用来连接存储设备和系统的布线结构是很重要的,它部分地决定了系统的性能和可伸缩性。正像用于数据网络上的总线型、环型和交换式拓扑结构一样,对于存储连接,也可以用同样的拓扑结构,—在缆线的两端各有一个。
存储连接拓扑结构的特征
总线拓扑结构既可用于并行传输,也可用于串行传输。就存储而言,通常用并行传输,数据信号在自己的那条缆线上流动。这不仅导致了粗而不灵便的缆线,也使支持数据线的连接器的数量很大。除了缆线粗以外,为了保证通过多条并行连接的信号完整性,缆线的长度也受到了很大的限制。
总线型拓扑结构是基于一条共用的缆线的共享访问。每一个设备或系统要想在总线上进行通信,首先必须等待通信的机会,然后通过仲裁获取总线控制权。仲裁是算法和信号的组合,这两者决定当多个实体同时申请控制权时,哪一个实体获得对总线的控制。
环型拓扑在某种意义上类似于总线型,环型缆线也是一种共享资源,要求仲裁来决定谁控制环。环还有另外的优越性,就是它能够以双环形式实现,信息可以在这两个方向相反的环上流动。尽管环型结构技术不总是这样实现的,环型拓扑典型的连接是星形方式,每一个实体藉一根缆线连接到集线器,然后这些缆线通过集线器的内部连接结合在一起。内部和外部连接的整个环是一个共享资源。当用环来连接实体时,不一定非用集线器不可,它们也可连接成物理上的环形。
集线器和环之间的另一个差别是环使用的是串行通信技术,而不是并行传输技术。这使得环能利用更细的缆线和更小的连接器,且延伸的距离更远。
交换式拓扑在某种程度上类似于环,它们都利用串行传输技术。然而,交换机并不使用共享缆线,而是利用中心网络交换机,使实体之间的连接在网络上实现。交换式拓扑技术无需仲裁。由于在交换机上,多对实体可以同时通信,所以交换网络上的通信比环和总线更快。与环连接没有集线器也可实现不同,交换式拓扑必须利用交换机来提供连接服务。
虽然交换机提供极大的灵活性并使整体性能提高,但其价格也很昂贵。一般说来,总线技术是最便宜的。
注意缆线是IO路径的惰性成分,相比其他成分,它是最不令人感兴趣的部分。但这并不是说它可以忽略。在所有其他设备齐全后,可能还要花许多时间安装缆线和连接器。
描述为集线器的存储总线
在这三种存储网络拓扑结构中,每一个都有一个确定的方法,用以连接主机IO控制器、设备子系统及连网设备(如集线器,交换机)。然而,这并不意味着有一个隐含的设备编址的层次结构。在某些情况下,用简单的以太网集线器作类比,描述所使用的编址方法可能更好,所以,当存储总线的物理连接像一个菊花链时,寻址和对设备的访问更像一个集线器。就存储网络而言,集线器模型比总线更为合适。由于这个原因,当存储IO总线出现在本书中时,它们被描述成集线器,而不是总线。