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2008年(8065)

分类: 服务器与存储

2008-07-21 16:13:23

经济全球化、电子商务、电子邮件以及媒体和信息数据化的发展,导致对数据存储量的需求急剧增加。据研究人员估计,目前网上的信息多达数百万TB字节,并且随着发送更多的电子邮件、传送更多的网页或MP3文件,以及进行更多的网上交易,信息量还会继续呈指数级增长。

    那么企业采用什么手段、如何去存储、保护、分发这些信息数据呢?目前技术市场上有两大数据存储的选择:直连式存储(DAS)和网络存储。而网络存储又分为两种:存储区域网(SAN)和网络附加存储(NAS)。

直连式存储

简单地说,直连式存储(DAS)即磁盘驱动器和服务器直接相连。数据的传递是利用SCSI(小型计算机系统接口)命令传输,SCSI是计算机和硬盘之间I/O(输入/输出)通信的最常用的方式。但是在大多数的企业应用中,存储只是一架子的磁盘,是集成有RAID保护的磁盘子系统或是提供额外数据保护的更高端的存储阵列。

在这种传统的存储结构中,存储被视为“外围”设备。数据管理是“以服务器为中心”的,而且所有的应用软件很明显都是和存储子系统配套。DAS适用于一个或有限的几个服务器环境,但在较复杂的环境中就会碰到一些棘手的问题。

随着服务器数量的增加,每个服务器的数据单独管理就变得非常复杂。因为服务器需要适应存储容量的变化或满足应用软件对性能的要求,单个服务器可能会趋向配置过度。这样其可升级性受到很大限制,同时存储资源和数据也无法共享。
很多信息技术人员发现网络化的存储方式能更好地满足今天信息技术环境的数据管理需求。

网络存储

前面讲过,有两种提供网络存储的方式—存储区域网(SAN)和网络附加存储(NAS)。

在SAN中,几个服务器共享存储访问,服务器通过光纤交换机连接到存储系统。服务器和存储通过光纤通道协议组互相联系,而光纤通道协议组允许通过串联传输SCSI命令来达到可靠的块级数据传输。协议同时允许较高的传输量,第一代产品中的数据传输速度就达到了每秒700MB到800MB,在目前提供的第二代产品中速度又几乎加快了一倍。

因为存储系统要求允许多个服务器共享磁盘库访问,所以每个服务器就有一套虚拟磁盘,叫做逻辑单元数(LUN)。因此这种环境下的存储系统比只配有RAID控制器的一架子磁盘驱动器更加智能也更加复杂,而且存储资源管理是以存储为中心的。但是,就象在DAS中一样,每个服务器通过卷管理器或文件系统向自己的应用软件提供数据管理服务,而卷管理器或系统文件把自己的LUN当作物理磁盘资源。因此,由于每个服务器的文件系统只认可自己的LUN,尽管SAN向用户提供资源共享,却并不提供共享的数据。

SAN存储和DAS相比有很大的优势,前者的可升级性、稳定性、可用性和性能都大大加强。但它最大的优势是集中的管理,这就降低了总拥有成本。很多分析研究指出,目前一个5年期的DAS存储管理费用可以是其初装价格的4到5倍。

然而,光纤通道SAN确实存在一些缺点。大多数观察家认为,光纤通道环境的复杂性以及光纤通道适配器和交换机的高昂价格使得它主要应用在某些重要业务和高性能应用,如数据中心环境。其复杂性主要归因于光纤通道是一种特殊用途的串行互连,而不是网络。光纤通道没有内置功能来实现路由和节点失效,而且它只拥有原始地址管理功能。在光纤通道SAN中,这些功能需要由人工操作或主机管理,因此会经常出现一些操作故障。

另外,尽管SAN存储适用于各种应用并实现存储资源共享,但却不能提供数据共享,因此有些应用需要另外的解决方案-NAS。NAS是最成熟的网络存储解决方案,一开始是用作以太网局域网环境下的数据共享,它把文件系统功能纳入到存储设备当中。

在NAS环境下,服务器通过标准以太网和存储连接在一起,并使用诸如NFS(Unix系统的文件共享协议)和CIFS (Windows系统的文件共享协议)等文件存取协议提出对存储的需求。客户提出的对本地文件系统的请求被改向到NAS存储设备上,从而为所有客户提供共享的文件存储。如果客户使用的是桌面电脑系统,NAS就提供“server-less”的文件服务。如果客户是使用服务器系统,NAS设备就可以从服务器方面减少数据管理费用。因为这种内置的数据管理功能以及标准普及的网络技术,NAS设备与其它存储方式相比,其总拥有成本最低。

以前,NAS被看作是低端、低性能的存储。高速千兆以太网和商用NAS设备的出现极大地加强了NAS在数据中心环境中的应用。

SAN与NAS融合是大势所趋

有关调查显示,对于企业来说,只有极少部分的数据是仅能应用在SAN或NAS的环境下,绝大部分的数据既能应用在SAN上、又能应用在NAS上。而且在典型的公司IT环境中,你会发现有些应用需要SAN存储,而有些应用需要NAS 存储。所以,人们意识到SAN和NAS融合的必要性,以减少管理复杂度,提高存储的有效利用率(见图一)。


图一



随着SAN和NAS(尤其是SAN)技术的成熟,SAN和NAS会日益趋向融合,并且有很多因素会加速这种融合:

1. 企业在购置新设备的同时仍想继续利用现有的基础架构投资,包括现有的人力资源、应用软件、服务器和网络架构等等;

2. 很多企业无法接受中断业务运转来配置一套全新的基础架构;

3. 企业的最终目的不是说要走SAN或是走NAS,而是怎样把数据存储、保护、管理好,他们想要一个最佳组合的解决方案。企业认识到SAN和NAS有无可比拟的强大功能,因此,他们希望把这两种技术能够结合为一个简单的系统,也就是说,在一个系统上能够同时运行SAN和NAS;

4. 网络带宽的快速增长,使得在数据传输速度上SAN和NAS的差距越来越小,等到万兆网络形成,NAS甚至比光纤网络的带宽还要大;

5. 企业已经越来越认识到NAS设备可长期提供更好的性价比。

许多先进的存储厂商也意识到用户的这种需求,并通过其强大的技术实力开发出新品来满足客户的需求,同时占据存储领域的制高点。

SAN和NAS实现融合的方式

目前业内实现NAS和SAN融合的方法有两个:一种是在SAN前增加NAS网关;另一种是NetApp的统一网络存储。

在SAN前增加NAS网关的方式是在原有的SAN存储前面增加一个NAS网关,原有的SAN存储可以继续连接光通道交换机形成SAN网络,新增的NAS网关可以连接以太网交换机形成NAS网络。这种方式需要宿主SAN存储物理隔离一部分空间供NAS网关来使用。这种方式的缺点是:彼此之间的空间无法进行有效利用;系统中存在两套设备(有可能NAS网关是另一个厂商的),管理复杂度增加。

业内另一实现的方式是Network Appliance公司的统一网络存储。这种实现方式和在SAN前加NAS网关正好相反,不是SAN到NAS的支持,而是NAS到SAN的支持,即在原有的NAS基础上,增加对FCP协议的支持就完成了。它可以同时支持SAN和NAS协议,以及光纤通道和以太网传输。由于NAS具有自己的操作系统和文件系统,因此增加的FCP和原有的NFS、CIFS、HTTP一样,仅是一个协议的支持。同一网络存储可以通过不同的接口卡完成对SAN和NAS的同时支持,如通过以太网卡提供NAS的访问服务,而同时又可以通过HBA卡提供SAN的访问服务。至于NAS和SAN则可以共同使用所有虚拟化的空间。同时,可以看到这种实现的模型其管理还是原有的NetApp的产品,因此管理复杂度没有大幅度的改动。换言之,这种统一网络存储也给SAN的存储带来了一种简单化管理的实现方
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