一體化存儲系統(tǒng)概述

1、第1章一體化存儲系統(tǒng)概述（NAS+SAN ）信息是一個企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的核心動力之一，信息的可靠存儲是一個企業(yè) 得以正常運作和發(fā)展壯大的根本所在。隨著越來越多的關鍵信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式 并存儲在可管理的介質(zhì)中，用戶對存儲和管理信息的能力產(chǎn)生了新的需求。為 更有效地使用和管理信息，用戶對信息系統(tǒng)的搭建、數(shù)據(jù)中心的建設、數(shù)據(jù)的管 理模式、數(shù)據(jù)的有效使用、信息存儲介質(zhì)的選擇以及信息的安全存儲等方面， 提出多樣化的要求，以達到數(shù)據(jù)的最佳利用。在存儲技術飛速發(fā)展的今天，越來越多的存儲技術為用戶所熟知，例如： DAS； SAN； NAS； iSCSI等等，這些技術為客戶搭建各自的信息化存儲平臺提供 了多樣性的

2、選擇。但是，由于每一種技術都各有所長，并不能通過其中的某一項技術就能完 全滿足日益復雜的企業(yè)應用環(huán)境，這就要求客戶在搭建信息化存儲平臺時根據(jù)其 自身的應用業(yè)務特點，并結(jié)合未來信息系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃搭建適合自己的信息化存儲 網(wǎng)絡。通常，企業(yè)用戶在搭建信息化存儲網(wǎng)絡時都會遇到這樣一個問題：企業(yè)的 信息系統(tǒng)中既存在大量的大型數(shù)據(jù)庫應用，同時也存在文件共享的需求。是選擇 SAN架構(gòu)？還是采用NAS架構(gòu)？如何構(gòu)建一套經(jīng)濟高效的存儲網(wǎng)絡，就成為眾多 企業(yè)用戶所困擾的難題。SAN和NAS技術各有所長，分別適合不同應用業(yè)務系統(tǒng)，集成的SAN+NAS 解決方案是可以滿足各個行業(yè)客戶業(yè)務需求的理想選擇。信息技術（Inf

3、ormation Technology）的核心是信息，圍繞著信息的處理、 傳送、管理、共享、保護等，人類在信息技術的各個方面不斷取得突破。人們越 來越清楚地看到信息的載體一存儲系統(tǒng)在整個IT環(huán)境中成為基礎架構(gòu)，它是保 證IT環(huán)境的其他部分（主機、網(wǎng)絡、應用等）正常運轉(zhuǎn)的關鍵。客觀地講，離 開了存儲系統(tǒng)的IT環(huán)境將成為無米之炊，什么也做不了。在今天的信息時代， 以信息為中心的模式已成為潮流。今天，信息訪問拓撲連接技術有很多，比如iSCSI、FCIP、iFCP、SAN、NAS 等，但真正廣為認可和廣泛應用的成熟技術是SAN和NAS技術。SAN和NAS技術 都是解決信息存儲集中化的成熟技術。企業(yè)通過

4、多年的信息化建設，已經(jīng)經(jīng)歷了由DAS （直連存儲）模式向SAN 或者NAS模式的過渡，隨著企業(yè)信息化進程的不斷深入，應用系統(tǒng)的不斷增多， 于是企業(yè)內(nèi)部又重新形成了眾多的SAN信息孤島。在這些環(huán)境中，SAN 一般 在彼此之間或者與企業(yè)中的其他業(yè)務應用系統(tǒng)作并不集成，主要原因是，并非 企業(yè)中的所有部門或工作組都需要共享所有的數(shù)據(jù)。因此，盡管SAN從理論上 能夠擴展到幾千個節(jié)點，但是實際上這種情況很少發(fā)生。擁有大量節(jié)點的企業(yè) 信息中心通常根據(jù)業(yè)務類型的不同而包含多個相互獨立的SAN，即SAN孤島。SAN孤島的普遍存在就帶來了一系列問題，比如存儲使用率偏低，可管理 性較低。為了解決這些問題，EMC公司

5、提出“一個EMC”戰(zhàn)略，通過其完善 的SAN、NAS存儲平臺產(chǎn)品線以及豐富的存儲軟件平臺，為客戶提供全方位的 一體化存儲解決方案，徹底解決用戶SAN信息孤島問題。存儲整合的必要性目前，SAN和NAS技術都是信息整合的手段，兩者各有特點，適合不同的市 場需求。能否將兩者有機結(jié)合在一起，滿足不同應用的需求，充分發(fā)揮網(wǎng)絡存儲 的優(yōu)勢成為廣大客戶迫切的需要。企業(yè)用戶一般擁有幾臺甚至幾十臺不同的業(yè)務應用系統(tǒng)服務器和數(shù)據(jù)庫服 務器。由于這些的服務器采購時間相對較早，其存儲系統(tǒng)大都是采用DAS直連的 模式，或者一小部分連接到小型的SAN和NAS存儲系統(tǒng)中，這種現(xiàn)狀是和以主機 為核心設計IT架構(gòu)的年代相適應的

6、，但隨著時間的推移，這種構(gòu)架的問題已經(jīng) 顯現(xiàn)出來，其問題主要表現(xiàn)如下。首先，由于目前的存儲系統(tǒng)是不能實現(xiàn)信息網(wǎng)絡存儲的低檔產(chǎn)品，這樣造 成各個業(yè)務系統(tǒng)信息無法方便共享。在這樣的結(jié)構(gòu)下，如果A業(yè)務系統(tǒng)存儲容量 不足，而B業(yè)務系統(tǒng)即使還有許多剩余空間可用，也不能有效地將B系統(tǒng)的容量 共享給A系統(tǒng)，因而必須對A系統(tǒng)存儲擴容。因此，這樣的架構(gòu)是實現(xiàn)存儲系統(tǒng) 的多主機共享的障礙，對其整合勢在必行。第二，由于分散的獨立存儲，各個業(yè)務系統(tǒng)的存儲各自獨立，對其管理必須透過其主機系統(tǒng)，因此造成存儲管理上的復雜性增大。第三，由于分散的獨立存儲系統(tǒng)不能實現(xiàn)有效信息共享，這樣一來在最初 配置各自的直聯(lián)系統(tǒng)時，必須在系

7、統(tǒng)擴展性和系統(tǒng)投資之間權衡利弊，不能兼顧， 而且在日后使用中不可避免造成某些業(yè)務系統(tǒng)出現(xiàn)存儲容量擴展能力不夠的情 況。第四，用戶在考慮未來系統(tǒng)建設時，應該采用網(wǎng)絡存儲技術，通過網(wǎng)絡存 儲實現(xiàn)信息的有效共享，方便管理、便于擴展，建設高性能、高可靠、高擴展、 高兼容的信息存儲基礎架構(gòu)。第五，我們在規(guī)劃信息系統(tǒng)基礎架構(gòu)時，廣大用戶都認識到應該采用網(wǎng)絡 存儲技術，即采用SAN或NAS技術實現(xiàn)網(wǎng)絡存儲。但是SAN和NAS只是技術手段， 不是最終目的，網(wǎng)絡存儲的最終目的是數(shù)據(jù)整合。NAS技術介紹NAS是傳統(tǒng)網(wǎng)絡文件服務器技術的發(fā)展延續(xù)，是專用的網(wǎng)絡文件服務器，是 代替?zhèn)鹘y(tǒng)網(wǎng)絡文件服務器市場的新技術，這是信

8、息技術發(fā)展的必然。它提高了文 件系統(tǒng)的處理能力、可靠性、訪問連續(xù)性和可擴展性，使用NAS代替?zhèn)鹘y(tǒng)網(wǎng)絡文 件服務器是滿足用戶對性能及可靠性需求的必然之路。網(wǎng)絡文件服務器技術是建立在網(wǎng)絡技術發(fā)展成熟基礎之上的，因此它的訪 問協(xié)議是通用的TCP/IP。今天的NAS產(chǎn)品也是基于TCP/IP協(xié)議文件訪問機制的。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡文件服務器主要分為兩大類：Unix網(wǎng)絡文件服務器，即支持NFS 服務器；NT網(wǎng)絡文件服務器，即支持CIFS服務器。網(wǎng)絡文件服務器的出發(fā)點是數(shù)據(jù)共享及保護，但上述的兩類網(wǎng)絡文件服務 器之間較難共享。一個網(wǎng)絡文件服務器系統(tǒng)支持的網(wǎng)絡訪問能力有限，因此當一 個網(wǎng)絡文件服務器不能滿足性能需求時，

9、必須再添加新的網(wǎng)絡文件服務器，但過 多的網(wǎng)絡文件服務器造成管理維護的困難及資源浪費，同時傳統(tǒng)網(wǎng)絡文件服務器 對數(shù)據(jù)保護能力也非常有限（一般是單一主機連接存儲介質(zhì)構(gòu)成網(wǎng)絡文件服務器， 存在單點故障，但又很少采用HA模式，因而可靠性很差），丟失數(shù)據(jù)幾乎是很難 避免的。由于傳統(tǒng)網(wǎng)絡文件服務器存在以上幾方面的問題，同時隨著信息技術的不斷發(fā)展，對跨平臺文件共享、高性能文件訪問、高可靠性、高擴展性的網(wǎng)絡文件 服務器的需求不斷加強，NAS產(chǎn)品和技術就是滿足這一需求的新技術。使用NAS 代替?zhèn)鹘y(tǒng)文件服務器是滿足用戶對性能及可靠性需求的必然之路。NAS適用于那些需要通過網(wǎng)絡將文件數(shù)據(jù)傳送到多臺客戶機上的用戶。N

10、AS 設備在數(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。此外，NAS設備非常易于部署一可以使NAS主機、客戶機和其他設備廣泛分 布在整個企業(yè)的網(wǎng)絡環(huán)境中。正確地進行配置之后，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備自身來處理的。NAS帶來的好處NAS應用于高效的文件共享任務中，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的 CIFS，其中基于網(wǎng)絡的文件級鎖定提供了高級并發(fā)訪問保護的功能。NAS設備可 以進行優(yōu)化，以文件級保護向多臺客戶機發(fā)送文件信息。在某些情況下，企業(yè)可以有限地為數(shù)據(jù)庫應用部署NAS解決方案。這些情 況一般只限于以下的應用：大量的數(shù)據(jù)訪問是只讀的；數(shù)據(jù)庫很

11、??；要訪問的邏 輯卷也很少；所要求的性能也不高。在這些情況下，NAS解決方案有助于減少用 戶的總體擁有成本。SAN技術介紹利用光纖通道技術，SAN可以有效地傳輸數(shù)據(jù)塊。通過支持在存儲和服務器 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)絡帶寬可以節(jié)約下來用于其他應用。開放的、業(yè)界標準的光纖通道技術還使得SAN非常靈活。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器的部署和升級，保護了原有硬 件設備的投資。此外，SAN可以更好地控制存儲網(wǎng)絡環(huán)境，適合那些基于交易的系統(tǒng)

12、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。SAN的另一個長處是傳送數(shù)據(jù)塊到企業(yè)級數(shù)據(jù)密集型應用的能力。在數(shù)據(jù)傳 送過程中，SAN在通信結(jié)點（尤其是服務器）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。由于SAN是為在服務器和存儲設備之間傳輸大塊數(shù)據(jù)而進行優(yōu)化的，因此 SAN對于以下應用來說是理想的選擇：關鍵任務數(shù)據(jù)庫應用，其中可預計的響應時間、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)關鍵數(shù) 據(jù)的安全。高可

13、用性和故障切換環(huán)境可以確保更低的成本、更高的應用水平?？蓴U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)。改進的災難容錯特性，在主機服務器及其連接設備之間提供光纖通道高 性能和擴展的距離（達到150公里）。SAN的一個好處是極大地提高了企業(yè)數(shù)據(jù)備份和恢復操作的可靠性和可擴 展性。基于SAN的操作能顯著減少備份和恢復的時間，同時減少企業(yè)網(wǎng)絡上的信 息流量。通過將SAN拓展到城域網(wǎng)基礎設施上，SAN還可以與遠程設備無縫地連接， 從而提高容災的能力SAN部署城域網(wǎng)基礎設施以增加SAN設備間的距離，可 達 到150公里，而且?guī)缀醪粫档托阅?。企業(yè)可以利用這一點，通過部署關鍵任務 應

14、用和用于關鍵應用服務器的遠程數(shù)據(jù)復制來提高容災能力。備份和恢復設備是 實現(xiàn)遠程管理的需要。另外，基于交易的數(shù)據(jù)庫應用從SAN部署中獲益頗多。其無縫增加存儲的能 力可以減少數(shù)據(jù)備份的時間。SAN+NAS集成優(yōu)勢SAN是存儲域的網(wǎng)絡，是網(wǎng)絡存儲技術的核心，業(yè)務系統(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的技術特長。采用SAN技術，在關鍵 業(yè)務系統(tǒng)的主機和存儲設備之間通過SAN交換機連接起來，構(gòu)成網(wǎng)絡存儲，這就 保證了核心業(yè)務系統(tǒng)的高性能、高可靠性以及未來擴展的靈活性。但是，客戶業(yè)務系統(tǒng)除了核心的關鍵業(yè)務之外還有更多的非關鍵業(yè)務，這 些業(yè)務系統(tǒng)也需要存儲空間，將這些非關鍵業(yè)務系統(tǒng)的

15、主機也接入SAN結(jié)構(gòu)是不 現(xiàn)實的。一方面，這樣做造價太高，需要配置多個大型的SAN交換機，每個接入 的主機都必須配置較昂貴的HBA卡，復雜龐大的SAN管理也將導致投資加大；另 一方面，這些非主要業(yè)務系統(tǒng)主機對存儲系統(tǒng)訪問的性能需求一般較低，訪問頻 率也較低，如果全部接入SAN，對SAN網(wǎng)絡的資源也是一種浪費。同時，大部分非主要的邊緣業(yè)務系統(tǒng)都是以文件形式訪問數(shù)據(jù)的，是NAS 技術的特長。但如果采用純NAS技術，將導致客戶有一個核心SAN網(wǎng)絡存儲平臺 及一個核心NAS網(wǎng)絡存儲平臺，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

16、系 統(tǒng)整合的客觀需求。因此能否將NAS技術和SAN技術集成起來成為滿足廣大客戶需求的關鍵。 如果能夠?qū)崿F(xiàn)NAS引擎和其它主要業(yè)務主機系統(tǒng)共享統(tǒng)一的磁盤陣列存儲資源， 那么就從根本上消除了兩個信息孤島各自為政的局面，從而使成熟的SAN技術和 成熟的NAS技術完美集成，實現(xiàn)真正的信息整合。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)務系統(tǒng)對存儲資源的需求，實現(xiàn)真正的存儲信息整合。EMC的SAN+NAS 就是這樣解決方案。SAN + NAS整合應用后的優(yōu)點：由于SAN和NAS都基于開放的、業(yè)界標準的網(wǎng)絡協(xié)議：用于SAN的光纖 通道協(xié)議和用于NAS的網(wǎng)絡協(xié)議（如TCP/IP）。SAN的應用范圍更為廣泛， 而且可以提供對NAS設備的存儲，而NAS 一般只限于文件級數(shù)據(jù)訪問的應 用。如果不考慮它們之間的差別，SAN和NAS在今天的企業(yè)級存儲中都發(fā) 揮著重要的作用，比傳統(tǒng)的服務器連接存儲更可靠，