作為存儲系統非常重要的設備之一，光纖通道交換機有著廣泛的應用，相信不少消費者對其如何選購還不是很了解，沒有關系，下面我們主要針對光纖通道交換機的選購問題，給大家詳細的分析一下。通過光纖通道(FC)交換機構建的光纖通道網絡叫作Fabric，或者叫作光纖通道網絡架構。

與以太網交換機大不相同，大多數用戶在構建存儲時，FC交換機往往被緊密地集成到系統中。一方面用戶對其關注程度不太高，另一方面所有的大型存儲設備廠商都OEM光纖通道交換機，不細心的用戶連交換機的生產廠家都不清楚。

基礎篇

在20世紀80年代，連接主機和存儲設備的標準方法是通過像IDE或并行SCSI這樣的接口實現的點對點的DAS(直接連接存儲)方式。并行SCSI提供了相對快速的訪問SCSI硬盤的速度(5MBps或10MBps)，并且幾個硬盤可以通過同一個接口連接到計算機上。

但是，隨著存儲子系統變得越來越大，計算機變得越來越快，一個新問題出現了：外部存儲設備開始變得龐大起來。磁帶庫、RAID(廉價冗余磁盤陣列)和其他SCSI設備開始需要越來越多的空間，這就要求并行SCSI連接從主機延伸出來得越來越遠。同時，I/O(輸入/輸出)速率也在不斷增長，于是如何在一大捆線(32或64位數據總線)中保持信號的一致性也就成為了一個需要在物理學上解決的問題。簡單的并行SCSI改良版的設計目的就在于，增加數據傳輸的距離和解決信號一致性問題。但是，它們最終都難以克服高速信號在并行SCSI總線構架下傳輸這一技術難題。

為了滿足這些新的需求，人們開發了為存儲設備提供千兆串行網絡訪問能力的光纖通道(Fibre Channel)協議。在光纖通道協議的第四層上建立了以光纖通道為基礎的用于存儲的SCSI協議、用于網絡的IP協議以及映射到網絡架構上的用于集群的虛擬接口(VI)協議。光纖通道協議綜合了許多優點，如網絡范圍的最遠距離可達到10公里，可以使用多種介質的簡單串行線纜、千兆網絡速率以及可以在同一線纜上同時使用多種協議。這些特點使得光纖通道協議作為并行SCSI協議的替代者在整個90年代都得到了人們的認可，現在光纖通道協議被用在絕大多數高容量、高端直連存儲設備上。

隨著光纖通道協議作為并行SCSI的點對點方式替代者的出現，并隨著其逐漸被市場所接受，一種組合單純的存儲應用與網絡技術于一身的新技術出現了——這就是存儲區域網絡(Storage Area Network，SAN)。SAN是一個由存儲設備和系統部件構成的網絡，所有的通信都在一個光纖通道的網絡上完成，可以被用來集中和共享存儲資源。SAN不但提供了對數據設備的高性能連接，提高了數據備份速度，還增加了對存儲系統的冗余連接，提供了對高可用群集系統的支持。

簡單地說，SAN是關連存儲設備和服務器的專用光纖通道網絡，它和以太網有類似的架構，以太網由服務器、以太網卡、以太網集線器/交換機及工作站所組成，SAN則由服務器、光纖通道卡、光纖通道集線器/交換機和光纖通道存儲裝置所組成，SAN把大容量、長距離連接從SCSI解放出來，并避開以太網的束縛使數據得以高速傳輸。

SAN由三個基本的組件構成：接口(如SCSI、光纖通道、ESCON等)、連接設備(交換設備、網關、路由器、Hub等)和通信控制協議(如IP和SCSI等)。這三個組件再加上附加的存儲設備和服務器，構成一個SAN系統。構成存儲區域網絡的關鍵設備是光纖交換機即光纖通道交換機。按光纖通道拓撲結構，用光纖通道交換機將存儲系統與服務器連接，以提供高速數據傳輸和數據共享、無局域網數據備份和存儲合并。光纖通道網絡在存儲系統中占有舉足輕重的地位。它可以發現存儲系統中的一切，并且管理、控制著存儲系統的一切(如圖1所示)。

技術篇

光纖通道交換機為高帶寬和低延遲數據通信提供光纖通道切換功能。目前，光纖通道交換機提供無連接服務(Class2和3)。光纖交換機是使用光纖網絡路由直接連接的方式，使用路由軟件直接連接發起者和目標，這樣就可以獨享光纖的所有帶寬。這就意味著光纖中每一個連接都可以單獨存在，與其他連接互不干擾。光纖交換機端口的數量從8口到64口，甚至更多，其中包含智能交換硬件，使交換機所有端口中的任意兩點可以建立連接。光纖交換機通過E_Ports(擴展端口)可以進行堆疊，這種方法可以使光纖網絡擴展到數千個節點，交換機堆疊最多可以達到239個。

較大型的SAN通過在一個網狀網絡中連接多個交換機來實現。其中每個交換機有一個到網絡中其他交換機的單向連接。在圖2的例子中，使用的交換機有16端口。隨著網絡中的交換機數量增加，用于交換機間連接的端口百分比增加。這也是FC交換機端口昂貴的原因之一?？偣灿?6個端口的由6個交換機組成的網狀SAN核心網絡中，有30個交換機間的連接和66個用戶端口。

交換機大大提高了光纖網絡的性能，例如：名稱服務、管理服務以及更加完善的設備連接協議。交換機在絕大多數的環境中被用來作為提供主機到陣列連接的完善機制，尤其是在多重設備、多重引導的環境中交換機是不可或缺的。光纖通道交換機在SAN存儲架構中處于連接核心地位。光纖通道交換機在邏輯上是SAN的核心，它連接著主機和存儲設備。Fabric的基礎結構可以被看作是SAN建立的基礎。當從一個設備發送一幀數據到交換機時，交換機收到后，將該幀路由到適當目標設備中去。實際上，一個幀可以在它被完全接收之前就開始進行轉發。光纖通道交換機也很智能，它可以提供各種Fabric服務，包括在網絡上定位其他節點的服務(簡單名字服務)，可以自動和Fabric中的其他交換機之間建立路由，將設備分區(zoning)，還可以監視和處理錯誤。

光纖通道交換機有著許多不同的功能，包括支持GBIC、冗余風扇和電源、分區、環操作和多管理接口等。每一項功能都可以增加整個交換網絡的可操作性，理解這些特點可以幫助用戶設計一個功能強大的大規模的SAN。光纖交換機的主要功能如下：自配置端口、環路設備支持、交換機級聯、自適應速度檢測、可配置的幀緩沖、分區(基于物理端口和基于WWN的分區)、IP over Fiber Channel(IPFC)廣播、遠程登錄、Web管理、簡單網絡管理協議(SNMP)以及SCSI接口獨立設備服務(SES)等。光纖交換機往往根據其功能和特點被分為不同的類別。通常硬件可能都是基于相同的基本架構或者相同的ASIC芯片，只是軟件的功能不同，光纖通道交換機的價格是根據它所能滿足的需求來制定的。高冗余的核心級交換機是個例外，它往往是根據自己的硬件容錯平臺開發設計的。以下是各種主要類別的交換機的不同特點。

入門級交換機

入門級交換機的應用主要集中于8到16個端口的小型工作組，它適合低價格、很少需要擴展和管理的場合。它們往往被用來代替集線器，可以提供比集線器更高的帶寬和提供更可靠的連接。人們一般不會單獨購買入門級交換機，而是經常和其他級別交換機一起購買，以組成一個完整的存儲解決方案。入門級交換機提供有限級別的端口級聯能力。如果用戶單獨使用這類低端設備時，可能會遇到一些可管理性問題。

工作組級光纖交換機

光纖交換機提供將許多交換機級聯成一個大規模的Fabric的能力。通過連接兩臺交換機的一個或多個端口，連接到交換機上的所有端口都可以看到網絡的唯一的映像，在這個Fabric上的任何節點都可以和其他節點進行通信。從本質上講，通過級聯交換機，能夠建立一個大型的、虛擬的、具有分布式優點的交換機，并且它可以跨越的距離非常大。由多個交換機建立起來的Fabric，看起來就像是一個由單獨的交換機組成的Fabric，所有交換機上的端口可以像訪問本地交換機一樣查看和訪問Fabric上的所有其他端口。統一的名字服務器和管理服務允許通過單獨的接口查看和修改全部Fabric的信息。

創建分布式Fabric的一個重要因素，是獲得交換機之間連接的帶寬。任何兩個端口之間的有效速率受到交換機之間連接的有效帶寬的影響，可能需要使用多條交換機之間的連接來維護必要的帶寬。工作組光纖通道交換機數量眾多并且更加通用。用戶可以將工作組交換機用于多種途徑，但應用的最多的領域是小型SAN。這類交換機可以通過交換機間的互聯線路連接在一起提供更多的端口數量。交換機間的互聯線路可以在光纖通道交換機上的任意端口上創建。不過，如果計劃使用多家廠商的產品的話，一定要確保設備可互操作。

核心級光纖交換機

核心級交換機(又叫導向器)一般位于大型SAN的中心，使若干邊緣交換機相互連接，形成一個具有上百個端口的SAN網絡。核心交換機也可以用作單獨的交換機或者邊緣交換機，但是它增強的功能和內部結構使它在核心存儲環境下工作的更好。核心交換機的其他功能還包括：支持光纖以外的協議(像InfiniBand)、支持2Gbps光纖通道、高級光纖服務(例如：安全性、中繼線和幀過濾等)。

核心級光纖交換機通常提供很多端口，從64口到128個端口到更多。它使用非常寬的內部連接，以最大的帶寬路由數據幀。使用這些交換機的目的是為了建立覆蓋范圍更大的網絡和提供更大的帶寬，它們被設計成為在多端口間以盡可能快的速度用最短的延遲路由幀信號。另外，核心光纖交換機往往采用基于“刀片式”的熱插拔電路板：只要在機柜內插入交換機插板就可以添加需要的新功能，也可以作在線檢修，還可以做到在線的分階段按需擴展。許多核心級交換機不支持仲裁環或者其他的直連環路設備，它們只關心核心交換的能力。

由于在整個環境里面可用性是最重要的，人們都愿意花更多的錢購買冗余性，高冗余交換機的所有部件都是冗余的，完全去除了單點故障，而且保證了非常長久的正常運行時間。這些在冗余上支出的費用一般花費在高可用性背板、電源、冗余電路和維護可用性的軟件上。這種類型的交換機內置很多邏輯電路，用來處理交換機內部的硬件故障。除了冗余之外，核心級光纖交換機支持不中斷服務式的軟件升級，這樣就消除了升級時對系統維護的需要。交替通路是網絡上的一種冗余級別，它可以配置一個有彈性的雙重Fabric，這種網絡完全排除了單點故障，可以避免由于軟件或硬件錯誤、火災、自然災害或者操作錯誤給網絡帶來的嚴重后果。對于大多數的高可用性網絡，應該選擇由核心光纖交換機構建的雙通道網絡。核心級交換機提供最高的可靠性和端口密度。在擁有大量光纖通道基礎設施的數據中心中，這類產品就是幾乎刀槍不入的、集中式的存儲交換機。

選購篇

不管是采用少量交換機搭建一個簡單的存儲網絡，或是通過大量交換機構成一個規模龐大、擴展性好的核心存儲網絡，都要在各個光纖通道交換機品牌和型號中做出選擇。由于交換機是構造存儲區域網絡SAN的核心構件，所以選擇最合適的交換機是至關重要的。只有正確選擇對存儲區域網絡最合適的光纖通道交換機才能提高企業信息管理的效率，滿足最具挑戰性的需求。與其他技術實現相比，光纖通道交換機的選擇可謂是個戰略性的決策，必須既要了解企業目前的IT狀況和需求，同時又要讓選擇的交換機能夠滿足企業今后的發展需求。同時影響最終決策的因素還有可擴展性、兼容性以及與其他硬件設備的互操作性等。值得指出的是，任何一個存儲區域網絡都不會是一成不變的，它時刻面臨著擴展及與新技術、新產品集成的問題。而存儲區域網絡正是通過靈活的可擴展性來滿足未來的需求，從而保護用戶的投資。

擴展性又包括兩個方面，一方面是隨著存儲網絡規模的擴大，原有的系統不能滿足用戶的存儲需求時怎樣擴展為一個更大的Fabric；另一方面是，隨著技術的發展，能夠順利地升級到新的技術與應用。比如，IP存儲的發展使得越來越多的用戶考慮iSCSI和FCIP，FC交換機將來能否進行IP存儲的擴展就顯得很重要。具體來看，必須了解交換機的幾個選擇要點。包括：體現可靠性和可用性的硬件冗余特性、體現網絡節點容量的端口數以及為滿足特定應用環境所需的網絡功能，同時要考慮存儲區域網絡項目的預算費用。選擇交換機的第一步，是要確定要連接多少臺服務器和存儲設備。在挑選交換機時，這里有幾條普遍原則可供參考：對于少于八個設備又沒有擴展計劃的網絡，一個8口交換機已經足夠了，如果計劃將來要擴展到8個以上的設備，那么就要考慮16口的交換機。再如網絡中設備多于16臺的話，要考慮使用多臺16口交換機級聯。

如果要保證關鍵業務的不間斷運行，就需要按照冗余方式構建系統?？梢钥紤]雙光纖交換網配置方案。由于這種網絡拓撲確保了冗余性，所以可以使用較為便宜的單電源交換設備。即使一個光纖通道交換機發生故障，主機和存儲陣列上的鏈路切換軟件也會自動將通信切換到冗余設備上，直到故障設備被更換為止。如果定期停機維護不會影響企業的應用，那么采用一個帶熱插拔電源和風扇的交換機性價比高，同時還保證了電源或風扇的任何一個單點故障都不影響網絡的運行。

總之，在選擇使用哪種光纖通道交換機來建立SAN光纖交換網絡前需要考慮的地方很多，同其他設備采購計劃一樣，需要在比較光纖通道交換機之前明確目前和未來的關鍵需求，還要明確這些需求的優先級別。