san存储的核心组件
A. SAN(存储区域网络)技术
1.1 SAN是什么?
SAN网络(Storage Area Network,简称SAN),顾名思义就是存储区域网络,SAN网络最初主要是指FC-SAN,当然发展到现阶段目前常见的SAN有FC-SAN和IP-SAN,还有IB-SAN,其中FC-SAN为通过光纤通道协议转发SCSI协议,IP-SAN通过TCP协议转发SCSI协议。
1.2 SAN的组件:
(1)服务器主机;(2)互联设备:交换机和路由器;(3)存储设备:磁盘阵列和备份设备;(4)这些设备连接起来;
1.3 SAN的结构
SAN实际是一种专门为存储建立的独立于TCP/IP网络之外的专用网络。目前一般的SAN提供2Gb/S到4Gb/S的传输数率,同时SAN网络独立于数据网络存在,因此存取速度很快,另外SAN一般采用高端的RAID阵列,使SAN的性能在几种专业存储方案中傲视群雄。
SAN由于其基础是一个专用网络,因此扩展性很强,不管是在一个SAN系统中增加一定的存储空间还是增加几台使用存储空间的服务器都非常方便。通过SAN接口的磁带机,SAN系统可以方便高效的实现数据的集中备份。
目前常见的SAN有FC-SAN和IP-SAN,其中FC-SAN为通过光纤通道协议转发SCSI协议,IP-SAN通过TCP协议转发SCSI协议。
1.4 SAN的类型
SAN存储网络架构主要分为FC-SAN和IP-SAN两种。早期的SAN通常指采用光纤通道技术的存储区域网络,等到iSCSI协议出现了以后,存储业界就把SAN分为两种,一种是FC-SAN和IP-SAN。
1.5 FC-SAN
架构上以光纤为传输媒介的FC-SAN的优点是传输速度块(可达4G/s)、距离远及高可靠性。
FC-SAN分为五种端口类型:N型、NL型、F型、FL型、以及E型。前两种适用于主机和存储设备,后三种适用于光纤交换机。
作为可靠地SAN核心设备,采用双冗余配置的光纤交换机具有可靠地稳定性和安全性,是FC-SAN的核心部件。每台服务器通过两块光纤通道分别连接到互为冗余的SAN光纤通道交换机上。类似的,磁盘阵列设备和SAN光纤通道交换机之间也通过两条光纤通道连接。自动备份软件备份的高速连接结构可实现快速备份与恢复、数据访问与容灾,允许于用户将数据快速传输到存储备份设备。
FC-SAN提供了一个高性能、可靠和经济使用的解决方案,将存储业界领先的服务器、存储设备、软件和组网功能融为一体。
1.6 IP-SAN
IP-SAN是指为了实现网络中的数据而SCSI封装串行,可支持企业数据的备份和容灾、数据中心的建立,分为FCP、FCIP和iSCSI。
iFCP可以实现FC-SAN到IP-SAN的无缝连接,通过转换FC帧的协议,将经过解析并剥离数据包之后的纯数据加入TCP/IP协议,所以iFCP只具备IP地址。FCIP把FC帧封装到IP数据包中,使得IP数据包中既保存了FC地址,有包含了IP地址,FCIP技术适用于远距离的孤立的FC_SAN之间的互联。iSCSI可以实现在普通的IP网络上直接传输SCSI数据包,通过将TCP/IP协议加入SCSI数据包来使用IP的探测设备和寻址机制以及TCP中的分段和流量拥塞控制机制。
1.7 IP-SAN和FC_SAN对比
相比IP_SAN,FC-SAN在设备的稳定与可扩展两个方面存在优势,但是更为负责和昂贵,不适于中小企业使用,而IP_SAN价格低廉,操作简单,在没有距离限制上实现数据的远程镜像和迁移,对于跨平台的数据共享更加有助。
B. 存储虚拟化的SAN系统组成
SAN是计算机工作者们为了优化DAS而提出的另一种设计思想,它并没有试图在功能上将应用服务和存储服务完全解耦,而是希望服务器与存储设备之间通过专用光纤网络实现高速互连。如图1所示,一个SAN系统通常包括服务器连接器件、存储网络连接器件、存储设备和管理软件四部分组成,其中存储网络连接器件又可以细分为光纤通道集线器、光纤通道交换机和存储路由器等设备。
图1 SAN系统组成
从设计角度来看,只要购买一个NAS服务器通过标准网络协议加入网络,就可以享受文件级的存储服务了;但是如果打算采用SAN设计存储网络的话,不仅需要购买服务器连接器件、存储网络连接器件、存储设备和管理软件,还需要事先规划设计好存储网络的拓扑结构。从使用上来看,SAN采用专用的光纤网络实现数据存取,能够获得高性能;而NAS服务器与应用服务器共用一套网络,性能比拼上明显无法占据上风。
可以看出,NAS和SAN各有所长,各有所短,实际使用中应该根据实际情况选择合适自己的技术。近些年来,随着主流NAS厂商开始向其NAS设备增加类似SAN的光纤通道和iSCSI功能,NAS和SAN之间的界限已经越来越模糊,也许不久的将来两者将会迎来越来越多的重叠。
那么到底是哪种技术,哪家厂商的方案是最佳的呢?哪种方案会成为存储虚拟化大赛中的最终胜者呢?现在更多的专家认为,这场竞赛没有最后的赢家,越来越多人认为这三种技术应当结合使用。
如果我们把厂商和各自的虚拟化技术对号入座,那么三个虚拟化阵营都各自有一些代表厂商。虚拟化应用阵营的代表有SVC、StorAge、NetworkAppliance设备以及NSS SED (Service-Enabled Devices)飞康。而在磁盘阵列和光纤通道阵营里,HDS、Sun、hp以及Acopia提供了多样化的体系结构。交换机阵营则包括Invista、McData、Brocade、QLogic以及Cisco公司。
在虚拟化应用阵营中比较有代表性的厂商是飞康,飞康 NSS 是一款灵活的存储虚拟化解决方案,能够对整个企业内的存储资源进行高效、经济的供给和集中管理。飞康 NSS有助于最大化存储利用率,降低总存储成本和提高员工生产力。企业可以继续利用现有的存储投资,从而降低购置总成本 (TCO)。飞康 NSS 使 IT 管理员能够根据业务应用程序服务级别协议 (SLA) 定义适当的业务持续性策略,从而实现更加面向服务的应用程序方法和数据可用性。
对于另外两个阵营来说,由于McData,Brocade,Cisco等其他一些公司已经针对基于光纤通道虚拟化进行了一系列公司收购与合作,似乎不同类别方案之间的分界线已经变得模糊起来。其他两个阵营中的厂商中有些也正在慢慢跨越自身的领域,即使目前来说并没有真正完全的横跨界限。
由于虚拟化性能、应用程序灵活性以及虚拟化引擎等诸多方面的问题,早期的存储交换虚拟化和磁盘阵列虚拟化两个阵营的提倡者广受业界的质疑。最初执行虚拟存储的厂商依赖那些基于现有组件的分布式解决方案或是基于端口的处理引擎来提供所需功能,应用设备虚拟化方案被认为是最易于配置的,但其往往有应用限制。因此一些厂商更倾向于存储交换虚拟化,认为智能SAN虚拟化处理组件是下一代虚拟存储的典范。
同样,HDS针对应用虚拟化方案和网络交换虚拟化方案也作出了类似的批评。HDS认为他们的通用存储平台(USP)是把虚拟化部署在存储网络边缘的存储控制器,而不是部署在主机或是网络核心的交换机或应用设备,他们认为从性能和安全因素上说这是最佳位置。
而应用设备虚拟化的坚定支持者NetApp则认为通过应用设备在存储网络上实现虚拟化是最好方案。NetApp公司发言人解释:在选择磁盘阵列方案后,存储网络能给客户提供最大的灵活性,不至于像TagmaStore通用存储平台那样把客户锁定在磁盘阵列的解决方案,既不需要那么复杂,也不需要基于主机的虚拟化解决方案中客户代码带来的成本。在存储网络之内,应用设备可以灵活放置。
一个好的虚拟解决方案不要求对磁盘或存储网络基础架构进行任何改变。因此,需要和您的供应商进行讨论来决定进行哪些改变才能够测试和运行它们的虚拟解决方案。但是需要警惕的是一些解决方案要求企业购买新一代SAN交换机或新一代存储控制器,而这样做的目的仅仅是为了实现存储虚拟。
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D. 什么是SAN NAS ISCSI SCSI
它是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。 SAN由三个基本的组件构成:接口(如SCSI、光纤通道、ESCON等)、连接设备(交换设备、网关、路由器、集线器等)和通信控制协议(如IP和SCSI等)。这三个组件再加上附加的存储设备和独立的SAN服务器,就构成一个SAN系统。SAN提供一个专用的、高可靠性的基于光通道的存储网络,SAN允许独立地增加它们的存储容量,也使得管理及集中控制(特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候)更加简化。而且,光纤接口提供了10 km的连接长度,这使得物理上分离的远距离存储变得更容易. SAN(存储区域网络)的优点: 1.可实现大容量存储设备数据共享 2.可实现高速计算机与高速存储设备的高速互联 3.可实现灵活的存储设备配置要求 4.可实现数据快速备份 5.提高了数据的可靠性和安全性 NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)的典型组成是使用TCP/IP协议的以太网文件服务器,数据处理是“文件级”(file level)。你可以把NAS存储设备附加在已经存在的太网上。 SAN与NAS区别 iSCSI技术简介 iSCSI是SCSI over IP的一项重要成就,它是由IBM与CISCO共同开发的协议标准,是一个供硬件设备使用的可以在IP协议的上层运行的SCSI指令集。简单的说,iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。 NAS与iSCSI的核心区别在于一个是文件级共享,一个是设备级共享。后者是目前NAS存储的最佳方式,SAN为了承载SCSI协议的高带宽,一般采取光纤通道实现联网。这样直接造成实现成本昂贵。因此为了降低联网成本,同时保护大部分客户在IP网络已有的投资,业界对于SCSI over IP协议的研究早已趋之若鹜。 iSCSI=低廉+高性能 iSCSI是由IBM下属的两大研发机构——加利福尼亚Almaden和以色列Haifa研究中心共同开发的,是一个供硬件设备使用的可以在IP协议的上层运行的SCSI指令集。简单的说,iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。 iSCSI的使用在SAN和NAS之间架设了一道桥梁。虽然iSCSI基于IP协议,却拥有SAN大容量集中开放式存储的品质。这一技术对于一边要面对信息爆炸,另一边却身处“数据孤岛”的众多中小企业无疑具有巨大的吸引力。iSCSI是基于IP协议的技术标准,实现了SCSI和TCP/IP协议的连接,对于以局域网为网络环境的用户,只需要不多的投资,就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输和管理。%