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2008年(8065)

分类: 服务器与存储

2008-07-18 16:08:11

DAS(Direct Attached Storage—直接连接存储)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。DAS的适用环境为:1)服务器在地理分布上很分散,通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子);2)存储系统必须被直接连接到应用服务器(如Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的“原始分区”)上时;3)包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,它们需要直接连接到存储器上,群件应用和一些邮件服务也包括在内。

  当服务器在地理上比较分散,很难通过远程连接进行互连时,直接连接存储是比较好的解决方案,甚至可能是唯一的解决方案。利用直接连接存储的另一个原因也可能是企业决定继续保留已有的传输速率并不很高的网络系统。

  NAS和SAN的出现响应了三种重要的发展趋势:网络正成为主要的信息处理模式;需要存储的数据大量增加;数据作为取得竞争优势的战略性资产其重要性在增加。

  NAS(Network Attached Storage—网络连接存储)即将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网),连接到一群计算机上。NAS是部件级的存储方法,它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。需要共享大型CAD文档的工程小组就是典型的例子。

  NAS产品包括存储器件(例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和集成在一起的简易服务器,可用于实现涉及文件存取及管理的所有功能。简易服务器经优化设计,可以完成一系列简化的功能,例如文档存储及服务、电子邮件、互联网缓存等等。集成在NAS设备中的简易服务器可以将有关存储的功能与应用服务器执行的其他功能分隔开。

  这种方法从两方面改善了数据的可用性。第一,即使相应的应用服务器不再工作了,仍然可以读出数据。第二,简易服务器本身不会崩溃,因为它避免了引起服务器崩溃的首要原因,即应用软件引起的问题。

  NAS产品具有几个引人注意的优点。首先,NAS产品是真正即插即用的产品。NAS设备一般支持多计算机平台,用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS设备无需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域网内。其次,NAS设备的物理位置同样是灵活的。它们可放置在工作组内,靠近数据中心的应用服务器,或者也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。无需应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据,这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能。

  NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,即备份过程中的带宽消耗。与将备份数据流从LAN中转移出去的存储区域网(SAN)不同,NAS仍使用网络进行备份和恢复。NAS 的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。这就是说LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。

  SAN(存储区域网络)通过光纤通道连接到一群计算机上。在该网络中提供了多主机连接,但并非通过标准的网络拓扑。

  SAN则专注于企业级存储的特有问题。当前企业存储方案所遇到问题的两个根源是:数据与应用系统紧密结合所产生的结构性限制,以及目前小型计算机系统接口(SCSI)标准的限制。大多数分析都认为SAN是未来企业级的存储方案,这是因为SAN便于集成,能改善数据可用性及网络性能,而且还可以减轻管理作业。

  SAN解决方案的优点有以下几个方面:

SAN提供了一种与现有LAN连接的简易方法,并且通过同一物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议。SAN不受现今主流的、基于SCSI存储结构的布局限制。特别重要的是,随着存储容量的爆炸性增长,SAN允许企业独立地增加它们的存储容量。

  SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,这样不管数据置放在那里,服务器都可直接存取所需的数据。因为采用了光纤接口,SAN还具有更高的带宽。

  因为SAN解决方案是从基本功能剥离出存储功能,所以运行备份操作就无需考虑它们对网络总体性能的影响。SAN方案也使得管理及集中控制实现简化,特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候。最后一点,光纤接口提供了10公里的连接长度,这使得实现物理上分离的、不在机房的存储变得非常容易。

SANNAS区别
??区分SAN与NAS最简单的方法是想想二者在技术上是如何实施的.NAS通常是一个服务器群:应用服务器,邮件服务器等等,存储设备易于附加在这个系统上.SAN多部署与电子商务应用中,大量的数据备份和其它业务需要在网上频繁地存储和传输;SAN可以从你的主网上卸掉大量的数据流量,可以使你的以太网从数据拥塞中解脱出来.(责任编辑:刘燕之)
??目前存储市场主要有三种方式:DAS(Direct Attached Storage),NAS(Network Attached Storage,网络附加存储),SAN( 存储区域网).传统的直接存储的模式DAS是直接将存储设备连接到服务器上,一方面,当存储容量增加时,这种方式很难扩展;另一方面,当服务器出现异常时,会使数据不可获得.NAS和SAN的出现适应了网络正成为主要的信息处理模式的发展趋势.IBM大中华区存储事业部总经理何国伟先生也认为,"未来的世界是网络存储世界,存储的外部化将是未来发展趋势,因此IBM存储的重点将放在SAN,NAS上".

NAS简单灵活
??NAS——网络附加存储,即将存储设备连接到现有的网络上,提供数据和文件服务.NAS服务器一般由存储硬件,操作系统以及其上的文件系统等几个部分组成.简单的说,NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列,它具备了磁盘阵列的所有主要特征:高容量,高效能,高可靠.NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接,可以无需服务器直接上网,不依赖通用的操作系统,而是采用一个面向用户设计的,专门用于数据存储的简化操作系统,内置了与网络连接所需的协议,因此使整个系统的管理和设置较为简单.其次NAS是真正即插即用的产品,并且物理位置灵活,可放置在工作组内,也可放在其他地点与网络连接.因此,用户选择NAS解决方案,原因在于NAS价格合理,便于管理,灵活且能实现文件共享.

??以IBM为代表的业界各大存储厂商纷纷推出NAS解决方案,IBM公司最新的NAS产品主要包括:NAS 200, NAS 300, NAS 300G.NAS 200塔式存储设备主要是针对需要大量高性价比存储设备的Internet服务提供商(ISP)和需要电子邮件存储或视频文件服务的客户;NAS 300的双引擎设计可以支持关键业务高可用性应用,如大型部门和小型企业中的应收帐户,工资支付或客户支持.NAS 300G网关则是业界第一种开放式NAS设备,能将LAN与SAN连接在一起,NAS 300G允许基于局域网的客户机和服务器与现有存储区域网(SAN)互操作,实现了SAN与NAS的统一.
??在2001年存储展中,有一家专门做NAS存储的厂商AUSPEX也颇引人注目,AUSPEX始建于1987年,可称为NAS市场的创建者和领头羊,AUSPEX通过其专利技术——功能多处理结构(Founctional Multiprocessing)把文件服务功能的不同功能分解到不同的专用CPU上,借助专用OS为客户提供了大容量,高性能和高可靠的网络数据服务.其产品系列包括NS2000通用网络文件服务器,NAS3000系列,其中NAS 3010LPDA最大磁盘容量达12TB,可接入36GB和73GB的磁盘驱动器;NAS3010XR采用内嵌式SAN结构,可通过光纤通道接入SAN交换机,实现对SAN的存储管理.

SAN高效可扩
??SAN——存储区域网络,即通过特定的互连方式连接的若干台存储服务器组成一个单独的数据网络,提供企业级的数据存储服务. SAN是一种特殊的高速网络,连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备,SAN置于LAN之下,而不涉及LAN.利用SAN,不仅可以提供大容量的存储数据,而且地域上可以分散,并缓解了大量数据传输对于局域网的影响.SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,不管数据置放在哪里,服务器都可直接存取所需的数据.
??与NAS相比,SAN具有下面几个特点:首先SAN具有无限的扩展能力,由于SAN采用了网络结构,服务器可以访问存储网络上的任何一个存储设备,因此用户可以自由增加磁盘阵列,带库和服务器等设备,使得整个系统的存储空间和处理能力得以按客户需求不断扩大.另外,SAN具有更高的连接速度和处理能力.SAN采用了为大规模数据传输而专门设计的光纤通道技术,目前的传输速度为100Mbps,并会很快开发出传输速度为200Mbps和400Mbps的光纤通道交换机.

??实现SAN的硬件基础设施是光纤通道,用光纤通道构筑的SAN,由3部分构成:存储和备份设备,包括磁带库,磁盘阵列和光盘库等;光纤通道网络连接部件,包括主机总线适配卡(HBA: Host Bus Adapter)和驱动程序,光缆(线),集线器,交换机,光纤通道与SCSI间的桥接器(Bridge)等;应用和管理软件包括:备份软件,存储资源管理软件,设备管理软件.由上可以看出,在SAN解决方案中,除存储设备外,其关键部件就是网络连接部件——光纤交换机,目前在IBM,COMPAQ等各公司提供的SAN解决方案中,其光纤交换机大都由博科通讯公司(Brocade),McDATA,Infrange,Qlogic,Vixel,Gadzoox等提供的.例如博科公司的产品包括了从8端口的入门级光纤通道交换机到128端口企业级交换机,最近推出的128端口的SilkWorm 12000核心Fabric交换机是第一个可提供1Gbps和2Gbps链路速度的第三代ASIC型号,可支持目前的2Gbps光纤通道模块和新兴的存储协议,如10Gbps光纤通道模块,Infiniband Fabric模块以及未来的IP/以太网模块等,还支持可实现存储虚拟化.McDATA的口号是提供从核心到边缘的企业解决方案,其产品系列覆盖从8端口ES-1000到ES-3016,ES-3032直到64端口的ED-6064导向器,并定位于高端应用,McDATA认为,所谓高端,一是支持的端口数多,另一点是产品具有99.999%的高可用性,保证在线数据的连续性.另外 McDATA也提供EFC MANAGER管理软件,实现对交换单元的集中管理.

NAS+SAN是存储方案的最佳选择
??尽管有些人认为存储区域网络(SAN)与网络连接存储(NAS)体系的融合是一种硬性的组合,但这两种技术的融合正在积极发展.为了弄清两者之间的关系,让我们仔细分析一下这两种技术.
??大家普遍认为,IT存储需求以一种跳跃式的速度增长.实际上,IT存储能力现在正以每年52%的速度提高(the Forrester Report, March 2001).要使存储能力跟上存储需求的步伐,意味着不仅要不断增加新的物理硬件,还要创建新的架构来管理这些硬件设施.在当前的IT预算已经被大幅削减的情况下,这种双重需求通常是很要命的.幸运的是,我们已经开始脱离直接连结存储(DAS)模式.这种昂贵的存储模式需要给每个单独的服务器增加硬盘,但却不能提供真正意义上的网络存储负载分摊模式,它只是提高了基础

设施成本
??网络连接存储(NAS)是一种可以接受的选择方案.它是一台功能强大的数据服务器,能在文件级别上处理数据.典型情况下,它通过专用以太网连结到已有的网络中.除非是在不同的网络结构上创建NAS混合构件,否则对NAS的安装和管理是相当容易的.
??相比较而言,存储区域网络(SAN)要复杂一些,它把数据以块为单位进行管理,采用具有更高传输速率的光纤通道(Fibre Channel)连接方式和相关基础结构.它的设计和实现途径为它带来了更高的处理速度,而且,SAN还是基于自身的独立的网络.它允许数据流直接从主网络上卸载,并降低了请求响应时间.(或者换句话说,它极大地减少了主网络运行缓慢的时间,这一优势在数据备份期间尤其重要.)
??尽管NAS相对来说显得过于简单,但对于一个需要公共文件系统(如,电子邮件服务器组)的服务器群来说,它是一种不错的选择.SAN的高速及其良好的扩展性使它更适用于电子商务应用,在这类应用环境中,大量终端请求访问少量数据,或者说大量终端共享少量数据.
??所有的事情都能以相对简单的方式来解释,如果给某些人足够的时间和微小的激励,那么他们可能会把简单的事情弄得相当复杂.现在的存储业正是这样,人们急于将NAS和SAN技术融合起来.(这种看法可能过于偏激).当然,这种融合存在其合理性.SAN提供速度,NAS提供由文件处理带来的协作性,它们的结合将是非常令人心动的.对SAN来说,点到点之间光纤通道的最大距离不得超过10km限度实在是一个缺陷,但这种缺陷可以被NAS的IP连结所弥补.这就是说,可以通过IP网络发送光纤通道命令(FC/IP).(如果你研究过SCSI协议,你应该知道iSCSI正是以同样的方式来处理SCSI命令).借助于10 Gigabit以太网技术,这种处理方法最终变成了现实.
??但是也有一些令人沮丧的因素:虽然在Intel Developer Forum期间,融合NAS/SAN技术的呼声很高,但要实现这种融合可能需要一年半到两年的时间,而且这还要依赖于Intel 3GIO总线体系结构的成功实现.(3GIO的处理速度要比PCI-X快6倍,它将大大缓解服务器和工作站上处理大数据量时的瓶颈问题).另外,在关注NAS和SAN的融合时,应参考一些正准备进行这方面融合的企业,(比如,Hitachi的Freedom NAS体系就非常有意思).如果不关注这些,你2002购买的设备在2004年进行升级的时候就可能要完全丢弃.

SAN 包括:

  SAN服务器:服务器基础结构是所有SAN解决方案的前提,这种基础结构是多种服务器平台的混合体,包括Windows NT、不同风格的UNIX和OS/390。由于服务器整合和电子商务的推动,对SAN的需求将不断增长。

  SAN存储:存储基础结构是信息所依赖的基础,因此它必须支持公司的商业目标和商业模式。在这种情况下,仅仅使用更多和更快的存储设备是不够的,需要建立一种新的基础结构。和今天的基础结构相比,这种新的基础结构应该能够提供更好的网络可用性、数据访问性和系统管理性。SAN就是为了迎接这一挑战应运而生的,它解放了存储设备,使其不依赖于特定的服务器总线,而且将其直接接入网络。换句话说,存储被外部化,其功能分散在整个组织内部。SAN还支持存储设备的集中化和服务器群集,使其管理更加容易,费用更加低廉。

  SAN互连:实现SAN需要考虑的第一个要素是,通过光纤通道之类的技术实现存储和服务器组件的连通性。以下所列的组件是实现LAN和WAN所使用的典型组件。与LAN一样,SAN通过存储接口的互连形成很多网络配置,并能够跨越很长的距离。

  ----线缆和连接器

  ----扩展器: 扩展器用来连接超过理论最大值的超长距离节点。

  ----集线器: 通过集线器,一个逻辑环路上可以连接多达126个节点。

  ----路由器: 存储路由是由数据通信领域的路由概念发展而来的一种新技术。存储路由器与网络路由器的不同在于,存储路由器数据的路由选择使用的是FCP(SCSI)之类的存储协议,而不是TCP/IP之类的通信协议。

  ----网桥: 网桥的作用是使LAN/SAN能够与使用不同协议的其它网络通信。

  ----网关: 网关是网络上用来连接两个或更多网络或设备的站点,可能执行也可能不执行协议转换。网关产品通常用来实现LAN到WAN的访问,通过网关,SAN可以延伸并越过WAN。

  ----交换机: 交换机是用于连接大量设备、增加带宽、减少阻塞和提供高吞吐量的一种高性能设备。

  SAN管理:为充分利用SAN在性能、可用性、成本、扩展性和互操作性方面的多种优势和功能,SAN的基础结构(交换机、路由器等)和它所连接的存储系统必须得到有效的管理。为简化SAN管理,SAN供应商需要调整简单网络管理协议(SNMP)、Web企业管理(WBEM)和企业存储资源管理(ESRM)标准,用以不间断地通过中央控制台监视和管理所有SAN的组件,另外,从中央控制台管理SAN的分区也是需要的。其中,遇到的最大挑战是确保所有的组件是可以互操作的,并且能够和不同的管理软件包合作。它包括:

  ----资产管理: 资产管理负责资源发现、资源认可和资源安置,其输出结果是资产的库存列表,包括生产商、型号信息、软件信息和许可证信息等。

  ----容量管理: 容量管理规划SAN的大小,例如所需交换机的大小和数量。它还负责获取以下信息:未用空间/插槽、未分配卷、已分配卷的自由空间、备份数目、磁带数目、利用率、自由临时设备的百分比等。

  ----配置管理: 配置管理根据要求提供以下信息:当前逻辑和物理配置数据、端口利用数据,以及设备驱动器数据等,它可以根据高可用性和连接性的商业要求配置SAN。配置管理在需要时会要求将存储资源的配置与服务器中的逻辑视图结合起来。例如,任何人配置了企业存储服务器都会影响该服务器的最终配置。

  ----性能管理: 性能管理在需要时会要求改进SAN的性能,而且会在所有级别上执行问题解决方案--设备硬件和软件接口级、应用程序级、甚至文件级。这种方式要求所有SAN解决方案都遵守公共的、不依赖于平台的访问标准。

  ----可用性管理: 可用性管理负责预防故障、在问题发生时对其加以纠正、对重要事件在其发展到致命之前提出告警。例如,如果发生了路径错误,可用性管理功能会确定是一个连接故障还是其它部件故障,然后分配另一条路径,通知工程师修复故障部件,并在整个过程中维持系统的运行。
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