幾種存儲(chǔ)技術(shù)的比較FC-SAN-IP-SAN-DAS-NAS

1、幾種存儲(chǔ)技術(shù)的比擬FC-SAN-IP-SAN-DAS-NAS幾種存儲(chǔ)技術(shù)的比擬 ( FCSAN 、IPSAN 、DAS 、NAS)SAN 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?上的任意一臺(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，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

2、管理性等 方面的要求。1 FC-SAN通常 SAN 由磁盤陣列 (RAID) 連接光纖通道 ( Fibre Channel) 組成 ( 為 了區(qū)別于IPSAN, 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 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)為中心， 它采用可伸縮的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過具有 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)管理集中在相對(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

3、限度的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)優(yōu)化管理，以及系統(tǒng) 的無縫擴(kuò)充。1.1. FC-SAN 的組成在FC-SAN中，有一些專用的硬件和軟件。 硬件包括FC卡、FC HUB、 FC 交換機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)等，軟件主要是 FC 控制卡針對(duì)各種操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng) 程序和存儲(chǔ)管理 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)洌B接到 HUB 的節(jié)點(diǎn)共享 100MB/S 帶寬 或 更高。? FC 交換機(jī)：內(nèi)部運(yùn)行 Fabric 拓?fù)?，每端口?dú)占 100MB/S 帶寬或更高。? FC 存儲(chǔ)設(shè)備：釆用 FC 連接方式，光纖接口可以有一到多個(gè)。 FC 存儲(chǔ)設(shè)備 通常釆用 光纖的硬盤，

4、也有 Fibre to SCSI Fibre to ATA 的解決方案， 使用 SCSI 或 ATA 的硬盤，在整個(gè)配置上較廉價(jià)。?存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)管理軟件：存儲(chǔ)管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?，?dāng)在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中增加或減少時(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)為骨干的網(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

5、輸大塊數(shù)據(jù)而進(jìn)行優(yōu)化的，因此對(duì)于以下應(yīng)用來說是理想的選擇： ?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確保企業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的平安。區(qū)。?高可用性和故障切換環(huán)境可以確保更低的本錢、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，并確保動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分和擴(kuò)展的距離?改良的災(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始選擇 FC-SAN 作為網(wǎng)絡(luò) 根底設(shè)施，因?yàn)?SAN 具有出色的可擴(kuò)展性。事實(shí)上， SAN

6、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 中管理。每臺(tái)效勞器必須關(guān)閉 才能增加和配置新的存儲(chǔ)。 相比擬而言， 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。用于數(shù)據(jù)備份的網(wǎng)絡(luò)利用光纖通道技術(shù)， FC-SAN 可以有效地傳輸數(shù)據(jù)塊。通過支持在存儲(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)上帶寬可以節(jié)約下來用于其他應(yīng)用開放的、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)從而增加了更多連保護(hù)了原有硬件設(shè)備的投資。

7、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， 接的可能性。改良的擴(kuò)展性還簡(jiǎn)化了效勞器的部署和升級(jí)，此外， FC-SAN 可以更好地控制存儲(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)議來滿足這 種需要。FC-SAN 的另一個(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)用的能力。在數(shù) 據(jù)傳送過 程中， FC-SAN 在通信結(jié)點(diǎn)尤其是效勞器上的處理費(fèi)用開銷更少, 因?yàn)閿?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)單來講，I

8、P-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)備連接起來的技術(shù)，除了標(biāo)準(zhǔn)己獲通過的iSCSI,還有FCIP、iFCP等正在制定的標(biāo)準(zhǔn)。而 iSCSI 開展最快，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， 不存在互操作性問題，而光纖通道SAN最令人頭痛的就是這個(gè)問題。IP已經(jīng)被IT業(yè)界廣泛認(rèn)可，有非常多的網(wǎng)絡(luò)管理軟件和效勞產(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) :?利用無所不在的

9、 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)、管理的復(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)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， 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

10、 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 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)來構(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，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)境的用戶來說，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 互式傳輸和管理。相對(duì)于以往的網(wǎng)絡(luò) 接入存儲(chǔ)， iSCSI 的出現(xiàn)解決了開放性、容量、傳輸 速度、兼容性、 平安性等問 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)注與青睞。2) iSCSI 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：? iSCSI 的根底是傳統(tǒng)的以太網(wǎng)和 in

11、ternet, 同時(shí)能大大減少總體擁有本錢。? IP 網(wǎng)絡(luò)的帶寬開展相當(dāng)迅速， 1Gbps 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)為骨干，使忍受 性大大增加。 ?簡(jiǎn)單的管理和布署，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 理。?完全解決數(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

12、面執(zhí)行有關(guān)指令，確保平安性。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)的低本錢相結(jié)合，降低遠(yuǎn)程操作的本錢，從 而把本錢節(jié)省和數(shù)據(jù)保護(hù)都提 升到了一個(gè)新的高度。FCIP被提議為通過現(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

13、 法。FCIP 還可用來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)誤率高的話，它就重試。FCIP 解決方案為用戶有效管理業(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，可以在光纖通道控制器的根底上為用戶提供具有容災(zāi)能力、無單點(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，用戶在規(guī)劃業(yè)務(wù)連續(xù)

14、性時(shí)，不需要為光纖通道中的數(shù)據(jù)量分配專用光纜?，F(xiàn)在，通過利用 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)中心之外，利 用各種低本錢、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 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 F

15、ibre Channel Protocol 是基于 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 效勞器連接到 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

16、。2? 4? iSCSI、 FCIP、 iFCP 標(biāo)準(zhǔn)的比擬iSCSI ：用于在基于 IP 的存儲(chǔ)設(shè)備之間建立連接及管理連接，在現(xiàn)有的IP 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 FCSAN 。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)施來實(shí)現(xiàn) FC 設(shè)備間或 FC SAN 間的互連。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 I/O 總線附屬于某個(gè)效勞器或客戶機(jī)

17、，而直接通過網(wǎng)絡(luò)接口與 網(wǎng)絡(luò)直接相連，由 用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問。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)以效勞器為中心的存儲(chǔ)系統(tǒng)相比，數(shù) 據(jù)不再通過效勞器內(nèi)存轉(zhuǎn)發(fā)，直接 在客戶機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備間傳送，效勞器僅起控 制管理的作用。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)

18、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/CIFSover 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?？梢允?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，因?yàn)槲募i定是由設(shè)備自身來處理的。? 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)鎖定提供了咼級(jí)并發(fā)訪問保護(hù)的功能。4 DASDAS (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)置本錢低，配置簡(jiǎn)單，因此對(duì)于小型企業(yè)很有吸引力。4.1.DAS顧?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；?對(duì)于存在多個(gè)效勞器的系統(tǒng)來說，設(shè)備分散，不便管理。同時(shí)多