BSSN建立存储网络体系解读Word下载.docx

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早传统的C/S架构中，无论使用的是何种协议，存储设备都直接与服务器相连。

在这样的架构下，对存储设备上所保存的所有数据的任何读写操作，都必须由服务器来进行，这样的处理方式给服务器带来沉重的负担。

外部存储系统的出现，彻底将服务器从繁琐的I/O操作中释放出来，是服务器更加专门化，使之仅仅承担应用数据的操作任务，以更充分的释放自身潜能。

关键词：

DAS、SAN、NAS、RAID、LUN

第一章存储网络概述

存储系统是整个IT系统的基石，是IT技术赖以存在和发挥效能的基础平台。

早先的存储形式是存储设备（通常是磁盘）与应用服务器其他硬件直接安装于同一个机箱之内，并且该存储设备是给本台应用服务器独占使用的。

随着服务器数量的增多，磁盘数量也在增加，且分散在不同的服务器上，查看每一个磁盘的运行状况都需要到不同的应用服务器上去查看。

更换磁盘也需要拆开服务器，中断应用。

于是，一种希望将磁盘从服务器中脱离出来，集中到一起管理的需求出现了。

不过，一个问题：

如何将服务器和盘阵连接起来？

面临这样的问题，有厂商提出了SCSI协议，通过专用的线缆将服务器的总线和存储设备连接起来，通过专门的SCSI指令来实现数据的存储。

后来发展到FC协议。

这样，多个服务器可以通过SCSI线缆或光纤建立与存储系统的连接。

这样的方式，我们称之为直接附加存储（DAS）。

1.1DAS：

直接附加存储

DAS（DirectAttachedStorage—直接附加存储）是指将存储设备通过SCSI线缆或光纤通道直接连接到服务器上。

一个SCSI环路或称为SCSI通道可以挂载最多16台设备；

FC可以在仲裁环的方式下支持126个设备；

DAS方式实现了机内存储到存储子系统的跨越，但是缺点依然有很多：

扩展性差，服务器与存储设备直接连接的方式导致出现新的应用需求时，只能为新增的服务器单独配置存储设备，造成重复投资，资源利用率低，DAS方式的存储长期来看存储空间无法充分利用，存在浪费。

不同的应用服务器面对的存储数据量是不一致的，同时业务发展的状况也决定这存储数据量的变化。

因此，出现了部分应用对应的存储空间不够用，另一些却有大量的存储空间闲置。

可管理性差，DAS方式数据依然是分散的，不同的应用各有一套存储设备。

管理分散，无法集中。

异构化严重，DAS方式使得企业在不同阶段采购了不同型号不同厂商的存储设备，设备之间异构化现象严重，导致维护成本据高不下。

1.2SAN：

存储区域网络

1.2.1什么是SAN？

SAN（StorageAeraNetwork）存储区域网络，是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用于主机和存储设备之间的访问。

当有数据的存取需求时，数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。

1.2.2SAN的误区

SAN的发展历程较短，从90年代后期兴起，由于当时以太网的带宽有限，而FC协议在当时就可以支持1Gb的带宽，因此早期的SAN存储系统多数由FC存储设备构成，导致很多用户误以为SAN就是光纤通道设备，其实SAN代表的是一种专用于存储的网络架构，与协议和设备类型无关，随着千兆以太网的普及和万兆以太网的实现，人们对于SAN的理解将更为全面。

1.2.3SAN的组成

SAN由服务器，后端存储系统，SAN连接设备组成；

后端存储系统由SAN控制器和磁盘系统构成，控制器是后端存储系统的关键，它提供存储接入，数据操作及备份，数据共享、数据快照等数据安全管理，及系统管理等一系列功能。

后端存储系统为SAN解决方案提供了存储空间。

使用磁盘阵列和RAID策略为数据提供存储空间和安全保护措施。

连接设备包括交换机，HBA卡和各种介质的连接线。

SAN的优点：

设备整合，多台服务器可以通过存储网络同时访问后端存储系统，不必为每台服务器单独购买存储设备，降低存储设备异构化程度，减轻维护工作量，降低维护费用；

数据集中，不同应用和服务器的数据实现了物理上的集中，空间调整和数据复制等工作可以在一台设备上完成，大大提高了存储资源利用率；

高扩展性，存储网络架构使得服务器可以方便的接入现有SAN环境，较好的适应应用变化的需求；

总体拥有成本低，存储设备的整合和数据集中管理，大大降低了重复投资率和长期管理维护成本.

1.2.4FCSAN的问题

兼容性差，FC协议发展时间短，开发和产品化的大厂商较少，而且厂商之间各自遵循内部标准，导致不同厂商的FC产品之间兼容性和互操作差，即使同一厂商的不同版本不同型号的FC产品也存在类似的问题；

成本高昂，FCSAN的成本包括先期设备成本和长期维护成本，由于FC协议在成熟度和互联性上无法与以太网相比，导致FC协议只能局限于存储系统应用，无法实现大规模推广，这直接导致了FC产品价格的昂贵；

同样与FC-SAN相关的所有产品都身价高昂，无论是备份软件的FC-SAN模块，甚至SCSI硬盘简单更换连接口成为C硬盘，都要翻上几倍的价钱；

另外兼容性差也导致了用户无法自己维护FC设备，必须购买昂贵的厂商服务，如果用户的环境中包括多种FC存储设备，用户每年花在FC-SAN的系统保修服务的费用占当年采购成本的15%左右。

如果再算上系统安装部署阶段的专业服务费用支出，以5年计算，整个服务费用支出与系统采购达到1:

1！

扩展能力差，FC-SAN高昂的成本和协议封闭，使得产品的开发、升级、扩容代价高昂。

从2000年以来，存储市场中最大的中端部分就一直5年不变地维持着前端两个存储控制器，后端两个（最多四个）光纤环路的结构。

不仅产品本身无法进行性能和处理能力扩展，产品型号向上的升级付出的代价几乎相当于购买一套新的设备；

异构化严重，各厂商按照自有标准开发各种功能，如快照、复制、镜像等，导致不同厂商存储设备之间功能无法互通，结果又出现的DAS方式的各种问题，重复投资、难以管理的局面

SAN的出现，从根本上是要建立一个开放、高性能、高可靠、高可扩展性的存储资源平台，从而能够应对快速的业务变化和数据增长，然而以上问题使得用户使用网络存储的目标产生了严重的偏离，很多用户甚至开始质疑为什么要放弃DAS而使用昂贵复杂的FC-SAN。

1.3.5IPSAN

IP网络是一个开放，高性能，高可扩展，可靠性高的网络平台。

IP网是国际互连网，企业内部网络的主要形式。

经过多年发展，IP网络实现了最高的可管理性和互操作性。

TCP/IP协议弹性强，适应网络的各种变化，无需停止服务即可实网络变更。

1G的以太网已经普及，2006年会扩展到10G。

FC在2008年才能到4G。

不同厂家的IP网设备兼容性好。

网络设备采购成本低廉。

以太网知识普及，以太网多年的发展培养了无数的网络管理人员。

IPSAN的基本想法是通过高速以太网络连接服务器和后端存储系统。

将SCSI指令和数据块经过高速以太网传输，继承以太网的优点，实现建立一个开放、高性能、高可靠性，高可扩展的存储资源平台。

IPSAN

将数据块和SCSI指令通过TCP/IP协议承载，通过千兆/万兆专用的以太网络连接应用服务器和存储设备，这样的解决方案称为IPSAN。

IPSAN遵循IETF的iSCSI标准，通过以太网实现对存储空间的块级访问，由于早先以太网速度，数据安全性以及系统级高容错要求等问题，这一标准经历了三年的认证过程，在包括IBM、HP、SUN、COMPAQ、DELL、Intel、Microsoft、EMC、HDS、Brocade等众多家厂商的努力，和万兆/千兆以太网10GBitEthernet支撑下，IPSAN/iSCSI已解决了网络瓶颈，数据安全和容错等问题，进入了实用阶段。

IPSAN继承了IP网络的优点：

实现弹性扩展的存储网络，能自适应应用的改变。

已经验证的传输设备保证运行的可靠性以太网从1G向10G及更高速过渡，只需通过简单的升级便可得到极大的性能提升，并保护投资。

IP跨长距离扩展能力，轻松实现远程数据复制和灾难恢复。

大量熟悉的网络技术和管理的人才减少培训和人力成本。

将以太网的经济性引入存储降低用户总体拥有成本。

1.3NAS：

网络附加存储

NAS（NetworkAttachedStorage—网络附加存储），是一种文件共享服务。

拥有自己的文件系统，通过NFS或CIFS对外提供文件访问服务。

NAS包括存储器件（例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和专用服务器。

专用服务器上装有专门的操作系统，通常是简化的unix/linux操作系统，或者是一个特殊的win2000内核。

它为文件系统管理和访问做了专门的优化。

专

用服务器利用NFS或CIFS，充当远程文件服务器，对外提供文件级的访问。

NAS的优点：

NAS可以即插即用。

NAS通过TCP/IP网络连接到应用服务器，因此可以基于已有的企业网络方便连接。

专用的操作系统支持不同的文件系统，提供不同操作系统的文件共享。

经过优化的文件系统提高了文件的访问效率，也支持相应的网络协议。

即使应用服务器不再工作了，仍然可以读出数据。

NAS的缺点：

1、NAS设备与客户机通过企业网进行连接，因此数据备份或存储过程中会占用网络的带宽。

这必然会影响企业内部网络上的其他网络应用。

共用网络带宽成为限制NAS性能的主要问题。

2、NAS的可扩展性受到设备大小的限制。

增加另一台NAS设备非常容易，但是要想将两个NAS设备的存储空间无缝合并并不容易，因为NAS设备通常具有独特的网络标识符，存储空间的扩大上有限。

3、NAS访问需要经过文件系统格式转换，所以是以文件一级来访问。

不适和Block级的应用，尤其是要求使用裸设备的数据库系统。

1.4SAN和NAS

SAN和NAS经常被视为两种竞争技术，实际上，二者能够很好地相互补充，以提供对不同类型数据的访问。

SAN针对海量、面向数据块的数据传输，而NAS则提供文件级的数据访问和共享服务尽管这两种技术类似，但严格意义上讲NAS其实只是一种文件服务。

NAS和SAN不仅各有应用场合，也相互结合，许多SAN部署于NAS后台，为NAS设备提供高性能海量存储空间。

NAS和SAN结合中出