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存储相关的基本知识

存储相关的基本概念

何謂DAS

DAS是企業最早採行的OnLine型儲存設備:

主要組成成分包括儲存裝置以及連接主機的介面卡（HostBusAdapter，HBA）。

由於DAS是將儲存裝置直接與主機相連，這樣的設計能夠提供較高的安全性；但是在存取動作上就比較缺乏效率。

倘若企業內其他的主機想要存取另一主機相連的儲存裝置的資料，則資料傳送便必須經過區域網路﹙LAN﹚及該主機，此舉不僅增加主機的工作量，也會拖累該區域網路的傳輸速度。

在過去，企業大多採用DAS執行儲存及備份的工作，但是在企業資料量大幅增加的情況下，DAS開始無法滿足企業對儲存與備份工作的需求，漸漸的趨向於特殊的專業領域中應用，尤其在不需要跨平台與跨網路整合企業當中是很好的選擇，但近來SAN及NAS出現後，DAS已經逐漸被取代。

如下图：

何謂NAS（NetworkAttachedStorage﹚

NAS是將儲存系統透過專用的檔案伺服器直接連到區域網路上:

伺服器是專門設計用來進行資料存取的動作，因此企業內的其他主機系統便不須同時兼負資料存取的動作，而有更大空間去進行其他的工作。

原則上，NAS適合存放不需要運算的資料，例如電子郵件與檔案等。

網路附加存儲設備（NAS）是一種專業的網路文件存儲及文件備份設備，或稱為網路直聯存儲設備、網路磁片陣列。

一個NAS裏面包括核心處理器，文件服務管理工具，一個或者多個的硬盤驅動器用於數據的存儲。

NAS可以應用在任何的網路環境當中。

主伺服器和客戶端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件，包括SMB格式（Windows）NFS格式（Unix,Linux）和CIFS格式等等。

NAS系統可以根據伺服器或者客戶端電腦發出的指令完成對內在文件的管理。

另外的特性包括：

獨立於操作平臺，不同類的文件共用，交叉協議用戶安全性/許可性，瀏覽器界面的操作/管理，和不會中斷網路的增加和移除伺服器。

如下图：

何謂SAN﹙StorageAreaNetworking﹚

SAN的概念即是將許多儲存裝置從區域網路獨立出來成為另一個網路:

目的在於得以實現伺服器與儲存設備間多對多的高速連接。

現階段技術比較成熟的SAN，是透過光纖通道﹙FibreChannel﹚與主機連結，而傳輸速率可從一般的100MB／Sec，最快可達200MB／Sec。

企業要建構SAN，則必須要在伺服主機內部安裝光纖介面卡，在主機外則必須裝設光纖纜線、光纖介面的集線器﹙Hub﹚、交換器﹙Switch﹚與路由器﹙Router﹚…等裝置，如此各伺服器才能透過光纖通道與SAN進行連結。

SAN可以定義為是以數據存儲為中心，採用可伸縮的網路拓撲結構，通過具有高傳輸速率的光通道的直接連接方式，提供SAN內部任意節點之間的多路可選擇的數據交換，並且將數據存儲管理集中在相對獨立的存儲區域網內。

在多種光通道傳輸協議逐漸走向標準化並且跨平臺群集文件系統投入使用後，SAN最終將實現在多種作業系統下，最大限度的數據共用和數據優化管理，以及系統的無縫擴充。

如下图：

前端网路（LAN）和后端网路（SAN）,如图：

何謂iSCSI

iSCSI簡單的說就是InternetSCSI，利用最普遍的IP網路來承載SCSI指令，達成儲存區域網路（SAN）所要求的區塊層級（BlockLevel）資料傳輸。

又稱為IP-SAN，是一種基於網際網路及SCSI-3協議下的存儲技術，由IETF提出，並於2003年2月11日成為正式的標準。

與傳統的SCSI技術比較起來，iSCSI技術有以下三個革命性的變化：

把原來只用於本機的SCSI協同透過TCP/IP網路傳送，使連接距離可作無限的地域延伸；

連接的伺服器數量無限（原來的SCSI-3的上限是15）；

由於是伺服器架構，因此也可以實現在線擴容以至動態部署。

iSCSI與SAN，兩者同樣是區塊層級的網路型儲存，但iSCSI只需使用低廉的GigabitEthernet（簡稱：

GbE）佈建即可實現，不需要如SAN般使用昂貴的FibreChannel（簡稱：

FC）佈建。

SAN與iSCSI的差別僅是在附接網路的不同

iSCSI可利用現有乙太網路組成SAN

iSCSI被認為是種低階SAN的替代方案

FCSAN和IPSAN的比较

建構儲域網路的目的–資料分流

（1）

再加入磁带机后，网络彻底超载：

建構儲域網路的目的–資料分流

（2）

加入SAN后，资料分流，互不影响

建構儲域網路的目的–儲存設備資源分享

（2）

建構儲域網路的目的–儲存設備資源分享（3）

伺服器儲存容量未集中化前

伺服器儲存容量集中化後

資料的生命週期

備份需求變化

D2D2T（DisktoDisktoTape概念圖）

通过D2D2T的备份方式，数据将经由FC磁盘先以磁盘镜像的形式备份到ATA盘，以提高运行效率，有效地缩短备份窗口（时间），待备份窗口关闭后再由ATA盘自动将资料复制到自动磁带库上。

通过建立这样一个存储流程，不但可以实现较高的备份效率，在恢复时还具有更好的灵活性，比如根据运行速度或恢复时间限制，从磁盘或磁带恢复数据。

　　从具体操作流程来说，D2D2T的应用分为三个步骤，

　　1-从FC磁盘（一级盘）将数据读出

　　2-备份到ATA磁盘（二级盘）

　　3-从ATA磁盘（二级盘）到磁带库系统

有93%的公司，其資料中心受災難影響10天或更甚，將在災難發生的一年內倒閉！

！

備份前的計畫

•哪些重要資料需要備份?

•多久進行一次備份?

•需要使用多少儲存媒體?

•如何安全保存儲存媒體?

•如何追蹤備份訊息?

備份方式

理想的建議是：

Server應該每日進行「完全」備份（FullBackup）。

理論上，經常變化的重要文件和資料庫每日應予多次備份。

但由於時間、預算和媒體的限制，實務上很難達成這樣的目標，因此必須實行包括「增量」（Incremental）或「差異」（Differential）備份的計畫。

完全備份（FullBackup）

增量備份（IncrementalBackup）

差異備份（DifferentialBackup）

增量與差異的區別

以完全备份为基础，每个时间段变化的数据叫差异。

如星期一完全备份，星期2的差异含有星期2增加的，星期3的差异备份有星期2和星期3的。

以任何一次备份为基础，发生的变化叫增量。

如星期一完全备份，星期2的增量含有星期2增加的，星期3的增量备份只有星期3的。

这个要恢复备份就麻烦了。

PrivateCloud概念

•私有雲端又稱之為內部雲端（InternalCloud），不但提供更高的安全掌控性，同時內部IT資源不論在管理、調度、擴展、分派、存取控制與成本支出上都更具精細度、彈性與效益。

•私有雲端服務需要軟體與硬體的完美結合，從軟體的hypervisor、作業系統和系統管理工具，到硬體的伺服器、儲存設備和網路轉換器等，都是私有雲端服務的必備元素。

•雲端運算包括以下三個層次的服務：

軟體即服務（SaaS,SoftwareasaService）、平台即服務（PaaS,PlatformasaService）和基礎架構即服務（IaaS,InfrastructureasaService）三大領域。

•儲存架構的虛擬化，正是目前業界最關切且積極發展的「雲端」建構的關鍵。

優異而完善的虛擬化儲存設備才能真正協助企業IT完整登上雲端，而要達成這樣的目標，企業IT的儲存環境至少需要有以下的特點：

可建構共通分享的儲存架構、易於了解及友善的使用環境、簡潔及一致性的操作介面，以及可提升使用率與效能的儲存設備解決方案。

PrivateCloud趨勢

•根據分析機構的預測，到2012年，在雲端計算上投入的總體IT花費將增長至少3倍。

在傳統的IT中，對於一個新的應用需求產生時,必須將其功能加到自有的IT基礎架構裡，但雲端計算改變了這個規則，透過消費雲端服務，就可以帶來相同的成效,甚至更佳。

•雲端之四大特色:

更具彈性、簡化管理、降低成本、提高安全

•Gartner副總裁TomBittman指出：

IT部門的型態可能兩者兼具。

大型企業仍需設置IT部門來管理與調度IT資源，其中有部分即可能屬於私有雲端運算。

•私有雲端運算服務將成為未來升級至公用雲端運算的踏腳石，可望以複合型態逐漸跨越公用與私有雲端運算相關資源。

對許多大企業而言，在公用雲端運算服務成熟之前，私有雲端運算服務的需求將會持續多年，甚至可能長達數十年之久。

•Gartner（1/22）發表去年針對全球CIO進行訪談與調查結果，顯示2010年將擄獲CIO們目光的前幾大IT技術包括虛擬化（Virtualization）、雲端運算（CloudComputing）以及Web2.0等應用，主要原因來自於，雖然IT預算相較於去年有所回升，但隨著這些IT技術的成熟與聲勢，CIO將有更大的意願考慮採用這些投入金額不需龐大而能立即使用且獲得效果的技術。

PrivateCloud各家發展

•微軟、HP與Citrix成立雲端運算聯盟：

HPBladeSystemMatrix早已融入雲端運算的概念，整合微軟之虛擬化技術（Hyper-V）與管理軟體，提供企業兼具彈性與效能的融合式基礎架構平台，客戶可以在此架構之上搭載微軟產品如Exchange、SharePoint、SQL、WebServer等，輕鬆的利用雲端運算的方式將IT資源做最有效率的運用。

」

•CISCO、EMC、Vmware聯手合作提出雲端架構：

台灣思科總經理吳傳輝表示：

「思科協同合作夥伴VMware與EMC，提供最前瞻性的解決方案。

思科以整合通訊協同運作（CommunicationandCollaboration）、端對端基礎架構即服務（IaaS）及全面性資安防護策略，提供差異化的雲端技術，客製化的解決方案使企業競爭力大幅提升，2010年將會看到更多導入思科雲端技術設備的案例。

」

•IBMBlueCloud：

IBM的BlueCloud可以提供架構即服務（IaaS）、平台即服務（PaaS）、軟體即服務（SaaS），提供了最底層硬體設備（如xSeries伺服器、刀鋒伺服器等）、中間層的軟體（如Tivoli監控軟體、資產管理軟體等），以及最上層的整合與顧問服務。

現行IT架構

現行IT架構所面臨之問題

•系統無法集中管理及集中備份、在硬體資產管理與軟體合法授權管理上也是一大挑戰。

•設備數量與資訊管理人力不成比例，而且當企業組織擴大,維護管理會更加困難

•儲存設備供應商各自獨立發展使用環境，讓整合困難成為儲存設備資源難以跨越分享的鴻溝。

不僅如此，各廠商間無法整合的規格也造成管理複雜化，使得管理成本偏高。

•主機效能平均使用率低（每單台主機之CPU使用率約為15%~25%），無法完全發回整體投資成本效益。

•主機投資成本高，往往每個系統都需要一個獨立系統，造成IT投資成本高居不下

PrivateCloud架構