应用光纤交换机的光纤存储网络中的常见问题
详解光纤FC存储交换机常见问题
FC存储交换机还是比较常用的，于是我研究了一下光纤通道FC存储交换机的常见问题的解决方法，在这里拿出来和大家分享一下，希望对大家有用。
FibreChannel有两种常用的拓扑结构：FibreChannelArbitratedLoop(FC-AL)和Fabric。我们常说的的FibreChannelHub和LoopSwitch使用FC-AL协议，而FabricSwitch使用FC-SW协议。两者之间的区别如下：
1)地址空间上的不同、扩展能力不同
FC-AL使用一个字节的地址，称为AL_PA地址(ArbitratedLoopPhysicalAddress)。由于协议本身的原因，只有127个地址。(一个字节有256个数字，AL_PA地址只使用其中的一部分)。
Fabric使用3个字节的地址，其中第一个字节即是我们常说的Domain_ID，由于协议本身用掉了16个地址，实际可用的只有239个。每个交换都必须具有不同的Domain_ID，因此所有的FC存储交换机厂商的宣传资料上都说最多可以将239个交换机相连。
2)地址获得方式不同
使用FC-AL协议时，一般讲是在所有的设备之间协商AL_PA地址。而设备连接到Fabric交换机上，它会首先做一个FabricLogin，向交换机登录，从而获得3个字节的地址。单台机器启动不需要同其它机器协商地址。
3)Fabric交换机特别适合构造大的企业级SAN，因此需要提供许多特殊的服务来确保SAN正常工作。如：Fabric登录服务，命名服务，别名服务，RSCN服务等等。而LoopSwitch特别适合广大中等规模的SAN结构，这也是国内大多数用户的需求规模。同时，在方案的兼容性配置方面，LoopSwitch更有优势。因为，各类存储产品的默认设置都是Loop优先。在实际使用过程中，一些用户把Hub和LoopSwitch看作同一种设备。但实际上，LoopSwitch和FabricSwitch都是每端口独享100MB/S(或200MB/S)的带宽，而Hub却只能是多端口共享100MB/S(或200MB/S)的带宽。下边给出了他们的内部结构逻辑图。
Zoning分区
在早期的SAN方案中，服务器大多是同种操作系统，SAN环境下的安全性问题并不突出。但是现在的方案中，异种操作系统并存的需求比比皆是，多套磁盘阵列子系统或具有多个主机接口的磁盘阵列子系统也很常见。为了保证SAN正常工作，不互相破坏数据。基于FC存储交换机层面的Zoning分区划分，可以有效提供一种解决方案。这样服务器只能访问同一分区内的设备，提高设备访问的安全性。
基于端口的HardwareZoning(硬件分区)划分，可以产生直观、清晰的逻辑划分，在实践中被大量使用。还有一种SoftwareZoning(软件分区)方法，即基于WWN(WorldWideName)进行分区。不过，软件分区在实际使用中较少使用。Zoning分区可具有以下特点：
a.分区可以重叠、同一设备可属于不同分区
b.分区可以在设备运行时动态划分
c.使不同的操作系统可以在一个SAN里共存
不同品牌的交换机实现Zoning功能的方式是不同的。如Vixel交换机自动具备Zoning功能，而有部分以太网交换机则需要单独购买该项软件License，才能实现相应功能。
LIP Isolation(LIP隔离)
很多用户将Zoning分区和LIP隔离混淆，认为Zoning就是LIP隔离，实际情况为两者是不同的概念。当FC存储交换机遵循FC-AL协议工作时，一般所有的设备之间协商AL_PA地址(或常说的Loop_ID)，这个过程我们称为环路初始化(LIP)。SAN上有任何新的设备启动都会引起LIP，这时所有的机器停止工作进行地址协商，因此LIP会使系统中断工作。当FC存储交换机遵循FC-SW协议工作时，需要特殊的服务来确保SAN正常工作，与上面所说LIP相类似的一个服务就是RSCN。设备做完FabricLogin后会向FC存储交换机登记许多信息，当该设备关闭或重新启动时就会引起登记状态的改变，RSCN服务就是负责将登记状态改变信息通知SAN上的所有设备。
可见，LIP和RSCN都对SAN的正常工作造成破坏，对于一些特殊关键应用甚至是致命的，如视频流应用和磁带库备份应用。根据FC-AL协议标准，LIP一般需要15毫秒，而遵循FC-SW协议的RSCN根据实际的SAN环境的复杂程度，甚至影响正常通讯达数秒。
对于不具备LIP隔离功能的交换机，在解决RSCN影响问题时，只能靠Zoning分区的方法使一个分区的设备对其他分区的设备减轻冲击。但是，在视频流应用的实际测试效果来看，仍然对正常通讯的设备性能造成了较大的影响。
按照传输模式分类，光纤有多模光纤和单模光纤两种。多模光纤可以传输若干个模式，而单模光纤对给定的工作波长只能传输一个模式。目前常用的多模光纤主要有50/125μm和62.5/125μm两种。单模光纤的纤芯直径一般为9/125μm。
多模光纤—纤芯较粗(50或62.5μm)，由于光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径d1）远远大于光波波长（约1 微米），光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。同时因为其模间色散较大，限制了传输频率，而且随距离的增加会更加严重。根据以上特点，多模光纤多用于传输速率相对较低，传输距离相对较短的网络中，如局域网等，这类网络中通常具有节点多，接头多，弯路多，而且连接器、耦合器的数量多，单位光纤长度使用的有源设备多等特点，使用多模光纤可以降低网络成本。
依照多模光纤应用，主要分为3类，OM1、OM2和OM3光纤-激光优化带宽（万兆）多模光纤，其划分依据为按照应用带宽区分，如下表:
OM3（万兆）多模光纤是随着网络应用带宽需求的提高，而被当前更多采用的一种多模光纤，因为普通多模光纤只能支持万兆传输几
单模光纤的纤芯较小(一般为9μm左右)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通信，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。单模光纤多用于传输距离长，传输速率相对较高的线路中，如长途干线传输，城域网建设等，目前的FTTx和HFC网络以单模光纤为主。
按照国际电信联盟（ITU-T）的定义，单模光纤分为：
G.652光纤 —— 非色散位移单模光纤，或简称标准单模光纤 G.653光纤 —— 色散位移单模光纤 G.654光纤 —— 截止波长单模光纤 G.655光纤 —— 非零色散单模光纤 G.656光纤 —— 宽带光传输用的非零色散位移单模光纤 G.657 光纤 —— 接入网用抗弯损耗单模光纤
光缆分类
在光纤网络中，光纤是指由特殊材料的石英玻璃所组成的纤芯，在光纤的生产工艺可能会产生微裂纹，并且由于光纤微小的几何尺寸和较为敏感的机械性能，是不能直接应用在通常的光纤通信系统中的，为了保护光纤不受外界环境的影响，满足通信系统的需求，需要将光纤包在各类附加材料组成的光缆中，才可以进行系统应用。
光缆结构的主旨在于想方设法保护内部的光纤，不受外界机械应力和水、潮湿的影响。因此光缆设计、生产时，需要按照光缆的应用场合、敷设方法设计光缆结构。不同材料构成了光缆不同的机械、环境特性，有些光缆需要使用特殊材料从而达到阻燃、阻水等特殊性能。
光缆可根据不同的分类方法加以区分，通常的分类方法：
1） 按照应用场合分类有室内光缆、室外光缆、室内外通用光缆等。
2）按照敷设方式分类有架空光缆、直埋光缆、管道光缆、水底光缆等。
3）按照结构分类有紧套型光缆、松套型光缆。
通常，光缆的选择基于下面因素：第一， 所选用的方案类型（现场端接或工厂预端接）；第二，是否需要敷设管道（子管或联锁铠装）；第三,光缆桥架/管道的可用空间（对光缆密度或尺寸的要求）；第四，安装区域的阻燃等级。
光纤的连接
在项目实施和安装应用中，敷设完成的光纤光缆系统是不能直接使用的，因为只能看到裸光纤或者紧套光缆，它是直径250微米或者900微米紧套护套的光纤，我们必须将光纤的尾端连接至可以与相关设备端口直接接插的器件，才可以使用。光纤的连接主要包含两种形式：用于两段光纤之间互相连接的接续技术；用于光缆成端的与连接器连接的端接技术。
（1） 尾纤熔接
将在工厂已经做过连接器端面研磨处理的熔接尾纤通过专用的光纤熔接设备，如光纤熔接机，与现场敷设的室外或室内光缆的末端进行连接，熔接后的光纤接续点通过热缩套管进行保护，并将其安放和储存在相应的配线架、配线箱和接头盒中。
光纤熔接方式非常适用相对较为集中的大量光纤端接，如配线机房、主配线设备区域，并且保证环境温度、洁净度较理想的施工环境，同时，由于存在大量的熔接后的热缩保护管，必须提供相应的存储和放置的区域。
(2)环氧树脂型/研磨型光纤连接器
这种方式是将光纤连接器的部件，在现场通过组装、环氧胶固化、手工研磨等步骤，完成光缆的端接；相对于熔接设备而言，这种方法的设备投入较低，主要是依靠高素质的施工和安装人员完成高质量的光纤网络的实施。
3)现场端接连接器
是当前市场上较新型的端接技术，称为非环氧树脂/非打磨型光纤连接器，即现场安装的光纤连接器。这种连接器采用工厂预置光纤在连接器的陶瓷插芯中，并且连接器端面经过了工厂设备处理，使其充分达到工厂制造的级别，现场安装的过程较为简单：只需要剥去光纤的外皮，然后将其切割并放置入光纤连接器中，然后采用机械压接固定，就完成了高质量端面的光纤连接器的制作。这种端接技术最易于操作且速度最快，连接器插入损耗较小，也不需要特殊的专业培训。
由于这种端接方式的工具小型化，携带和施工便利，也无需电源或者温度等要求，因此特别适用于光缆终端比较分散、每个区域光纤数量少的布局（少于24根光纤），例如小型建筑物主干、用户端或工作区出线端，并且该方式也较好地支持了维护、修理、移动、增加和更改等，同时可以适当的重复使用。
光纤连接器可以分为不同的种类，按照光纤连接器结构分类为FC、SC、ST、LC等各种型式；目前最常见的光纤连接器为LC型连接器，并将成为企业端的标准接头。如下所示：
2010年9月4日消息，由于高速公路各个收费站之间距离监控中心较远，且全线监控系统需要上传的图像也较多，因而采用点对点式光端机进行图像传输的性价比不理想，所以在高速公路收费站采用多路视频传输节点机级联方式进行图像传输，即N个收费站均通过视频矩阵切换出2(或3、4路)视频图像通过视频节点光端机由1芯光纤级联传送到监控中心。
同时，各收费站的监控用(云台、镜头、矩阵切换等)反向控制数据传输由各收费通信站提供一条数据通道。
