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口數量。由于SFP

36、模塊在功能上與GBIC基本一致，因此，也被有些交換機廠商稱為小型化GBIC（Mini-GBIC）。SFP模塊則通過將CDR和電色散補償放在了模塊外面，而更加壓縮了尺寸和功耗。用于電信和數據通信中光通信應用。SFP聯接網絡設備如交換機、路由器等設備的主板和光纖或UTP線纜。SFP是一些光纖器件提供商支持的工業(yè)規(guī)格. 　　SFP支持SONET、Gigabit Ethernet、光纖通道（Fiber Channel）以及一些其他通信標準。

37、此標準擴展到了SFP+，能支持10.0 Gbit/s傳輸速率，包括8 gigabit光纖通道和10GbE。引入了光纖和銅芯版本的SFP+模塊版本，與模塊的Xenpak、X2或XFP版本相比，SFP+模塊將部分電路留在主板實現，而非模塊內實現。就是LC接口,QSFP,QSFP（Quad Small Form-factor Pluggable）：四通道SFP接口(QSFP)，QSFP是為了滿足市場對更高密度的高速可插拔解決方案的需求而誕

38、生的。 　　這種4通道的可插拔接口傳輸速率達到了40Gbps。很多XFP中成熟的關鍵技術都應用到了該設計中。 　　QSFP可以作為一種光纖解決方案，并且速度和密度均優(yōu)于4通道CX4接口。由于可在XFP相同的端口體積下以每通道10Gbps的速度支持四個通道的數據傳輸，所以QSFP的密度可以達到XFP產品的4倍，SFP+產品的3倍。具有4通道且密度比CX4高的QSFP接口已經被InfiniBand標準所采用。,,,Infiniband,

39、InfiniBand技術不是用于一般網絡連接的，它的主要設計目的是針對服務器端的連接問題的。因此，InfiniBand技術將會被應用于服務器與服務器（比如復制，分布式工作等），服務器和存儲設備（比如SAN和直接存儲附件）以及服務器和網絡之間（比如LAN， WANs和the Internet）的通信。,,,,采用FCoE的益處是非常可見的：數據中心大量的線纜消失，管理提升線槽、線纜減少，制冷。端口減少，能耗。…..唯一的是成本

40、，但隨著技術的發(fā)展，FCoE的成本會極具下降.(類似于當年的一個超五類的布線點的預算，筆記本電腦的情況）。,,,,數據中心布線的變化,如果設備是雙端口的聚合卡，利用2根跳線直接跳接至柜頂交換機，柜頂交換機也是以太網口和FC口分開，該交換機通過光纖（10G或40G或100G）上聯至匯聚交換機。如果設備是單端口的聚合卡，利用1根跳線直接跳接至柜頂交換機，柜頂交換機是以太網口和FC口聚合的接口，該交換機通過光纖（10G或40G或100G）上

41、聯至匯聚交換機。,40G/100G,布線解決方案》……,期待中,數據中心布線的市場變化,在一般的情況下，一臺機柜只需要一條光纖及滿足需求，所有MPO即插即用的這種引用，機柜間的連線就象敷設一根跳線一樣簡單。布線的量會大量縮減。（尤其是銅纜，會很快的退出市場，光纜也不存在熔接等工作）（光進銅退）成熟簡單化的產品出現。布線集成商在數據中心的工作會大量減少甚至沒有。思路：1、抓住高端（最后的機會）2、走智能管理（為未來開始

42、起步）,經典案例回顧,,智能家居---電量檢測,智能家電,,電力光纖,,EPON網絡,,三網融合,,智能電網,,國家級電網數據庫,多網融合,主管,總工,電力領導,國家戰(zhàn)略,項目信息,國家戰(zhàn)略,,布線銷售&技術的層次,從具體的產品談布線,從網絡的架構談布線,從布線的應用談布線,從網絡的應用談布線,從業(yè)務的應用談布線,從管理的應用談布線,物理層,數據鏈路層,網絡層,傳輸層,會話層,表示層,應用層,,,啟示………,九九歸一。。。,兩