Maxxan MXV320

透過「以網路為中心」的概念，將複雜的儲存區域網路化繁為簡

在整個企業IT基礎架構中，資料儲存需求成長是最迅速的，平均約每12到18 個月就會成長一倍，不論是視訊影像、電子商務、資料探勘（Data Mining）、資料備援、電子郵件、資料複製等，都需要穩定、高可用性且符合經濟效益的資料儲存基礎架構。2001 年開始，以光纖通道（Fibre Channel，FC）為主的儲存區域網路（Storage Area Network，SAN）興起，由於光纖交換器為核心的架構，能有效達成儲存設備的整合，並提供高效能的資料傳輸，成為企業IT基礎架構的主流。傳統光纖儲域網路的問題

雖然基於光纖通道交換器的SAN具備相當多的優勢，卻也有其限制。首先，一般光纖通道交換器僅能提供網路服務與交換功能，並不能為儲存環境提供額外的價值。本質上，這樣的設計只是將網路當成「線路」而已，若想要增加額外的功能，必須在網路周邊裝置上安裝額外的儲存軟硬體設備。此外，要建置以光纖通道為主的儲存區域網路，等於在原有的企業資訊基礎架構中，增加新的連線與通訊協定，不容易與企業既有的TCP/IP 骨幹整合。因此許多儲存區域網路的建置都採用分離式的「儲存島嶼」設計，這些儲存島嶼通常散置各地，距離遠超過光纖通道所能連接的範圍。

透過光纖通道交換器建置SAN，不僅經費龐大，同時也是相當複雜的工作。大部分的儲存區域網路建置，都是先利用現有的部門級交換器來整合分散四處的儲存島嶼，這些老舊的交換器大多還停留在16埠至32埠。由於交換器所提供的連接埠數有限，一旦儲存區域網路面臨成長，勢必要增加更多的交換器，消耗更多連接埠來交互連接，結果能提供給儲存設備及主機使用的連接埠就更少了。導致的結果是，不但這些部門級交換器之間的配線錯綜複雜，而且為了補償因交換器交互連接所損失的連接埠，還得增加更多的交換器。這樣SAN的總體持有成本（TCO）將以倍數成長。當然企業也可以選擇減少交換器交互連接的線路，但是卻會犧牲效能和穩定度。因為少了交換器交互連接就無法進行災難備援，很容易因為某個網段發生問題，而造成整個網路癱瘓。應用程式建置的難題

除了要面對網路拓樸和硬體的建置問題之外，IT管理員還得建置適當的儲存管理軟體，才能提供系統運作上的價值。現今儲域網路管理員必須面對的難題包括，如何一方面有效率的建置重要的儲存管理軟體（例如備分/災難復原、資料複製/異地備援、檔案共享、容量管理/虛擬儲存等），另一方面還得兼顧儲域網路的擴充性。然而這些功能多半位在網路內不同的伺服器或NAS上，基於伺服器的應用程式通常需要在個別區域網路執行多份管理軟體，而基於NAS或儲存子系統為主的應用程式，由於各家廠商的產品皆採用各自獨特的設計，沒有跨平臺的統一標準，管理難度大為提高。導致企業的儲存系統建置費用不僅昂貴，更將隨著新應用的增加，使軟體建置更為分散、軟體授權費用與維護費用都將提高，管理工作也更加複雜。解決IT基礎架構複雜的問題

為了解決儲域網路基礎架構複雜的問題，Maxxan System（美森系統）發表「以網路為中心」的儲存基礎架構，主張儲存資源與應用程式若能透過網路集中建置，必定能提升 IT 人員的生產力，同時也能提高儲存資源的投資報酬率，簡化網路的建置與管理，進而讓客戶所投資的儲存資源發揮最大效益。

「以網路為中心」儲存基礎架構的原則，簡單的說是將儲存變成網路運算資源的一部分，不再是透過主機或儲存子系統所提供的應用程式，網路也不再只是純粹的連接管道，而是啟動整個智慧型儲存解決方案的核心。這個核心必須是可與既有基礎架構完全整合的開放式平臺，並與大多數傳統交換器和儲存設備相容，進而提供最大的投資保障。Maxxan推出MXV320核心交換器，便是基於這個概念所研發的產品。

Maxxan MXV320不僅是一部交換器，而是一部專為儲存網路設計的全功能型（all-in-one）應用平臺，亦可稱為可嵌入儲存應用程式的智慧型儲存區域網路交換平臺。採用可程式化多層次架構（programmable multi-tiered），在每一個交換器連接埠都採用了可程式化的網路晶片，提供特定的網路服務或通訊協定，這種可程式化的架構所帶來的高度彈性，能夠大幅簡化整體企業的儲存區域網路建置與管理程序。採用可程式化多層次架構

MXV320 採用四層架構，每一層並非完全獨立，而是可以主動相互溝通並共用某些資源，以控制整個交換器平臺。以下簡述每一層的功能與實際應用。

第一層包含Switching fabric 與網路運算元件，採用專利的High-Speed Fabric技術，最多可擴充至320埠而不會有交換矩陣（switching matrix）的延遲。每一個機架最多可插3片Fabric 卡，採用熱備援架構，無需停機即可線上直接擴充。交換功能所使用的先進積體電路，可讓fabric 提供1.9TB（三片fabric卡）的總頻寬。此層具備的可程式化資料路徑功能，以軟體匯入網路晶片的方式，聚合光纖通道和TCP/IP連接埠，將光纖通道儲域網路的資料透過IP網路傳送，達成遠端備分/復原、複製、合併遠端儲存區域網路島嶼等延伸功能。這種將原先在伺服器或網路儲存控制軟體中的功能內建到網路的趨勢，就好像當年Intel 8088 架構的演變，從許多個單一功能晶片，演進成為新的整合式晶片。

第二層為分散式管理與控制（Distributed Management and Control）系統控制器。為了達到穩定度與可用性，MXV320 內建兩套完全相同的系統控制器，以心跳偵測（heartbeat）相連，形成具備主控/待命關係的容錯功能叢集，同一時間只有一套主要控制器處於「運作」狀態。系統控制器與每一片線路卡上的晶片會互相合作，以便傳送每一片線路卡的下載映像（download image）與查詢（inquiry），並將線路卡/連接埠的狀態資訊與環境狀態傳回到系統控制器。此外，主要控制器還執行一個程序叫做環境控制單元（EMU）與線路卡和機架介接，以便監控並回報環境狀態。至於待命的控制器，則隨時複製一份主要控制器上執行的程序映像。一旦經由heartbeat 機制偵測到主要控制器發生問題，待命的控制器就會接管主要控制器先前的工作。

主要控制器還執行一個SNMP代理程式，以支援連接在管理通訊埠上的用戶端的需求。使用者若要進行交換器管理或儲存區域網路識別，可透過此一介面和圖形介面的SANCruiser 管理工具。MXV320上的所有節點都有備援設計，可避免因單點失誤而造成整條路徑癱瘓。分散的控制機制賦予更多的彈性與適應性，讓管理者擁有最大的控制權與管理能力。

第三層為內建式應用程式卡（The Embedded Applications Cards），為整組平臺的重心。這一層提供高效能伺服器I/O引擎卡，可於嵌入式Linux 或Windows 作業系統平臺上運行所有儲存管理軟體。每一張卡都內建雙Intel Xeon 處理器和4條PCI-X 匯流排控制器。各個應用程式伺服器之間還可以透過heartbeat 機制，支援失敗接管，提供企業所需的高可用性。

Maxxan SG200 就是其中一種應用程式卡，結合了功能完整的Veritas ServPoint NAS軟體與高效能I/O硬體架構，成為高度整合、容易建置的NAS匣道器解決方案，協助企業利用現有投資，將目前掛在儲存區域網路上的區塊儲存裝置轉為網路附加儲存裝置，以提供檔案分享服務。此外，還能以叢集方式建立高可用性、可擴充的NAS 解決方案。另一款Maxxan SA200F 則是搭配FalconStor IPStor 軟體，協助用戶建置資料複製/異地備援、虛擬儲存與SAN/NAS 整合方案。

第四層是透過 SANCruiser 網路管理和辨識軟體，提供管理和網路辨識的圖形化使用者介面。SanCruiser 採用 SNMP 用戶端的方式與系統控制器連接，除了能辨識和管理Maxxan 自家產品之外，也能顯示SAN的拓樸，並辨識其他廠牌的裝置。SANCruiser 採用了電信產業最通用的Agile Network 管理架構，支援SNMP trap，可與HP OpenView、BMC Patrol、NetView等知名的網路監控軟體直接整合。文⊙張智鴻