網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)概述課件

1、網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)概述網(wǎng)絡(luò)存儲概述IP SAN存儲技術(shù)基礎(chǔ)IP SAN基本組網(wǎng)介紹重要廠商產(chǎn)品介紹主要內(nèi)容 引言網(wǎng)絡(luò)存儲行業(yè)應(yīng)用存儲體系架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)趨勢網(wǎng)絡(luò)存儲概述引言“以計算為中心”向“以數(shù)據(jù)為中心”發(fā)生轉(zhuǎn)變數(shù)據(jù)存儲、管理方式從以服務(wù)器為中心向以網(wǎng)絡(luò)為中心發(fā)生轉(zhuǎn)變，“數(shù)據(jù)持續(xù)時間增加”積累的數(shù)據(jù)越來越多，呈現(xiàn)“爆炸性的增長 ”多樣化、孤立、分散、難以管理的海量數(shù)據(jù)是 “應(yīng)用的巨大障礙”關(guān)鍵業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)丟失對企業(yè)帶來“毀滅性打擊”業(yè)務(wù)連續(xù)性、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)備份恢復(fù)、信息生命周期管理等需求推動存儲技術(shù)巨大發(fā)展信息數(shù)據(jù)是人類“最為重要的財富”網(wǎng)絡(luò)存儲行業(yè)應(yīng)用 對數(shù)據(jù)安全性要求很高的企業(yè) 典型行業(yè): 電

2、信、金融和證券 典型業(yè)務(wù): 計費 對數(shù)據(jù)存儲性能要求高的企業(yè) 典型行業(yè): 電視臺、交通部門和測繪部門 典型業(yè)務(wù): 音頻/視頻、石油測繪和地理信息系統(tǒng)等 在系統(tǒng)級方面具有很強的容量(動態(tài))可擴展性和靈活性的企業(yè) 典型行業(yè): 各中大型企業(yè) 典型業(yè)務(wù): ERP系統(tǒng)、CRM系統(tǒng)和決策支持系統(tǒng) 具有超大型海量存儲特性的企業(yè) 典型行業(yè): 圖書館、博物館、稅務(wù)和石油 典型業(yè)務(wù): 資料中心和歷史資料庫 DAS ： Direct Attached Storage，直接連接存儲（以服務(wù)器為中心）NAS ： Network Attached Storage，網(wǎng)絡(luò)附加存儲（以數(shù)據(jù)為中心）SAN ： Storage A

3、rea Network，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（以網(wǎng)絡(luò)為中心）存儲體系架構(gòu)存儲體系架構(gòu)-DAS概念：通過IDE、SCSI以及光纖（FC）接口或線纜與服務(wù)器直接相連，以服務(wù)器為中心。優(yōu)點：磁盤與服務(wù)器分離，便于統(tǒng)一管理缺點：1.每個服務(wù)器都需要獨立的存儲設(shè)備2.連接距離短，連接數(shù)量有限3.數(shù)據(jù)分散，共享、管理困難4.存儲資源利用率低，單位成本高5.擴展性差 ,新增服務(wù)器需單獨配置存儲設(shè)備Direct Attached Storage（DAS）（以服務(wù)器為中心）存儲體系架構(gòu)-NASNetwork Attached Storage（NAS）概念：使用一個專用存儲服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)直接相連，通過NFS或CIFS對外提

4、供文件級訪問服務(wù)。優(yōu)點：1.基于NFS、CIFS文件級共享存取，支持HTTP和FTP2.存儲設(shè)備功能上獨立于網(wǎng)絡(luò)中的主服務(wù)器，不占用服務(wù)器資源3.擴展較容易，廣泛支持操作系統(tǒng)及應(yīng)用，安裝簡單方便4.即插即用 缺點：1.相比SAN架構(gòu)，存取速度慢2.訪問需要經(jīng)過文件系統(tǒng)格式轉(zhuǎn)換，不適合Block級應(yīng)用3.數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)占用網(wǎng)絡(luò)帶寬（以數(shù)據(jù)為中心）存儲體系架構(gòu)-SANStorage Area Network （SAN）（以網(wǎng)絡(luò)為中心）概念：將存儲系統(tǒng)、服務(wù)器和客戶端都通過網(wǎng)絡(luò)相互連接的架構(gòu)。優(yōu)點：1.設(shè)備整合，多臺服務(wù)器可以通過存儲網(wǎng)絡(luò)同時訪問后端存儲系統(tǒng)2.數(shù)據(jù)集中，易管理 3.高擴展性，存儲硬

5、件功能的發(fā)揮不受LAN的影響 4.高可用性，復(fù)制、備份、恢復(fù)數(shù)據(jù)和安全的管理，容錯能力強5.適用于存儲量大的Block級應(yīng)用缺點：1.系統(tǒng)的安裝和升級方面效率不高2.相比NAS成本較高存儲體系架構(gòu)-SANFC SANIP SANFC SAN 兼容性差 成本高昂 擴展能力差 異構(gòu)化嚴(yán)重 光纖網(wǎng)絡(luò)和光纖協(xié)議IP SAN 以太網(wǎng)和iscsi協(xié)議FC StorageIP StorageFC SwitchLAN Switch SAN-提高企業(yè)信息的可用性存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)NTNTUNIX80%直接連接存儲(DAS)50%50%50%NTUNIXNTNTUNIXNT“讓我們的存儲設(shè)備發(fā)揮更大作用”需超

6、過50%的備用空間存儲容量不易擴展管理成本5至6倍于購買成本僅需20%的備用空間，有效減少備用空間可立即按需提供存儲容量整和UNIX與NT存儲增長需求SAN-提高企業(yè)信息的可用性存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN) 直接連接存儲 (DAS) 信息的可用能力保障業(yè)務(wù)的正常運行NTUNIXLANLANNTUNIX備份服務(wù)器備份服務(wù)器備份傳輸堵塞企業(yè)局域網(wǎng)備份/恢復(fù)時間冗長在備份/恢復(fù)期間，服務(wù)需要中斷與基于網(wǎng)絡(luò)或直接連接式的備份，SAN可令備份操作更快完成企業(yè)應(yīng)用程序可更快速恢復(fù)服務(wù)縮短意外服務(wù)中斷時間，盡快恢復(fù)遺失或損壞的數(shù)據(jù)提高企業(yè)生產(chǎn)力SAN-提高對應(yīng)用系統(tǒng)的保護存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò) (SAN) 直接連接存儲 (

7、DAS) 降低高可用關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用的構(gòu)建成本PSPSPSPPPS三臺重要應(yīng)用軟件服務(wù)器需要三臺備用服務(wù)器1:1故障切換，成本高昂基于SAN群集提供高可用解決方案，明顯降低成本一臺備用服務(wù)器可支持多臺工作服務(wù)器N:1切換減少維護開支存儲體系架構(gòu)的融合Data Center1 Gbps EthernetIP Connectivity1/2 Gbps FCUltra 320 SCSIIP SANIP SAN 和 FC SAN 融合解決方案FC SANIP SANExtension 網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)趨勢第一代 DAS連接方式：服務(wù)器直連第二代 FC SAN連接方式：FC網(wǎng)絡(luò)第三代 IP SAN連接方式：IP

8、網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷FC的痛苦，業(yè)界再次選擇了IP！1986SCSI協(xié)議1997FC協(xié)議2003iSCSI協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化是存儲發(fā)展的方向！網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)趨勢SAN和NAS的比較體系架構(gòu)發(fā)展主線：DAS-SAN(各廠家兼容性差)-OpenSAN(各廠家互為兼容)-SoIP(iSCSI/FCIP/IFCP/IP/Ethernet)我司目前專攻IP SAN 解決方案 RAID技術(shù)SCSI技術(shù)iSCSI技術(shù)IP SAN存儲技術(shù)及協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)RAID級別RAID技術(shù)經(jīng)過不斷的發(fā)展，現(xiàn)在已擁有了從 RAID 0 到 5等6種明確標(biāo)準(zhǔn)級別的RAID 級別。另外，其他還有6、7、10（RAID 1與RAID 0的組合）、01（RA

9、ID 0與RAID 1的組合）、30（RAID 與RAID 0的組合）、50（RAID 0與RAID 5的組合）等。RAID0稱為條帶（stripe），將數(shù)據(jù)分成一定的大小順序的寫道陣列的磁盤里，RAID0可以并行的執(zhí)行讀寫操作，可以充分利用總線的帶寬，理論上講，一個由N個磁盤組成的RAID0系統(tǒng)，它的讀寫性能將是單個磁盤讀取性能的N倍。 RAID1稱為鏡像（mirror），它將數(shù)據(jù)完全一致的分別寫到工作磁盤和鏡像磁盤，因此它的磁盤空間利用率為50，在數(shù)據(jù)寫入時時間會有影響，但是讀的時候沒有任何影響，RAID1提供了最佳的數(shù)據(jù)保護，一旦工作磁盤發(fā)生故障，系統(tǒng)自動從鏡像磁盤讀取數(shù)據(jù)，不會影響用戶

10、工作。 RAID2稱為糾錯海明碼磁盤陣列，陣列中序號為2N的磁盤（第1、2、4、6）作為校驗盤，其余的磁盤用于存放數(shù)據(jù)，磁盤數(shù)目越多，校驗盤所占比率越少。RAID2在大數(shù)據(jù)存儲額情況下性能很高，RAID2的實際應(yīng)用很少。 RAID3 采用一個硬盤作為校驗盤，其余磁盤作為數(shù)據(jù)盤，數(shù)據(jù)按位或字節(jié)的方式交叉的存取到各個數(shù)據(jù)盤中。不同磁盤上同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)做異或校驗，并把校驗值寫入到校驗盤中。RAID3系統(tǒng)在完整的情況下讀取時沒有任何性能上的影響，讀性能與RAID0一致，卻提供了數(shù)據(jù)容錯能力。 RAID4與RAID3基本一致，RAID4按照塊的方式存放數(shù)據(jù)，所以在寫操作時只涉及兩塊磁盤，數(shù)據(jù)盤和校驗盤，

11、提高了系統(tǒng)的IO性能。但面對隨機的分散的寫操作，單一的校驗盤往往成為性能瓶頸。 RAID5與RAID3的機制相似，但是數(shù)據(jù)校驗的信息被均勻的分散到的陣列的各個磁盤上，這樣就不存在并發(fā)寫操作時的校驗盤性能瓶頸。陣列的磁盤上既有數(shù)據(jù)，也有數(shù)據(jù)校驗信息，數(shù)據(jù)塊和對應(yīng)的校驗信息會存儲于不同的磁盤上，當(dāng)一個數(shù)據(jù)盤損壞時，系統(tǒng)可以根據(jù)同一帶區(qū)的其他數(shù)據(jù)塊和對應(yīng)的校驗信息來重構(gòu)損壞的數(shù)據(jù)。 24SCSI概述SCSI：SmallComputerSystemInterface 小型計算機系統(tǒng)接口SCSI是客戶端-服務(wù)器架構(gòu)在SCSI術(shù)語里，客戶端叫initiator，服務(wù)器叫targetInitiator通過S

12、CSI通道向target發(fā)送請求，target通過SCSI通道向initiator發(fā)送響應(yīng)SCSI通道連接的是SCSI Port，SCSI initiator port和SCSI target portInitiator至少必須包括一個SCSI Port，和一個能發(fā)起請求的客戶端Target也需要包括一個SCSI Port ，以及任務(wù)分發(fā)器和邏輯單元，iSCSI概述由IBM，CISIO，HP發(fā)起；2000-2為IETF草案，2004-4作為正式的IETF標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)在的iSCSI協(xié)議對應(yīng)SAM2，而最新的SAM是SAM4，SAM5用TCP/IP作為SAN的基礎(chǔ)設(shè)施iSCSI構(gòu)建在TCP之上，不是IP

13、；是面向連接的，不是無連接的。（一個iSCSI命令可能分在幾個IP報文中）iSCSI的主要功能是在TCP/IP上封裝，并可靠的傳輸SCSI命令及數(shù)據(jù)IP SAN典型組網(wǎng)圖 27IP SAN典型組網(wǎng)圖SnapShot AgentLANIP SAN交換機QPM磁帶庫IV5100ORACLET3T2T1PQMIX1000TimeMark遠(yuǎn)程復(fù)制持續(xù)數(shù)據(jù)保護T-3T-2T-1PQ備用服務(wù)器IX1000備份存儲系統(tǒng)主流iSCSI產(chǎn)品定位高端iSCSI產(chǎn)品（企業(yè)級）大型組織一級應(yīng)用價格昂貴高可靠性高可用性高性能大容量EMC NS700GEMC NS704GEMC NS700EMC CNSEMC Symme

14、trixNetApp FAS940NetApp FAS940cNetApp FAS960NetApp FAS960cNetApp FAS980NetApp FAS980cIntransa IP7000Intransa IP3000Intransa IP5000NetApp FAS270cNetApp FAS920NetApp FAS920cEqualLogic PS100EEMC NS500EMC NS500GEMC CX300iEMC CX500i大型組織二級應(yīng)用中型組織主要業(yè)務(wù)高可靠性良好的性能大容量中端iSCSI產(chǎn)品低端iSCSI產(chǎn)品（SMB）中小企業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)較低的價格 跨地區(qū)分布有限的

15、技術(shù)維護能力良好的可靠性較低的性能要求EMC CLARiiON AX100iEMC NS500SHP NAS500sHP NAS1200sHP NAS1500sHP NAS2000sIBM DS300S / DS300Left Hand NSM 150Left Hand NSM 200NetApp FAS250NetApp FAS270Adaptec Snap 4200Adaptec Snap 4500Adaptec iSA1500Adaptec Snap 15000Adaptec Snap 18000Adaptec Snap 14000存儲軟件 備份恢復(fù)：EMC： Legato NetWor

16、ker ； CA ：BrightStor Enterprise Backup（BEB） ； Veritas： NetBackup 高可用性、遠(yuǎn)程復(fù)制：EMC：RepliStor、Powerpath ；Veritas：Cluster Server、CommandCentral Availability、Global Cluster Manager、Storage Foundation for Oracle RAC、Volume Replicator；CA：High Availability ；飛康：IPStor 資源管理：Veritas：CommandCentral Storage、Storage Foundation；CA：Storage Resource Manager、CA-Vantage Storage Resource Manager、CA-AM