Základní termíny

Fibre Channel a protokoly

Fibre Channel byl standardizován již v roce 1994 a dal vzniknout SAN sítím. Pro Enterprise prostředí to bylo jednoznačné řešení pro storage, i když značně finančně nákladné (a složitější při spojování geografických lokalit). Po čase se objevilo iSCSI jako levnější alternativa, ale dnes již jednoznačně proniklo i do Enterprise prostředí. Dodnes se jedná o rozhraní s nízkou latencí a vysokou propustností (i když Ethernetové sítě jsou stále rychlejší). FC běží na stejné vrstvě jako Ethernet (L2), ale mezi sebou jsou naprosto nekompatibilní.

FC - Fibre Channel - je fullduplexní, sériové, blokově orientované, bod-bod komunikační rozhraní (síťová technologie), navržené pro vysokorychlostní přenos dat (rychlosti 1, 2, 4, 8, 16, 32, 128 Gbps, v současnosti se využívá převážně 16 a 32 Gbps). Běžně se využívá pro připojení diskových polí (storage device - zařízení pro ukládání dat) k serverům v SAN sítích, jde tedy o blokový přenos a připojujeme se přímo k diskovému prostoru (na serveru se tváří jako lokální disk). Standardně se jako fyzické médium pro přenos využívají optická vlákna (Optical Fiber). FC je navržen s vysokou spolehlivostí, nesmí dojít ke ztrátě rámce a musí být doručeny ve správném pořadí.

FCP - Fibre Channel Protocol - přenosový protokol, který přenáší SCSI příkazy přes FC síť. FCP pracuje nad FC, jako TCP/IP nad Ethernetem. Oproti TCP/IP je FCP speciálně navržen pro jeden účel, takže je optimálnější a hubenější (menší režie).

FCoE - Fibre Channel over Ethernet - standard, který umožňuje zapouzdření FC rámců do Ethernetových sítí, běžně se využívají metalické kabely (Twisted Pair Copper Wire) a rychlost 10Gbps. Snížíme tím složitost datového centra, protože můžeme použít běžné switche a kabeláž, a přitom zachováme vlastnosti FC. Na rozdíl od iSCSI, které běží nad TCP/IP, běží FCoE nad Ethernetem (na stejné vrstvě jako IP - L3). Má tedy menší režii, ale problém je, že není routovatelný skrze TCP/IP WAN. Podporuje běžné NIC, ale často se využívá speciální Converged Network Adapter (CNA). Cisco se snaží FCoE prosazovat a podporuje jej na Nexus přepínačích, některé podporují Unified Fabric, takže mají Unified ports, které můžeme přepínat mezi Ethernet, FC a FCoE. U FCoE se umí podívat do FC vrstvy a pracuje jako FC switch.

Síťové zapojení, komponenty a termíny

Pro Fibre Channel (FC) potřebujeme speciální Host Bus Adapter kartu (něco jako síťová karta) do serverů a dedikované FC přepínače (switche). Pro adresování se využívá dlouhých World Wide Name (WWN), což je obdoba MAC adres, a nepoužívá se nic jako IP adresy nebo DNS jména (takže adresy nejde moc používat z hlavy). FC síť je plochá a většinou se mluví o tom, že se používá FC switching a není zde nic jako routování.

Fabric - Fibre Channel Fabric nebo Switched Fabric, jde o síťovou topologii používanou v FC sítích (ze tří možných je nejpoužívanější). Fabric je jedna uzavřená síť (SAN). Skládá se z jednoho nebo více přepínačů (FC switch), do kterých jsou připojena koncová zařízení (servery a úložiště). Je to velice podobné klasické LAN síti, více zařízení může být aktivních najednou, médium není sdílené. Kvůli vysoké dostupnosti se SAN síť standardně buduje tak, že máme dvě samostatné fabricy (dvě navzájem nepropojené skupiny přepínačů, koncová zařízení jsou připojena do obou), tedy dvě nezávislé cesty.

VSAN - Virtual Storage Area Network je obdoba VLAN (Virtual Local Area Network) z Ethernetu (vytvořená Ciscem a v současnosti ANSI standard). Pomocí VSAN spojíme porty a vytvoříme virtuální fabric. Jeden port může patřit do více VSAN a porty z různých switchů mohou být zařazeny do stejné VSAN. V rámci VSAN máme oddělený provoz, stejně jako security policy, zóny, členství, apod.

NIC - Network interface card (NIC) - síťová karta, komponenta, která připojuje počítač do počítačové sítě.

HBA - Host Bus Adapter - obdoba síťové karty, komponenta, která připojuje počítač do SAN sítě. Nejčastěji se termín používá pro FC interface card, ale také třeba pro specializovanou kartu pro iSCSI. HBA implementuje různé časté operace v HW a tak ulehčí CPU (třeba off-load TCP/IP a iSCSI protokolu).

WWN - World Wide Name - unikátní identifikátor používaný ve světě Fibre Channel, obdoba MAC adresy v Ethernetu, délka je 8 bytů (64 bitů).

WWPN - World Wide Port Name - WWN přiřazené portu ve Fibre Channel Fabric, Cisco někde používá označení Port WWN, příklad 50:40:20:c0:00:f6:93:da

WWNN - World Wide Node Name - WWN přiřazené nodu (koncové zařízení, diskové pole, switch) ve Fibre Channel Fabric, na všech portech zařízení může být vidět stejné WWNN, ale pokaždé jiné WWPN, příklad 50:40:20:c0:00:f6:93:db

Zoning (masking) - zónování VSAN/SAN, vytváříme zóny a pouze zařízení v dané zóně spolu mohou komunikovat. Nastavuje se na switchi. Není povinné použít, ale kvůli bezpečnosti se v praxi vždy používá.

Multipathing - pokud existuje více cest mezi serverem (initiator) a polem (target), tak je prezentuje jako jednu a využívá High Availability a Load Balancing.

Konfigurace FC na Windows Serveru

Pro FC SAN se na straně serveru neprovádí skoro žádná konfigurace, vše se děje na straně pole (vytvoření a přiřazení diskového prostoru) a sítě (zónování). Musíme mít v serveru FC HBA a nainstalovaný patřičný ovladač. Server automaticky detekuje LUNy, které má na síti dostupné. Pokud používáme více cest, tak musíme pouze nastavit Multipath, jinak uvidíme prezentovaný disk několikrát (viz. obrázek). Není třeba konfigurovat nic jako iSCSI Initiator.

Pozn.: Pro testování komunikace v FC SAN síti (třeba ověření, že máme dobře zónování ze serveru na pole) se standardně používá fcping, ten se nachází na Linuxu, ve většině FC přepínačů, ale ve Windows bohužel není. Před řadou let se taková utilitka dala stáhnout, ale nyní jsem žádnou funkční nenalezl.

Zjištění WWN na serveru

Pro nastavení zónování na FC switchích a také, abychom mohli přiřadit LUN serveru na diskovém poli, musíme znát FC WWPN (Fibre Channel World Wide Port Name) jeho HBA portů. Na Windows Serveru jej můžeme zjistit několika způsoby.

Od Windows Server 2003 má Microsoft ke stažení Fibre Channel Information Tool (MSI balíček, který nainstalujeme), tedy nástroj fcinfo. Na Windows Server 2012 R2 píše při instalaci chybu, nesnažil jsem se dále zprovoznit.

C:\>fcinfo

There are 2 adapters:
  com.qlogic-QLA2342-0: PortWWN: 21:00:00:e0:8b:8e:8e:8e    \\.\Scsi2:
  com.qlogic-QLA2342-1: PortWWN: 21:01:00:e0:8b:ae:8e:8e    \\.\Scsi3:

C:\>fcinfo /ports

                    com.qlogic-QLA2342-0, num: 3
 -----------------------------------------------------------------------------
 |  Type     State   Speed             WWN                     PortWWN       |
 -----------------------------------------------------------------------------
   N_Port,   online,  2gbs,  20:00:00:e0:8b:8e:8e:8e,  21:00:00:e0:8b:8e:8e:8e
   N_Port,   online,  unkn,  50:00:1f:e1:50:07:a3:70,  50:00:1f:e1:50:07:a3:79
   N_Port,   online,  unkn,  50:00:1f:e1:50:07:a3:70,  50:00:1f:e1:50:07:a3:7d


                    com.qlogic-QLA2342-1, num: 3
 -----------------------------------------------------------------------------
 |  Type     State   Speed             WWN                     PortWWN       |
 -----------------------------------------------------------------------------
   N_Port,   online,  2gbs,  20:01:00:e0:8b:ae:8e:8e,  21:01:00:e0:8b:ae:8e:8e
   N_Port,   online,  unkn,  50:00:1f:e1:50:07:a3:70,  50:00:1f:e1:50:07:a3:78
   N_Port,   online,  unkn,  50:00:1f:e1:50:07:a3:70,  50:00:1f:e1:50:07:a3:7c

C:\> fcinfo /ports /details

Do Windows Server 2012 R2 byl doplněn PowerShell cmdlet Get-InitiatorPort.

PS C:\> Get-InitiatorPort -ConnectionType FibreChannel | FT -AutoSize

InstanceName                                                     NodeAddress      PortAddress      ConnectionType
------------                                                     -----------      -----------      --------------
PCI\VEN_1077&DEV_2432&SUBSYS_1705103C&REV_03\4&370d11c1&0&0038_0 50014380120ed0f5 50014380120ed0f4 Fibre Channel
PCI\VEN_1077&DEV_2432&SUBSYS_1705103C&REV_03\4&370d11c1&0&0138_0 50014380120ed0f7 50014380120ed0f6 Fibre Channel

PS C:\> Get-InitiatorPort | FL *

Další možnost je využít management software od výrobce HBA nebo se podívat do BIOSu HBA při bootování serveru. Na Windows Server 2008 je k dispozici aplikace Storage Explorer, kde vidíme řadu informací včetně WWPN.

Konfigurace Multipath

Pro Fibre Channel Multipath je součástí Windows Server 2012 R2 vlastnost Microsoft Multipath I/O (MPIO). Jedná se o stejnou vlastnost, kterou můžeme použít i pro iSCSI nebo SAS (FC je základní vlastnost, druhé dvě musíme povolit). Součástí je obecný Microsoft DSM (Device Specific Module), který podporuje disková pole s podporou Asymmetric Logical Unit Access (ALUA) controller model (definováno v SPC-3) a Active/Active controller model.

Přidání MPIO vlastnosti

MPIO je vlastnost (Feature) systému, kterou musíme přidat:

• otevřeme Server Manager - Add roles and features
• doklikáme se až na Features a zaškrtneme Multipath I/O
• dokončíme průvodce

Nastavení MPIO

• konfiguraci spustíme Control Panel - MPIO (nebo také pod Administrative Tools či ve Startu najdeme MPIO - mpiocpl.exe)
• přepneme se na záložku Discover Multi-Paths
• v seznamu bychom měli vidět zařízení detekovaná v SAN síti

• klikneme na Add, dojde k instalaci zařízení a zobrazí se dialog, že je požadován restart (když jsem měl otevřený Disk Management, tak se již v tuto chvíli odstranily duplicitní disky)

Pozn.: Můžeme také zkusit příkaz mpclaim.exe -e, který vypíše detekované Storage systémy.

Více informací o Multipathu i operacích s disky je popsáno v článku iSCSI SAN síť a konfigurace na Windows Server 2012 a pro FC je velmi podobné.