SAN?的概念

???? SAN（Storage Area Network）存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，是一種高速的、專門用于存儲操作的網(wǎng)絡(luò)，通常獨立于計算機局域網(wǎng)（LAN）。SAN將主機和存儲設(shè)備連接在一起，能夠為其上的任意一臺主機和任意一臺存儲設(shè)備提供專用的通信通道。SAN將存儲設(shè)備從服務(wù)器中獨立出來，實現(xiàn)了服務(wù)器層次上的存儲資源共享。SAN將通道技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入存儲環(huán)境中，提供了一種新型的網(wǎng)絡(luò)存儲解決方案，能夠同時滿足吞吐率、可用性、可靠性、可擴展性和可管理性等方面的要求。

1?FC-SAN

??????通常SAN由磁盤陣列（RAID）連接光纖通道（Fibre Channel）組成（為了區(qū)別于IP SAN，通常SAN也稱為FC-SAN）。SAN和服務(wù)器和客戶機的數(shù)據(jù)通信通過SCSI命令而非TCP/IP，數(shù)據(jù)處理是“塊級”（block level）。SAN也可以定義為是以數(shù)據(jù)存儲為中心，它采用可伸縮的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過具有高傳輸速率的光通道的直接連接方式，提供SAN內(nèi)部任意節(jié)點之間的多路可選擇的數(shù)據(jù)交換，并且將數(shù)據(jù)存儲管理集中在相對獨立的存儲區(qū)域網(wǎng)內(nèi)。SAN最終將實現(xiàn)在多種操作系統(tǒng)下，最大限度的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)優(yōu)化管理，以及系統(tǒng)的無縫擴充。

1.1.?FC-SAN的組成

????在FC-SAN中，有一些專用的硬件和軟件。硬件包括FC卡、FC HUB、FC交換機、存儲系統(tǒng)等，軟件主要是FC控制卡針對各種操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序和存儲管理軟件。

?FC卡：主要用于主機與FC設(shè)備之間的連接。

FC HUB：內(nèi)部運行仲裁環(huán)拓?fù)?#xff0c;連接到HUB的節(jié)點共享100MB/S帶寬（或更高）。

FC交換機：內(nèi)部運行Fabric拓?fù)?#xff0c;每端口獨占100MB/S帶寬（或更高）。

FC存儲設(shè)備：采用FC連接方式，光纖接口可以有一到多個。FC存儲設(shè)備通常采用光纖的硬盤，也有Fibre to SCSI（Fibre to ATA）的解決方案，使用SCSI（或ATA）的硬盤，在整個配置上較便宜。

存儲網(wǎng)絡(luò)管理軟件：存儲管理軟件主要的功能是自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼坝成?#xff0c;當(dāng)在存儲網(wǎng)絡(luò)中增加或減少時自動發(fā)現(xiàn)及組態(tài)。

高性能的光纖通道交換機和光纖通道網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是FC-SAN的關(guān)鍵。把以光纖通道交換機為骨干的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為“SAN Fabric”。而光纖通道協(xié)議是FC-SAN的另一個本質(zhì)特征。FC-SAN正是利用光纖通道協(xié)議上加載SCSI協(xié)議來達(dá)到可靠的塊級數(shù)據(jù)傳輸。

1.2.?FC-SAN的應(yīng)用場合

????由于FC-SAN是為在服務(wù)器和存儲設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù)而進行優(yōu)化的，因此對于以下應(yīng)用來說是理想的選擇：

?關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，其中可預(yù)計的響應(yīng)時間、可用性和可擴展性是基本要素。

??集中的存儲備份，其中性能、數(shù)據(jù)一致性和可靠性可以確保企業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全。

??高可用性和故障切換環(huán)境可以確保更低的成本、更高的應(yīng)用水平。

?可擴展的存儲虛擬化，可使存儲與直接主機連接相分離，并確保動態(tài)存儲分區(qū)。

?改進的災(zāi)難容錯特性，在主機服務(wù)器及其連接設(shè)備之間提供光纖通道高性能和擴展的距離。

1.3.?FC-SAN的主要好處：

????面對迅速增長的數(shù)據(jù)存儲需求，企業(yè)和服務(wù)提供商漸漸開始選擇FC-SAN作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，因為SAN具有出色的可擴展性。事實上，SAN比傳統(tǒng)的存儲架構(gòu)具有更多顯著的優(yōu)勢。例如，傳統(tǒng)的服務(wù)器連接存儲通常難于更新或集中管理。每臺服務(wù)器必須關(guān)閉才能增加和配置新的存儲。相比較而言，FC-SAN不必宕機和中斷與服務(wù)器的連接即可增加存儲。FC-SAN還可以集中管理數(shù)據(jù)，從而降低了總體擁有成本。

????利用光纖通道技術(shù)，FC-SAN可以有效地傳輸數(shù)據(jù)塊。通過支持在存儲和服務(wù)器之間傳輸海量數(shù)據(jù)塊，SAN提供了數(shù)據(jù)備份的有效方式。因此，傳統(tǒng)上用于數(shù)據(jù)備份的網(wǎng)絡(luò)帶寬可以節(jié)約下來用于其他應(yīng)用。

????開放的、業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的光纖通道技術(shù)還使得FC-SAN非常靈活。FC-SAN克服了傳統(tǒng)上與SCSI相連的線纜限制，極大地拓展了服務(wù)器和存儲之間的距離，從而增加了更多連接的可能性。改進的擴展性還簡化了服務(wù)器的部署和升級，保護了原有硬件設(shè)備的投資。

此外，FC-SAN可以更好地控制存儲網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，適合那些基于交易的系統(tǒng)在性能和可用性方面的需求。SAN利用高可靠和高性能的光纖通道協(xié)議來滿足這種需要。

FC-SAN的另一個長處是傳送數(shù)據(jù)塊到企業(yè)級數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的能力。在數(shù)據(jù)傳送過程中，FC-SAN在通信結(jié)點（尤其是服務(wù)器）上的處理費用開銷更少，因為數(shù)據(jù)在傳送時被分成更小的數(shù)據(jù)塊。因此，光纖通道FC-SAN在傳送大數(shù)據(jù)塊時非常有效，這使得光纖通道協(xié)議非常適用于存儲密集型環(huán)境。

2??IP-SAN

簡單來講，IP-SAN（IP存儲）的通信通道是使用IP通道，而不是光纖通道，把服務(wù)器與存儲設(shè)備連接起來的技術(shù)，除了標(biāo)準(zhǔn)已獲通過的iSCSI，還有FCIP、iFCP等正在制定的標(biāo)準(zhǔn)。而iSCSI發(fā)展最快，已經(jīng)成了IP存儲一個有力的代表。

像光纖通道一樣，IP存儲是可交換的，但是與光纖通道不一樣的是，IP網(wǎng)絡(luò)是成熟的，不存在互操作性問題，而光纖通道SAN最令人頭痛的就是這個問題。IP已經(jīng)被IT業(yè)界廣泛認(rèn)可，有非常多的網(wǎng)絡(luò)管理軟件和服務(wù)產(chǎn)品可供使用。

IP存儲的標(biāo)準(zhǔn)：

IP存儲除了標(biāo)準(zhǔn)已獲通過的iSCSI，還有iFCP、FCIP等正在制定的標(biāo)準(zhǔn)。

IP存儲的優(yōu)勢：

?利用無所不在的IP網(wǎng)絡(luò)，一定程度上保護了現(xiàn)有投資。

IP存儲超越了地理距離的限制。IP能延伸到多遠(yuǎn)，存儲就能延伸到多遠(yuǎn)，這幾乎是一個劃時代的革命，十分適合于對現(xiàn)存關(guān)鍵數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程備份。

?

IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟。IP存儲減少了配置、維護、管理的復(fù)雜度。

2.1.?iSCSI標(biāo)準(zhǔn)

?1）iSCSI的概念

iSCSI（互聯(lián)網(wǎng)小型計算機系統(tǒng)接口）是一種在internet協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上，特別是以太網(wǎng)上進行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。簡單地說，iSCSI可以實現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上運行SCSI協(xié)議，使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進行路由選擇，實現(xiàn)了SCSI和TCP/IP協(xié)議的連接。

iSCSI是基于IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該技術(shù)允許用戶通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）。而在iSCSI技術(shù)出現(xiàn)之前，構(gòu)建存儲區(qū)域網(wǎng)的唯一技術(shù)是利用光纖通道，但是其架構(gòu)需要高昂的建設(shè)成本，遠(yuǎn)非一般企業(yè)所能夠承受。iSCSI技術(shù)的出現(xiàn)對于以局域網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的用戶來說，它只需要不多的投資，就可以方便、快捷地對信息和數(shù)據(jù)進行交互式傳輸和管理。相對于以往的網(wǎng)絡(luò)接入存儲，iSCSI的出現(xiàn)解決了開放性、容量、傳輸速度、兼容性、安全性等問題，其優(yōu)越的性能使其自發(fā)布之日始便受到市場的關(guān)注與青睞。

?2）iSCSI的技術(shù)優(yōu)勢：

??iSCSI的基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的以太網(wǎng)和internet，同時能大大減少總體擁有成本。

?IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬發(fā)展相當(dāng)迅速，1Gbps以太網(wǎng)早已大量占據(jù)市場，10Gbps以太網(wǎng)也已整裝待發(fā)。

?在技術(shù)實施方面，iSCSI以穩(wěn)健、有效的IP及以太網(wǎng)架構(gòu)為骨干，使忍受性大大增加。

?簡單的管理和布署，不需要投入培訓(xùn)，就可以輕松擁有專業(yè)的iSCSI人才。

iSCSI是基于IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它實現(xiàn)了SCSI和TCP/IP協(xié)議的連接，只需要不多的投資，就可以方便、快捷地對信息和數(shù)據(jù)進行交互式傳輸及管理。?

完全解決數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制及災(zāi)難恢復(fù)的難題。安全性方面，iSCSI已內(nèi)建支持IPSEC的機制，并且在芯片層面執(zhí)行有關(guān)指令，確保安全性。

2.2.?FCIP標(biāo)準(zhǔn)?

?? FCIP是Fiber Channeover IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。在同一個SAN范圍內(nèi)，TCP/IP數(shù)據(jù)包再封裝FC命令和數(shù)據(jù)，從而在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸FC命令和數(shù)據(jù)。

FCIP是一種基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）的存儲聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它利用IP網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)通道在SAN設(shè)備之間實現(xiàn)光纖通道協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，把真正的全球數(shù)據(jù)鏡像與光纖通道SAN的靈活性、IP網(wǎng)絡(luò)的低成本相結(jié)合，降低遠(yuǎn)程操作的成本，從而把成本節(jié)省和數(shù)據(jù)保護都提升到了一個新的高度。

FCIP被提議為通過現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)連接光纖通道SAN“孤島”的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。FCIP還可用來克服光纖通道目前存在的距離限制因素，能夠跨越大于光纖通道支持的距離連接SAN孤島。FCIP具有實現(xiàn)糾錯和檢測的優(yōu)點：即如果IP網(wǎng)絡(luò)錯誤率高的話，它就重試。

FCIP解決方案為用戶有效管理業(yè)務(wù)連續(xù)系統(tǒng)提供了各種更為靈活的方式，能夠進行實時的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制，可以在光纖通道控制器的基礎(chǔ)上為用戶提供具有容災(zāi)能力、無單點故障的SAN解決方案，使用戶能夠在現(xiàn)有的IT基礎(chǔ)設(shè)施上運用IP聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把區(qū)域性SAN作為更廣闊的全國甚至全球性基礎(chǔ)設(shè)施中的一個數(shù)據(jù)恢復(fù)站點。

由于FCIP數(shù)據(jù)恢復(fù)應(yīng)用能夠運行在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)之上，因此，用戶在規(guī)劃業(yè)務(wù)連續(xù)性時，不需要為光纖通道中的數(shù)據(jù)量分配專用光纜。現(xiàn)在，通過利用FCIP解決方案，企業(yè)用戶可以把SAN的范圍擴展到數(shù)據(jù)中心之外，利用各種低成本、性能優(yōu)異的遠(yuǎn)程存儲應(yīng)用，優(yōu)化其基礎(chǔ)架構(gòu)的投資。

就像iSCSI協(xié)議將SCSI指令壓縮為IP包一樣，FCIP協(xié)議將光纖通道指令壓縮為IP包，FCIP 協(xié)議允許獨立的SAN環(huán)境通過IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)在一起。每個SAN采用標(biāo)準(zhǔn)FC尋址，在FCIP的端點之間建立IP隧道（或網(wǎng)關(guān))，一旦隧道建立，擴展的FC設(shè)備將被視為標(biāo)準(zhǔn)的FC設(shè)備，并予以FC尋址。

2.3.?iFCP標(biāo)準(zhǔn)

iFCP（Internet Fibre ChanneProtocol）是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)運行光纖信道通信的標(biāo)準(zhǔn)，iFCP具備網(wǎng)關(guān)功能，它能將光纖信道RAID陣列、交換機以及服務(wù)器連接到IP存儲網(wǎng)，而不需要額外的基礎(chǔ)架構(gòu)投資。

iFCP的工作原理是：將FC數(shù)據(jù)以IP包形式封裝，并將IP地址映射到分離FC設(shè)備。由于在IP網(wǎng)中每類FC設(shè)備都有其獨特標(biāo)識，因而能夠與位于IP網(wǎng)其它節(jié)點的設(shè)備單獨進行存儲數(shù)據(jù)收發(fā)。FC信號在iFCP網(wǎng)關(guān)處終止，信號轉(zhuǎn)換后存儲通信在IP網(wǎng)中進行，這樣iFCP就打破了傳統(tǒng)FC網(wǎng)的距離（約為10公里）限制。

2.4.?iSCSI、FCIP、iFCP標(biāo)準(zhǔn)的比較

iSCSI：用于在基于IP的存儲設(shè)備之間建立連接及管理連接，在現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)上封裝SCSI數(shù)據(jù)進行傳輸。

FCIP：用于連接地理上分散的FC SAN。僅僅適用于需要互連時使用IP的兩個或多個FC交換的應(yīng)用。

iFCP：使用IP基礎(chǔ)設(shè)施來實現(xiàn)FC設(shè)備間或FC SAN間的互連。該協(xié)議致力于所有的FC交換架構(gòu)而不僅限于解決距離上的問題。

3?NAS

NAS（Network Attached Storage）網(wǎng)絡(luò)附加存儲。在NAS存儲結(jié)構(gòu)中，存儲系統(tǒng)不再通過I/O總線附屬于某個服務(wù)器或客戶機，而直接通過網(wǎng)絡(luò)接口與網(wǎng)絡(luò)直接相連，由用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問。

NAS實際上是一個帶有瘦服務(wù)器的存儲設(shè)備，其作用類似于一個專用的文件服務(wù)器。這種專用存儲服務(wù)器去掉了通用服務(wù)器原有的不適用的大多數(shù)計算功能，而僅僅提供文件系統(tǒng)功能。與傳統(tǒng)以服務(wù)器為中心的存儲系統(tǒng)相比，數(shù)據(jù)不再通過服務(wù)器內(nèi)存轉(zhuǎn)發(fā)，直接在客戶機和存儲設(shè)備間傳送，服務(wù)器僅起控制管理的作用。

3.1.?NAS的主要特點：

?NAS使用了傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議，當(dāng)進行文件共享時，則利用了NFS和CIFS以溝通NT和Unix系統(tǒng)。由于NFS和CIFS都是基于操作系統(tǒng)的文件共享協(xié)議，所以NAS的性能特點是進行小文件級的共享存取。

?NAS設(shè)備是直接連接到以太網(wǎng)的存儲器，并以標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)如NFS、SMB/CIFS over TCP/IP接口向客戶端提供文件服務(wù)。NAS設(shè)備向客戶端提供文件級的服務(wù)。但內(nèi)部依然是以數(shù)據(jù)塊的層面與它的存儲設(shè)備通訊。文件系統(tǒng)是在這個NAS 存儲器里。

3.2.?NAS的主要長處：

NAS適用于那些需要通過網(wǎng)絡(luò)將文件數(shù)據(jù)傳送到多臺客戶機上的用戶。NAS設(shè)備在數(shù)據(jù)必須長距離傳送的環(huán)境中可以很好地發(fā)揮作用。?

?NAS設(shè)備非常易于部署。可以使NAS主機、客戶機和其他設(shè)備廣泛分布在整個企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。NAS可以提供可靠的文件級數(shù)據(jù)整合，因為文件鎖定是由設(shè)備自身來處理的。?

?NAS應(yīng)用于高效的文件共享任務(wù)中，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS，其中基于網(wǎng)絡(luò)的文件級鎖定提供了高級并發(fā)訪問保護的功能。

4?DAS

??? DAS（Direct Attached Storage）直接附加存儲，直接附加存儲是指將存儲設(shè)備通過總線（SCSI、PCI、IDE等）接口直接連接到一臺服務(wù)器上使用。DAS購置成本低，配置簡單，因此對于小型企業(yè)很有吸引力。

4.1.?DAS存在問題：

服務(wù)器本身容易成為系統(tǒng)瓶頸；

服務(wù)器發(fā)生故障，數(shù)據(jù)不可訪問；

??對于存在多個服務(wù)器的系統(tǒng)來說，設(shè)備分散，不便管理。同時多臺服務(wù)器使用DAS時，存儲空間不能在服務(wù)器之間動態(tài)分配，可能造成相當(dāng)?shù)馁Y源浪費；

??數(shù)據(jù)備份操作復(fù)雜。

5?FC-SAN，IP-SAN，NAS，DAS區(qū)別：

	DAS ?	NAS	FC-SAN	? IP-SAN
成本	低	?較低	?高	較高
數(shù)據(jù)傳輸速度	快	慢	極快	?較快
擴展性	無擴展性	較低	易于擴展	最易擴展
服務(wù)器訪問存儲方式	直接訪問存儲數(shù)據(jù)塊	以文件方式訪問 ?	直接訪問存儲數(shù)據(jù)塊	直接訪問存儲數(shù)據(jù)塊
服務(wù)器系統(tǒng)性能開銷 ?	低	?較低	低	較高
?安全性	高	低	高	低
是否集中管理存儲	否	是	是	是
備份效率	低	較低	高	較高
網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議	?無	?TCP/IP	?Fibre Channe	TCP/IP

?

6?參考文獻：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_a2fee92e010164rr.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_be267f20010182s8.html

http://www.asmag.com.cn/baike/arc-849.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【存储技术大杂烩】谈谈FC-SAN、IP-SAN、DAS、NAS几种存储技术的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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