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存储基础1

 

存储背景:

  在以前我们见到的数据存储基本上都是在服务器上直接连接几个SCSI、IDE之类的磁盘进行的,这也就是我们常常听说的DAS(直接连接存储)方式。这种点对点的磁盘系统很显然存在着很难扩展和存储性能很难提高的不足。不仅如此,受IDE和SCSI接口物理性能的限制,与它连接的磁盘通常最多只能有20米以内的连接距离,大大限制了磁盘存储系统的扩展。

为了解决以上DAS存储方式的这些诸多不足,网络设备商和标准制定专家开始考虑开发一种新型的存储技术,从根本上解决DAS存储方式的传输速率和连接距离问题。最开始人们想到是一种把存储系统独立起来,作为一个网络设备放在网络节点上,这样既可以大大减少服务器数据存储负荷,又可以极大地扩展磁盘存储系统,这就是后来的NAS(网络附加存储)方式。

  这种存储方式的确在相当大程度上解决了以前DAS存储方式的不足,可以满足绝大多数中小型企业进行本地存储的需求。而且它最大的特点就是简单易行,采用了与以太网相同的IP协议,网络管理员可轻易地掌握NAS存储系统的部署,受到许多企业的广泛欢迎。但NAS还是没有从根本上解决磁盘存储性能和连接距离问题,总的来说磁盘存储性能并没有得到根本提高,只是提高了网络出口带宽

正是因为NAS仍存着上述不足,所以人们继续开发了一种全新的网络存储方式,那就是SAN存储方式。这种存储方式中最大的特点就是专为存储设备提供了千兆串行网络访问能力的光纤通道(Fibre Channel)协议,然后在光纤通道协议的第四层上建立了以光纤通道为基础的,用于存储的SCSI协议、用于网络的IP协议以及映射到网络架构上的用于集群的虚拟接口(VI)协议,这样就可多方面支持各种总线类型的网络设备和通道。光纤通道协议综合了许多优点,如网络范围的最远距离可达到10公里,可以使用多种介质的简单串行线缆、千兆网络速率以及可以在同一线缆上同时使用多种协议。

  SAN是一个由存储设备和系统部件构成的网络,所有的通信都在一个光纤通道的网络上完成,可以被用来集中和共享存储资源,而不再是NAS存储方式那样仅是作为一个网络节点的网络设备。SAN不但提供了对数据设备的高性能连接,提高了数据备份速度,还增加了对存储系统的冗余连接,提供了对高可用群集系统的支持。简单地说,SAN是连接存储设备和服务器的专用光纤通道网络(与以太网不同),但它和以太网有类似的架构,也是由支持光纤通道的服务器、光纤通道卡(网卡)、光纤通道集线器/交换机和光纤通道存储装置所组成。从技术上来讲,SAN网络最重要的三个组成部分就是:设备接口(如SCSI、光纤通道、ESCON等)、连接设备(交换机、网关、路由器、Hub等)和通信控制协议(如IP和SCSI等)。这三个组件再加上附加的存储设备和服务器,构成一个SAN系统。

  随着企业网络数据的不断增加和网络应用的频繁,许多企业开始意识到需要专门构建自己的存储系统网络来满足日益提升的数据存储性能要求。当前,最为热门的数据存储网络就是SAN(Storage Area Network,存储区域网络),就是把整个存储当做一个单独的网络与服务器所在企业局域网连接。

 常见存储方式

 DAS

DAS(Direct Attached Storage)直接附加存储 

  DAS这种存储方式与我们普通的PC存储架构一样,外部存储设备都是直接挂接在服务器内部总线上,数据存储设备是整个服务器结构的一部分。
在服务器与存储的各种连接方式中,DAS曾被认为是一种低效率的结构,而且也不方便进行数据保护。直连存储无法共享,因此经常出现的情况是某台服务器的存储空间不足,而其他一些服务器却有大量的存储空间处于闲置状态却无法利用。如果存储不能共享,也就谈不上容量分配与使用需求之间的平衡。
DAS架构DAS架构

NAS

NAS(Network Attached Storage)网络附加存储
 
  NAS方式则全面改进了以前低效的DAS存储方式。它采用独立于服务器,单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器来连接所存储设备,自形成一个网络。这样数据存储就不再是服务器的附属,而是作为独立网络节点而存在于网络之中,可由所有的网络用户共享。
NAS的优点:
(1)真正的即插即用
NAS是独立的存储节点存在于网络之中,与用户的操作系统平台无关,真正的即插即用。
(2)存储部署简单
NAS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要的协议,因此使整个系统的管理和设置较为简单。
(3)存储设备位置非常灵活
(4)管理容易且成本低
NAS数据存储方式是基于现有的企业Ethernet而设计的,按照TCP/IP协议进行通信,以文件的I/O方式进行数据传输。
NAS的缺点:
(1)存储性能较低 (2)可靠度不高
NAS的存储架构NAS的存储架构
 
 

SAN

SAN(Storage Area Network)存储区域网络
 
  1991年,IBM公司在S/390服务器中推出了ESCON(Enterprise System Connection)技术。它是基于光纤介质,最大传输速率达17MB/s的服务器访问存储器的一种连接方式。在此基础上,进一步推出了功能更强的ESCON Director(FC SWitch),构建了一套最原始的SAN系统。
  SAN存储方式创造了存储的网络化。存储网络化顺应了计算机服务器体系结构网络化的趋势。FC-SAN的支撑技术是光纤通道(FC Fiber Channel)技术。它是ANSI为网络和通道I/O接口建立的一个标准集成。FC技术支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多种高级协议,其最大特性是将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开,这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送。当然SAN也可以使用IP通道进行部署---IP-SAN。
  FC-SAN的硬件基础设施是光纤通道,用光纤通道构建的SAN由以下三个部分组成:
(1)存储和备份设备:包括磁带、磁盘和光盘库等。
(2)光纤通道网络连接部件:包括主机总线适配卡驱动程序、光缆、集线器交换机、光纤通道和SCSI间的桥接器
(3)应用和管理软件:包括备份软件、存储资源管理软件和存储设备管理软件。
  FC-SAN的优势:
(1)网络部署容易;
(2)高速存储性能。因为SAN采用了光纤通道技术,所以它具有更高的存储带宽,存储性能明显提高。SAn的光纤通道使用全双工串行通信原理传输数据,传输速率高达1062.5Mb/s。
(3)良好的扩展能力。由于SAN采用了网络结构,扩展能力更强。光纤接口提供了10公里的连接距离,这使得实现物理上分离,不在本地机房的存储变得非常容易。
san架构san架构
 

存储方式比较

DASNASSAN三种存储方式比较
  存储应用最大的特点是没有标准的体系结构,这三种存储方式共存,互相补充,已经很好满足企业信息化应用。
  从连接方式上对比,DAS采用了存储设备直接连接应用服务器,具有一定的灵活性和限制性;NAS通过网络(TCP/IP,ATM,FDDI)技术连接存储设备和应用服务器,存储设备位置灵活,随着万兆网的出现,传输速率有了很大的提高;FC-SAN则是通过光纤通道(Fibre Channel)技术连接存储设备和应用服务器,具有很好的传输速率和扩展性能。三种存储方式各有优势,相互共存,占到了磁盘存储市场的70%以上。SAN和NAS产品的价格仍然远远高于DAS.许多用户出于价格因素考虑选择了低效率的直连存储而不是高效率的共享存储。
  客观的说,SAN和NAS系统已经可以利用类似自动精简配置(thin provisioning)这样的技术来弥补早期存储分配不灵活的短板。然而,之前它们消耗了太多的时间来解决存储分配的问题增加内链,以至于给DAS留有足够的时间在数据中心领域站稳脚跟。此外,SAN和NAS依然问题多多,至今无法解决。但是SAN常用于大型网络存储的建设,并且在混合存储技术成熟的未来,是颇具潜力的。
 

网络功能

连接存储

  Compellent存储中心采用流动数据技术,可带来一体化存储阵列,该阵列可始终在合适的时间将数据放在合适的位置,从而实现合适的成本- 并且可动态调整,以满足不断变化的业务需求。
  Dell Compellent存储中心是企业级数据存储阵列,可利用更少的磁盘、电力和空间来实现高性能。事实上,借助流动数据存储,您的单位GB成本可以随着您的发展而实际下降。
  存储虚拟化:在磁盘级别进行存储虚拟化,从而创建能够由所有服务器和应用程序共享的超高效、高性能存储池
精简配置:在前期配置任意大小的虚拟卷,但仅在写入时占用物理容量。
  自动执行分层存储:利用精密的实时智能,快照和不活动的数据可自动移动至成本较低的驱动器,而新的写入数据和活动数据仍保留在高性能驱动器上。
 

灵活性

  Dell Compellent存储中心可为灵活网格存储奠定坚实的基础,从而使您能够借助动态业务连续性来向上扩展和向外扩展。此外,您在执行过程中完全不会造成停机或中断。
技术独立性- 混合搭配最新驱动器和互连技术,并在有新技术问世时轻松采用。
  无中断体系结构- 无需中断运营或暂停数据访问,即可添加容量、动态更改系统配置以及在线启动新功能。
  统一存储管理- 使用单个工具来管理您的整个存储基础架构,并通过内置自动化功能来节省时间和精力。
  动态业务连续性- 在存储阵列和本地数据中心之间无中断地迁移卷,从而创建了按需云基础架构。
 

弹性

  Dell Compellent存储中心SAN使您能够持续保护数据免遭停机和灾难的影响,且无需完整卷克隆、容量预分配或高速数据链路。完全冗余的硬件和先进的故障转移功能可帮助确保高可用性。
  节省空间的快照:在建立初始快照之后,只需捕获数据的增量更改,从而使您能够建立连续快照,从而近于即时地恢复到任何时间点。
精简复制:通过光纤通道或IP连接,经济实惠地进行同步或异步数据复制。在初始站点同步之后,只需复制后续的更改。
  高可用性体系结构:借助群集控制器、自动化故障转移、从服务器到驱动器的双通路、虚拟化端口以及完全冗余的电源和风扇,实现不间断的数据访问。体验能够即时响应的一流企业支持。
  高效管理和虚拟化您的数据
  借助采用流动数据技术的DellCompellent存储中心,优化效率、灵活性和弹性,以帮助将存储成本降低高达80%、在单个平台上进行扩展并保护数据免遭停机和灾难的影响。
实际应用解决方案

posted on 2018-11-19 13:56  Anderson_An  阅读(240)  评论(0编辑  收藏  举报

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