幾種存儲(chǔ)技術(shù)的比較FCSANIPSANDASNAS

1、幾種存儲(chǔ)技術(shù)的比較FC SAN、IP SAN、DAS、NASSAN的概念? SAN Storage Area Network 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò),是一種高速的、專門(mén)用 于存儲(chǔ)操作的網(wǎng)絡(luò),通常獨(dú)立于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)LAN.SAN將主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè) 備連接在一起,能夠?yàn)槠渖系娜我庖慌_(tái)主機(jī)和任意一臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備提供專用的通信 通道.SAN將存儲(chǔ)設(shè)備從效勞器中獨(dú)立出來(lái),實(shí)現(xiàn)了效勞器層次上的存儲(chǔ)資源 共享.SAN將通道技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入存儲(chǔ)環(huán)境中,提供了一種新型的網(wǎng)絡(luò)存 儲(chǔ)解決方案,能夠同時(shí)滿足吞吐率、可用性、可靠性、可擴(kuò)展性和可治理性等方 面的要求.1 FC-SAN?通常SAN由磁盤(pán)陣列RAID連接光纖通道Fibre

2、Channel 組成 為了區(qū)別于IP SAN,通常SAN也稱為FC-SAN .SAN和效勞器和客戶機(jī) 的數(shù)據(jù)通信通過(guò)SCSI命令而非TCP/IP ,數(shù)據(jù)處理是 塊級(jí)block level .SAN 也可以定義為是以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為中央, 它采用可伸縮的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過(guò)具有高 傳輸速率的光通道的直接連接方式,提供 SAN內(nèi)部任意節(jié)點(diǎn)之間的多路可選擇 的數(shù)據(jù)交換,并且將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)治理集中在相對(duì)獨(dú)立的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)內(nèi).SAN最終將實(shí)現(xiàn)在多種操作系統(tǒng)下,最大限度的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)優(yōu)化治理, 以及系統(tǒng)的無(wú) 縫擴(kuò)充.1.1. FC-SAN 的組成?在FC-SAW,有一些專用的硬件和軟件.硬件包括 FC卡、FC HUB

3、 FC交換機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)等,軟件主要是 FC限制卡針對(duì)各種操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序和存 儲(chǔ)治理軟件.FC卡：主要用于主機(jī)與FC設(shè)備之間的連接.FC HUB :內(nèi)部運(yùn)行仲裁環(huán)拓?fù)?連接到HUB的節(jié)點(diǎn)共享100MB/S帶寬或 更局0FC交換機(jī)：內(nèi)部運(yùn)行Fabric拓?fù)?每端口獨(dú)占100MB/S帶寬或更高FC存儲(chǔ)設(shè)備：采用FC連接方式,光纖接口可以有一到多個(gè).FC存儲(chǔ)設(shè)備通常采用光纖的硬盤(pán),也有 Fibre to SCSI (Fibre to ATA)的解決方案,使用SCSI (或ATA)的硬盤(pán),在整個(gè)配置上較廉價(jià).?存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)治理軟件：存儲(chǔ)治理軟件主要的功能是自動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼坝成? 當(dāng)在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中增加或減

4、少時(shí)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及組態(tài).高性能的光纖通道交換機(jī)和光纖通道網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是FC-SAN的關(guān)鍵.把以光纖通道交換機(jī)為骨十的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為 “SAN Fabric：而光纖通道協(xié)議是 FC-SAN的另一個(gè)本質(zhì)特征.FC-SAN正是利用光纖通道協(xié)議上加載 SCSI 協(xié)議來(lái)到達(dá)可靠的塊級(jí)數(shù)據(jù)傳輸.1.2. FC-SAN的應(yīng)用場(chǎng)合?由于FC-SAN是為在效勞器和存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù)而進(jìn)行優(yōu)化的,因此對(duì)于以下應(yīng)用來(lái)說(shuō)是理想的選擇：關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用,其中可預(yù)計(jì)的響應(yīng)時(shí)間、可用性和可擴(kuò)展性是根本要 素.集中的存儲(chǔ)藏份,其中性能、數(shù)據(jù)一致性和可靠性可以保證企業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的 平安.高可用性和故障切換環(huán)境可以保證更低的本錢(qián)

5、、更高的應(yīng)用水平.可擴(kuò)展的存儲(chǔ)虛擬化,可使存儲(chǔ)與直接主機(jī)連接相別離,并保證動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分 區(qū).改進(jìn)的災(zāi)難容錯(cuò)特性,在主機(jī)效勞器及其連接設(shè)備之間提供光纖通道高性能 和擴(kuò)展的距離.1.3. FC-SAN的主要好處：?面對(duì)迅速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求,企業(yè)和效勞提供商漸漸開(kāi)始選擇FC-SAN作為網(wǎng)絡(luò)根底設(shè)施,由于SAN具有出色的可擴(kuò)展性.事實(shí)上,SAN比 傳統(tǒng)的存儲(chǔ)架構(gòu)具有更多顯著的優(yōu)勢(shì). 例如,傳統(tǒng)的效勞器連接存儲(chǔ)通常難于更 新或集中治理.每臺(tái)效勞器必須關(guān)閉才能增加和配置新的存儲(chǔ).相比較而言,FC-SAN不必宕機(jī)和中斷與效勞器的連接即可增加存儲(chǔ).FC-SAN還可以集中管理數(shù)據(jù),從而降低了總體擁有本錢(qián).?利用

6、光纖通道技術(shù),FC-SAN可以有效地傳輸數(shù)據(jù)塊.通過(guò)支持在存 儲(chǔ)和效勞器之間傳輸海量數(shù)據(jù)塊,SAN提供了數(shù)據(jù)備份的有效方式.因此,傳 統(tǒng)上用于數(shù)據(jù)備份的網(wǎng)絡(luò)帶寬可以節(jié)約下來(lái)用于其他應(yīng)用.?開(kāi)放的、業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的光纖通道技術(shù)還使得 FC-SAN非常靈活.FC-SAN 克服了傳統(tǒng)上與SCSI相連的線纜限制,極大地拓展了效勞器和存儲(chǔ)之間的距離, 從而增加了更多連接的可能性.改進(jìn)的擴(kuò)展性還簡(jiǎn)化了效勞器的部署和升級(jí),保護(hù)了原有硬件設(shè)備的投資.此外,FC-SAN可以更好地限制存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,適合那些基于交易的系統(tǒng)在 性能和可用性方面的需求.SAN利用高可靠和高性能的光纖通道協(xié)議來(lái)滿足這 種需要.FC-SAN的另

7、一個(gè)長(zhǎng)處是傳送數(shù)據(jù)塊到企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的水平.在數(shù) 據(jù)傳送過(guò)程中,FC-SAN在通信結(jié)點(diǎn)尤其是效勞器上的處理費(fèi)用開(kāi)銷更少, 由于數(shù)據(jù)在傳送時(shí)被分成更小的數(shù)據(jù)塊.因此,光纖通道 FC-SAN在傳送大數(shù) 據(jù)塊時(shí)非常有效,這使得光纖通道協(xié)議非常適用于存儲(chǔ)密集型環(huán)境.2 IP-SAN簡(jiǎn)單來(lái)講,IP-SAN IP存儲(chǔ)的通信通道是使用IP通道,而不是光纖通道, 把效勞器與存儲(chǔ)設(shè)備連接起來(lái)的技術(shù),除了標(biāo)準(zhǔn)已獲通過(guò)的iSCSI,還有FCIP、iFCP等正在制定的標(biāo)準(zhǔn).而iSCSI開(kāi)展最快,已經(jīng)成了 IP存儲(chǔ)一個(gè)有力的代表.像光纖通道一樣,IP存儲(chǔ)是可交換的,但是與光纖通道不一樣的是,IP網(wǎng) 絡(luò)是成熟的,不

8、存在互操作性問(wèn)題,而光纖通道 SAN最令人頭癰的就是這個(gè)問(wèn) 題.IP已經(jīng)被IT業(yè)界廣泛認(rèn)可,有非常多的網(wǎng)絡(luò)治理軟件和效勞產(chǎn)品可供使用. IP存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)：IP存儲(chǔ)除了標(biāo)準(zhǔn)已獲通過(guò)的iSCSI,還有iFCP、FCIP等正在制定的標(biāo)準(zhǔn).IP存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)：利用無(wú)所不在的IP網(wǎng)絡(luò),一定程度上保護(hù)了現(xiàn)有投資 IP存儲(chǔ)超越了地理距離的限制.IP能延伸到多遠(yuǎn),存儲(chǔ)就能延伸到多遠(yuǎn), 這幾乎是一個(gè)劃時(shí)代的革命,十分適合于對(duì)現(xiàn)存關(guān)鍵數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程備份.IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟.IP存儲(chǔ)減少了配置、維護(hù)、治理的復(fù)雜度.2.1. iSCSI 標(biāo)準(zhǔn)?1 iSCSI的概念iSCSI 互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口是一種在internet協(xié)議網(wǎng)

9、絡(luò)上,特別是以太網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn).簡(jiǎn)單地說(shuō),iSCSI可以實(shí)現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn) 行SCSI協(xié)議,使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進(jìn)行路由選擇,實(shí)現(xiàn)了 SCSI 和TCP/IP協(xié)議的連接.iSCSI是基于IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),該技術(shù)允許用戶通過(guò) TCP/IP網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)建 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)SAN.而在iSCSI技術(shù)出現(xiàn)之前,構(gòu)建存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)的唯一技術(shù) 是利用光纖通道,但是其架構(gòu)需要高昂的建設(shè)本錢(qián),遠(yuǎn)非一般企業(yè)所能夠承受. iSCSI技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)于以局域網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的用戶來(lái)說(shuō),它只需要不多的投資, 就可以方便、快捷地對(duì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行交互式傳輸和治理.相對(duì)于以往的網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ),iSCSI的出現(xiàn)解決了開(kāi)放性、容

10、量、傳輸速度、兼容性、平安性等問(wèn)題, 其優(yōu)越的性能使其自發(fā)布之日始便受到市場(chǎng)的關(guān)注與宵睞.?2 iSCSI的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：iSCSI的根底是傳統(tǒng)的以太網(wǎng)和internet,同時(shí)能大大減少總體擁有本錢(qián).IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬開(kāi)展相當(dāng)迅速,IGbps以太網(wǎng)早已大量占據(jù)市場(chǎng),10Gbps以 太網(wǎng)也已整裝待發(fā).在技術(shù)實(shí)施方面,iSCSI以穩(wěn)健、有效的IP及以太網(wǎng)架構(gòu)為骨十,使忍受性 大大增加.簡(jiǎn)單的治理和布署,不需要投入培訓(xùn),就可以輕松擁有專業(yè)的iSCSI人才.iSCSI是基于IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),它實(shí)現(xiàn)了 SCSI和TCP/IP協(xié)議的連接, 只需要不多的投資,就可以方便、快捷地對(duì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行交互式傳輸及管完全解

11、決數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制及災(zāi)難恢復(fù)的難題.平安性方面,iSCSI已內(nèi)建支持IPSEC的機(jī)制,并且在芯片層面執(zhí)行有關(guān)指令,保證平安性.2.2. FCIP 標(biāo)準(zhǔn)? FCIP 是Fiber Channel over IP 的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議.在同一個(gè) SAN范圍內(nèi), TCP/IP數(shù)據(jù)包再封裝FC命令和數(shù)據(jù),從而在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸FC命令和數(shù)據(jù).FCIP是一種基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP的存儲(chǔ)聯(lián)網(wǎng)技術(shù),它利用IP網(wǎng)絡(luò)通過(guò)數(shù) 據(jù)通道在SAN設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)光纖通道協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸,把真正的全球數(shù)據(jù)鏡像 與光纖通道SAN的靈活性、IP網(wǎng)絡(luò)的低本錢(qián)相結(jié)合,降低遠(yuǎn)程操作的本錢(qián),從 而把本錢(qián)節(jié)省和數(shù)據(jù)保護(hù)都提升到了一個(gè)新的高度.FCIP被提議為通

12、過(guò)現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)連接光纖通道SAN“孤島的一種標(biāo)準(zhǔn)方 法.FCIP還可用來(lái)克服光纖通道目前存在的距離限制因素,能夠跨越大于光纖 通道支持的距離連接SAN孤島.FCIP具有實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)和檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)：即如果IP 網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤率局的話,它就重試.FCIP解決方案為用戶有效治理業(yè)務(wù)連續(xù)系統(tǒng)提供了各種更為靈活的方式, 能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制,可以在光纖通道限制器的根底上為用戶提供具有 容災(zāi)水平、無(wú)單點(diǎn)故障的SAN解決方案,使用戶能夠在現(xiàn)有的IT根底設(shè)施上運(yùn) 用IP聯(lián)網(wǎng)技術(shù),把區(qū)域性SAN作為更廣闊的全國(guó)甚至全球性根底設(shè)施中的一個(gè) 數(shù)據(jù)恢復(fù)站點(diǎn).由于FCIP數(shù)據(jù)恢復(fù)應(yīng)用能夠運(yùn)行在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)根底架構(gòu)之上,因此,

13、用戶在規(guī)劃業(yè)務(wù)連續(xù)性時(shí),不需要為光纖通道中的數(shù)據(jù)量分配專用光纜.現(xiàn)在,通過(guò)利用FCIP解決方案,企業(yè)用戶可以把 SAN的范圍擴(kuò)展到數(shù)據(jù)中央之外,利用 各種低本錢(qián)、性能優(yōu)異的遠(yuǎn)程存儲(chǔ)應(yīng)用,優(yōu)化其根底架構(gòu)的投資.就像iSCSI協(xié)議將SCSI指令壓縮為IP包一樣,FCIP協(xié)議將光纖通道指令 壓縮為IP包,FCIP協(xié)議允許獨(dú)立的SAN環(huán)境通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)在一起.每個(gè) SAN采用標(biāo)準(zhǔn)FC尋址,在FCIP的端點(diǎn)之間建立IP隧道或網(wǎng)關(guān),一旦隧道 建立,擴(kuò)展的FC設(shè)備將被視為標(biāo)準(zhǔn)的FC設(shè)備,并予以FC尋址.2.3. iFCP 標(biāo)準(zhǔn)iFCP (Internet Fibre Channel Protocol )是

14、基于 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行光纖信道 通信的標(biāo)準(zhǔn),iFCP具備網(wǎng)關(guān)功能,它能將光纖信道 RAID陣列、交換機(jī)以及服 務(wù)器連接到IP存儲(chǔ)網(wǎng),而不需要額外的根底架構(gòu)投資.iFCP的工作原理是：將FC數(shù)據(jù)以IP包形式封裝,并將IP地址映射到別離 FC設(shè)備.由于在IP網(wǎng)中每類FC設(shè)備都有其獨(dú)特標(biāo)識(shí),因而能夠與位于 IP網(wǎng) 其它節(jié)點(diǎn)的設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)收發(fā).FC信號(hào)在iFCP網(wǎng)關(guān)處終止,信號(hào)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)通信在IP網(wǎng)中進(jìn)行,這樣iFCP就打破了傳統(tǒng)FC網(wǎng)的距離(約為10 公里)限制.2.4. iSCSI、FCIP、iFCP 標(biāo)準(zhǔn)的比較iSCSI :用于在基于IP的存儲(chǔ)設(shè)備之間建立連接及治理連接,在現(xiàn)有的I

15、P網(wǎng)絡(luò)上封裝SCSI數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸.FCIP :用于連接地理上分散的FC SAN.僅僅適用于需要互連時(shí)使用IP的 兩個(gè)或多個(gè)FC交換的應(yīng)用.iFCP :使用IP根底設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)FC設(shè)備間或FC SAN問(wèn)的互連.該協(xié)議致 力于所有的FC交換架構(gòu)而不僅限于解決距離上的問(wèn)題.3 NASNAS (Network Attached Storage )網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ).在 NAS存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)中,存 儲(chǔ)系統(tǒng)不再通過(guò)I/O總線附屆于某個(gè)效勞器或客戶機(jī),而直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口與網(wǎng) 絡(luò)直接相連,由用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn).NAS實(shí)際上是一個(gè)帶有瘦效勞器的存儲(chǔ)設(shè)備,其作用類似于一個(gè)專用的文件 效勞器.這種專用存儲(chǔ)效勞器去掉了通用效勞器原有

16、的不適用的大多數(shù)計(jì)算功 能,而僅僅提供文件系統(tǒng)功能.與傳統(tǒng)以效勞器為中央的存儲(chǔ)系統(tǒng)相比,數(shù)據(jù)不再通過(guò)效勞器內(nèi)存轉(zhuǎn)發(fā),直接在客戶機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備問(wèn)傳送,效勞器僅起限制治理 的作用.3.1. NAS的主要特點(diǎn)：NAS使用了傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議,當(dāng)進(jìn)行文件共享時(shí),那么利用了 NFS和CIFS 以溝通NT和Unix系統(tǒng).由于NFS和CIFS都是基于操作系統(tǒng)的文件共享 協(xié)議,所以NAS的性能特點(diǎn)是進(jìn)行小文件級(jí)的共享存取.NAS設(shè)備是直接連接到以太網(wǎng)的存儲(chǔ)器,并以標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)如NFS、SMB/CIFS over TCP/IP 接口向客戶端提供文件效勞.NAS設(shè)備向客戶端提 供文件級(jí)的效勞.但內(nèi)部依然是以數(shù)據(jù)塊的

17、層面與它的存儲(chǔ)設(shè)備通訊.文件 系統(tǒng)是在這個(gè)NAS存儲(chǔ)器里.3.2. NAS的主要長(zhǎng)處：NAS適用于那些需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將文件數(shù)據(jù)傳送到多臺(tái)客戶機(jī)上的用戶.NAS設(shè)備在數(shù)據(jù)必須長(zhǎng)距離傳送的環(huán)境中可以很好地發(fā)揮作用.NAS設(shè)備非常易于部署.可以使 NAS主機(jī)、客戶機(jī)和其他設(shè)備廣泛分布在 整個(gè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中.NAS可以提供可靠的文件級(jí)數(shù)據(jù)整合,由于文件鎖 定是由設(shè)備自身來(lái)處理的.NAS應(yīng)用于高效的文件共享任務(wù)中,例如 UNIX中的NFS和Windows NT 中的CIFS,其中基于網(wǎng)絡(luò)的文件級(jí)鎖定提供了高級(jí)并發(fā)訪問(wèn)保護(hù)的功能.4 DAS? DAS (Direct Attached Storage )直接附加存儲(chǔ),直接附加存儲(chǔ)是指將 存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)總線(SCSI、PCI、IDE等)接口直接連接到一臺(tái)效勞器上使用.DAS購(gòu)置本錢(qián)低,配置簡(jiǎn)單,因此對(duì)于小型企業(yè)很有吸引力.4.1. DAS存在問(wèn)題：效勞器本身容易成為系統(tǒng)瓶頸； 效勞器發(fā)生故障,數(shù)據(jù)不可訪問(wèn); 對(duì)丁存在多個(gè)效勞器的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),設(shè)