用來連接存儲設備和系統的布線結構是很重要的,它部分地決定了系統的性能和可伸縮性。正像用于數據網絡上的總線型、環型和交換式拓撲結構一樣,對于存儲連接,也可以用同樣的拓撲結構,—在纜線的兩端各有一個。
存儲連接拓撲結構的特征
總線拓撲結構既可用于并行傳輸,也可用于串行傳輸。就存儲而言,通常用并行傳輸,數據信號在自己的那條纜線上流動。這不僅導致了粗而不靈便的纜線,也使支持數據線的連接器的數量很大。除了纜線粗以外,為了保證通過多條并行連接的信號完整性,纜線的長度也受到了很大的限制。
總線型拓撲結構是基于一條共用的纜線的共享訪問。每一個設備或系統要想在總線上進行通信,首先必須等待通信的機會,然后通過仲裁獲取總線控制權。仲裁是算法和信號的組合,這兩者決定當多個實體同時申請控制權時,哪一個實體獲得對總線的控制。
環型拓撲在某種意義上類似于總線型,環型纜線也是一種共享資源,要求仲裁來決定誰控制環。環還有另外的優越性,就是它能夠以雙環形式實現,信息可以在這兩個方向相反的環上流動。盡管環型結構技術不總是這樣實現的,環型拓撲典型的連接是星形方式,每一個實體藉一根纜線連接到集線器,然后這些纜線通過集線器的內部連接結合在一起。內部和外部連接的整個環是一個共享資源。當用環來連接實體時,不一定非用集線器不可,它們也可連接成物理上的環形。
集線器和環之間的另一個差別是環使用的是串行通信技術,而不是并行傳輸技術。這使得環能利用更細的纜線和更小的連接器,且延伸的距離更遠。
交換式拓撲在某種程度上類似于環,它們都利用串行傳輸技術。然而,交換機并不使用共享纜線,而是利用中心網絡交換機,使實體之間的連接在網絡上實現。交換式拓撲技術無需仲裁。由于在交換機上,多對實體可以同時通信,所以交換網絡上的通信比環和總線更快。與環連接沒有集線器也可實現不同,交換式拓撲必須利用交換機來提供連接服務。
雖然交換機提供極大的靈活性并使整體性能提高,但其價格也很昂貴。一般說來,總線技術是最便宜的。
注意纜線是IO路徑的惰性成分,相比其他成分,它是最不令人感興趣的部分。但這并不是說它可以忽略。在所有其他設備齊全后,可能還要花許多時間安裝纜線和連接器。
描述為集線器的存儲總線
在這三種存儲網絡拓撲結構中,每一個都有一個確定的方法,用以連接主機IO控制器、設備子系統及連網設備(如集線器,交換機)。然而,這并不意味著有一個隱含的設備編址的層次結構。在某些情況下,用簡單的以太網集線器作類比,描述所使用的編址方法可能更好,所以,當存儲總線的物理連接像一個菊花鏈時,尋址和對設備的訪問更像一個集線器。就存儲網絡而言,集線器模型比總線更為合適。由于這個原因,當存儲IO總線出現在本書中時,它們被描述成集線器,而不是總線。