san协议.docx

san协议.docx

《san协议.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《san协议.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

san协议

竭诚为您提供优质文档/双击可除

san,协议

　　篇一：

das、san、nas存储协议的工作原理

　　目前磁盘存储市场上，存储分类（如下表一）根据服务器类型分为：

封闭系统的存储和开放系统的存储，封闭系统主要指大型机，as400等服务器，开放系统指基于包括windows、unix、linux等操作系统的服务器；开放系统的存储分为：

内置存储和外挂存储；开放系统的外挂存储根据连接的方式分为：

直连式存储（direct-attachedstorage，简称das）和网络化存储（Fabric-attachedstorage，简称Fas）；开放系统的网络化存储根据传输协议又分为：

网络接入存储（network-attachedstorage，简称nas）和存储区域网络（storageareanetwork，简称san）。

由于目前绝大部分用户采用的是开放系统，其外挂存储占有目前磁盘存储市场的70%以上，因此本文主要针对开放系统的外挂存储进行论述说明。

　　第一个图有问题，把nas和san一样放在Fas之下是不对的，通常也没有Fas这种说法，das，nas和san是平行的关系。

　　nas不一定要用光纤。

　　nas是文件级存储，san和das通常是数据块级存储。

　　表一：

　　今天的存储解决方案主要为：

直连式存储（das）、存储区域网络（san）、网络接入存储（nas）。

　　如下表二：

　　开放系统的直连式存储（direct-attachedstorage，简称das）已经有近四十年的使用历史，随着用户数据的不断增长，尤其是数百gb以上时，其在备份、恢复、扩展、灾备等方面的问题变得日益困扰系统管理员。

　　主要问题和不足为：

　　直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的io读写和存储维护管理，数据备份和恢复要求占用服务器主机资源（包括cpu、系统io等），数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机（库），数据备份通常占用服务器主机资源20-30%，因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行，以免影响正常业务系统的运行。

直连式存储的数据量越大，备份和恢复的时间就越长，对服务器硬件的依赖性和影响就越大。

　　直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用scsi连接，带宽为

　　10mb/s、20mb/s、40mb/s、80mb/s等，随着服务器cpu的处理能力越来越强，存储硬盘空间越来越大，阵列的硬盘数量越来越多，scsi通道将会成为io瓶颈；服务器主机scsiid资源有限，能够建立的scsi通道连接有限。

无论直连式存储还是服务器主机的扩展，从一台服务器扩展为多台服务器组成

　　的群集（cluster），或存储阵列容量的扩展，都会造成业务系统的停机，从而给企业带来经济损失，对于银行、电信、传媒等行业7×24小时服务的关键业务系统，这是不可接受的。

并且直连式存储或服务器主机的升级扩展，只能由原设备厂商提供，往往受原设备厂商限制。

　　存储区域网络（storageareanetwork，简称san）采用光纤通道（Fibrechannel）技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络。

san经过十多年历史的发展，已经相当成熟，成为业界的事实标准（但各个厂商的光纤交换技术不完全相同，　　

其服务器和san存储有兼容性的要求）。

san存储采用的带宽从100mb/s、200mb/s，发展到目前的1gbps、2gbps。

　　网络接入存储（network-attachedstorage，简称nas）采用网络（tcp/ip、atm、Fddi）技术，通过网络交换机连接存储系统和服务器主机，建立专用于数据存储的存储私网。

随着ip网络技术的发展，网络接入存储（nas）技术发生质的飞跃。

早期80年代末到90年代初的10mbps带宽，网络接入存储作为文件服务器存储，性能受带宽影响；后来快速以太网（100mbps）、Vlan虚网、trunk（ethernetchannel）以太网通道的出现，网络接入存储的读写性能得到改善；1998年千兆以太网（1000mbps）的出现和投入商用，为网络接入存储（nas）带来质的变化和市场广泛认可。

由于网络接入存储采用tcp/ip网络进行数据交换，tcp/ip是it业界的标准协议，不同厂商的产品（服务器、交换机、nas存储）只要满足协议标准就能够实现互连互通，无兼容性的要求；并且20xx年万兆以太网（10000mbps）的出现和投入商用，存储网络带宽将大大提高nas存储的性能。

nas需求旺盛已经成为事实。

首先nas几乎继承了磁盘列阵的所有优点，可以将设备通过标准的网络拓扑结构连接，摆脱了服务器和异构化构架的桎梏。

　　其次，在企业数据量飞速膨胀中，san、大型磁带库、磁盘柜等产品虽然都是很好的存储解决方案，但他们那高贵的身份和复杂的操作是资金和技术实力有限的中小企业无论如何也不能接受的。

nas正是满足这种需求的产品，在解决足够的存储和扩展空间的同时，还提供极高的性价比。

因此，无论是从适用性还是tco的角度来说，nas自然成为多数企业，尤其是大中小企业的最佳选择。

　　nas与san的分析与比较

　　针对i/o是整个网络系统效率低下的瓶颈问题，专家们提出了许多种解决办法。

其中抓住症结并经过实践检验为最有效的办法是：

将数据从通用的应用服务器中分离出来以简化存储管理。

　　问题：

　　图1

　　由图1可知原来存在的问题：

每个新的应用服务器都要有它自己的存储器。

这样造成数据处理复杂，随着应用服务器的不断增加，网络系统效率会急剧下降。

解决办法：

　　图2

　　从图2可看出：

将存储器从应用服务器中分离出来，进行集中管理。

这就是所说的存储网络（storagenetworks）。

　　使用存储网络的好处：

　　统一性：

形散神不散，在逻辑上是完全一体的。

　　实现数据集中管理，因为它们才是企业真正的命脉。

　　容易扩充，即收缩性很强。

　　具有容错功能，整个网络无单点故障。

　　专家们针对这一办法又采取了两种不同的实现手段，即nas（network

　　attachedstorage）网络接入存储和san（storageareanetworks）存储区域网络。

　　nas：

用户通过tcp/ip协议访问数据，采用业界标准文件共享协议如：

nFs、http、ciFs实现共享。

　　san：

通过专用光纤通道交换机访问数据，采用scsi、Fc-al接口。

什么是nas和san的根本不同点？

　　nas和san最本质的不同就是文件管理系统在哪里。

如图：

　　图3

　　由图3可以看出，san结构中，文件管理系统（Fs）还是分别在每一个应用服务器上；而nas则是每个应用服务器通过网络共享协议（如：

nFs、ciFs）使用同一个文件管理系统。

换句话说：

nas和san存储系统的区别是nas有自己的文件系统管理。

　　nas是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。

san是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。

将来从桌面系统到数据集中管理到存储设备的全面解决方案将是nas加san。

　　怎样制定完善的企业网络存储备份方案

　　企业的运作需要大量的数据的支撑，如今，纸质的数据存储方式一去不复返，取而代之的是更易于管理和使用便捷的网络存储的形式。

然而网络数据存储方式却存在诸多风险，数据被丢失或被破坏都可能会造成企业的日常运作无法正常进

　　篇二：

ip-san详解

　　课程目标

　　了解什么是ip-san

　　掌握iscsi协议技术原理

　　了解Fcip协议

　　了解iFcp协议

　　1．ip-san存储基础

　　1．1．ip-san的诞生

　　由于Fc-san的高昂价格和自身的种种不足，使得san技术并不能得到真正意义上的普及，san更多的是被应用在高端存储市场。

为了提高san的普及度，充分利用san本身所具备的架构优势，许多存储和网络设备开始考虑放弃使用异构的Fc，而在应用广泛、构建费用低廉的ip网络上继续享受san架构所带来的存储性能优势。

这样的市场需求直接导致了“storageoverip”的诞生。

　　1．2．ip存储的优势

　　因为采用目前应用广泛且相对比较成熟的ip技术，所以基于ip的存储网络构建也比较简单，所需要的时间也更短。

此外，还可以充分利用目前在ip网络方面已经大量部署的设备和投资，且新购设备也不需要昂贵的光纤通道交换机，从而有效的降低了总体拥有成本，更好的保护了用户的投资。

此外，由于ip技术的多年普及造就了众多的ip网络管理人员和技术人员，企业在部署ip存储之后无需再聘请专门的Fc-san管理和技术人员，从而可以大大降低ip存储网络的维护和管理费用。

另外，由于ip的广泛应用，ip-san允许数据存储发生在企业网络的任何地方而没有物理地理位置的限制，从而可以很方便的实现远程备份、镜像和灾难恢复。

　　尽管ip存储标准早已建立且应用，但是将其真正广泛应用到存储环境中还需要解决几个关键问题：

　　块数据传输问题：

Fc存储协议具有高速、低延迟和距离短的特点，计算机在这个网络中是所有外部设备的控制者，因而计算机和存储设备是主从关系，适合传输大块的数据（blockdata）；而从网络协议上来看，ip协议具备速度低、延迟高和距离长的特点，比较适合传输大量的小块消息（message）。

从而，如何提高在ip网络中块数据的传输效率，是ip

　　存储

　　急需改进的方面。

　　tcp负载空闲引擎：

由于ip协议是无连接不可靠的传输协议，数据的可靠性和完整性是由tcp协议来提供的。

而tcp为了完成数据的排序工作需要占用较多的主机cpu资源导致事务处理延迟的增加。

由此，一种叫做tcp负载空闲引擎（tcpoff－loadingengine，toe）的设备可降低主机处理器的负载，并且，该设备被期待来最终解决处理器负载的问题。

但是目前toe设备较新，其硬件成本和复杂程度都较高，所以其较高的价格可能会延迟其广泛部署。

　　数据安全性：

企业网络中最重要的还是数据，所以，san中保存的数据的安全性和可靠性应当受到格外的重视。

当存储设备通过ip架构进行远程连接时，数据的安全性愈加重要。

尽管ip协议可以配合ipsec体系使用，但是也只能保护数据在网络传输过程的安全，它并没有采取任何措施来保证数据被保存在存储设备上的安全性。

并且由于ip网络是开放式网络，通过ip网络传输数据仍然存在众多安全漏洞，所以，如何提高数据在传输过程的安全性和在存储设备中的安全性，也是ip存储面临的严峻问题。

　　互连性：

基于ip存储的技术并没有被所有厂家共同使用，虽然该协议标准早已被ietF公布，但这并不能保证不同厂家之间使用相同的协议和版本。

为了保证ip存储产品之间能更好的相互配合，还需要有能够被市场广泛认可的协议，以便各厂家能采用相同的协议制造产品并使得这些产品具备良好的互连性。

　　ip存储技术实际上就是使用ip协议而不是光纤通道将服务器与存储设备连接起来的技术。

ip存储是基于ip网络来实现数据块级别存储的方式，除了标准已获通过的iscsi,还有Fcip、iFcp等协议标准。

而iscsi发展是最快的，已经成为ip存储技术的一个典型代表。

基于iscsi的san的目的就是要使用本地iscsi导向器（initiator）和iscsi目标（target）之间来建立san。

　　与光纤通道一样，ip存储是可交换的。

而且，由于ip网络经过多年的发展已经相当成熟，不存在互操作性问题，而这正是Fc-san最大的弱点。

ip协议已经得到业内的广泛认可，实际上tcp/ip协议已经成为“事实上”的标准，所以有许多网络管理软件和服务产品可供选择，而这一点Fc网络设备的可选择性就差了很多。

　　不管是Fc存储或者ip存储，最终传输的都是scsi指令和数据，只是上层封装的形式不同而已。

在ip存储方案中，数据的传输是在ip网络块级进行的，使得服务器可以通过ip网络连接scsi设备，并且像使用本地的设备一样，无需广播设备的地址或者位置。

整个存

　　储网络连接则是以ip和以太网为骨干，是以成熟的ip和以太网技术，替代了Fc-san中的复杂的光纤通道技术。

这样的存储解决方案同时具备了成熟性和开放性，并且ip存储技术得应用也避免了设计传统san方案时所必须面对的产品兼容性和连接性方面的问题，所以在设计存储系统的时候有了更大的选择空间。

基于ip存储技术得新型san，兼备了Fc-san的高性能和传统nas的数据共享优势，为新的数据应用方式提供了更加先进的结构平台。

　　需要注意的是，这里提到的利用Fcip和iFcp构建的ip-san存储并不是指整个san存储系统都是采用ip技术构建，而是指不同的san之间的互联是采用ip通道进行的。

各个san内部仍然采用Fc协议进行数据通信，也就意味者ip-san并不是一个纯的ip网络，而是Fc与ip技术的一种融合。

但是iscsi协议是一种纯粹的ip存储网络技术，它不包含任何的Fc内容，iscsi通过ip网络传输scsi指令集，在ip网络上实现块级数据传输。

　　通过scsi控制卡的使用可以连接多个设备，形成自己的“网络”，但是这个“网络”仅局限于与所附加的主机进行通信，并不能在以太网上共享。

那么，如果能够通过scsi协议组成网络，并且能够直接挂载到以太网上，作为网络节点和其它设备进行互联共享，那么scsi就可以得到更为广泛的应用。

所以，经过对scsi的改进，就推出了iscsi这个协议。

基于iscsi协议的ip-san是把用户的请求转换成scsi代码，并将数据封装进ip包内在以太网中进行传输。

　　iscsi方案最早是由cisco和ibm两家发起，并且由adaptec、cisco、hp、ibm、quantum等公司共同倡导。

它提供基于tcp传输，将数据驻留与scsi设备的方法。

iscsi标准草案在20xx年推出，并经过多次论证和修改，于20xx年提交ietF，在20xx年2月，iscsi标准正式发布。

iscsi技术的重要贡献在于其对传统技术的继承和发展：

其一，scsi（smallcomputersysteminterface，小型计算机系统接口）技术是被磁盘、磁带等设备广泛采用的存储标准，从1986年诞生起到现在仍然保持着良好的发展势头；其二，沿用tcp/ip协议，tcp/ip在网络方面是最通用、最成熟的协议，且ip网络的基础建设非常完善。

这两点为iscsi的无限扩展提供了坚实的基础。

　　ip网络的普及性将使得数据可以通过lan、wan或者是通过internet利用新型ip存储协议传输，iscsi既是在这个思想的指导下进行研究和开发的。

iscsi是基于ip协议的技术标准，实现了scsi和tcp/ip协议的融合，对众多的以太网用户而言，只需要极少的投资，就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输和管理。

　　篇三：

Fc-san和ip-san的区别

　　Fc-san和ip-san两者的优缺点分别是什么？

　　一般来说，企业在面临iscsisan存储解决方案时，多半喜欢拿Fcsan及nas与其做一番比较。

在此先就Fc与iscsi做一比较，基本两者同属走block协议的san架构，只不过前者透过光纤，后者藉由ip传输数据罢了，而两者在管理及应用上也大同小异，其间只不过优劣好坏的差异。

　　至于san与nas的差异而言，笔者走访了许多iscsi厂商，大部分厂商对于此比较，多半都面露疑惑不解的表情，他们认为san与nas是完全不同架构的存储方案，前者支持block协议，后者则支持File协议，所以拿两个完全不同协议及架构的标准相比，是不太适宜的。

　　如果硬要从中做个区别的话，精业公司产品技术处存储产品整合服务部产品经理邱显进倒提出了一个简显易懂的区别方法，那就是san的精髓在于分享存储配备（sharingstorages）；nas则在于分享数据（sharingdata）。

总而言之，nas与san因为架构及应用领域的不同，所以不会相互取代，而会共存于企业存储网络之中。

　　不论如何，为了让读者进一步了解iscsi、Fc及nas的差异，在此还是尽量做一番归纳整理，以供读者参考：

　　接口技术：

iscsi和nas一样透过ip网络来传输数据，Fc则不一样，数据是透过光纤通道（Fibrechannel）来传递。

　　数据传输方式：

同为san的iscsi及Fc都采用block协议方式，而nas则采用File协议。

　　传输速度：

就目前的传输速度而言是Fc（2gb）最快、iscsi（1gb）次之，nas居末。

基本上，Fc及iscsi的blockprotocol会比nas的Fileprotocol来得快，这是因为在操作系统的管理上，前者是一个“本地磁盘”，后者则会以“网络磁盘”的名义显示。

所以在大量数据的传输上，iscsi绝对会比nas快得多。

　　资源共享：

iscsi和nas共享的是存储资源，nas共享的是数据。

　　管理门坎：

iscsi和nas都采用ip网络的现有成熟架构。

所以可延用既有成熟的网络管理机制，不论是建置、管理或维护上，都非常方便及容易。

而Fc则完全独立于一般网络系统架构，所以需由Fc供货商分别提供专属管理工具软件。

　　管理架构：

透过网络交换机，iscsi及Fc可有效集中控管多台主机对存储资源的存取及利用，善用资源的调配及分享，同时速度上也快于网络磁盘的nas。

　　成本：

比起Fc而言，以太网络是个十分成熟的架构，而熟悉的人才甚多，所以同样采用ip网络架构的iscsi及nas，建置成本低廉、管理容易而维护方便。

至于与Fc在建置成本上的进一步比较，可见表1。

　　传输距离：

原则上，三者都支持长距离的数据传输。

Fc的理论值可达100公里。

透过ip网络的nas及iscsi理论上都没有距离上的限制，但nas适合长距小档案的传输，iscsi则可以进行长距大量资料的传递。

　　系统支持：

相较起来，iscsi仍然比较少。

Fc主要是由适配卡供货商提供驱动程序和简单的管理程序。

（二）iscsi与各类型存储方案综合评比

　　与Fiberchannel（以下简称Fc）一样，iscsi也属于san大家庭中的一员，它的问世显然是冲着Fcsan的缺点而来的。

长久以来，Fc几乎成了san的代名词，但由于相关软硬件的建置成本偏高、管理技术及门坎也较高，所以几乎只有中大型企业才有能力做这方面的建置与规划，中小企业限于自身规模，也只有望洋兴叹、徒呼负负的份。

　　无传输距离限制、建置管理成本低是最大特点

　　iscsi最重要的就是能在成本上提出大幅改善的方案，也因此打破了san为中大型企业禁脔的藩篱，让中小企业也能享受到san所带来的好处及便利。

到底是哪些优良特质，让iscsi成为目前存储业界最热门的话题呢？

以下即为读者做一番简赅的归纳及分析：

　　建置成本低廉：

不论是适配卡、交换机或缆线的建置，iscsi都比Fc便宜许多。

其中适配卡部分，只要host端主机本身内建的一般网络卡或网络芯片，搭配免费下载的iscsiinitiator驱动程序即可，所以在适配卡方面可以达到完全免费的境界。

　　管理门坎及维护成本更低：

一般来说，Fcsan多半需要特定的工具软件来操作管理，所以需要对人员进行一定时间的教育训练，而且费用不低。

但由于iscsi乃透过ip网络来传输数据及分配存储资源，所以只要使用网络现有的管理功能即可，相较起来，的确可以省下大笔管理人力及训练成本。

　　节省存储资源、做好集中管理：

由于iscsi与Fc同样支持区块协议（blockprotocol）的数据存取模式，所以比采用档案协议（Fileprotocol）的nas，更能透过集中管理的方式，有效避免存储资源的浪费，进而节省不必要支出。

　　没有距离的限制：

由于iscsi是透过无远弗届的ip网络来传输数据，所以理论上，传输距离也可达到无限制的境界，这对于异地数据的传输及备援等应用相当有帮助。

　　传输速度够快：

拜gbe以太网络之赐，理论上，iscsi的速度可达1gb，虽然速度仍比不上Fcsan的2gb，但效能上已超越大部分的nas。

更重要的是，一旦下世代的10gb以太网络普及的时候，iscsi就可能以10gb的高速狂飙，甚至比Fcsan的下世代版本－4gb还要快。

　　人才较多：

随着因特网的日益兴盛，造就了取之不尽、用之不竭的tcp/ip网络人才，比起门坎较高的Fcsan来说，这对于专走ip网络base的iscsi而言，可说是一大利多。

数据碰撞及支持性低等问题成为推展阻力

　　天底下没有十全十美的事物，虽然iscsi的优点不少，而且十分抢眼，但仍有许多待解决的缺点，以下就让我们一起分析看看iscsi到底有哪些缺陷：

　　1.扰人的噪声碰撞问题：

由于iscsi走的是ip网络，其中当然充斥着来自全球各地的庞大数据及噪声，所以碰撞情形也就在所难免了，如此一来，在数据传输的过程中，就很容易导致延迟的情形发生，大大影响了传输的效能，甚至数据的正确性。

针对这类问题，不少厂商专研解决之道，其中像是乔鼎信息（promise）即宣称，该产品提供的datadigest功能，可有效解决噪声问题。

　　2.仍有改进空间的效能瓶颈：

这方面可分成下列几项来讨论。

（1）传输频宽问题：

前文已提到，目前的1gb频宽，尚不及Fc的2gb，这方面待要等到10gb以太网络普及之后，才有可能赶上。

但就目前企业的网络状况来看，gbe以太网络的普及率都有待加强了，所以10gb何时来临，还是未定之数。

（2）流量控制问题：

这方面也没有Fc来得好。

　　（3）i/o端的速度限制：

brocade指出在host主机及target存储设备两处的i/o端速度一直提振不上来，所以即使10gb以太网络真的普及，i/o端的速度瓶颈仍然会拖跨这个传输效能。

　　（4）软件iscsiinitiator效能不彰：

其乃透过软件仿真来执行scsi指令，所以会耗费掉大量的cpu资源，造成整体效能的低落。

这个问题虽然可以透过安装频率较高的cpu来解决，但相对地便会有额外的成本支出。

　　3.硬件iscsi适配卡较贵：

如果想要让整体效能有好的表现，那么就必须添置较贵的iscsihba卡或稍贵的toehba卡（tcpoffloadengine），整体成本会因而大幅攀升。

据brocade指出，不论是Fchba卡或Fc交换机的价格都在逐步调降中，同时该公司会推出价格颇为低廉的Fc交换机，如此一来，在寻求高效能的前提下，iscsi的成本优势会相对减少。

　　4.支援的平台及软硬件仍少：

虽然目前windows、linux、unix、netware都已陆续推出

　　软硬件的initiator，但数量及完备性仍不足，尤其是版本特多的linux，目前只有suse及Redhat有解决方案；其中，suse只有软件、Redhat只有硬件。

此外，hp-ux及novellnetware只有软件，sunsolaris则只有硬件，而且一些平台上的设定十分复杂困难。

换句话说，目前只有微软windows平台具备最完备的支持性。

但是目前业界及政府机构的数据中心，有相当数量是采用非windows平台系统，再加上也有不少公司内部系统是属于多种作业平台环境，所以各平台解决方案的提出，仍是iscsi急待解决的重要课题。

　　5.令人质疑的安全性：

ip网络环境复杂，再加上懂ip的人相对的多，所以安全性也相对地令人质疑。

　　6.无法兼顾效能及跨平台性：

前面已提到iscsiinitiator可分为三种，亦即软件initiator驱动程序、硬件的toehba卡及iscsihba卡。

就效能而言，initiator驱动程序最差、toe居中、iscsihba卡最佳。

但是iscsihba只能走iscsi协议，而无法透过nFs（networkFilesystem，sun制定）或ciFs（commoninternetFilesyste