IPSAN存储方案Word文件下载.docx

1、事实上，为了解决FC-SAN 在价格及管理上的诸多门坎，各家早有不同协议的IP SAN的研究开发。这些IP SAN 的架构，其实与iSCSI 大同小异，只不过并非走标准化的协议（事实上，在iSCSI 标准化之前，也没有什么标准不标准的问题），而是各家自行研发的协议，所以基本上各家IP SAN 是不兼容的。IP SAN基于十分成熟的以太网技术，由于设置配置的技术简单、低成本的特色相当明显，而且普通服务器或PC机只需要具备网卡，即可共享和使用大容量的存储空间。 由于是基于IP协议的，能容纳所有IP协议网络中的部件，因此，用户可以在任何需要的地方创建实际的SAN网络，而不需要专门的光纤通道网络在服务

2、器和存储设备之间传送数据。同时，因为没有光纤通道对传输距离的限制，IP SAN使用标准的TCP/IP协议，数据即可在以太网上进行传输。IP SAN网络对于那些要求流量不太高的应用场合以及预算不充足的用户，是一个非常好的选择。第一章 存储技术的发展趋势信息或数据在IT系统中，总是必然处于“计算”、“存储”、“传输”三个状态之一。这三个方面也正好对应于整个IT技术的三个基础架构单元计算、存储和网络。传统上，主机系统既负责数据的计算，也在通过文件系统、数据库系统等手段对数据进行逻辑和物理层面的管理，而存储设备，则是以直连存储（DAS）方式连接在主机系统中。然而，由于历史发展的原因，各种标准和各种版本

3、的操作系统、文件系统拥挤在用户的系统环境中，使数据被分割成杂乱分散的“数据孤岛” （data island），无法在系统间自由流动，自然也就谈不上设备的充分利用和资源共享。有鉴于此，人们开始寻找存储网络化和智能化的方法，希望通过提高存储自身的数据管理能力，独立于主机系统之外，以网络方式连接主机和存储系统，以设备资源透明的方式为计算提供数据服务。从而将数据管理的职能，从标准混乱、应用负荷沉重的主机中分离出来。在网络存储的发展过程中，SAN（存储区域网络）和NAS（网络附加存储）得到了迅速的发展。NAS是一种直接利用局域网，基于文件的存储架构，存储数据的传输也是基于局域网。NAS的最大优点是可以很

4、容易实现异构平台的文件共享，NAS的另一个优点在于其扩展性，因为存储单元可以比较容易地加入到网络中。然而，NAS存储在数据备份或存储过程中会占用网络的带宽，可扩展性有限，并且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，不适合Block级的应用，尤其是要求使用裸设备的数据库系统。而SAN存储架构的出现弥补了NAS的不足，为存储系统的发展产生了巨大的推动力。SAN（Storage Area Network）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架构，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

5、传输。FC光纤通道技术使得存储系统的可升级性、稳定性、可用性和性能都大大加强。不过，它最大的优势是集中的管理，这就降低了总拥有成本。光纤通道主要应用在某些重要业务和高性能应用，如数据中心环境。然而，在过去8年以FC协议为主的SAN存储系统建设中，人们逐渐发现FC协议虽然基本解决了传输速度和扩大容量的问题，却难以完全承担起存储系统独立化的重任。FC SAN的互操作性仍是实施过程中存在的主要问题。SAN本身缺乏标准，尤其是在管理上更是如此。虽然光纤通道（Fibre Channel）技术标准的确存在，但各家厂商却有不同的解释，于是，互操作性问题就像沙尘暴一样迎面扑来，让人猝不及防。这就导致了FC兼容

6、性差、成本高昂、扩展能力差、异构化严重的问题。在存储以SAN的名义独立走上IT舞台的同时，IP和以太网技术在网络领域突飞猛进，在同样1997-2005的8年中，主流商用协议标准从10M发展到了10G，整整提升了1000倍，行业的发展动力和技术标准的成熟性已无可争辩。IP技术已经成为整个IT行业中最成熟、最开放、发展最迅速、成本最低、管理最方便的数据通讯方式。在经历了FC SAN发展的过渡性尝试后，整个行业开始考虑将FC传输技术替代为更加成熟可靠、成本更低的IP技术，以适应广域网数据应用、大规模服务器数据集中、海量数据存储等应用对新一代存储系统的要求，同时为“随需应变”的IT新时代到来，奠定坚实

7、的开放化标准基础。2003年，以IBM等公司共同发起的iSCSI（Internet SCSI）协议，通过IETF组织的审议，公布为RFC标准。iSCSI协议就是将标准的SCSI存储访问指令，打包到TCP/IP中进行传输。iSCSI标准一经公布，就以其低成本、高可管理性、天然的跨广域数据传输和管理能力、海量组网能力得到了业界的青睐。基于iSCSI协议构建的IP SAN存储，已崭露头角，成为新一代存储系统的标准，成为IT新时代围绕IP技术进行的网络与存储融合的标志性技术。由于iSCSI协议将SCSI数据传输的基础从封闭昂贵的FC协议转移到IP之上，使存储系统突破了长期困扰着存储系统的兼容性、成本和

8、管理性桎梏，使存储网格、广域数据传输、大规模服务器数据集中、远程容灾、高性能交换式存储架构等存储技术脱下昂贵的外衣，成为广大行业客户均能轻松获得的最新存储技术。1、iSCSI，即将到来的存储革命当iSCSI协议在2003年被微软、Intel、IBM等巨头联合IETF制订成世界通行的规范标准和框架时，也许还没有太多的人去关心和想象它未来两年的发展，人们看到更多的是它的廉价对SMB（中小企业）市场的启动以及它在遥远未来的崛起。也许是认为iSCSI近期的价值就只能体现在SMB市场，IBM在2003年推出了iSCSI市场，其他巨头也都把主要的精力放在了FC存储上。世事总是难料的，全球市场信息化需求的快

9、速增长外加IT多种关键技术的突破普及启动了iSCSI这枚炸弹。在iSCSI被指定的时候，巨头们就已经预测到未来网络广度和深度的发展将会奠定iSCSI的统治地位，只是这一天开始得太快了。这要归功于一些始终坚定推动iSCSI和IP的厂商，其中有五项主要技术加速了iSCSI的崛起：IP万兆，SAS硬盘技术，infiniband技术，WAFS技术，网格计算技术。目前，iSCSI产品已经在欧美市场上掀起了一股新的浪潮。据非官方的统计数据，iSCSI产品的市场占有率已经从前几年的1%2%，迅速提升至当前的20%30%。从目前情况看，iSCSI虽然还不能与FC SAN分庭抗礼，但随着技术和应用的不断成熟，i

10、SCSI产品的市场前景是十分广阔的。据Gartner和IDC的最新调查报告显示，iSCSI市场将持续增长，iSCSI SAN市场增长势头强劲，预计到2010年将超过51亿美元。iSCSI是一个开放的，建立在庞大的IP网络之上的标准协议，标准化带来的结果就是继承和享受丰富的技术成果。IP的飞速发展已经证明了标准化的威力，万兆（10Gb）技术的普及已经近在眼前了，其带来的是存储网络链路带宽的全面革命，在其基础上目前已经出现了10Gb，20Gb和40Gb的技术。这对于FC（刚推出的4Gb）链路无疑是致命的打击。要说FC的另一个优势就是FC硬盘，FC硬盘的速度和性能是非常优秀的。但是目前被整个IT业界

11、全体一致认为将成为主流的SAS硬盘无论在性能、速度和容量方面都达到了业界硬盘的最高记录。SAS硬盘目前已经开始投放市场进行销售。而让FC硬盘更加举步维艰的是，SATA II硬盘作为SAS硬盘的补充者也被大量投放市场。广域网的低数据传送效率一直使得iSCSI的无限连通能力听起来像个未来的憧憬。而WAFS技术的出现打破了限制，它使得大数据量的广域网传送速度和稳定性提高到局域网的水平，iSCSI的优势瞬间得到了释放：在全球范围内实现数据的分布集中存储是切实可性的。企业集团不同地区的机构数据交换、集中、共享将被普及实现，这意味着对数据信息反应速度将加快，生活服务质量会得到质的提升。要说万兆技术的普及仍

12、然需要时间，在这段时间中，iSCSI仍然无法摆脱链路带宽低的困扰。那么原是解决服务器PCI（PCI-X）总线瓶颈的infiniband技术向存储领域突破所带来的影响是FC支持者始料不及的：高速通讯技术InfiniBand已经被扩展到iSCSI 网络存储系统。InfiniBand产业协会营销代表Len Rosenthal表示，名为iSER的扩展技术对低端iSCSI 技术是一个很大的提升。当前版本的iSCSI 使用传统的1Gbps 以太网技术，速度低于Fibre Channel 的4Gbps。采用iSER技术后，iSCSI 的速度可以达到10Gbps，如果采用今年推出的InfiniBand DDR

13、硬件产品，速度可以达到20Gbps。他表示，iSER对Gig E（速度为1Gbps）的主要优势是10倍、20倍的性能，它能够为iSCSI标准增加高频宽和低延迟的特性。他还预计，在2007年末问世时，QDR版InfiniBand的数据传输速度将再次提升一倍达到40Gbps。网格计算技术是对计算机计算的大胆革新，而随之而来的需求是网格存储。网格计算需要分布于网络各处的、能提供计算共享空间和实现计算结果大跨度集中汇聚的存储设备。而能满足这些要求的只有iSCSI。可以说，iSCSI是一场革命，也是一个契机，它给了所有的人一个公平起步的机会，过去FC老牌厂家垄断技术和市场，产品异构高价且只有少数人用得起

14、的时代已经要终结了。而存储，这个过去一直独立封闭发展，无法享受全球化技术浪潮推动和丰富技术成果的唯一领域，也将融入IP，完成技术标准的大统一趋势。可以想象，在不久的将来，在互联网上将能享受到更多的人类文明成果，那是因为存储无处不在。2、IP存储的优势IP技术，已经成为了网络的主流技术，随着IP网络覆盖越来越多的地方，在IP网络上进行的业务也越来越频繁。社会正在进入全面的网络时代。其实网络时代的本质就是信息透过网络快速地在人和人之间传递，而承载信息的就是数据。调用越频繁、越需要传递的数据，是越有价值的，不过数据也有生命，如果数据不能被方便地调用、传递以及流通，时间一过，数据就过时了，它的生命和价

15、值就要完结。例如：一个人在北京存了钱，他去上海出差得了急病，需要取钱救治，结果由于数据没能及时流通起来，他在上海无法取出钱，丢了性命，人一死，数据就算同步过来，也就失去了它的价值。传统的FC存储，各厂家之间对协议的理解不同因此不能兼容，数据无法从一台存储设备流通到另一台设备。而FC环境中的数据要想远程传送的话，还需要借用IP网络，这时候就需要进行协议转换，转换设备昂贵且效率低。此外，正因为各厂家之间不兼容，实现技术封锁，FC存储价格昂贵，配件也不能随便买得到。用户购买新的服务器，需要接入存储，就需要交费用，需要实施多链路负载均衡，也需要交费用；用户的服务器系统重新安装，接入存储和实施负载均衡，

16、也需要联系厂家人员帮忙。相对于FC存储，IP存储没有任何限制，服务器接入及多链路实施完全免费，而且软件通用，用户可以自行处理。IP存储设备性价比高，由于产业链庞大，配件全部标准化，因此性能优越，成本低，配合10Gb万兆技术+12Gb SAS硬盘，比FC存储更加强大。而且IP存储可以通过网络任意地传送和流通数据，其在容灾备份方面更是性价比高，其开放的统一环境使得软件的开发产业链非常庞大，其容灾需要的带宽非常低，可以通过Internet实时传送数据。所有IP存储都可以方便地升级到万兆，而FC存储无法做到，IP存储还可以非常有效地和网络结合在一起，可以使用IP的安全、QOS、远程维护启动等等优势。F

17、C存储没有办法利用现有的庞大资源，美国白宫信息安全顾问痛斥FC存储厂家不知安全为何物，随着懂FC协议的人越来越多，FC的结构异化所带来的安全优势完全消失，而FC协议发展了十年，安全部分完全为零。IP存储代表着未来的发展趋势，过去，FC阵营的全球第一巨头EMC，以及各个巨头厂家如HP，HDS，NETAPP全部推出IP存储。IP存储更是向着和网络技术融合方向迅猛发展，其追求的目标就是，和网络融为一体，像网络资源一样方便使用，存储空间动态分配，数据时实地在网络中传递，存储将和网络一起支撑起信息时代和网络时代。正是因为这一点，Cisco在发展IP网络存储上也是不遗余力，在不久前的德国汉诺威电子产品展上

18、展示了其高性能的IP存储产品。IP网络存储，由于采用了80%的IP网络技术，因此，专业的网络厂家在研制和生产这些存储设备上非常具有优势，光专利费用就可以节省大量的成本。因此网络厂家的IP存储是性价很高的，而且技术力量也是有保证的。第二章 方案设计1、概述IP网络是整个IT平台的基础，对业务协作、高性能计算支撑、数据流提供支撑。构建IP SAN将极大提供关键数据的可应用价值，为后期数据的利用、保护提供了可运行的平台，同时也是业务整合的必然之选。同时，数据中心的构建将为分支部门提供支撑平台。基于FC的数据传输方式是基于局域网架构，同时由于其高昂的价格、复杂的架构、维护成本的据高不下、长距离的实现成

19、本高等多方面的原因，不能承载新的业务形式下对于广域环境下的数据存储和应用管理，而基于IP网络的数据传输集中能够满足当前的需求。基于数据容灾传输需求日益明显，对于数据传送的距离、安全性、传输效率都提出了要求。而基于IP网络的存储能够有效地满足当前的需求并组建灵活多变的解决方案，同时能够预留广阔的方案扩展可能性。其没有兼容性方面的问题，集成度高，不需要非常专业的人员维护使用，并且具有肯定的技术先进性，能够保证符合将来行业发展的方向，不容易过时和淘汰。2、方案及拓扑本方案作为硬件平台解决方案，服务于具体业务应用程序，其扩展性根据业务应用的改变和业务需求的改变而改变，如下：内网的服务器通过IP SAN

20、使用IX3040提供的存储空间。内网的普通用户需要时也能通过IP SAN网络获得IX3040上面的空间作为个人重要资料存储备份空间。更加灵活方便的是，Disksafe软件可以把内网的所有服务器的系统做镜像保护起来，未来增加任何的服务器都完全免费接入，不需要追加任何费用。IX3040强大的性能完全能够支撑甘肃省统计局未来6到7年的业务发展，为高速计算等业务提供高性能支撑。3、方案特点本方案是一个完整的近线CDP+操作系统保护恢复解决方案，实施了这样的架构后，整个业务及数据体系都处于健壮的而且高效保护业务连续性的IT体系中。可以想象得到的是，现在用户的业务越来越依赖IT系统及数据，IT系统为数据的

21、流通而服务，数据的流通速度快慢就代表着信息流通的快慢，在此根据用户的需求而设计的总体方案，就是为了满足对数据的流通速度的要求。具体而言，数据的流通速度需求和对IT系统及数据的依赖程度是成正比的，越依赖于数据，就表明业务量越庞大；而业务量越庞大，就意味着一旦业务停顿，承受的损失就越严重。IT和数据系统无形的价值，正是体现在此。近线CDP+操作系统保护恢复解决方案架构一方面是为解决IT和数据系统的安全性，保证业务不停顿，另一方面是为企业（机构）带来利润并推动其发展。成功地对运行的业务数据进行查询、深度分析和挖掘，一方面可以找出许多问题的解决办法、发现许多机会点和规律并进行前瞻性研究，为决策层开发新

22、业务提供判断依据，另一方面，稳固地保障新业务的实施，同时又为新业务的发展提供支撑。集中存储在此提出集中存储，主要是考虑后期存储容量扩容等需求，过于分散的存储系统不便于扩容，因此建议将各种查询检索系统、网站、自动化系统等这些核心系统的数据都集中存储于一台高速阵列中，此高速阵列可以为各系统数据提供CDP高安全性保护，而这样做的另一个目的也是为将来实现数据集中统一灾备提供条件。CDP（Continuous Data Protection）连续数据保护在此方案中，还提供了业界最新的CDP（Continuous Data Protection）功能，加入此功能的目的在于考虑到数据的重要性，避免数据受到病

23、毒、人为操作、黑客攻击等软灾难导致无效或者丢失而造成损失，采用CDP创建多个数据时间版本（255个版本，目前为业界最多数量），当软灾难发生时可以轻松恢复（恢复过程非常快，因采用差异对比方式将差异数据修改恢复，所需时间非常短，通常为几十秒到十多分钟，具体视数据差异量而定）。系统业务快速恢复保护此外,该方案还有操作系统保护功能, 服务器操作系统经常受到病毒和黑客攻击, 损坏后重新安装操作系统及各种应用软件,驱动程序, 配置非常麻烦, 而且在重新安装过程中容易造成数据丢失。又麻烦又耗时，往往就是半天一天时间，业务受到严重影响。遇到涉及专业的软硬件产品，用户还不懂连接安装，需要联系厂家配合。因此做服务

24、器操作系统甚至整个硬盘保护，是非常有需要的，Ghost无法把作成RAID5的服务器硬盘上的数据做成镜像，那么H3C的DiskSafe可以完成。DiskSafe在完成首次系统镜像后，以后服务器端数据只要一有改动，它就可以自动把这些改动同步到镜像文件，镜像文件放置在数据中心的存储设备上，还具有时间点快照多版本保护，一旦发现镜像文件有病毒，可以回滚到没有病毒的版本。进行系统恢复时，服务器只需要用Recover CD启动，就可以通过IP网络连接到H3C的存储设备上，开始进行恢复。恢复也分为两种方式，一种是把部分需要恢复的文件恢复回去，系统就能启动业务就能运行了。另一种是服务器上数据彻底毁灭，就会进行全

25、部数据恢复。恢复操作步骤非常简单，这样一来，就不需要专门的或厂家的维护人员跑来装系统及恢复业务运行。在极端的情况下，例如业务要求不能停顿，这样还可以通过加装一块简单的iSCSI HBA卡使得整个服务器业务无盘从存储设备上启动继续运行，相当于存储设备接管了故障服务器的业务，等到服务器恢复正常后再转交给服务器处理。上图是传统的主存储+备份软件+磁带库模式，正常情况下，备份需要在足够长的业务停顿时间内进行，根据计算数据：按照40MB/s的最高磁带库写入速度计算，理想情况下备份1GB的数据至少需要1000MB/40MBps=25秒，备份1TB的数据至少需要7小时，如果同时备份多套业务系统数据，则需要排

26、队等待，因为最多只能两套系统同时进行备份，中小型磁带库只有两个磁头。此外，磁带库还存在各种故障，经常会导致备份数据失败或者无法恢复。采用了传统的D2D2T方案，虽然情况有所改善，金额投资也要相应加大，但是仍然存在问题：正常情况下，备份需要在足够长的业务停顿时间内进行，因每次靠备份软件进行备份，生产数据库系统就必须进入备份模式，无法进行正常的生产，因此，这样的备份是不能频繁进行的。正由于一般备份存在较长的时间间隔，所以一旦数据出现故障，就意味着必然会有较大的数据丢失量。而且，当主存储数据出现故障时，就意味着不但会丢失数据，而且业务会受到影响，因为必须要等到主存储的数据故障排除后，才能通过备份软件

27、把已经备份的数据重新导出并恢复进主存储，业务才能重新启动。这期间涉及到主存储的故障排除时间不确定因素，因此业务恢复时间无法预估，风险很大。而且备份的数据格式经过压缩和修改，无法直接使用，这对数据查询分析及二次挖掘开发都是不利的。本方案采用存储+CDP数据保护方式，用此模式来替代旧的D2D2T备份方式：A. CDP数据保护方式主要用来应对软性灾难，当人为误操作或黑客入侵发生导致数据被破坏，可以通过CDP数据保护方式把数据迅速恢复到正常状态，数据的丢失量根据具体的策略及情况一般在零到半小时，业务恢复时间为五分钟到1小时。CDP的原理主要是密集频繁地对生产数据做时间版本，H3C的CDP可以针对单个卷

28、做255个时间版本，目前在业界是处于技术领先地位。H3C的CDP时间版本产生可以在生产进行时自动产生，时间间隔最小可以达到每几分钟一次，完全区别于传统的D2D2T备份，这是因为进行CDP时间版本保护时数据库无须进入备份状态，不影响生产正常进行，同时，在做每次版本保护时通过snapshot agent准确地保证版本的数据完整与正确性，确保在问题出现时数据每次恢复都能使得数据库顺利启动。一旦发生数据软故障时，可以做类似时空隧道回到过去的操作，寻找过去的某个想要恢复的版本进行恢复，恢复过程非常快，因为只是通过对比两个版本的差异量进行恢复而已。传统的D2D2T无法实现如此先进的功能，其只能是寻找空闲的

29、时间，使得数据库处于备份模式才能进行一次备份。B. CDP方式数据紧急使用采用CDP方式备份的数据，没有经过压缩和修改，而且备份的是数据库的整体底层数据，所以在主存储损坏或者主存储数据损坏的情况下可以直接使用数据库对接备份数据，快速直接使用。传统的D2D2T是无法做到这点的。C. CDP对数据和业务的双重保护-在线CDP主要是指在主存储上的密集式时间版本保护；当出现软性灾难时，可以快速恢复数据及业务运转。传统的D2D2T和CDP数据保护完全是两个不同级别的解决方案，D2D2T根本无法满足现代用户对数据保护的高要求，其作为古老而过时的保护方式逐步被CDP数据保护取代，CDP的各种功能及特点D2D

30、2T方式完全不具备。D. 支持数据挖掘及二次开发-现代的业务发展完全建立在数据的基础上了，那么对数据的研究实质上就是对业务的规律研究，数据挖掘及二次开发的需求量越来越大，CDP方式可以在生产进行时让用户随意提取其任意的时间版本数据进行研究及二次开发，对生产不构成任何影响。而且提取出来的数据马上可以和数据库对接直接使用，无须安装什么备份软件进行解压和格式转换以及数据库数据重新生成。为研究开发提供无限的便利，因其对环境不选择，无后续任何费用，可以由用户随意自行构建，这是D2D2T方案及FC设备无法提供和具有的特点。第三章 设备介绍Neocean IX3000系列是H3C公司推出的全新中高端网络存储产品，定位于性能要求高、业务需求丰富的各种数据应用，是高性能、高品质、高智能的IP存储系统。IX3000系列采用先进的设计理念和体系架构，融入SAS、多核