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2008年(456)

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分类: 服务器与存储

2008-05-14 15:22:26

N A S产品多种多样,它们分别具有各自不同的性能、功能和价格。不同的N A S产品,可以具有不同的处理器、芯片组、I / O技术和存储容量。因此,人们开始可以选用相对小而实用的N A S装置,等需要时才改用大一点的设备。
 
1.     NAS装置的硬件要求N A S装置的最小硬件要求如下:
 
              可以运行一个小型操作和I / O系统的处理器。
              具有足够的内存,能存储O S、协议栈、设备驱动器和文件系统。
              用于以太网连接的网络接口。
              存储I / O路径接口,例如I D ES C S I
              存储设备,如磁盘驱动器或C D - R O M驱动器。
              电源。
              用于封装的箱体。
 
用在N A S装置中的处理器的品种范围十分广泛,可以是3 8 6级别的低档处理器,也可以是采用高性能R I S C技术的高档处理器。同样,可以用在N A S装置中的存储路径和器件类型也是多种多样,包括I D ES C S I和光纤路径设备,它们可以用作单独的磁盘驱动器、镜像驱动器或R A I D。为了提供更快的性能,还可以采用缓存。
 
2.     用作S A N的专用N A S网络
 
虽然N A S装置常用于已有网络环境中的简单集成,但是为了提供更好的性能和可靠性,也可以构建一个专用的N A S网络。这种方式下,N A S网络的功能就像S A N,成为一种采用公共网络组件和文件协议的I / O路径,可以与一般的I / O路径技术和存储设备块协议进行竞争。图1 2 - 6中示出了一个用作S A N的专用N A S网络的例子,在图中所示的环境中,一个网络用于公用数据,而另外一个网络专门用于存储数据,两个网络之间的数据路由是不允许的。
 
3.     局域与广域环境的影响
 
面向UN I X N A S产品,一般都使用N F S作为访问协议。接下来的章节,将会详细讨论N F S,现在暂时还不用详细了解它。N F S最初是设计用在局域网环境中的文件共享机制,所以它最早采用的是用户数据报协议(U D P),一种位于I P层之上的传输协议。U D P是一种无连接的协议,不进行数据传送的确认。因为U D P要比T C P处理简单而快速,所以采用U D PN F S最适合用在局域网环境中。
              
但是,在广域网环境中,由于网络没有那么可靠,并且存在相当多的传输延迟,所以不能采用U D P,而必须使用T C P。虽然T C P要比U D P的处理和传送速度慢,但是它能保证数据传送的可靠,所以有利于在广域网环境中传送大量的数据。因此,目前N F S也集成了T C P,作为它的一种传输协议。对于基于N F SN A S产品,任何一种广域方案都应该采用T C P,而不能使用U D P
 
1.     将文件服务器合并到N A S装置上
 
对于大型企业级N A S产品,它的一个最常用的应用是服务器合并。通常的做法是替代几个小的文件服务器,或者将文件服务功能从几个服务器中移到一个大型的N A S装置中。将文件服务功能统一移到一个大型服务器上,可以使I T部门提高管理用户账号和文件资源的效率。
 
服务器合并会影响到计算环境的几个方面,在I / O和存储方面I T部门需要注意以下几点:
              合并后的I / O路径吞吐量需求。
              缓存的需求。
              磁盘子系统结构。
              备份的需求。
               
              1) 网络I/O路径吞吐量需求
 
进行服务器合并时,需要考虑的一个方面即网络I / O因素,例如,那些需要归并到一个N A S系统中的以太网连接和存储I / O总线。新的N A S方案必须满足现有网络总的最大I / O传送需求,能通过较少的网络连接进行服务器带宽合并。同样的道理,新的N A S服务器也应该能满足现有服务器存储I / O总线或路径的带宽需求。换而言之,用来替代现有服务器的任何大型N A S装置,都应该比现有服务器方案提供相等或更快的I / O吞吐率。
 
通常,采用峰值访问时期内的平均传送速率作为衡量的性能指标,新的N A S服务器的指标应该等于或大于现有服务器平均传送速率的总和。如果不能满足这一要求,用户就有可能对它的性能感到失望。当然,对于不同的服务器,每天的峰值访问时期发生的时间是不相同的,这会在一定程度上影响计算结果。
 
另外,还可以考虑在新的N A S服务器中采用R A I D。在N A S系统中一个集成的R A I D子系统可以配置成多个逻辑卷,用于不同的客户和应用数据,同时通过在几个磁盘间的数据转移,可以提供很好的负载平衡功能。
 
注意进行I / O负载平衡时,将负载从老的服务器上转移到新的N A S装置上,通常来说是
个好主意,最容易实现的途径是在NAS装置中采用RAID
 
2) 缓存的需求
 
同样,在现有文件服务器中所采用的缓存,也应该能够在新的N A S装置中实现。不过,如果不同的服务器采用不同的缓存算法,则很难采用单个缓存来复制多个服务器的缓存性能。例如,如果一个服务器采用预先读缓存,而另一个服务器采用L R U缓存,那么在达到同样的性能效果要求下,就不太可能采用单个相当体积的总缓存来替代这两个服务器的缓存。在这种情况下,最好的做法就是尽量不要合并两个采用不同缓存方案的服务器。
 
对于服务器合并中的缓存方案,另外一个需要考虑的问题是并发访问,即多个用户对单独一个数据文件的并发访问。例如,进行服务器合并的一个重要考虑,可能是为了能够并发访问一些文件,而这些文件以前只能一次由一个用户访问。本章的后面将会讨论到,并发访问的问题主要是一个锁定问题。同时,如果增加所采用的缓存容量,也可能会提高并发访问文件的性能。
但是,在广域网环境中,由于网络没有那么可靠,并且存在相当多的传输延迟,所以不能采用U D P,而必须使用T C P。虽然T C P要比U D P的处理和传送速度慢,但是它能保证数据传送的可靠,所以有利于在广域网环境中传送大量的数据。因此,目前N F S也集成了T C P,作为它的一种传输协议。对于基于N F SN A S产品,任何一种广域方案都应该采用T C P,而不能使用U D P
 
1.     将文件服务器合并到N A S装置上
 
对于大型企业级N A S产品,它的一个最常用的应用是服务器合并。通常的做法是替代几个小的文件服务器,或者将文件服务功能从几个服务器中移到一个大型的N A S装置中。将文件服务功能统一移到一个大型服务器上,可以使I T部门提高管理用户账号和文件资源的效率。
 
服务器合并会影响到计算环境的几个方面,在I / O和存储方面I T部门需要注意以下几点:
              合并后的I / O路径吞吐量需求。
              缓存的需求。
              磁盘子系统结构。
              备份的需求。
               
              1) 网络I/O路径吞吐量需求
 
进行服务器合并时,需要考虑的一个方面即网络I / O因素,例如,那些需要归并到一个N A S系统中的以太网连接和存储I / O总线。新的N A S方案必须满足现有网络总的最大I / O传送需求,能通过较少的网络连接进行服务器带宽合并。同样的道理,新的N A S服务器也应该能满足现有服务器存储I / O总线或路径的带宽需求。换而言之,用来替代现有服务器的任何大型N A S装置,都应该比现有服务器方案提供相等或更快的I / O吞吐率。
 
通常,采用峰值访问时期内的平均传送速率作为衡量的性能指标,新的N A S服务器的指标应该等于或大于现有服务器平均传送速率的总和。如果不能满足这一要求,用户就有可能对它的性能感到失望。当然,对于不同的服务器,每天的峰值访问时期发生的时间是不相同的,这会在一定程度上影响计算结果。
 
另外,还可以考虑在新的N A S服务器中采用R A I D。在N A S系统中一个集成的R A I D子系统可以配置成多个逻辑卷,用于不同的客户和应用数据,同时通过在几个磁盘间的数据转移,可以提供很好的负载平衡功能。
 
注意进行I / O负载平衡时,将负载从老的服务器上转移到新的N A S装置上,通常来说是
个好主意,最容易实现的途径是在NAS装置中采用RAID
 
2) 缓存的需求
 
同样,在现有文件服务器中所采用的缓存,也应该能够在新的N A S装置中实现。不过,如果不同的服务器采用不同的缓存算法,则很难采用单个缓存来复制多个服务器的缓存性能。例如,如果一个服务器采用预先读缓存,而另一个服务器采用L R U缓存,那么在达到同样的性能效果要求下,就不太可能采用单个相当体积的总缓存来替代这两个服务器的缓存。在这种情况下,最好的做法就是尽量不要合并两个采用不同缓存方案的服务器。
 
对于服务器合并中的缓存方案,另外一个需要考虑的问题是并发访问,即多个用户对单独一个数据文件的并发访问。例如,进行服务器合并的一个重要考虑,可能是为了能够并发访问一些文件,而这些文件以前只能一次由一个用户访问。本章的后面将会讨论到,并发访问的问题主要是一个锁定问题。同时,如果增加所采用的缓存容量,也可能会提高并发访问文件的性能。
3) 磁盘及磁盘子系统的结构
 
归并到单个N A S装置中的不同服务器可能会采用不同的磁盘结构,例如其中一个服务器可能采用镜像磁盘,而另一个服务器却采用RAID 5。对于许多负载来说,磁盘结构的选择并不太大影响性能,不过,对于支持写操作占比例高的应用的服务器来说,磁盘结构的选择比较重要。一般而言,如果写操作占的比例高(超过5 0 %),则建议采用磁盘镜像(RAID 1),这在第6章关于R A I D的内容中已经详细讨论过了。
 
另一方面的考虑,即是否采用单独磁盘、镜像磁盘或R A I D阵列输出的虚似磁盘。例如,对于1 8 G B的磁盘容量,可以作为一个单独的物理磁盘,或者一对镜像磁盘,或者阵列的一个虚拟磁盘。每一种方案都有自己的特点和优势,因此如果N A S装置能够一一实现的话,则十分有用。不过,通常而言,不能期望N A S服务器上的磁盘子系统有很好的灵活性。
 
4) 备份的需求
 
遗憾的是,采用N A S装置进行服务器合并时,并不能提高备份性能。通常而言,目前基于N O S的服务器备份功能要强于N A S装置的备份功能。这将在后面讲到N A S装置的备份和恢复内容时再进一步讨论。
 
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