各種常見(jiàn)類(lèi)型的存儲(chǔ)

1、淺談我們經(jīng)常遇到的存儲(chǔ)問(wèn)大家一個(gè)問(wèn)題，什么是SAN、什么是NAS、什么是SCSI，下文進(jìn)行了很好的分解。目前磁盤(pán)存儲(chǔ)市場(chǎng)上，存儲(chǔ)分類(lèi)（如下表一）根據(jù)服務(wù)器類(lèi)型分為：封閉系統(tǒng)的存儲(chǔ)和開(kāi)放系統(tǒng)的存儲(chǔ)，封閉系統(tǒng)主要指大型機(jī)，AS400等服務(wù)器，開(kāi)放系統(tǒng)指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系統(tǒng)的服務(wù)器；開(kāi)放系統(tǒng)的存儲(chǔ)分為：內(nèi)置存儲(chǔ)和外掛存儲(chǔ)；開(kāi)放系統(tǒng)的外掛存儲(chǔ)根據(jù)連接的方式分為：直連式存儲(chǔ)（Direct-Attached Storage，簡(jiǎn)稱DAS）和網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)（Fabric-Attached Storage，簡(jiǎn)稱FAS）；開(kāi)放系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)根據(jù)傳輸協(xié)議又分為：網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（Netw

2、ork-Attached Storage，簡(jiǎn)稱NAS）和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，簡(jiǎn)稱SAN）。由于目前絕大部分用戶采用的是開(kāi)放系統(tǒng)，其外掛存儲(chǔ)占有目前磁盤(pán)存儲(chǔ)市場(chǎng)的70%以上，因此本文主要針對(duì)開(kāi)放系統(tǒng)的外掛存儲(chǔ)進(jìn)行論述說(shuō)明。 今天的存儲(chǔ)解決方案主要為：直連式存儲(chǔ)（DAS）、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）、網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）。如下： 開(kāi)放系統(tǒng)的直連式存儲(chǔ)（Direct-Attached Storage，簡(jiǎn)稱DAS）已經(jīng)有近四十年的使用歷史，隨著用戶數(shù)據(jù)的不斷增長(zhǎng)，尤其是數(shù)百GB以上時(shí)，其在備份、恢復(fù)、擴(kuò)展、災(zāi)備等方面的問(wèn)題變得日益困擾系統(tǒng)管理員。 主要問(wèn)題和不足為：

3、直連式存儲(chǔ)依賴服務(wù)器主機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的IO讀寫(xiě)和存儲(chǔ)維護(hù)管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機(jī)資源（包括CPU、系統(tǒng)IO等），數(shù)據(jù)流需要回流主機(jī)再到服務(wù)器連接著的磁帶機(jī)（庫(kù)），數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機(jī)資源20-30%，因此許多企業(yè)用戶的日常數(shù)據(jù)備份常常在深夜或業(yè)務(wù)系統(tǒng)不繁忙時(shí)進(jìn)行，以免影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行。直連式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量越大，備份和恢復(fù)的時(shí)間就越長(zhǎng)，對(duì)服務(wù)器硬件的依賴性和影響就越大。 直連式存儲(chǔ)與服務(wù)器主機(jī)之間的連接通道通常采用SCSI連接，帶寬為10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，隨著服務(wù)器CPU的處理能力越來(lái)越強(qiáng)，存儲(chǔ)硬盤(pán)空間越來(lái)越大，陣列的硬盤(pán)數(shù)量越來(lái)越

4、多，SCSI通道將會(huì)成為IO瓶頸；服務(wù)器主機(jī)SCSI ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限。 無(wú)論直連式存儲(chǔ)還是服務(wù)器主機(jī)的擴(kuò)展，從一臺(tái)服務(wù)器擴(kuò)展為多臺(tái)服務(wù)器組成的群集(Cluster，或存儲(chǔ)陣列容量的擴(kuò)展，都會(huì)造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機(jī)，從而給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于銀行、電信、傳媒等行業(yè)724小時(shí)服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這是不可接受的。并且直連式存儲(chǔ)或服務(wù)器主機(jī)的升級(jí)擴(kuò)展，只能由原設(shè)備廠商提供，往往受原設(shè)備廠商限制。 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，簡(jiǎn)稱SAN）采用光纖通道（Fibre Channel）技術(shù)，通過(guò)光纖通道交換機(jī)連接存儲(chǔ)陣列和服務(wù)器主機(jī)，建立專(zhuān)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的

5、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。SAN經(jīng)過(guò)十多年歷史的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)成熟，成為業(yè)界的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)（但各個(gè)廠商的光纖交換技術(shù)不完全相同，其服務(wù)器和SAN存儲(chǔ)有兼容性的要求）。SAN媧捎玫拇 澩?00MB/s、200MB/s，發(fā)展到目前的1Gbps、2Gbps。 網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（Network-Attached Storage，簡(jiǎn)稱NAS）采用網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP、ATM、FDDI）技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接存儲(chǔ)系統(tǒng)和服務(wù)器主機(jī)，建立專(zhuān)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)私網(wǎng)。隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍。早期80年代末到90年代初的10Mbps帶寬，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)作為文件服務(wù)器存儲(chǔ)，性能受帶寬影響；后來(lái)快速以太網(wǎng)

6、（100Mbps）、VLAN虛網(wǎng)、Trunk(Ethernet Channel 以太網(wǎng)通道的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)的讀寫(xiě)性能得到改善；1998年千兆以太網(wǎng)（1000Mbps）的出現(xiàn)和投入商用，為網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）帶來(lái)質(zhì)的變化和市場(chǎng)廣泛認(rèn)可。由于網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，TCP/IP是IT業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不同廠商的產(chǎn)品（服務(wù)器、交換機(jī)、NAS存儲(chǔ)）只要滿足協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)就能夠?qū)崿F(xiàn)互連互通，無(wú)兼容性的要求；并且2002年萬(wàn)兆以太網(wǎng)（10000Mbps）的出現(xiàn)和投入商用，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)帶寬將大大提高NAS存儲(chǔ)的性能。NAS需求旺盛已經(jīng)成為事實(shí)。首先NAS幾乎繼承了磁盤(pán)列陣的所有優(yōu)點(diǎn)，可以將設(shè)

7、備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，擺脫了服務(wù)器和異構(gòu)化構(gòu)架的桎梏；其次，在企業(yè)數(shù)據(jù)量飛速膨脹中，SAN、大型磁帶庫(kù)、磁盤(pán)柜等產(chǎn)品雖然都是很好的存儲(chǔ)解決方案，但他們那高貴的身份和復(fù)雜的操作是資金和技術(shù)實(shí)力有限的中小企業(yè)無(wú)論如何也不能接受的。NAS正是滿足這種需求的產(chǎn)品，在解決足夠的存儲(chǔ)和擴(kuò)展空間的同時(shí)，還提供極高的性價(jià)比。因此，無(wú)論是從適用性還是TCO的角度來(lái)說(shuō)，NAS自然成為多數(shù)企業(yè)，尤其是大中小企業(yè)的最佳選擇。 NAS與SAN的分析與比較針對(duì)I/O是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效率低下的瓶頸問(wèn)題，專(zhuān)家們提出了許多種解決辦法。其中抓住癥結(jié)并經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)為最有效的辦法是：將數(shù)據(jù)從通用的應(yīng)用服務(wù)器中分離出來(lái)以簡(jiǎn)化存儲(chǔ)

8、管理。 問(wèn)題： 圖 3 由圖3可知原來(lái)存在的問(wèn)題：每個(gè)新的應(yīng)用服務(wù)器都要有它自己的存儲(chǔ)器。這樣造成數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，隨著應(yīng)用服務(wù)器的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效率會(huì)急劇下降。解決辦法： 圖 4 從圖4可看出：將存儲(chǔ)器從應(yīng)用服務(wù)器中分離出來(lái)，進(jìn)行集中管理。這就是所說(shuō)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（Storage Networks）。使用存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的好處：統(tǒng)一性：形散神不散，在邏輯上是完全一體的。 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理，因?yàn)樗鼈儾攀瞧髽I(yè)真正的命脈。 容易擴(kuò)充，即收縮性很強(qiáng)。 具有容錯(cuò)功能，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)無(wú)單點(diǎn)故障。 專(zhuān)家們針對(duì)這一辦法又采取了兩種不同的實(shí)現(xiàn)手段，即NAS（Network Attached Storage）網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)和SAN(Storage Area Networks存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。 NAS：用戶通過(guò)TCP/IP協(xié)議訪問(wèn)數(shù)據(jù)，采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)文件共享協(xié)議如：NFS、HTTP、CIFS實(shí)現(xiàn)共享。 SAN：通過(guò)專(zhuān)用光纖通道交換機(jī)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，采用SCSI、FC-AL接口。 什么是NAS和SAN的根本不同點(diǎn)？ NAS和SAN最本質(zhì)的不同就是文件管理系統(tǒng)在哪里。如圖： 由上圖可以看出，SAN結(jié)構(gòu)中，文件管理系統(tǒng)（FS）還是分別在每一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器上；而NAS則是每個(gè)應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享協(xié)議（如：NFS、CIFS）使用同