第十六章網(wǎng)絡(luò)資源系統(tǒng)

1、第十六章 網(wǎng)絡(luò)資源系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺的建設(shè)已經(jīng)完成，然而對于 IT 來說，其實才真正開始起步。業(yè)務(wù)的融合，數(shù)據(jù)集中 （數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)管理）這樣成熟的 IT 建設(shè)理念正在逐步深入人心，而數(shù)據(jù)中心正是這一 IT 建設(shè)理念的體現(xiàn)和承載。隨著基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的建成，政府、企業(yè)、高校等機構(gòu)現(xiàn)在需要在原來的一二級網(wǎng)絡(luò)上新建自己的數(shù)據(jù)中心， 形成數(shù)據(jù)集中管理， 資源統(tǒng)一共享的應(yīng)用模式。 數(shù)據(jù)中心將作為企業(yè)各部門的信息匯聚樞紐， 戰(zhàn) 略決策依據(jù)。由于數(shù)據(jù)中心往往處于一個企業(yè)信息的核心位置，掌控著企業(yè)的眾多資源，重要性不言而喻，必 須要依據(jù)穩(wěn)定可靠的方案來建設(shè)。16.1 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器16 1 1RISC 架構(gòu)服務(wù)

2、器早期網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一般采用簡單的網(wǎng)絡(luò)拓撲就可滿足需求， 現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一般規(guī)模都較大， 簡單網(wǎng)絡(luò)拓撲已 經(jīng)不能滿足需求， CISCO 公司提出層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計概念，設(shè)計中引入核心層、匯聚層、接入層三個層 次。16 1 2IA 架構(gòu)服務(wù)器早期網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一般采用簡單的網(wǎng)絡(luò)拓撲就可滿足需求， 現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一般規(guī)模都較大， 簡單網(wǎng)絡(luò)拓撲已 經(jīng)不能滿足需求， CISCO 公司提出層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計概念，設(shè)計中引入核心層、匯聚層、接入層三個層 次。1613 性能參數(shù) 早期網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一般采用簡單的網(wǎng)絡(luò)拓撲就可滿足需求， 現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計一般規(guī)模都較大， 簡單網(wǎng)絡(luò)拓撲已 經(jīng)不能滿足需求， CISCO 公司提出層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計概念，

3、設(shè)計中引入核心層、匯聚層、接入層三個層 次。16.2 網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)1621 網(wǎng)絡(luò)存儲體系結(jié)構(gòu)從體系結(jié)構(gòu)上，數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)主要分為七大部分：管理層：筮立的管理網(wǎng) 耀-訂據(jù)與管理岡谿性能硫雖分斬；匯聚層接入層“安全龍應(yīng)用憂化層：-憤頑誼問負載均億與冗余備4網(wǎng)做膻；亠嘯量工程；存?zhèn)?備份層斟據(jù)中心服務(wù)器層：網(wǎng)底備戳根塔業(yè)務(wù)分群；服務(wù)器根曙應(yīng)用分層；數(shù)據(jù)中心存請備份層:"甬種番份存棉方式；吩布式異地憑難備份：安全層；憫箔接入寰全保護：七服務(wù)器誼問保護數(shù)據(jù)中心揺I設(shè)缶：嘀密度涓口； 悽持腫；冊an（一）匯聚層匯聚層是大容量，高性能，高可靠性的核心交換機，這一層是各個分區(qū)的入口，也是各個分區(qū)的 控

4、制點，所以對這一層的設(shè)備要求非常高，目前數(shù)據(jù)中心通常采用10G作為骨干網(wǎng)絡(luò)，千兆服務(wù)器接入，匯聚層雙歸屬上行，形成一個容量、性能、可靠性俱佳的數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；（二）接入層在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)里，接入層設(shè)備主要是與服務(wù)器群相連，從可靠性考慮，也可將接入層與匯聚層 設(shè)備融合在一起，服務(wù)器直接掛在匯聚層設(shè)備上，這樣就要求匯聚層設(shè)備具備接入層設(shè)備的一些特性； IRF架構(gòu)是我司接入層設(shè)備的一大亮點，它形成了天然的可靠性保障和可平滑升級保證，在接入模式上形成一個全新服務(wù)器群掛接模式，解決了設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)，協(xié)議等多方面可靠性保障問題；（三）服務(wù)器層按照分區(qū)的原則，根據(jù)業(yè)務(wù)功能劃分服務(wù)器群屬于不同的分區(qū)，對這些分區(qū)的

5、服務(wù)器進行訪問控 制，安全管理等操作，同時服務(wù)器又按照應(yīng)用進行分層，如分為Web服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器，Database服務(wù)器，根據(jù)各層的安全級別不同分層進行控制；各項業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)也主要集中在服務(wù)器上，這樣數(shù)據(jù)中心就形成一個網(wǎng)絡(luò)上的存儲和流通的中心，形成網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)交換最集中的地方；（四）存儲/備份層存儲、備份層主要有磁盤陣列組成，構(gòu)成大容量的存儲空間。目前有FCSAN與IPSAN兩種主流技術(shù)。FCSAN通過光纖交換機實現(xiàn)與存貯陣列的連接；（五）安全層數(shù)據(jù)中心的資源是我們重點保護的地區(qū)，從數(shù)據(jù)中心的入口到各服務(wù)器區(qū)的入口都實施安全控制，各服務(wù)器群分級保護，確保所有對數(shù)據(jù)中心的訪問都在安全控制范圍內(nèi)進行

6、，防止任何入侵攻擊，將安全滲透到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)備特性，數(shù)據(jù)資源，用戶管理，形成一道道天然的保護屏障；（六）業(yè)務(wù)優(yōu)化層對數(shù)據(jù)中心服務(wù)器群訪問的負載均衡和冗余備份，以及網(wǎng)絡(luò)加速，流量工程等一系列優(yōu)化措施都是針對目前的數(shù)據(jù)中心， 考慮到數(shù)據(jù)中心是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心，需要優(yōu)化各項業(yè)務(wù)的運行， 使整個網(wǎng)絡(luò)達到最佳狀態(tài)；（七）管理層數(shù)據(jù)和管理層完成數(shù)據(jù)的管理、傳輸網(wǎng)絡(luò)的管理等一系列管理活動。IPSAN基于IP協(xié)議進行存儲傳輸；善的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計應(yīng)考慮先進性、高性能、開放性、安全性、可靠 性、實用性、擴展性、管理性16. 2. 2NAS存儲方式不論企業(yè)規(guī)模的大小，企業(yè)用戶都會關(guān)心大容量數(shù)據(jù)的存儲問題，許多研究機構(gòu)和

7、生產(chǎn)廠家都致力于為企業(yè)用戶提供一種有效的數(shù)據(jù)存儲方案。按照存儲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及存儲設(shè)備與服務(wù)器的連接方式通常有三種形式：即DAS、NAS、SAN。1）存儲設(shè)備與服務(wù)器直接相連接，又稱為DAS ; PC服務(wù)器中連接硬盤或磁盤陣列。2）存儲設(shè)備直接聯(lián)入現(xiàn)有的TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)中，用戶通過網(wǎng)絡(luò)去訪問存儲系統(tǒng)，這種設(shè)備稱為NAS ;3）將各種存儲設(shè)備集中起來形成一個存儲網(wǎng)絡(luò)，以便于數(shù)據(jù)的高速訪問和集中管理，這樣的網(wǎng)絡(luò)稱為 SAN。由于早期的網(wǎng)絡(luò)十分簡單，直連式存儲（ DAS ）是最先被采用的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)。DAS是DirectAttachedStorage的縮寫，即 直接連接存儲”。它是指將外置存儲設(shè)

8、備通過連接電纜，直接 連接到一臺計算機上。采用直接外掛存儲方案的服務(wù)器結(jié)構(gòu)如同PC機架構(gòu)，外部數(shù)據(jù)存儲設(shè)備采用SCSI技術(shù)，或者FC（FibreChannel）技術(shù)，直接掛接在內(nèi)部總線上的方式，數(shù)據(jù)存儲是整個服務(wù)器結(jié)構(gòu)的一部分，在這種 情況下往往是數(shù)據(jù)和操作系統(tǒng)都未分離。DAS這種直連方式，能夠解決單臺服務(wù)器的存儲空間擴展、高性能傳輸需求，并且單臺外置存儲系統(tǒng) 的容量，已經(jīng)從不到 1TB，發(fā)展到了 2TB，隨著大容量硬盤的推出，單臺外置存儲系統(tǒng)容量還會上升。此外，DAS還可以構(gòu)成基于磁盤陣列的雙機高可用系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)存儲對高可用的要求。從趨勢上看， DAS仍然會作為一種存儲模式，繼續(xù)得到應(yīng)用。

9、DAS適用的環(huán)境為:服務(wù)器在地理分布上很分散，通過SAN或NAS在它們之間進行互連非常困難時（商店或銀行的分支便是一個典型的例子）。存儲系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器（如MicrosoftClusterServer或某些數(shù)據(jù)庫使用的原始分區(qū)”上時。許多數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用，它們需要直接連接到存儲器上， 群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi)。當服務(wù)器在地理上比較分散，很難通過遠程連接進行互連時，直接連接存儲是比較好的解決方案，甚至 可能是唯一的解決方案。NAS和SAN等其他DAS曾經(jīng)是一種流行的存儲系統(tǒng)，但不能滿足大容量的存儲需求，于是出現(xiàn)了 存儲技術(shù)。NAS與SAN的推出隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展

10、，以前的應(yīng)用服務(wù)器都是使用各自的存儲設(shè)備一一直連式存儲DAS，由于各種意想不到的原因，存在著一些應(yīng)用服務(wù)器數(shù)據(jù)量劇增，存儲容量不夠用，同時另外一些服務(wù)器的存儲容量剩余很多卻得不到利用。 同時多臺分散的存儲設(shè)備對系統(tǒng)管理員的工作帶來了極大的復(fù)雜性，系統(tǒng)管理員只能對每臺存儲設(shè)備進行管理配置工作，迫切需要一個統(tǒng)一的存儲平臺能夠在應(yīng)用服務(wù)器之間根據(jù)需要分配存儲空間和對存儲進行集中管理。NAS （ NetworkAttachedStorage :網(wǎng)絡(luò)附屬存儲）是一種將分布、獨立的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化管理的數(shù)據(jù)中心，以便于對不同主機和應(yīng)用服務(wù)器 進行訪問的技術(shù)。按字面簡單說就是連接在網(wǎng)絡(luò)上，具備資料存儲

11、功能的裝置，因此也稱為網(wǎng)絡(luò)存儲器”。NAS實際上是一個專用數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器，或者說帶有瘦服務(wù)器的存儲設(shè)備。這種專用存儲服務(wù)器使 用專門開發(fā)嵌入式的操作系統(tǒng)，去掉了通用服務(wù)器操作系統(tǒng)上的計算功能，而僅僅提供文件系統(tǒng)功能， 這樣客戶端就能直接從 NAS部件中檢索數(shù)據(jù)。使該服務(wù)器成為一種優(yōu)化的文件系統(tǒng)，操作系統(tǒng)變成瘦操作系統(tǒng)”。另外采用NAS技術(shù)的存儲設(shè)備具備了磁盤陣列的高容量、高效能、高可靠等主要特征。由于NAS是連接在局域網(wǎng)上的，所以客戶端可以通過NAS系統(tǒng)與存儲設(shè)備之間交互數(shù)據(jù)。NAS直接運行文件系統(tǒng)，如 NFS、CIFS等，另外通過設(shè)置 NAS可以實現(xiàn)在不同的客戶端（如 NT和 Unix ）之

12、間共享數(shù)據(jù)。NAS將存儲設(shè)備與服務(wù)器徹底分離，集中管理數(shù)據(jù)。適合于在建設(shè)數(shù)據(jù)中心時采用。Nas能降低總擁有成本、保護投資。其成本遠遠低于使用服務(wù)器存儲，而效率卻遠遠高于后者。采用NAS存儲技術(shù)能很好的幫助用戶實現(xiàn)以下功能： 快速地共享數(shù)據(jù)、保存超大型文件、隨意增加存儲空間、數(shù)據(jù)安全保障在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。而且，NAS設(shè)備的物理位置靈活，無論在何時何地都可以通過物理鏈路直接與網(wǎng)絡(luò)連接，為每一 個網(wǎng)絡(luò)用戶提供共享磁盤空間。同時NAS產(chǎn)品也是真正即插即用的產(chǎn)品，用戶通過網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)議可進入相同的文

13、檔，因而NAS設(shè)備無需改造即可用于混合 Unix/Win dowsNT/MAC 局域網(wǎng)內(nèi)。NAS的跨操作系統(tǒng)平臺的易操作性，使得多操作系統(tǒng)協(xié)助的機構(gòu)能夠通過單一的NAS存儲設(shè)備實現(xiàn)統(tǒng)一的存儲空間管理規(guī)范，大大簡化了系統(tǒng)管理員的維護工作因此，NAS作為一種成熟的網(wǎng)絡(luò)存儲解決方案，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到教育科研 ISP/ASP , IDC、Web/E-mail服務(wù)器集群、金融/保險、電信、CAD、醫(yī)藥系統(tǒng)、印刷、網(wǎng)絡(luò)音視頻VOD點播等諸多領(lǐng)域。NAS服務(wù)器能夠以最少的投資解決企業(yè)對存儲方面的需求，并可以在最短的時間內(nèi)以及任何時候，任何地方很方便的增加所需要的存儲空間。如今，商用網(wǎng)絡(luò)公司已經(jīng)將企業(yè)級別的NA

14、S存儲技術(shù)帶到高性價比的中小型企業(yè)和家庭產(chǎn)品領(lǐng)域。讓工作組和部門級別的中小企業(yè)，辦公室和家庭用戶都可以享受到，性能卓越，安裝簡單的NAS存儲技術(shù)給他們帶來的便利。DAS和NAS存儲系統(tǒng)實現(xiàn)的都是一種文件級存儲，這種處理方式要求占用主機大量的CPU資源,對文件操作的延遲相當大。 數(shù)據(jù)量的增加，使DAS和NAS出現(xiàn)同樣的問題一一不能為提高存儲能力而 無限制地增加存儲設(shè)備16. 2. 3SAN存儲方式許多研究機構(gòu)和生產(chǎn)廠家都致力不論企業(yè)規(guī)模的大小， 企業(yè)用戶都會關(guān)心大容量數(shù)據(jù)的存儲問題, 于為企業(yè)用戶提供一種有效的數(shù)據(jù)存儲方案。SAN （StorageAreaNetwork 存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）rS l-

15、tiragf iJtv ii cus存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)是一種專用于存儲的高速網(wǎng)絡(luò)，提供在計算機與存儲系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。存 儲設(shè)備是指專用于存儲計算機數(shù)據(jù)的磁盤設(shè)備(磁盤陣列)。一個SAN網(wǎng)絡(luò)由負責網(wǎng)絡(luò)連接的通信結(jié)構(gòu)、負責組織連接的管理層、存儲部件以及計算機系統(tǒng)構(gòu)成，從而保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院土Χ?。SAN存儲實現(xiàn)的是直接對物理硬在SAN網(wǎng)絡(luò)中，所有的數(shù)據(jù)傳輸是在高速、高帶寬的網(wǎng)絡(luò)中進行的, 件的塊級存儲訪問。SAN本身就是一個存儲網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)承擔了主網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲，因而提高了 SAN的性能和升級能力。根據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)所采用的傳輸協(xié)議和物理介質(zhì)的不同，SAN有FCSAN、IPSAN和Infi

16、niBandSAN等多種實現(xiàn)方式。早期的SAN采用的是光纖通道( FC, FiberChannel )技術(shù)，所以，以前的SAN多指采用光纖通道的存儲局域網(wǎng)絡(luò)， 到了 iSCSI協(xié)議出現(xiàn)以后， 為了區(qū)分，業(yè)界就把 SAN分為FC-SAN和IP-SAN。SAN使得SCSI協(xié)議應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)成為可能，這種傳輸以數(shù)據(jù)塊級別(block-level)在多個數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò)間進行。FCSAN采用高速的光纖通道構(gòu)成存儲網(wǎng)絡(luò)，是SAN的主流技術(shù)。FC開發(fā)于1988年，最早是用來提高硬盤協(xié)議的傳輸帶寬，側(cè)重于數(shù)據(jù)的快速、高效、可靠傳輸。到上世紀 90年代末，F(xiàn)CSAN開始得到大規(guī)模的廣泛應(yīng)用。FC光纖通道擁

17、有自己的協(xié)議層，它們是：FC-0 :連接物理介質(zhì)的界面、電纜等；定義編碼和解碼的標準。FC-1 :傳輸協(xié)議層或數(shù)據(jù)鏈接層，編碼或解碼信號。FC-2 :網(wǎng)絡(luò)層，光纖通道的核心，定義了幀、流控制、和服務(wù)質(zhì)量等。FC-3 :定義了常用服務(wù)，如數(shù)據(jù)加密和壓縮。FC-4 :協(xié)議映射層，定義了光纖通道和上層應(yīng)用之間的接口，上層應(yīng)用比如：串行SCSI協(xié)議，HBA的驅(qū)動提供了 FC-4的接口函數(shù)。 FC-4支持多協(xié)議，如：FCP-SCSI，F(xiàn)C-IP，F(xiàn)C-VI。光纖通道的主要部分實際上是FC-2。其中從 FC-0到FC-2被稱為FC-PH，也就是 物理層”光纖通道主要通過 FC-2來進行傳輸，因此，光纖通道

18、也常被成為 二層協(xié)議”或者類以太網(wǎng)協(xié)議” 按照連接和尋址方式的不同，光纖通道支持三種拓撲方式：PTP （點對點）：一般用于DAS （直連式存儲）設(shè)置FC-AL （光纖通道仲裁環(huán)路）：采用 FC-AL仲裁環(huán)機制，使用Token （令牌）的方式進行仲裁。光纖環(huán)路端口，或交換機上的FL端口，和 HBA上的NL端口（環(huán)）連接，支持環(huán)路運行。采用FC-AL架構(gòu)，當一個設(shè)備加入FC-AL的時候，或出現(xiàn)任何錯誤或需要重新設(shè)置的時候，環(huán)路就必須重新初始化。在這個過程中，所有的通信都必須暫時中止。由于其尋址機制，F(xiàn)C-AL理論上被限制在了127個。FC-SW（ FCSwitched 交換式光纖通道）：在交換式S

19、AN上運行的方式。FC-SW 可以按照任意方式進行連接，規(guī)避了仲裁環(huán)的諸多弊端，但需要購買支持交換架構(gòu)的交換模塊或FC交換機。與DAS和NAS存儲相比，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN ）的優(yōu)勢在于所有的數(shù)據(jù)處理都不是由服務(wù)器完成的， SAN是一種將存儲設(shè)備、連接設(shè)備和接口集成在一個高速網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)。隨著Ethernet和IP技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展以及iSCSI協(xié)議出現(xiàn)，基于IP的SAN存儲集合了 Ethernet和IP的開放性及塊存儲多方面的優(yōu)點，以IP協(xié)議替代光纖通道協(xié)議實現(xiàn)端到端的SAN存儲。iSCSIiSCSI InternetSmallComputerSystemlnteface，（互聯(lián)網(wǎng)小型計算

20、機系統(tǒng)接口）是一種在 TCP/IP上進行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉藴?。它是由Cisco和IBM兩家發(fā)起的，并且得到了各大存儲廠商的大力支持。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)上進行快速的數(shù) 據(jù)存取備份操作。iSCSI標準在2003年2月11日由IETF （互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）認證通過。iSCSI繼承了兩大最傳統(tǒng)技術(shù)：SCSI和TCP/IP協(xié)議。這為iSCSI的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)?；趇SCSI的存儲系統(tǒng)只需要不多的投資便可實現(xiàn)SAN存儲功能，甚至直接利用現(xiàn)有的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。相對于以往的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，它解決了開放性、容量、傳輸速度、兼容性、安全 性等問題，其優(yōu)

21、越的性能使其備受關(guān)注與青睞。在實際工作時，是將SCSI命令和數(shù)據(jù)封裝到TCP/IP包中，然后通過IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。具體的工作流程如下：（1）iSCSI系統(tǒng)由SCSI適配器發(fā)送一個SCSI命令。（2）命令封裝到 TCP/IP包中并送入到以太網(wǎng)絡(luò)。（3）從TCP/IP包中抽取SCSI命令并執(zhí)行相關(guān)操作。（4）把返回的 SCSI命令和數(shù)據(jù)封裝到TCP/IP包中，將它們發(fā)回到。（5）系統(tǒng)提取出數(shù)據(jù)或命令，并把它們傳回SCSI子系統(tǒng)。所以（iSCSI ）是一種基于 TCP/IP的協(xié)議，用來建立和管理IP存儲設(shè)備、主機和客戶機等之間的相互連接，并創(chuàng)建存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN ）。IPSAN ,將存儲網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)

22、的 LAN物理上整合成一個網(wǎng)絡(luò)。 本地IP存儲技術(shù)進一步地模糊了本地存儲 和遠程存儲的界限，在 IPSAN環(huán)境中，只要主機和存儲系統(tǒng)能提供標準接口，就可以實現(xiàn)在任何位置 的主機訪問任何位置的數(shù)據(jù)，提高了存儲系統(tǒng)使用的靈活性。實現(xiàn)IPSAN最合適的協(xié)議是iSCSI協(xié)議。下面就重點討論基于 iSCSI的IPSAN環(huán)境。iSCSI主機與iSCSI目標進行數(shù)據(jù)交換時，先要進行會話連接。主機和目標之間的iSCSI會話必須通過一個iSCSI登錄進程即iSCSIloginphase來啟動。登錄過程要來協(xié)商雙方的變量參數(shù)。若成功，目標就 發(fā)出一個登錄接受信息；否則，登錄被拒絕，會話連接中斷。iSCSI登錄階段

23、在主機和目標之間為一個會話建立一個或多個 TCP連接。TCP連接確保SCSI命令、狀態(tài)和iSCSI數(shù)據(jù)包所攜帶的數(shù)據(jù)（即PDU） 的順序發(fā)送。PDU封裝標準的SCSI命令描述符塊（CDB ）來傳送命令和數(shù)據(jù)。若 PDU丟失或損壞， 可以通過發(fā)出 SNACKPDU進行重新發(fā)送。這是iSCSI會話的事務(wù)處理類型。另一種會話類型是iSCSI錯誤處理，它包括對單個 PDU的恢復(fù)、TCP連接的重新建立以及iSCSI會話的重新建立。* InfiniBandSAN把IP網(wǎng)絡(luò)和存儲網(wǎng)絡(luò)合二為一，以交換機互連和路由器互連支持系統(tǒng)的可 擴展性。* InfiniBand架構(gòu)是一種支持多并發(fā)鏈接的轉(zhuǎn)換線纜”技術(shù)，在這

24、種技術(shù)中，每種鏈接都可以達到2.5Gbps的運行速度。* Infin iBa nd 它的主要設(shè)計目的是針對服務(wù)器端的連接問題的。因此，Infin iBa nd技術(shù)將會被應(yīng)用于服務(wù)器與服務(wù)器（比如復(fù)制，分布式工作等），服務(wù)器和存儲設(shè)備（比如 SAN和直接存儲附件）以及服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)之間（比如LAN ， WANs和theInternet ）的通信。* Infin iBa nd的技術(shù)路線：采用In tel架構(gòu)的處理器的輸入/輸出性能會受到PCI或者PCI-X總線的限制?？偩€的吞吐能力是由總線時鐘決定的（比如33.3MHz，66.6MHz以及133.3MHz ）和總線的寬度（比如 32位或者64位）。在

25、最通常的配置中，PCI總線速度被限制在500MB/秒，而PCI-X總線速度被限制在1GB/秒。這種速度上的限制制約了服務(wù)器和存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)以及其他服務(wù)器通訊的能力。在Infin iBa nd的技術(shù)構(gòu)想中，Infin iBa nd 直接集成到系統(tǒng)板內(nèi)，并且直接和CPU以及內(nèi)存子系統(tǒng)互動。|在InfiniBand體系結(jié)構(gòu)下，可以實現(xiàn)不同InfiniBand的形式的存儲系統(tǒng)，包括SAN和NAS?；贗nfiniBandl/O 路徑的SAN存儲系統(tǒng)有兩種實現(xiàn)途徑：其一是 SAN存儲設(shè)備內(nèi)部通過 InfiniBandl/O 路 徑進行數(shù)據(jù)通信，InfiniBandl/O路徑取代PCI或高速串性總線，但與

26、主機系統(tǒng)的連接還是通過FCI/O路徑；其二是 SAN存儲設(shè)備和主機系統(tǒng)利用 InfiniBandl/O路徑取代FCI/O路徑，徹底實現(xiàn)基于InfiniBandl/O 路徑的存儲體系結(jié)構(gòu)。由于InfiniBand體系結(jié)構(gòu)的規(guī)范性，使其與 IPSAN的整合非常具有吸引力。InfiniBand可采用PCB、銅線和光纖實現(xiàn)連接，支持多種連接速度（ 1x、4x和12x），帶寬 分別高達 2.5Gbit/s、10Gbit/s 和 30Gbit/s。16. 2. 4NAS/SAN 存儲方式SAN專指計算平臺和存儲平臺間采用數(shù)據(jù)塊進行傳遞的網(wǎng)絡(luò)模型，而NAS狹義地定義計算平臺和存儲平臺間采用文件的方式進行數(shù)據(jù)

27、傳遞的網(wǎng)絡(luò)模型。光纖通道存儲局域網(wǎng)SAN （ FC-SAN ）的概念是一個先進的概念，一改原來分布式存儲導致部署和管理上帶來的諸多復(fù)雜性。以FC-SAN的架構(gòu)來看，存儲的集中解決了集中管理和傳輸效率的問題，主要用于事務(wù)處理的核心應(yīng)用。以GbE-SAN架構(gòu) 的 NAS 來看，主要用于網(wǎng)站建設(shè)和文件共享，因為資料存取是透過存儲設(shè)備本身的文件系統(tǒng)，并且提 供安全的跨平臺檔案鎖定，因此所有不同的主機 （或不同平臺的主機） 皆可同時存取同一個檔案，達到 了實時性資料共享的目的。在企業(yè)級數(shù)據(jù)存儲及訪問應(yīng)用中， SAN 和 NAS 一直被當作兩種獨立的技術(shù)分別利用， 使用這兩類技術(shù)， 用戶可以在高效的數(shù)據(jù)訪

28、問和完美的文件共享方面二者取一。對于一個 NAS 解決方案來說， 它可以很好地實現(xiàn)異類平臺的文件共享。 而 SAN 結(jié)構(gòu)的解決方案可以較 好地解決高速數(shù)據(jù)訪問的需求。SAN 和 NAS 本來是各有優(yōu)點，可以互為補充的。美國 EMC 公司認為，把 SAN 和 NAS 孤立使用，就 走上了歧途。 SAN 和 NAS 本來是各有優(yōu)點，可以互為補充的，因此 SAN 和 NAS 無縫的整合成為了市 場各類產(chǎn)品發(fā)展方向。對于企業(yè)來說，只有極少部分的數(shù)據(jù)是僅能應(yīng)用在 SAN或NAS的環(huán)境下的。絕大部分的數(shù)據(jù)是既能應(yīng) 用在 SAN 上，又能應(yīng)用在 NAS 上。所以，人們意識到 SAN 和 NAS 融合的必要性

29、：減少管理復(fù)雜度， 提高存儲的有效利用率。SAN 是存儲域的網(wǎng)絡(luò)，是網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的核心，業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的核心部分需要高性能、高可靠的數(shù) 據(jù)訪問方式，這是 SAN 技術(shù)特長。采用 SAN 技術(shù)，在關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)的主機和存儲設(shè)備之間通過 SAN 交換機連接起來，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)存儲，這就保證了核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高性能、高可靠性數(shù)據(jù)訪問需求及未來 擴展的靈活性。但是客戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)除了核心的關(guān)鍵業(yè)務(wù)之外還有更多的非關(guān)鍵業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)也需要存儲空 間，將這些非關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)的主機也接入 SAN 結(jié)構(gòu)是不現(xiàn)實的。同時，大部分非主要的邊緣業(yè)務(wù)系統(tǒng)都是以文件形式訪問數(shù)據(jù)的，是NAS 技術(shù)的特長。但如果采用純 NAS 技術(shù)，將導

30、致客戶有一個核心 SAN 網(wǎng)絡(luò)存儲平臺及一個核心 NAS 網(wǎng)絡(luò)存儲平臺，客戶在 NAS 存儲和 SAN 存儲之間無法實現(xiàn)存儲資源的動態(tài)調(diào)配、信息有效共享，實際上造成兩個明顯的信息 孤島，不符合信息系統(tǒng)整合的客觀需求。因此能否將 NAS 技術(shù)和 SAN 技術(shù)集成起來成為滿足廣大客戶需求的關(guān)鍵。 SAN+NAS 集成解決方 案就是在統(tǒng)一的 SAN 架構(gòu)下，添加 NAS 引擎。NAS 引擎和其他主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)主機共享統(tǒng)一 SAN 架構(gòu)下的存儲資源，從而實現(xiàn)在滿足主要業(yè)務(wù)系 統(tǒng)的高性能、高可靠數(shù)據(jù)訪問需求的同時，通過添加的 NAS 引擎兼顧大量邊緣業(yè)務(wù)系統(tǒng)對存儲資源的 需求，實現(xiàn)真正的存儲信息整合。 E

31、MC 的 SAN+NAS 就是這樣的解決方案。m戶的 文件密戶端NS80GSAN+NAS應(yīng)用于什么環(huán)境同時應(yīng)用到塊、文件存儲用戶群，SAN與NAS有效節(jié)約成本的一種整合。16. 2. 5NAS/SAN 典型系統(tǒng)我們已經(jīng)知道網(wǎng)絡(luò)存儲包含兩大類：NAS和SAN。兩者都是存儲局域網(wǎng)（SAN ）的概念，而SAN又存在IPSAN和FCSAN。由于習慣上的原因，通常我們把通過以太網(wǎng)接入、并且擁有自己的文件系統(tǒng)的存儲稱為NAS ;而通過光通道協(xié)議接入、承載裸數(shù)據(jù)塊的存儲稱為SAN。根據(jù)約定俗成的習慣，SAN專指計算平臺和存儲平臺間采用數(shù)據(jù)塊進行傳遞的網(wǎng)絡(luò)模型，而NAS狹義地定義計算平臺和存儲平臺間采用文件的

32、方式進行數(shù)據(jù)傳遞的網(wǎng)絡(luò)模型。光纖通道存儲局域網(wǎng) SAN （ FC-SAN ）的概念是一個先進的概念，一改原來分布式存儲導致部署和 管理上帶來的諸多復(fù)雜性。以FC-SAN的架構(gòu)來看，存儲的集中解決了集中管理和傳輸效率的問題，主要用于事務(wù)處理的核心應(yīng)用。以GbE-SAN架構(gòu)的NAS來看，主要用于網(wǎng)站建設(shè)和文件共享，因為資料存取是透過存儲設(shè)備本身的文件系統(tǒng)，并且提供安全的跨平臺檔案鎖定，因此所有不同的主機（或不同平臺的主機）皆可同時存取同一個檔案，達到了實時性資料共享的目的。因此，SAN和NAS的區(qū)別在于傳遞的內(nèi)容是數(shù)據(jù)塊還是文件，從根本上來說是文件系統(tǒng)所處的位置。對于企業(yè)來說，只有極少部分的數(shù)據(jù)是

33、僅能應(yīng)用在SAN或NAS的環(huán)境下的。絕大部分的數(shù)據(jù)是既能應(yīng)用在SAN上，又能應(yīng)用在 NAS上。所以，人們意識到 SAN和NAS融合的必要性：減少管理復(fù)雜度， 提高存儲的有效利用率。現(xiàn)在我們又擁有了新的一種存儲設(shè)備iSCSI :通過以太網(wǎng)接入，但卻承載裸數(shù)據(jù)塊。這是因為FCSAN的部署昂貴、管理復(fù)雜；另外有極少部分的軟件由于種種原因（往往存在商業(yè)的原因）不支持網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，即不能夠在 NAS上無縫使用。以上兩點導致了iSCSI的誕生。因為，現(xiàn)在企業(yè)環(huán)境下都部署有完善的以太網(wǎng)絡(luò)，采用了 iSCSI技術(shù)后，我們可以直接充分利用企業(yè)現(xiàn)有的以太網(wǎng)環(huán)境，使得原來的網(wǎng)絡(luò)投資得到充分的利用，并且無需對網(wǎng)管人員

34、進行額外的培訓。以NETAPP的產(chǎn)品為例，一個典型的同時需要滿足SAN和NAS的要求的存儲架構(gòu)的SANNAS部門級FC SANiSCSI SANUiSCSINASFCftH示意圖如下:SANgk數(shù)據(jù)塊HpmiMiinuEnpiwriillil Bill IIWIIHII44Iafliuaiiaii!NASHl! Mill IIliltli | IPHIM4INNetApp "FAB- mp anp P in pg（File文件）云南大學數(shù)據(jù)中心方案數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲、管理問題：十五期間，云南省高校普遍采取小而全的應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)模式，即每一個應(yīng)用系統(tǒng)既承擔應(yīng)用業(yè)務(wù)處理， 也承擔數(shù)據(jù)存貯、 數(shù)據(jù)

35、備份，每個系統(tǒng)都掛接存儲部件（陣列或多個硬盤）并安裝備份軟硬件系統(tǒng)。這些小而全的應(yīng)用系統(tǒng)分散在學校的各個職能部門，無法實現(xiàn)全校統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、更無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的資源共享。這種系統(tǒng)構(gòu)架模式造成每個系統(tǒng)重復(fù)投資，而且數(shù)據(jù)不能統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一備份、集中管理，為今后各個應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)共享造成障礙。不符合當前數(shù)據(jù)大集中的信息系統(tǒng)建設(shè)理念。隨著學校應(yīng)用系統(tǒng)越建越多，越來越多的信息被數(shù)據(jù)化，數(shù)據(jù)的價值越來越高， 數(shù)據(jù)量越來越大，這個問題就越發(fā)突出。數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲、管理解決方案 數(shù)據(jù)中心的設(shè)計與構(gòu)架高校的信息化、數(shù)字化的核心是各個應(yīng)用系統(tǒng)以及系統(tǒng)處理的數(shù)字信息資源，各個應(yīng)用系統(tǒng)都是圍繞著數(shù)字信息的處理、傳送、共

36、享、管理和保護等環(huán)節(jié)來協(xié)調(diào)工作的。在傳統(tǒng)的分布式處理模式下，信 息分散在各部門的服務(wù)器上， 信息的一致性、可用性和共享性受到了很大的限制，且系統(tǒng)的升級和新業(yè)務(wù)的開發(fā)部署不能及時響應(yīng)技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用需求快速變化的要求。解決以上問題的有效途徑就是統(tǒng)一構(gòu)建全校的數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)以信息（數(shù)據(jù)）的集中存儲、集中處理和集中管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)融合, 形成數(shù)據(jù)集中管理、資源統(tǒng)一共享的高校應(yīng)用系統(tǒng)體系架構(gòu)模式?；谝陨侠砟?，項目組結(jié)合云南大學校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，研究數(shù)據(jù)中心架構(gòu)技術(shù)， 分析云南大學應(yīng)用業(yè)務(wù)發(fā)展情況，提出了云南大學數(shù)據(jù)中心設(shè)計，并于2006年2月完成了云南大學數(shù)據(jù)中心的建設(shè)投入使用。數(shù)據(jù)中心的設(shè)計基于

37、以下思想：高性能：系統(tǒng)的服務(wù)響應(yīng)能力與響應(yīng)速度是保證用戶滿意程度的重要方面，系統(tǒng)的高性能能確保為用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。高可用性： 數(shù)據(jù)中心建成后， 將實現(xiàn)應(yīng)用與數(shù)據(jù)的集中， 如果系統(tǒng)發(fā)生宕機或故障， 會發(fā)生嚴重的 后果。因此從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備性能、系統(tǒng)管理方面著手，充分考慮系統(tǒng)的可靠性、安全性， 確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，達到最大的平均無故障時間。高安全性： 既要充分考慮信息資源的充分共享， 還要特別注意信息的保護和隔離， 因此系統(tǒng)針對不 同的應(yīng)用和不同的網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，采取不同的措施，包括系統(tǒng)的安全機制、數(shù)據(jù)的存取控制權(quán)限等。可伸縮性： 由于技術(shù)和應(yīng)用模式的不斷變化， 資源需求的不可預(yù)測性， 在追求系統(tǒng)的響應(yīng)速度、 服 務(wù)的可靠