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SAN存储区域网络技术及解决方案
第一章数据安全的重要性
前面我们了解了磁盘阵列的作用，它可以将因硬盘故障造成系统当机的比例由50%降为几乎为零，通过将内置硬盘替换为外置磁盘阵列可以将系统的安全性提高到97%，如果在此基础上增加双机软件和集群软件可以将系统的安全性提高到99.9%，如果再增加备份软件和多机作集群互为冗余可以实现99.999%的高安全性的目标。
但由于SCSI技术在设备连接数目和通讯距离的限制以及较差的在线设备扩展能力，已不能满足用户较高层次的需求。
而光纤技术在SCSI技术的基础上，克服了SCSI的缺点，可以满足大型用户更高层次的需求。
使用光纤技术可以实现如下的功能，更高的速度、超大的容量、更高的安全性、良好的管理性、更高的性价比、连接设备数目几乎无限，良好的扩展性，支持在线增加和删除设备，更远的通讯距离，可以实现数据的远程镜像实现数据异地冗灾。
第二章SAN的概念和优势
2.1FiberChannel技术简介
FiberChannel（FC）技术标准是1994年由ANSI标准化组织制定的一种适合于千兆为数据传输通信的网络技术，FC—AL（FiberChannel-ArbitratedLoop）拓扑技术已被世界上所有的重要服务器及存储厂家所采纳，并成为下一代大容量、企业级数据存储的标准。
伴随着网络存储，实时传输，视频点播和CAD/CAM等超大数据量传输应用的出现，FiberChannel支持点到点，共享环路级网络交换，多协议数据传输如：
SCSI,TCP/IP等技术实现的理想载体。
目前大部分企业采用服务器存储方式。
服务器存储方式的显著特点是局域网用户通过访问专用服务器及与专用服务器相连的SCSI存储设备而实现对信息的存取访问。
工作在这种模式下的数据传输的瓶颈主要集中在服务器上。
当多个Client访问存取同一个服务器时，一旦出现超出该服务器处理能力的情况，无论服务器与存储设备之间是通过SCSI设备连接,还是通过高速的FibreChannel连接，都将不可避免地导致存取速度的下降，从而影响整个系统性能。
为解决服务器存储方式下带来的存取瓶颈问题，采用将信息存储设备与服务器分开，网络用户可以通过网络实现对存储设备的直接存取访问，这种通过网络实现对存储设备的直接存取，把存储设备当作标准网络设备的新的网络存储方式就是SAN。
2.2SAN简介
SAN（StorageAreaNetwork）存储网络是利用光纤通道在主机和存储系统之间形成一个网络，这个网络突破了现有存储的架构及速度，以全双工每秒200MB的速率，消除了频宽的瓶颈，而其网络与总线合而为一的特性，不但和现有网络兼容并存，而且在数据的存储与传输上比SCSI更有拓展性和易于使用，使服务器和存储系统的性能大幅的提升，SAN所具有的特点：
Ø高频宽
Ø模组化的高拓展性
Ø高可用性及容错
Ø可管理性
Ø易于整合
Ø整体成本降低
Ø连接设备多
光纤通道环路（FC-AL）的高速及易于连接的特性，为SAN提供了一个连接的标准，FC-AL不止具有高频宽及高拓展性，支持串行SCSI协议，这使得主机系统和存储系统可以以网络的拓扑结构及仲裁的方式同时连接在FC-AL上。
FC-AL目前的传输速率在100MB（1Gbaud，全双工为200MB），未来将拓展至400M（4Gbaud）,在10公里的距离之内可连接126个装置，为长远的频宽需求提供了一个切实可行的平台。
2.3光纤通道提供三种不同的连接方式。
第一种为点对点（point-to-point），例如一台主机与一台磁盘阵列透过光纤通道连接；
技术分析：
在此种简单配置中，主机通过一条外接FC-AL通道连接的磁盘阵列，这时整个系统的性能瓶劲在于FC-AL通道，而FC-AL通道的任何故障均导致系统不可用。
应用场所：
此种配置适合于对系统可用性及性能要求不高但有一定的数据量对速度有较高的要求的应用场所。
第二种为光纤通道仲裁环（FC-AL），在FC-AL的设备可为主机或存储设备。
FC-AL加上光纤通道Hub能整合成多主机多用存储设备的存储网络并广为使用，因为在实用性及可扩充性之外，对于整个系统而言，其成本较低。
第三种为交换式架构（FC-XS），交换式架构在主机和存储设备之间透过智慧型的光纤通道交换器连接，这种连接的方式可形成上千万个主机和存储设备的大型存储网络，使用交换架构需使用存储网络的管理软件。
在FC-AL网络中，Hub提供所有设备的管理讯息，但无法对环路之外的设备做报告；而FC-XS则可对所有设备进行远程管理和侦测，尤其是设备作热插拔时的自动侦测和自动重组态（reconfiguration）。
在光纤通道存储网络中，有专用的硬件和软件。
硬件包括光纤通道卡、硬盘、集线器，交换器及存储系统如磁盘阵列等；软件主要为光纤通道控制卡针对各种操作系统的驱动程序和存储网络管理软件（包括存储系统管理软件）。
相对于网络系统而言，存储网络系统是相当简单，直接而易于架构和使用的。
第三章SAN架构示意图
第四章SAN的主要应用
Ø数据备份
SAN备份是SAN架构的一个主要应用，它将伴随着SAN技术的发展产生根本的变化。
备份的解决方案会影响系统集成的其他方面，如支持更大的服务器系统的能力和提高备份、恢复速度。
SAN将给存储带来极大的变化。
Ø存储池
SAN架构使用独立于服务器的存储设备，允许所有的服务器能轻松访问其中的存储设备，从而使系统实现多主机接口和无限的存储容量。
可以实现异地灾难恢复和设备在线扩展，由于SAN独立于主机系统，可以实现将存储设备做成一个整体存储系统进行管理的功能，更利于存储的精确管理，
Ø数据共享
SAN技术的实现，可以实现存储系统超大容量的数据共享，但现有技术允许服务器访问相同
存储子系统中不同的存储资源，但它不允许服务器共享相同的实际物理硬盘或虚拟磁盘上的相同文件和纪录。
如果想实现必须在应用层上做工作。
现在已有一些软件可以实现以上功能。
ØI/O容错和寻址能力
SAN的一个主要特征在于，它能提供系统到设备的灵活连接，能提高I/O寻址的抗灾能力，并能实现I/O的负载平衡，在系统升级和维护方面都有很强的应用。
Ø数据移动
SAN技术可以实现数据移动，即一个SAN设备直接将数据由一个设备子系统移动到的另外一个系统。
Ø远程存储
SAN不仅可以提供集中存储资源的方法，还提供了将存储介质放在不同的安全位置的能力。
这些位置在物理上分离，从而不会被可能发生的某处本地灾难所影响。
从而实现异地灾难恢复和备份。
第五章SAN架构产品介绍
PINNACLED4108光纤系列磁盘阵列产品是太科公司最新推出的，它结合了SCSI和Fiber技术的优点，比同类产品具有更高的速度和更高的性能价格比等特点。
采用了FiberChannel技术，主机接口使用DB9接口，数据传输率100MB/s，数据传输距离可达30米，支持SAN架构。
具体型号为：
D-4S02F,D-4S12F,D-4R04F,D-4R14F
第六章PINNACLED-4108光纤系列磁盘阵列产品特点
●控制器特性
采用64位RISC芯片PowerPC750CPU
64MB至1GB高速ECC+SDRAM缓存
●主机通道特性
两个DB9copperFC—AL（FiberChannelArbitratedLoop）主机通道
数据传输率100MB/s
●磁盘通道特性
两个Ultra2/Ultra160SCSILVD通道
数据传输率80MB/s，160MB/s
每通道可连接15个设备
支持SMART技术
●RAID技术特点
支持RAID级有：
0，1，0+1，3，5，10，30，50，JBOD等模式
支持在线RAID扩容、扩展、数据迁移功能
支持热备磁盘，资料自动重建功能
支持专有备用和全局备用
●机箱设计
良好的散热系统
独特的散热风道
硬盘减震设计
●冗余电源、风扇
2+1冗余电源（3*300W）（支持热插拔）
双散热风扇（支持热插拔）
大功率散热风扇
●监控功能
面板监控实用程序
RS232串口仿真终端
支持远程监控软件
●故障侦测和报警功能
支持SAF-TEandS.E.S，在线自动侦测
I2C侦测机制支持
LCD面板报警功能
LED显示灯报警功能
蜂鸣器报警功能
各种终端（RS-232，SCSIGUIRAID终端，GUIRAID远程终端）故障功能
第七章PINNACLED-4108光纤系列磁盘阵列配置方案
7.1单主机、单FC-AL主机通道
在此种简单配置中，主机通过一条外接FC-AL通道连接的磁盘阵列，这时整个系统的性能瓶劲在于FC-AL通道，而FC-AL通道的任何故障均导致系统不可用。
此种配置适合于对系统可用性及性能要求不高但有一定的资料量对速度有较高的要求的应用场所。
7.2双主机、双FC-AL主机通道
在此种双主机配置中，两台主机通过外接FC-AL通道接到磁盘阵列上，实现两台主机的资料共享。
同时在高可用软件的支持下，两台主机可以作为集群系统，构成高可用性的解决方案，当一台主机故障时，另一台主机会接替主机的应用及资料以继续提供服务。
此种配置适合于对系统要求有很高的可靠性要求、对速度有较高要求的场所。
7.3SAN架构
（1）
在此种SAN架构配置中，多台主机通过外接FC-AL通道接到光纤Switch/Hub,再接到磁盘阵列、磁带库、光盘库、磁带机上，实现多台主机的资料共享。
同时在高可用软件的支持下，多台主机可以作为集群系统，构成高可用性的解决方案，当一台主机故障时，其它的主机会接替主机的应用及资料以继续提供服务。
此种配置适合于对系统要求有很高的可靠性、存储量很大、对速度有较高的要求的场所。
7.4SAN架构
（2）
在此种SAN架构配置中，较前一种增加了一个光纤Switch，避免了因光纤Switch故障引起的系统故障，由于使用了Switch较HUB有更高的速度和安全性，增加了系统的安全性，此种配置适合于对系统要求有很高的可靠性、存储量很大、对速度有较高的要求的场所。
第八章PINNACLE光纤系列磁盘阵列规格表
D-4S02F/D-4S12F
D-4R04F/D-4R14F
CPU
64bitPowerPC750
CPU主频
233MHZ
RAID支持
基于硬件的RAID0，1，0+1，3，5，10，30，50，NRAID，JBOD
SCSI接口
Ultra2WideLVD通道到Fibre/Ultra160WideLVD通道到/Fibre
主机通道
100MB/s双FiberChannel通道
磁盘通道
2个Ultra2WideLVD通道/2个Ultra160WideLVD通道
数据传输速率
100MB/s
高速缓存
64MB~1GB
单个数组柜最大支持硬盘数量
8个
支持最大硬盘数（加扩展柜）
30个
单个数组柜（标配）
最大存储容量（72GB/Disk）
576GB
最大存储容量（72GB/Disk，加扩展柜）
2.160TB/3.24TB
高速缓存标准
ECCSDRAM
控制器热插拔
支持
支持
控制器通道扩展
不支持
不支持
控制器冗余支持
支持
支持
控制器数量
一个
两个互为冗余
控制器工作模式
不支持双工
支持双工
性能优化方式
（随机/顺序）
支持
故障监视、报警
（控制器、硬盘、风扇、电源、温度）
有
支持S.M.A.R.T功能
支持
缓存回写
支持缓存回写
冗余配置
冗余电源、冗余风扇
FAX/自动寻呼/监控报警
有
密码保护
有
SCSIID可设定
有
故障硬盘隔离电路
有
故障硬盘自动重建
有
SNMP协议支持
（RAIDWatch）
有
RAID在线扩容、扩展和迁移
有
坏磁道自动指定
有
热插拔硬盘架
8个
热插拔电源
2+1冗余电源，每个电源300W
电源需求
570W
热插拔风扇
2个
RS232接口
1个
光纤端口
DB-9
SAN
支持
LoopBalancing
支持
I2C环境监控组件
有
安全锁
有
蜂鸣报警器
有
供电要求
100~240伏特11A/5.5A60/50赫兹
工作环境
湿度：
10%~85%
工作温度
10℃~50℃
存放温度
-40℃~60℃
认证
FCC,CE,UL
外型
标准4U
颜色
银灰色
体积
（宽*高*长）：
430*178*550mm
重量
27.7kg（不含硬盘）
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