基于SAN的數(shù)據(jù)集中存儲與備份

1、基于SAN的數(shù)據(jù)集中存儲與備份 吳 蔚 中國電子科技集團公司第54研究所信息中心 郵編：050081摘要 隨著企業(yè)信息化的不斷推進，大量應(yīng)用系統(tǒng)投入使用，越來越多的數(shù)據(jù)以電子文檔的方式存儲，如何提高存儲效率，如何保證數(shù)據(jù)的安全成為企業(yè)信息化新的課題。文章介紹了使用SAN方式進行數(shù)據(jù)集中存儲與備份的基本思路，根據(jù)SAN系統(tǒng)的技術(shù)特點選擇適合企業(yè)實際需求的存儲備份與容災(zāi)系統(tǒng)。關(guān)鍵詞 SAN 存儲區(qū)域網(wǎng) 數(shù)據(jù)備份 數(shù)據(jù)安全1引言隨著企業(yè)信息系統(tǒng)的不斷應(yīng)用和發(fā)展, 信息系統(tǒng)已涉及管理、自動化處理的各個方面, 積累了大量包括文件、檔案、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計資料等的基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 并且由于業(yè)務(wù)處理的流程化、公文流轉(zhuǎn)

2、的無紙化, 還產(chǎn)生了大量的過程性數(shù)據(jù), 這些數(shù)據(jù)已成為重要的信息資源, 其價值可能已超出信息系統(tǒng)本身. 因此, 對數(shù)據(jù)進行安全有效地管理已成為一項重要而迫切的任務(wù)。 2SAN的發(fā)展調(diào)查結(jié)果顯示, 具備計算機網(wǎng)絡(luò)的公司有2/3遭遇過數(shù)據(jù)丟失的情況，數(shù)據(jù)丟失大多由以下原因造成：1) 硬盤驅(qū)動器毀壞. 由于一個系統(tǒng)或電器的物理損壞使你的文件丟失。2) 人為錯誤. 你偶然地刪除一個文件或重新格式化一個磁盤。 3) 黑客. 有人在你的計算機上遠程侵入并損害信息。 4) 病毒. 你的硬盤驅(qū)動器或磁盤被感染。 5) 盜竊. 有人從你的計算機上復(fù)制或刪除信息或侵占整個數(shù)據(jù)系統(tǒng)。 6) 自然災(zāi)害. 火災(zāi)或洪水破

3、壞你的計算機和硬盤驅(qū)動器。7) 電源浪涌. 一個瞬間過載電功率損害在你的硬盤驅(qū)動器上的文件。 8) 磁干擾. 你的軟盤接觸到有磁性的物質(zhì)。 正因為此，存儲區(qū)域網(wǎng)SAN(Storage Area Network)技術(shù)在近年來發(fā)展非常迅速，廣泛用于數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)備份、磁盤鏡像、數(shù)據(jù)保護和災(zāi)難恢復(fù)等領(lǐng)域。由于SAN網(wǎng)絡(luò)一般采用存儲域?qū)Ｓ媒涌贔C、ESCON、FICON等，在傳統(tǒng)的SDH設(shè)備上較難實現(xiàn)。而波分復(fù)用的業(yè)務(wù)透明性使得存儲域網(wǎng)SAN在發(fā)達國家已成為重要信息存儲的一種關(guān)鍵應(yīng)用。尤其是在美國“911”事件發(fā)生后，各國政府的明確要求和企業(yè)自身安全意識的提高，使SAN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)步伐進一步加

4、速。存儲區(qū)域網(wǎng)SAN指的是通過一個單獨的網(wǎng)絡(luò)（通常是高速光纖網(wǎng)絡(luò)）把存儲設(shè)備和掛在TCP/IP局域網(wǎng)上的服務(wù)器群相連。當(dāng)有海量數(shù)據(jù)的存取需求時，數(shù)據(jù)可以通過存儲區(qū)域網(wǎng)在相關(guān)服務(wù)器和后臺存儲設(shè)備之間高速傳輸。 SAN以光纖通道（FC）為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了存儲設(shè)備的共享；突破現(xiàn)有的距離限制和容量限制；服務(wù)器通過存儲網(wǎng)絡(luò)直接同存儲設(shè)備交換數(shù)據(jù)，釋放了應(yīng)用服務(wù)的LAN網(wǎng)絡(luò)資源。3SAN系統(tǒng)構(gòu)架從物理的角度看，存儲區(qū)域網(wǎng)包括以下組件：用戶平臺、服務(wù)器、存儲設(shè)備與備份設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）應(yīng)用如圖一所示：圖1 . SAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用圖要進行SAN網(wǎng)絡(luò)的安裝，任務(wù)是相當(dāng)簡單的。光纖通道SAN可以設(shè)計

5、成共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)，也可以設(shè)計成交換式訪問的網(wǎng)絡(luò)。在共享介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)中，所有設(shè)備共享同一個千兆位的環(huán)，這種結(jié)構(gòu)的問題在于隨著設(shè)備的增加，網(wǎng)絡(luò)的吞吐能力會下降。盡管對于小型應(yīng)用環(huán)境來說這也許是可以接受的，但基于光纖通道交換機的主干將大大增加SAN的總帶寬。建立交換矩陣SAN可以使用一個或多個光纖通道交換機，然而只有當(dāng)所有存儲設(shè)備的光線卡象操作系統(tǒng)和應(yīng)用一樣能夠連接到這一交換矩陣上，才有可能訪問由這一交換矩陣所提供的服務(wù)。這是因為首先網(wǎng)卡要通過登錄到這一交換矩陣來成為網(wǎng)絡(luò)的一個成員，這一過程稱作Fabric Login。SAN應(yīng)該設(shè)計成共享式的還是應(yīng)該設(shè)計成交換式的，這個問題必須視具體情況而定。不應(yīng)該

6、將所存儲的數(shù)據(jù)量作為決定組建何種類型的SAN網(wǎng)絡(luò)的主要因素。相反，應(yīng)該從數(shù)據(jù)的重要程度、網(wǎng)絡(luò)的距離要求、存儲設(shè)備的管理需求、數(shù)據(jù)的可用性和災(zāi)難恢復(fù)的需求以及管理和應(yīng)付配置改變的能力方面來考慮。4SAN的技術(shù)特點 存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）具有如下功能特點： 1）提高存儲的效率與集中度 目前各企業(yè)大多擁有多個應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)管理處于分散狀態(tài)，各個系統(tǒng)有各自的數(shù)據(jù)庫體系，各自的存放介質(zhì)，有用服務(wù)器磁盤的、有用陣列管理的。這些數(shù)據(jù)處于分散的管理之中，各個設(shè)備的可靠性、容錯性、處理能力等各不相同，使各個數(shù)據(jù)體系的可靠性級別不同，另外各個存貯介質(zhì)的利用程度不同，容易造成資源浪費，同時實施系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理過程也不

7、方便。隨著各個應(yīng)用系統(tǒng)的使用逐步推廣，數(shù)據(jù)的不斷增加，以及對存儲設(shè)備性能和容錯要求的不斷提升，可利用SAN構(gòu)架建立起的高性能的數(shù)據(jù)存儲中心，將主要應(yīng)用系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)存放在基于SAN的陣列系統(tǒng)中，這樣不僅可以將數(shù)據(jù)集中存儲于高性能陣列中，同時便于企業(yè)的日常數(shù)據(jù)管理。2）可實現(xiàn)高速計算機與高速存儲設(shè)備的高速互聯(lián) 計算機的主頻每年都要翻一倍，內(nèi)存容量和存儲設(shè)備容量也在不斷提高，這就要求存儲設(shè)備的傳輸速度必須適應(yīng)計算機整體性能，光纖通道正是為了打破這一瓶頸提出來的。SAN采用光纖網(wǎng)，不但提供了主機和存儲設(shè)備之間Gigabit/s 的高速互聯(lián)，而且在設(shè)備數(shù)量（可達數(shù)十個）和傳輸距離上（可達10千米）有較

8、大提高。為基于CS與BS結(jié)構(gòu)的大容量數(shù)據(jù)的頻繁訪問及快速處理，奠定了完備的物理基礎(chǔ)。 3）可實現(xiàn)靈活的存儲設(shè)備配置要求 主機和存儲設(shè)備的分離是當(dāng)今計算機發(fā)展的一大趨勢。這主要是由于存儲容量的不斷提高，存儲設(shè)備已不再是某個計算機的外設(shè)，而是很多計算機的共享設(shè)備。采用SAN技術(shù)傳輸距離可達10千米。通過光纖交換機可以建立星型連接。在SAN上的設(shè)備、主機、存儲設(shè)備和磁帶設(shè)備，不但在物理位置安排上十分靈活，而且可以將不同用途的設(shè)備劃分為不同的區(qū)，分別建立虛擬專用網(wǎng)，使得主機訪問SAN上的存儲設(shè)備十分方便。 4）可實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速備份 數(shù)據(jù)備份對于大型存儲設(shè)備是非常必要的，由于重要的數(shù)據(jù)都在存儲設(shè)備中，數(shù)據(jù)

9、丟失會造成不可估量的損失。所以在數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用中，進行數(shù)據(jù)備份是必要的日常維護工作。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份有兩種方式，一種數(shù)據(jù)備份是通過數(shù)據(jù)鏡像的方法，將一個存儲設(shè)備通過LAN/WAN鏡像到另一個存儲設(shè)備，在一個存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)修改要及時傳輸?shù)搅硪粋€存儲設(shè)備上，極大地增加了LAN的負擔(dān)。另一種數(shù)據(jù)備份是通過磁帶，備份時占用大量的LAN資源，而且需要進行多個小時才能完成，且存儲量越大備份的時間就越長。SAN提供了理想的快速備份工具，如果兩個存儲設(shè)備（如一個磁盤陣列，一個磁帶庫）都在SAN上，進行數(shù)據(jù)備份式鏡像十分理想，可不占用LAN/WAN的帶寬，直接通過SAN存儲網(wǎng)絡(luò)進行備份。如果進行磁帶備份，還可以將

10、要備份的設(shè)備隔離開來，不受其它設(shè)備干擾，完全實現(xiàn)LAN free Backup. 5）可以兼容以前的存儲設(shè)備 新建立的SAN不但可以連接光纖通道設(shè)備，而且可以連接SCSI設(shè)備。有兩種類型的Bridge可以將SCSI存儲設(shè)備，如外接磁帶、磁盤陣列和磁帶機及帶庫連接到光纖通道SAN上。這樣保護了用戶以前的投資。 6）提高了數(shù)據(jù)的可靠性和安全性 數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，在當(dāng)前的應(yīng)用中顯得十分重要。存儲設(shè)備中的單點故障可能引起巨大的經(jīng)濟損失。在以前的SCSI設(shè)備中，SCSI的損壞可能引起多個存儲設(shè)備失效。在SAN中可以采用雙環(huán)的方式，建立存儲設(shè)備和計算機之間的多條通路，提高了數(shù)據(jù)的可用性。建立虛擬專用網(wǎng)絡(luò)可以提高數(shù)據(jù)的可靠性和安全性；同時在SAN中也可以通過建立雙機容錯、多機集群，實現(xiàn)RAID校驗等方式進一步保證數(shù)據(jù)的安全性和作業(yè)的連續(xù)性。 5結(jié)束語總體上說，作為一種結(jié)構(gòu)體系，SAN非常適用于任何要求可用性、可伸縮性和性能的計算環(huán)境中，該類數(shù)據(jù)的特點是極其頻繁的訪問和修改，如數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，將該類數(shù)據(jù)應(yīng)用于SAN構(gòu)架之中將大大提高該系統(tǒng)的性能和可靠性，同時基于SAN構(gòu)架的存儲系統(tǒng)，