Сети хранения данных

       

SAN и SCSI


Сделаем попытку проследить взаимосвязь между протоколами для альтернативных реализаций сетей хранения и общим для них стандартом SCSI. При различии технических решений их объединяет спецификация архитектуры SCSI, разрабатываемая техническим комитетом T10. В FCIP, iFCP и iSCSI, как и в Fibre Channel, в конечном счете, на уровне устройства реализуется стандарт команд SCSI. Иногда по неведению SCSI противопоставляют сетевым технологиям хранения, при этом совершенно ошибочно путая параллельный вариант SCSI — с него все действительно начиналось — с дальнейшими версиями этого интерфейса.

В основном он поддерживается комитетом T10 (www.t10.org), который входит в состав Американского национального комитета по стандартизации ИТ (NCITS — National Committee on Information Technology Standards). T10 работает в тесном сотрудничестве с отраслевой ассоциацией SCSI Trade Association (www.scsita.org). За годы своего существования спецификация SCSI претерпела несколько редакций; на сегодняшний день актуальной является версия SCSI-3, построенная на принципах многоуровневой модели. Схема на рис. 1 представляет собой ее адаптацию к целям данного изложения, из нее исключены некоторые несущественные детали.

В своем нынешнем состоянии схема спецификации состоит из корня — архитектурной модели SCSI (SAM — SCSI Architecture Model) и четырех ветвей. Модель можно разделить на два уровня. За два года, прошедших с момента публикации [1], где архитектура SCSI описана более подробно, модель SAM претерпела некоторые небольшие изменения, но принципиальные положения сохранились.

Верхний уровень SAM, называемый CAM-3 (Common Access Method), в свою очередь делится на две части. Он состоит из общих для всех устройств наборов команд (SPC, SPC-2, SPC-3) и стоящих над ними наборов команд, специфичных для определенных типов устройств (например, с блочной записью, с потоковой записью, мультимедийных и т.д.). SAM не является чем-то жестко фиксированным, по мере появления новых типов устройств, она расширяется и пополняется.


Нижний уровень архитектурной модели SCSI состоит из спецификаций, соответствующих конкретной физической реализации интерфейса. Отметим следующие:

  • группа SPI 1, 2,... 5, распространяющаяся на параллельные реализации (среди них SPI-3 — спецификация на Ultra 3 SCSI);
  • SPB-2 — на интерфейс FireWire (IEEE 1394);
  • FCP, FCP-2 — на оптические интерфейсы Fibre Channel;
  • SSA — на последовательный интерфейс IBM SSA.




Из детализации, представленной на рис. 2, следует, что решения FCIP и iFCP уже по самому своему определению отличаются от iSCSI. Протокол iSCSI является вполне самостоятельной спецификацией, одной из семи существующих на сегодняшний день составляющих нижнего уровня архитектурной модели SCSI, в то время как FCIP и iFCP на самом деле суть альтернативные или дополняющие технологию Fibre Channel версии спецификации FCP, которая входит в число этих самых семи базисных спецификаций. Дело в том, что при выработке концепции SAN заранее изначально предполагалось, что сеть хранения не будет реализовываться исключительно средствами Fibre Channel; поэтому в ее основу была заложена многоуровневая модель, открывавшая возможность для альтернативных реализаций уровней, в частности, транспортного уровня. Появившиеся недавно протоколы FCIP и iFCP стали естественным развитием этой модели FCP. Вместе с ними на дереве появилась дополнительная ветвь. Они напрямую связаны с уровнем FC-4, т. е., если так можно сказать, «перехватывают» промежуточный уровень FC2 в модели FCP и «уводят» от Fibre Channel в IP. Этот механизм требует дополнительного пояснения.

Напомним, что Fibre Channel — просто полнодуплексный последовательный коммуникационный интерфейс. В названии использовано французское слово для обозначения оптоволокна. Тем самым подчеркивается, что собственно присутствие оптики вовсе и не обязательно, возможна и классическая медная реализация, а возможны и те варианты, о которых в данном случае идет речь. Модель FC можно разделить на пять уровней, начиная с самого нижнего FC-0 и до верхнего FC-4.


Три первых уровня (0, 1 и 2) иногда объединяют общим названием Fibre Channel Physical (PC-PH). Прокомментируем распределение основных характеристик Fibre Channel по уровням.

  • FC-0. Физические характеристики: используемые сигналы и носители, скорости передачи данных, конструкция разъемов, спецификация передатчиков и приемников. Выше этого уровня оптика не поднимается.
  • FC-1. Управление связью и синхронизация передачи данных. На этом уровне решается одна из важнейших задач — преобразование параллельного байтового представления данных в последовательный поток бит — так называемое преобразование 8B/10.
  • FC-2. Формат кадров, управление потоком данных, классы служб. На этом же уровне определены три основных типа топологий: «точка - точка», «петля с арбитражным доступом» и «коммутируемая структура».
  • FC-3. Уровень общих служб, определяющий свойства портов, по которым узлы подключаются к сети. Этот уровень в настоящее время в наименьшей степени стандартизован, можно даже сказать — пока неизвестно, существует ли он.
  • FC-4. Верхний уровень, определяющий отображение протоколов TCP/IP, ESCON, HPPI, SCSI и ATM на транспортную систему FCN.


Более подробно модель Fibre Channel описана в [2]. В 2001 году вышла, посвященная новым протоколам монография [3].




Содержание раздела