存儲組網(wǎng)技術華為存儲HCIA

數(shù)據(jù)中心存儲網(wǎng)絡:數(shù)據(jù)存儲已經(jīng)成為目前的一個熱點技術，也是繼互聯(lián)網(wǎng)熱之后的又一次技術浪潮，它將網(wǎng)絡帶入以數(shù)據(jù)為中心的時代。數(shù)據(jù)存儲經(jīng)過了三個發(fā)展階段：直接附加存儲（DAS）、網(wǎng)絡附加存儲（NAS）、存儲區(qū)域網(wǎng)絡（SAN）。DAS是在以CPU為中心的計算為王時代的產(chǎn)物，適應于最初計算機工業(yè)的發(fā)展，而對于SAN和NAS，其技術上最大的區(qū)別在于是采用專門的協(xié)議還是現(xiàn)有的IP技術，以及數(shù)據(jù)共享等問題的分別考慮SAN的優(yōu)勢在于最初解決網(wǎng)絡帶寬問題的考慮NAS更側重于通用性和數(shù)據(jù)共享的考慮。存儲分類:DAS:Direct-AttachedStorageFAS:Fabric-AttachedStorageNAS：NetworkAttachedStorageSAN：StorageNetworks存儲模型的比較：DAS（DirectAttachedStorage直接附加存儲）是指將存儲設備通過SCSI線纜或光纖通道直接連接到服務器上

SAN（StorageAreaNetwork存儲區(qū)域網(wǎng)絡），是一種通過網(wǎng)絡方式連接存儲設備和應用服務器的存儲構架，這個網(wǎng)絡專用于主機和存儲設備之間的訪問，存儲設備串行運行，文件共享程度低NAS（NetworkAttachedStorage網(wǎng)絡附加存儲），是一種文件共享服務。存儲系統(tǒng)擁有自己的文件系統(tǒng)，通過NFS或CIFS（SMB）對外提供文件訪問服務SAN與NASSAN與NAS：NAS(Network-AttachedStorage)協(xié)議:NFS/CIFS（基于TCP/IP）提供文件訪問，適用于文件存儲需求適宜文件共享訪問的應用，支持異構平臺文件共享文件的數(shù)據(jù)遷移比裸設備簡單可靠SAN(StorageAreaNetworks)協(xié)議：FC/iSCSI裸設備訪問，適宜傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫訪問依賴應用主機提供文件訪問。共享訪問需要集群軟件支持，處理沖突訪問開銷大，性能較差，難以支持異構環(huán)境共享裸設備數(shù)據(jù)遷移困難DAS、SAN、NAS對比：存鐳系統(tǒng)架構DASMASSAN數(shù)據(jù)傳款后過5C5I/FC/ATA_CP/IPFC傳輸對彖數(shù)據(jù)塊文件數(shù)據(jù)塊使用標:隹文件W享仿餃否是(NFS/CIFS“…)否集中式管理不一定是需要有理工具提高膽翦器效率否是a元理忍式屋低高高，專有方案逵臺交象中小仝業(yè)服矢能，摑空造至UBDD）中小士北.監(jiān)控.光巨編播不呈企1L靠指中心應憑系裁局就網(wǎng)=文衿共章程要行，獨立操蚱平臺■:服考劉機相嘰局域網(wǎng)a空檔共三庫層曷，異后格三存話翌求曷■:元瀘通道儲域期.網(wǎng)路環(huán)展復奏，立檔若耳程宜高：異質操作系繞平與,服務器基墾務匚香皇擴充能用1反中高

DAS-傳統(tǒng)直連存儲技術：適合于對存儲容量要求不高、服務器的數(shù)量很少的中小型局域網(wǎng)，其主要的優(yōu)RAI口點在于存儲容量擴展的實施非常RAI口點在于存儲容量擴展的實施非常簡單，投入的成本少而見效快特點：存儲設備直接連接到主機會止無.售留號用服務器熱據(jù)軍服石裁存鰭設備存儲設備數(shù)排女LRAJiDFLAJD數(shù)據(jù)分散管理存儲容量利用率低擴展性差DAS的定義：DAS是1個或多個直接連接到使用它們的服務器上的指定存儲設備，這些存儲設備為服務器提供塊級數(shù)據(jù)訪問服務DAS分類：基于存儲設備與服務器間的位置關系，DAS分為內部DAS和外部DAS：內部DAS：在內部0人5架構中，存儲設備通過服務器機箱內部的并行或串行總線連接到服務器上。但是，物理的總線有距離限制，只能支持短距離的高速數(shù)據(jù)傳輸。此外，很多內部總線能連接的設備數(shù)目也有限，并且將存儲設備放在服務器機箱內部，也會占用大量的空間，對服務器其它部件的維護造成困難外部DAS：在外部DAS結構中，服務器與外部的存儲設備直接相連。在大多數(shù)情況下，他們之間通過FC協(xié)議或者SCSI協(xié)議進行通信。與內部DAS相比，IDE.即F,汗MA,42磴抨已斐:淘注.K附捫舞口中不IDE.即F,汗MA,42磴抨已斐:淘注.K附捫舞口中不溢索52口,, SRAm：工書機黑厚牛均壬用強曲接匚.忤而空tSA加增強立差，書要在制，中設笠為AHC膜式,笛則還是2親容摸式.也叫MAPXl.外部DAS克服了內部0人5對連接設備的距離和數(shù)量的限制。另外，外部DAS還可以提供存儲設備集中化管理，更加方便耍盍港成指的是物理和鏈路層珞讀，應用層仍然采用ATA或SCSI杭，設.當然：FC也匚以巨束傳IP等豆=花.以「IT硬言M前已袱汨及,3七接口還土.=，PCe接口一般巨于超高速52作為媛存盤使用工并匕死引二洋二洋三SAS3:串行SCSI.孰$歐鎰比MTA基韋很多.容量相對還很小*但SAS拷口能向下定金兼容患1%接弛M硬盤也是可以的，接口線纜一樣.配工5琥笈不能接到5燈&原I-按塊存儲的本地物理硬盤DAS系統(tǒng)：DAS遇到的挑戰(zhàn)：可擴展性低可連接到主機的端口數(shù)目有可尋址的磁盤數(shù)有限距離限制維護內部0人5時，系統(tǒng)需要下電資源共享性較差陣列前端端口、存儲空間難以共享導致資源孤島：如存儲空間緊張的DAS不能共享存儲資源過剩的DAS的剩余空間SAN-存儲區(qū)域網(wǎng)絡：StorageAreaNetworkSAN:存儲區(qū)域網(wǎng)絡，是一種在服務器和外部存儲資源或獨立的存儲資源之間實現(xiàn)高速可靠訪問的專用網(wǎng)絡，提供在主機和存儲系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡內部數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾士霺AN采用可擴展的網(wǎng)絡拓撲結構連接服務器和存儲設備，每個存儲設備不隸屬于任何一臺服務器，所有的存儲設備都可以在全部的網(wǎng)絡服務器之間作為對等資源共享，主機、存儲設備可以獨立擴展，存儲容量利用率高一個完整的SAN包括：支持SAN的主機設備，支持SAN的儲存設備，用于連接SAN的連接設備，支持SAN的管理軟件，支持SAN的服務存儲區(qū)域網(wǎng)絡(StorageAreaNetworks，SAN):是一個用在服務器和存儲資源之間的、專用的、高性能的網(wǎng)絡體系。它為了實現(xiàn)大量原始數(shù)據(jù)的傳輸而進行了專門的優(yōu)化。因此，可以把SAN看成是對SCSI協(xié)議在長距離應用上的擴展。SAN使用的典型協(xié)議組是SCSI和FiberChanneloFiberChannel特別適合這項應用，原因在于一方面它可以傳輸大塊數(shù)據(jù)，另一方面它能夠實現(xiàn)遠距離傳輸。SAN的市場主要集中在高端的，企業(yè)級的存儲應用上。這些應用對于性能，冗余度和數(shù)據(jù)的可獲得性都有很高的要求。像存儲陣列，備份設備等組件都可以稱為存儲設備在一個SAN架構中，可以支持多達1677萬個存儲設備互聯(lián)。組件之間的連接距離最遠可以達20000公里。從第一個SAN基礎設施開始到現(xiàn)在，數(shù)據(jù)的傳輸速度已經(jīng)提高了很多。目前，數(shù)據(jù)傳輸速度達到了16Gb/s，甚至現(xiàn)在可能達到40Gb/s按塊存儲的網(wǎng)絡虛擬硬盤SAN系統(tǒng)：SAN和DAS一樣提供塊存儲，但又具有像NAS一樣通過網(wǎng)絡遠程連接的優(yōu)點05API占皿5匚51R05API占皿5匚51R存儲用匚5C9lEralorLUIfjlD9calunitnumFC耀K3lrpbqrinrFCSAN和IPSAN:什么是IPSAN?以TCP/IP協(xié)議為底層傳輸協(xié)議，采用以太網(wǎng)作為承載介質構建起來的存儲區(qū)域網(wǎng)絡架構。實現(xiàn)IPSAN的典型協(xié)議是iSCSI，它定義了SCSI指令集在IP網(wǎng)絡中傳輸?shù)姆庋b方式。IP-SAN典型組網(wǎng)方式有：直連：主機與存儲之間直接通過以太網(wǎng)卡、TOE卡或iSCSIHBA卡連接，這種組網(wǎng)方式簡單、經(jīng)濟，但較多的主機分享存儲資源比較困難；單交換：主機與存儲之間由一臺以太網(wǎng)交換機，同時主機安裝以太網(wǎng)卡或TOE卡或iSCSIHBA卡實現(xiàn)連接。這種組網(wǎng)結構使多臺主機能共同分享同一臺存儲設備，擴展性強，但交換機處存在間點故障；雙交換：同一臺主機到存儲陣列端可由多條路徑連接，擴展性強，避免了在以太網(wǎng)交換機處形成單點故障。SAN架構中常用的三種協(xié)議：FC協(xié)議(FibreChannel)，使用該種協(xié)議的SAN架構，稱為FCSAN。iSCSI協(xié)議(InternetSCSI)，使用該種協(xié)議的SAN架構，稱為IPSAN。FCoE協(xié)議(FibreChanneloverEthernet)oFC協(xié)議通常和iSCSI協(xié)議用于現(xiàn)代的SAN架構中，而FCoE協(xié)議在服務器需要融合SAN和LAN業(yè)務時，也是用得越來越多一個SAN系統(tǒng)的組成：一個完整的SAN系統(tǒng)應用通常包括前端應用服務器、傳輸網(wǎng)絡、存儲設備等三部分服務器可以是Windows、Linux、Unix等各種系統(tǒng)的服務器、小型機、集群等傳輸網(wǎng)絡可以是FC網(wǎng)絡、訐網(wǎng)絡等，網(wǎng)絡及接口卡由這其中關鍵的存儲設備體系決定。存儲設備由前端網(wǎng)絡接口、控制器、后端磁盤通道，以及磁盤柜和磁盤等構成?？刂破魇谴鎯υO備的核心，它是一個處理性能的體現(xiàn)，且對各種協(xié)議架構都能有相應的優(yōu)化處理措施，各種存儲設備之間不體現(xiàn)明顯的差別。因此存儲設備的差別主要體現(xiàn)在前端網(wǎng)絡接口（IP或FC），以及后端磁盤通道（SAS或FC）上根據(jù)前后端的搭配不同由此形成四種架構設備：IP+SAS、IP+FC、FC+SAS、FC+FC 般認為前端提供FC網(wǎng)絡接口、通過FC協(xié)議與應用服務器相連接的設備為FCSAN設備，而IPSAN設備則指前端提供IP網(wǎng)絡接口、通過iSCSI協(xié)議與應用服務器連接的設備NIC+initiator軟件：服務器、工作站等主機設備使用標準的NIC卡連接到以太網(wǎng)交換機，iSCSI存儲也同樣連接到以太網(wǎng)交換機，或直接連接到主機的NIC卡。在主機上安裝Initiator軟件以便將以太網(wǎng)卡虛擬為iSCSI卡，用以接收和發(fā)送iSCSI數(shù)據(jù)包，從而實現(xiàn)主機和iSCSI設備之間的iSCSI協(xié)議和TCP/IP協(xié)議傳輸功能。由于采用普通的標準以太網(wǎng)卡和以太網(wǎng)交換機，無需額外配置適配器，因此此種方式硬件成本最低。然而，這種模式在進行iSCSI和TCP/IP數(shù)據(jù)包轉換的時候，需要占用主機資源，增加主機操作開銷，降低系統(tǒng)性能。不過在對于I/O和帶寬性能要求較低的應用環(huán)境中基本能夠滿足數(shù)據(jù)訪問要求存值設備TOENIC+initiator軟件：TOENIC卡處理TCP/IP協(xié)議層的功能，而主機則處理iSCSI協(xié)議層的功能。因此，采用TOE網(wǎng)卡可以大幅度提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。與純軟件的方式相比較，這種方式極大的降低了主機的操作開銷，而又不會使網(wǎng)絡構建成本過多增加，是一種比較折衷的配置方案

存佬設母內部首柒 口太叫iSCSIHBA卡：Initiator存佬設母內部首柒 口太叫iSCSIHBA卡：Initiator軟件.?"成裝品房的功能,真占洋主機褥海T國IP曲近轉越卸0￡口卡完成,不日用主機消源?于T匚助嚙■誣的以太網(wǎng)性接在主機上安裝iSCSIHBA適配卡，從而實現(xiàn)主機與交換機之間、主機與存儲設備之間的高效數(shù)據(jù)交換。iSCSI協(xié)議層和TCP/IP協(xié)議棧的功能均由主機總線適配器（HBA）來完成，對主機CPU的資源消耗最少。這種方式提供了最好的數(shù)據(jù)傳輸性能，但是系統(tǒng)構建成本也最高iSCSI的通信體系繼承了SCSI的部分特性，在iSCSI通信中，具有一個發(fā)起I/O請求的啟動器設備（Initiator）和響應請求并執(zhí)行實際I/O操作的目標器設備（Target）。在Initiator和Target之間建立連接后，Target在操作中作為主設備控制整個工作過程。目標包含iSCSI磁盤陣列和iSCSI磁帶庫iSCSI協(xié)議為Initiator和Target定義了一套命名和尋址方法。所有的iSCSI節(jié)點都是通過其iSCSI名稱被標識的。這種命名方式使得iSCSI名稱不會與主機名混淆iSCSI使用iSCSI唯一名稱（IQN）來鑒別啟動設備和目標設備。地址會隨著啟動設備和目標設備的移動而改變，但是名字始終是不變的。建立連接時，啟動設備發(fā)出一個請求，目標設備接收到請求后，確認啟動設備發(fā)起的請求中所攜帶的iSCSIName是否與目標設備綁定的iSCSIName一致，如果一致，便建立通信連接。每個iSCSI節(jié)點只允許有一個iSCSIName，一個iSCSIName可以被用來建立一個啟動設備到多個目標設備的連接，多個iSCSIName可以被用來建立一個目標設備到多IPSANFCSAN與IPSAN比較：個啟動設備IPSANFCSAN與IPSAN比較：個啟動設備的連接0c51HBA存筒沒西內玨?坳 以大同笈展用文創(chuàng)TCEP再交轉看.賓主不占死主屯或訴.至于也被剪口本財注耳描述KSA.NIPSA1N網(wǎng)絡速度4Gb.SGb.遍、10Gb、40Gb網(wǎng)絡架構羊獨建謾光纖網(wǎng)絡到hbat使用現(xiàn)有IP網(wǎng)絡情輸距離受到光妹傳前X身的限制庫論上沒吊1距寓限制營支、維爐技術和管理較復雜與芋設備-樣操作簡單兼售性兼容性差三而有IP網(wǎng)絡謾皆蕃兼容性熊非常高的傳輸和讀寫性能目前主流用，10Gb正在發(fā)展成本購買〔光打交換嘰、光纖磁盤陣列等j、維護(培訓人員、京統(tǒng)諛首口監(jiān)測節(jié)】成本高與FC-SAN和比，購買與維擰成本都較低，白手高的投資收益比例容災容文的哽件、軟件成本高率異可以立項本地和異地皆災.旦就本低安辛忖較高較低SAN存儲應用：數(shù)據(jù)共享：集中部署的存儲設備使應用服務器能存取和共享數(shù)據(jù)，具有成本效益優(yōu)勢存儲共享：存儲資源在邏輯上被分成多個塊并分別映射給應用服務器，實現(xiàn)存儲資源共享數(shù)據(jù)備份：使用獨立的SAN網(wǎng)絡與業(yè)務網(wǎng)分離，實現(xiàn)對異構服務器和多數(shù)據(jù)形式進行集中備份災難恢復：SAN網(wǎng)絡可采用多種手段實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動備份，一旦出現(xiàn)災難，可立即實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復NAS-網(wǎng)絡附加存儲：文件共享環(huán)境：文件系統(tǒng)用來存儲和組織數(shù)據(jù)結構文件共享通過網(wǎng)絡存儲訪問數(shù)據(jù)文件系統(tǒng)需要掛載才能使用傳統(tǒng)C/S模型中，遠程文件共享通過文件共享協(xié)議實現(xiàn)FTP:可以在網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)。FTP是一種標準的文件傳輸協(xié)議，服務端和客戶端間傳輸數(shù)據(jù)采用的是TCP協(xié)議。FTP數(shù)據(jù)在傳輸過程中沒有進行封裝，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詻]有保障，F(xiàn)TPoverSecureShell(SSH)對FTP協(xié)議增加了安全規(guī)范DFS:可以分布在多個主機上，任一主機可以訪問整個文件系統(tǒng)，DFS提供高效的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)安全保障*在傳統(tǒng)的C/S模型中，有另外一種機制的文件共享協(xié)議提供遠程文件共享。在這個模型中，在客戶機上可以掛載遠端文件系統(tǒng)，這個標準的C/S文件共享協(xié)議就是用于UNIX類操作系統(tǒng)的NFS和Windows操作系統(tǒng)的CIFS。針對特定的用戶或組，文件的所有者可以根據(jù)需要設置訪問權限，比如只讀或者只寫。在這兩種協(xié)議共享方式中，用戶不知道文件系統(tǒng)所處的位置。另外，名稱服務，比如DNS(DomainNameSystem)、LDAP(LightweightDirectoryAccessProtocol)、NIS(NetworkInformationServices)，在網(wǎng)絡上可以幫助用戶識別和訪問一個獨特的資源。命名服務協(xié)議創(chuàng)建一個命名空間，其中包含每一個網(wǎng)絡資源的唯一名稱，并幫助識別網(wǎng)絡上的資源文件共享技術演進：文u服務器盤季局域網(wǎng)共享文u服務器盤季局域網(wǎng)共享光盤文科共享單機PCNAS(NetworkAttachedStorage):NAS(NetworkAttachedStorage)網(wǎng)絡附加存儲，即將存儲設備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡上，提供數(shù)據(jù)和文件服務；NAS服務器一般由存儲硬件、操作系統(tǒng)以及其上的文件系統(tǒng)等幾個部分組成。它基于TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)文件級數(shù)據(jù)的存取服務支持網(wǎng)絡文件共享協(xié)議CIFS，NFSNAS實際上就是一個專門優(yōu)化了的文件服務器NAS將存儲設備通過標準的網(wǎng)絡拓撲結構連接，可以無需服務器直接上網(wǎng)，不依賴通用的操作系統(tǒng)，而是采用一個面向用戶設計的、專門用于數(shù)據(jù)存儲的簡化操作系統(tǒng)，內置了與網(wǎng)絡連接所需的協(xié)議，因此使整個系統(tǒng)的管理和設置較為簡單NAS主要面向高效的文件共享任務，適用于那些需要網(wǎng)絡進行大容量文件數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊螻AS常見協(xié)議：CIFS(CommonInternetFileSystemprotocol)：傳統(tǒng)的微軟環(huán)境下的文件共享協(xié)議，基于服務器消息塊協(xié)議，用在基于MicrosoftWindows的操作環(huán)境NFS(NetworkFileSystemprotocol):：傳統(tǒng)的UNIX環(huán)境文件共享協(xié)議，主要是用在基于UNIX的操作環(huán)境這些文件共享協(xié)議使用戶能夠跨越不同的操作環(huán)境共享文件數(shù)據(jù)，可為用戶提供不同操作系統(tǒng)間文件透明遷移NFS是一個客戶機/服務器應用程序，使用遠程過程調用(RPC)在計算機之間進行通信。用戶就像使用自己的計算機一樣存儲、更新遠程NAS上的文件用戶的系統(tǒng)需要一個NFS客戶端連接到NFS服務器。由于NFS服務器和客戶端使用TCP/IP傳輸文件，所以在客戶端和服務端系統(tǒng)上必須安裝TCP/IP用戶或系統(tǒng)管理員可以使用NFS掛載所有文件系統(tǒng)或文件系統(tǒng)的一部分(任意目錄或子目錄分級樹中的一部分)。被掛載的文件系統(tǒng)可使用權限來控制訪問(例如，只讀或讀-寫權限)CIFS是一個基于網(wǎng)絡的共享協(xié)議，其對網(wǎng)絡傳輸?shù)目煽啃砸蠛芨?，所以它通常是使用TCP/IP。NFS用于獨立的傳輸，所以它使用TCP或UDP區(qū)別：NFS的一個缺點是客戶端必須配備專用軟件。CIFS被集成到操作系統(tǒng)中，不需要額外的軟件NFS是一個無狀態(tài)的協(xié)議，而CIFS是一個有狀態(tài)的協(xié)議。NFS連接故障后可自動恢復連接，而CIFS不能。CIFS僅發(fā)送少許的冗余信息，因此它具有比NFS更高的傳輸效率通用服務器與NAS設備：NAS設備在通用服務器的基礎上進行了優(yōu)化，比如文件服務功能、存儲、檢索