IP-SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)

IPSAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)ISSUE1.0保存在計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)正在受到越來越多的威脅。IPSAN存儲(chǔ)技術(shù)提供了一種大容量、高可用性、高擴(kuò)展性和高平安性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。引入了解網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的體系架構(gòu)了解FC和FCSAN存儲(chǔ)技術(shù)了解IPSAN存儲(chǔ)技術(shù)及協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)了解iSCSI技術(shù)了解IPSAN的數(shù)據(jù)平安保障技術(shù)課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：存儲(chǔ)體系架構(gòu)FCSAN和IPSAN技術(shù)IPSAN的數(shù)據(jù)平安保障技術(shù)目錄存儲(chǔ)體系架構(gòu)分類效勞器內(nèi)置存儲(chǔ)直接連接存儲(chǔ)DAS〔DirectAttachedStorage〕網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)NAS〔NetworkAttachedStorage〕存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN〔StorageAreaNetwork〕存儲(chǔ)體系架構(gòu)的開展Direct-Attached

Storage(DAS)Network-Attached

Storage(NAS)IntelligentIPStorage(IP-SAN)FCStorageArea

Network(FC-SAN)UFSEXT2Block/Cash/RAIDATA/SATAUFSEXT2NTFSBlock/Cash/RAIDSCSINFSNFSTCP/IPEthernetBlock/Cash/RAIDSCSIFCFC-4FC-3FC-1,2FC-0FC-0FC-1,2FC-3FC-4EXT2BlockSCSIRAIDiSCSITCP/IPEthernetFCRAIDiSCSITCP/IPATAiSCSITCP/IPEthernetStorageservicesEnginesUFSNTFSBlockTCP/IPEthernetiSCSIIPNetworkFiberChannelIPNetworkIPNetwork…EXT2NTF2UFSCIFSTCP/IPEthernetCIFSSCSIEthernetNTFSATA/SATADAS存儲(chǔ)架構(gòu)通過IDE、SCSI或FC接口與效勞器直接相連以效勞器為中心磁盤驅(qū)動(dòng)器磁帶庫(kù)存儲(chǔ)應(yīng)用效勞器LAN應(yīng)用效勞器UNIX和WindowsNT客戶端DAS的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：磁盤與效勞器別離，便于統(tǒng)一管理缺點(diǎn)：每個(gè)效勞器都需要獨(dú)立的存儲(chǔ)設(shè)備連接距離短，連接數(shù)量有限數(shù)據(jù)分散，共享、管理困難存儲(chǔ)資源利用率低，單位本錢高擴(kuò)展性差NAS存儲(chǔ)架構(gòu)使用一個(gè)專用存儲(chǔ)效勞器與網(wǎng)絡(luò)直接相連通過NFS或CIFS對(duì)外提供文件級(jí)訪問效勞以數(shù)據(jù)為中心存儲(chǔ)WindowsNT效勞器UNIX效勞器NAS接入效勞器NFSCIFSLANUNIX客戶端WindowsNT客戶端NAS的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不占用應(yīng)用效勞器資源廣泛支持操作系統(tǒng)及應(yīng)用擴(kuò)展較容易即插即用，安裝簡(jiǎn)單方便缺點(diǎn)：相比SAN架構(gòu)，存取速度慢不適合存儲(chǔ)量大的塊級(jí)應(yīng)用數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬SAN存儲(chǔ)架構(gòu)將存儲(chǔ)系統(tǒng)、效勞器和客戶端都通過網(wǎng)絡(luò)相互連接以網(wǎng)絡(luò)為中心磁盤驅(qū)動(dòng)器磁帶庫(kù)存儲(chǔ)WindowsNTserverLAN應(yīng)用效勞器UNIXorWindowsNT客戶端LAN應(yīng)用效勞器SAN的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備整合數(shù)據(jù)集中，易管理高擴(kuò)展性和高可用性適用于存儲(chǔ)量大的塊級(jí)應(yīng)用缺點(diǎn)：相比NAS本錢較高安裝和升級(jí)比NAS復(fù)雜多客戶端共享資源需額外軟件SAN提高存儲(chǔ)設(shè)備的利用率直接連接存儲(chǔ)〔DAS〕75%50%50%50%UNIXNTNTNTUNIXUNIXNTNTNT存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)〔SAN〕存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊應(yīng)用效勞器NTNTNTUNIX應(yīng)用效勞器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)塊NAS與SAN的比較SANNAS數(shù)據(jù)集中的實(shí)現(xiàn)好好數(shù)據(jù)共享的實(shí)現(xiàn)一般好對(duì)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的影響極小大系統(tǒng)復(fù)雜程度高低系統(tǒng)性能好受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響系統(tǒng)配置復(fù)雜簡(jiǎn)單系統(tǒng)擴(kuò)展性好一般應(yīng)用限制無不適用于塊級(jí)別數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)保護(hù)能力好較好NAS與SAN的融合應(yīng)用主機(jī)通過IPSAN訪問存儲(chǔ)資源應(yīng)用主機(jī)通過CIFS或NFS訪問NAS共享資源NAS和SAN資源共用同一存儲(chǔ)池SAN訪問NAS訪問SAN網(wǎng)絡(luò)LAN……效勞器效勞器存儲(chǔ)……存儲(chǔ)體系架構(gòu)FCSAN和IPSAN技術(shù)IPSAN的數(shù)據(jù)平安保障技術(shù)目錄光纖通道技術(shù)光纖通道又稱FC〔FiberChannel〕光纖通道最初用來提高硬盤接口的傳輸帶寬，現(xiàn)在已經(jīng)成為存儲(chǔ)的主流數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)采用五層光纖協(xié)議封裝SCSI協(xié)議報(bào)文，底層通常使用光纖作為傳輸介質(zhì)光纖通道接口是為提高多硬盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度和靈活性而設(shè)計(jì)的高性能接口點(diǎn)對(duì)點(diǎn)〔Point-to-Point〕仲裁環(huán)〔ArbitratedLoop〕交換式〔SwitchFabric〕光纖通道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光纖通道協(xié)議光纖通道從下到上分為5層：物理層傳輸協(xié)議層幀和信號(hào)協(xié)議層公共效勞層FC-0FC-3FC-2FC-1FC-4銅，光連接8b/10b編碼FC-AL、FC-AL-2光纖物理與信號(hào)接口〔FC-PH、FC-PH2、FC-PH3〕SCSI-3命令集映射FC鏈路封裝FC-LEFC-ATMSCSI-3IPATMIPI-3命令集映射光纖介質(zhì)類型和結(jié)構(gòu)光纖介質(zhì)單模光纖〔Single-mode

Fiber〕多模光纖〔Multi-mode

Fiber〕電信號(hào)〔銅介質(zhì)〕光纖結(jié)構(gòu)纖芯〔core〕包層〔coating〕保護(hù)套〔jacket〕IPSAN網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)IP存儲(chǔ)技術(shù)包含iSCSI、FCIP、iFCP等SCSI的應(yīng)用〔文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)〕SCSI塊指令SCSI流指令其它SCSI指令SCSI指令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)并行SCSI傳輸FCP以FC傳輸SCSIiSCSI以TCP/IP傳輸SCSI光纖通道FCIPTCPIP以太網(wǎng)等光纖通道物理接口并行SCSI接口FCIP技術(shù)IETF與ANSI共同提出基于IP的光纖通道方案光纖通道數(shù)據(jù)幀被壓縮為IP幀傳輸兩個(gè)SAN之間通過IP網(wǎng)絡(luò)建立點(diǎn)到點(diǎn)的隧道IP頭TCP頭FCIP頭EOFFiberChannel幀SOFFCIP幀封裝SOF〔幀起始定界符〕、EOF〔幀終止符〕iFCP技術(shù)FC與IP之間建立網(wǎng)關(guān)到網(wǎng)關(guān)的連接使FC幀可以路由到正確的目的地址為TCP/IP網(wǎng)絡(luò)FC端設(shè)備提供FC網(wǎng)絡(luò)效勞實(shí)現(xiàn)端到端的IP連接IP頭TCP頭IFCP報(bào)頭FiberChannel幀iFCP幀封裝D_ID:01XXXXS_ID:02XXXXD_IP:01XXXXS_IP:02XXXXiSCSI技術(shù)IETF提出的基于IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不包含任何FC的內(nèi)容SCSI命令和數(shù)據(jù)幀壓縮為IP幀傳輸工作于SCSI和TCP/IP之間IP頭TCP頭iSCSI報(bào)頭SCSI命令iSCSI幀封裝IP網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)比照FCIPiFCPiSCSI包含的IP內(nèi)容最少居中最多，無FC內(nèi)容終端設(shè)備FiberChannelFiberChanneliSCSI/IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)FiberChannelIPIP協(xié)議棧使用FiberChannel協(xié)議層次高層使用FC-4層底層使用iFCP代替FC-2層自己的串行SCSI實(shí)現(xiàn)是否支持與FCSAN的合并支持不支持--網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜，需要FC和IP兩套網(wǎng)管簡(jiǎn)單，單一網(wǎng)管簡(jiǎn)單，單一網(wǎng)管安全性一般利用磁盤分區(qū)增強(qiáng)安全性對(duì)安全有專門定義服務(wù)質(zhì)量使用IPQoS一般使用IPQoS技術(shù)實(shí)施復(fù)雜度簡(jiǎn)單復(fù)雜簡(jiǎn)單iSCSI概述SCSI傳輸協(xié)議的一種主要由RFC3720描述在TCP/IP上封裝，并可靠的、面向連接的傳輸SCSI命令及數(shù)據(jù)iSCSI命名標(biāo)準(zhǔn)iSCSIQualifiedNameIEEEEUI-64iSCSINamePhysicalTargetInitiatoriSCSI協(xié)議棧SCSITCPiSCSIIPlinkSCSITCPiSCSIIPlink數(shù)據(jù)校驗(yàn)〔假設(shè)有〕iSCSI報(bào)文格式以太網(wǎng)頭(14)IP頭(20)TCP頭(20)iSCSI〔TCP數(shù)據(jù)〕FCS源端口目的端口序列號(hào)確認(rèn)號(hào)首部長(zhǎng)度保存UAPRSF窗口大小校驗(yàn)和緊急指針iSCSI的知名端口是：3260根本報(bào)頭段(BHS，48字節(jié))附加報(bào)頭段〔假設(shè)有〕頭部校驗(yàn)〔假設(shè)有〕數(shù)據(jù)段〔假設(shè)有〕iSCSI狀態(tài)機(jī)初始態(tài)平安認(rèn)證態(tài)操作協(xié)商態(tài)完整功能態(tài)iSCSI會(huì)話Discovery會(huì)話用于發(fā)現(xiàn)Target，支持三種iSCSI報(bào)文LOGINREQ/RSPTEXTREQ/RSPLOGOUTREQ/RSPNormal會(huì)話登錄階段完整功能階段退出階段DiscoverySessioniSCSI會(huì)話建立流程TCP建立流程：三次握手

Initiator

Target

SYN

SYN/ACK

ACKDiscovery會(huì)話建立流程：

InitiatorTargetLOGINREQLOGINRSPLOGINREQLOGINRSPTEXTREQTEXTRSPParameterNegotiateSendTargetiSCSINormal會(huì)話Normal會(huì)話建立流程：

InitiatorTargetLOGINREQLOGINRSPLOGINREQLOGINRSPSCSICOMMANDDATA-INFINALDATA-OUTSCSIRSPNormalSessionParameterNegotiateReportLUNs……iSCSI會(huì)話的撤除會(huì)話撤除流程：InitiatorTargetLOGOUTREQLOGOUTRSPTCP撤除流程：四次握手InitiatorTargetFINACKFINACKIPSAN根本組網(wǎng)SQLServerOracleIP

存儲(chǔ)IP存儲(chǔ)……LAN…LAN……以太網(wǎng)交換機(jī)客戶端客戶端…以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)以太網(wǎng)交換機(jī)IPSAN災(zāi)備組網(wǎng)SnapShotAgentLAN磁帶庫(kù)IV5100Oracle