以NPIV打通SAN虛擬化最後一關：HBA虛擬化

為了讓虛擬環境下的伺服器與SAN環境連接更加彈性和安全，同時簡化SAN網路的架構，NPIV（N_Port ID Virtualization）協議因此誕生，相關產品包括光纖通道HBA卡等也在今年陸續到位。

N埠為主機端連接至光纖交換器的連接埠，NPIV即為光纖通道中的一個協議，目的在於讓一個實體的N埠可以虛擬出數個N_Port ID。NPIV協定是由國際資訊技術標準委員會（INCITS）所制定，其功能是由光纖通道HBA卡提供，但前端的虛擬平臺以及後端的光纖通道交換器也要能支援。

NPIV之所以被制定，一開始是為了虛擬環境所設計，讓不同的虛擬機器可以對應至不同的N_Port ID，以區隔不同虛擬機器與SAN環境的連接，因而提高安全性。

另外，這樣的技術也適用在刀鋒伺服器環境中，藉由將具備NPIV功能的軟體安裝在光纖交換器或閘道器中，對於內部的刀鋒模組來說，該設備被視為一臺交換器，對於外部來說，則相當於一個N埠，因此，從整個SAN（儲存區域網路）架構來看，一臺刀鋒機箱就如同是一臺伺服器，藉此簡化SAN架構。

提高虛擬環境的安全性
作為伺服器與SAN連結的光纖通道HBA卡，每一張卡都會被標上一個WWN（World Wide Name，全域名），作為SAN環境中主機與儲存端資源對應的辨識標誌。

然而，這樣的機制在虛擬環境中卻會有安全疑慮。由於一臺實體伺服器虛擬成多臺虛擬機器，但是卻共用同一張光纖通道HBA卡，即使用同一個WWN，因此，虛擬機器可以看到彼此間的LUN （Logical Unit Number，邏輯單元號碼），讓資料安全性無法確保。另一方面，也有可能造成資料毀損，舉例來說，Windows系統就可能將Unix系統的磁碟機視為未格式化、新的磁碟，而加以格式化，因此造成資料遺失。

因此，若光纖通道HBA卡能提供NPIV功能，就可以虛擬出數個N_Port ID和WWN，讓不同虛擬主機可對應至單一的N_Port ID和WWN，使得虛擬機器能夠如同實體機器一般分配儲存資源，也可降低儲存資源分配錯誤的機率。

事實上，NPIV早已經被應用在大型主機的環境中，IBM與Emulex共同合作，在IBM System z9大型主機中便採用了具備NPIV功能的Emulex 光纖通道HBA，目前廠商則希望將該技術推廣至開放架構中。

簡化刀鋒架構管理
繼惠普（HP）於今年第二季推出一款虛擬化連接（Virtual Connect）模組並在日前進行升級，訴求可以簡化刀鋒環境中的SAN網路管理後，IBM於日前也推出一款新的刀鋒伺服器管理工具Open Fabric Manager，兩者都強調可在單一平臺上監控100個刀鋒伺服器機櫃。

而這項變革便是來自對NPIV的支援。如IBM的Open Fabric Manager是配合Brocade與QLogic基於NPIV技術的光纖通道交換器，而HP除了提供Virtual Connect模組外，也可選擇Brocade Access Gateway設備。

以Access Gateway為例，是採用具備NPIV功能的新版光纖通道交換器軟體FOS v5.1，Brocade技術顧問左承齊表示，Access Gateway雖然是一臺光纖交換器，但對於外部來說，卻相當於是一個N埠。

他進一步表示，這樣的好處在於可簡化整個SAN架構，另一方面，也提高SAN架構彈性，以一個光纖網路體系架構而言，最高僅能配置239臺交換器，但若是採用NPIV技術後，就可以在一個光纖網路體系架構中安裝更多刀鋒伺服器。

除了簡化架構外，NPIV還有助於簡化刀鋒伺服器的管理。以往當前端的刀鋒伺服器或後端的儲存設備更換、變動時，就必須重新更改設定，作業相當繁雜，左承齊表示，藉由NPIV，可簡化zoning（分區）和LUN Masking（邏輯指派）的設定，甚至可以不用重新更動。

在刀鋒模組與對外實體連接的比例上，左承齊表示，一般來說，並不會有限制，只要高於2：1即可。以HP的c7000刀鋒機箱為例，若採用Virtual Connect並選擇16：1的比例，就可將內部的16臺刀鋒伺服器，同時透過一個實體的N埠連接至外部的光纖交換器上。

廠商競相投入NPIV
目前HBA廠商已紛紛或計畫推出提供NPIV功能的光纖通道HBA。Brocade自今年7月推出的光纖通道HBA系列已經具備NPIV功能，Emulex日前也宣布其基於NPIV技術的HBA已經與Microsoft Virtual Server進行整合，並預計在年底推出一款支援VMware的光纖通道HBA。QLogic也計畫在年底前推出支援NPIV的HBA。

在虛擬平臺上，VMware的新版ESX Server 3.5和VirtualCenter 2.5軟體則首度支援NPIV協定。

Brocade臺灣暨香港區總經理周恆毅表示，目前推出的光纖通道交換器也都能支援與NPIV功能的HBA連結。文⊙許雅婷