0外掛存儲(chǔ)系統(tǒng)概述

外掛存儲(chǔ)系統(tǒng)概述1華云數(shù)據(jù)集團(tuán)承建廣州超算中心云計(jì)算平臺(tái)項(xiàng)目，利用天河二號(hào)服務(wù)器來(lái)搭建512個(gè)節(jié)點(diǎn)規(guī)模的云計(jì)算服務(wù)平臺(tái)，保證云平臺(tái)的高可靠性和高穩(wěn)定性，并按超算中心要求對(duì)外提供運(yùn)營(yíng)服務(wù)，支撐超算中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行。在整個(gè)超算中心云平臺(tái)架構(gòu)中，我們需要設(shè)計(jì)一套外掛存儲(chǔ)系統(tǒng)用于超算中心辦公存儲(chǔ)系統(tǒng)。本節(jié)主要來(lái)學(xué)習(xí)幾種主流的外掛存儲(chǔ)系統(tǒng)的概述。任務(wù)描述目錄外掛存儲(chǔ)系統(tǒng)簡(jiǎn)介NAS存儲(chǔ)DAS存儲(chǔ)SAN存儲(chǔ)2外掛存儲(chǔ)系統(tǒng)簡(jiǎn)介3外掛存儲(chǔ)根據(jù)連接的方式分為直連式存儲(chǔ)（Direct-AttachedStorage，DAS）和網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)（Fabric-AttachedStorage，F(xiàn)AS）。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)（Network-AttachedStorage，NAS）和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（StorageAreaNetwork，SAN）。如下圖所示，常見(jiàn)3種存儲(chǔ)架構(gòu)DAS、NAS、SAN比較。外掛存儲(chǔ)系統(tǒng)簡(jiǎn)介4DAS存儲(chǔ)一般應(yīng)用在中小企業(yè)，與計(jì)算機(jī)采用直連方式，NAS存儲(chǔ)則通過(guò)以太網(wǎng)添加到計(jì)算機(jī)上，SAN存儲(chǔ)則使用FC接口，提供性能更加的存儲(chǔ)。外掛存儲(chǔ)系統(tǒng)簡(jiǎn)介5DAS雖然比較古老了，但是還是很適用于那些數(shù)據(jù)量不大，對(duì)磁盤訪問(wèn)速度要求較高的中小企業(yè)；NAS多適用于文件服務(wù)器，用來(lái)存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，雖然受限于以太網(wǎng)的速度，但是部署靈活，成本低；SAN則適用于大型應(yīng)用或數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，缺點(diǎn)是成本高、較復(fù)雜。DAS存儲(chǔ)6DAS存儲(chǔ)（Direct-AttachedStorage，直連式存儲(chǔ)）在人們的生活中非常常見(jiàn)，尤其在中小企業(yè)應(yīng)用中，DAS是最主要的應(yīng)用模式，存儲(chǔ)系統(tǒng)被直連到應(yīng)用的服務(wù)器中。在中小企業(yè)中，許多數(shù)據(jù)應(yīng)用必須安裝在直連的DAS存儲(chǔ)器上。DAS存儲(chǔ)更多依賴服務(wù)器主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的IO讀寫和存儲(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)備份通常需要占用服務(wù)器主機(jī)資源的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)。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。NAS存儲(chǔ)7NAS存儲(chǔ)（NetworkAttachedStorage，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)）也通常被稱為附加存儲(chǔ)。顧名思義，就是存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如以太網(wǎng)）添加到一群計(jì)算機(jī)上。NAS是文件級(jí)的存儲(chǔ)方法，它的重點(diǎn)在于幫助工作組和部門機(jī)構(gòu)解決迅速增加存儲(chǔ)容量的需求。如今用戶采用NAS大多是用來(lái)文檔共享、圖片共享、電影共享等等，而且隨著云計(jì)算的發(fā)展，一些NAS廠商也推出了云存儲(chǔ)功能，大大方便了企業(yè)和個(gè)人用戶的使用。NAS產(chǎn)品是真正即插即用的產(chǎn)品。NAS設(shè)備一般支持多計(jì)算機(jī)平臺(tái)，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)議可進(jìn)入相同的文檔，因而NAS設(shè)備無(wú)需改造即可用于混合Unix/Windows的局域網(wǎng)內(nèi)，其應(yīng)用非常靈活。SAN存儲(chǔ)8SAN存儲(chǔ)（StorageAreaNetwork，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)），從名稱上人們也可以看出，這個(gè)是通過(guò)光纖通道交換機(jī)連接存儲(chǔ)陣列和服務(wù)器主機(jī)，最后成為一個(gè)專用的存儲(chǔ)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提供了一種與現(xiàn)有LAN連接的簡(jiǎn)易方法，并且通過(guò)同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協(xié)議。SAN不受現(xiàn)今主流的、基于SCSI存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的布局限制。特別重要的是，隨著存儲(chǔ)容量的爆炸性增長(zhǎng)，SAN允許企業(yè)獨(dú)立地增加它們的存儲(chǔ)容量。SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲(chǔ)陣列，這樣不管數(shù)據(jù)置放在哪里，服務(wù)器都可直接存取所需的數(shù)據(jù)。而且，因?yàn)椴捎昧斯饫w接口，SAN還具有更高的帶寬。SAN存儲(chǔ)9SAN真正的綜合了DAS和NAS兩種存儲(chǔ)解決方案的優(yōu)勢(shì)。例如，在一個(gè)很好的SAN解決方案實(shí)現(xiàn)中，用戶可以得到一個(gè)完全冗余的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)具有不同尋常的擴(kuò)展性。確切地說(shuō)，用戶不僅可以得到只有NAS存儲(chǔ)解決方案才能得到的幾百TB的存儲(chǔ)空間，而且還可以得到只能在DAS解決方案中才能得到塊級(jí)數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能。從數(shù)據(jù)訪問(wèn)角度來(lái)說(shuō)，用戶還可以得到一個(gè)合理的速度，對(duì)于那些需要大量磁盤訪問(wèn)的操作來(lái)說(shuō)，SAN具有更好的性能支持。利用SAN解決方案，開(kāi)發(fā)者還可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的集中管理，從而能夠充分利用那些