網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)以存儲(chǔ)絡(luò)為中心的存儲(chǔ)01摘要階段特征與優(yōu)點(diǎn)關(guān)鍵詞存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)目錄030502040607優(yōu)勢(shì)存儲(chǔ)管理服務(wù)器聯(lián)合擴(kuò)展性可用性發(fā)展前景目錄0901108010012基本信息以存儲(chǔ)絡(luò)為中心的存儲(chǔ)是全新的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)．它采用面向絡(luò)的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離；絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)包括了絡(luò)和I/O的精華，將I/O能力擴(kuò)展到絡(luò)上，特別是靈活的絡(luò)尋址能力，遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸能力，I/O高效的原性能；通過(guò)絡(luò)連接服務(wù)器和存儲(chǔ)資源，消除了不同存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器之間的連接障礙；提高了數(shù)據(jù)的共享性、可用性和可擴(kuò)展性、管理性。摘要摘要首先對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展階段做一概述性的介紹，重點(diǎn)分析NAS、SAN絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，并對(duì)兩者的融合系統(tǒng)作了一定的分析；最后分析絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞絡(luò)存儲(chǔ)；NAS；SAN；虛擬存儲(chǔ)Network-StorageArchitectureAbstract：Thisarticleintroducesthestoragetechniquebasedonbus,analyzefournetworkstoragearchitecturesindetails,alsopresentthemechanismofhowtoimplementstoragedevices;thisarticledescribesthefuturedevelopmentofstoragearchitecture.Keywords：Network-Storage；NAS；SAN；VirtualStorage階段階段由于INTERNET的快速發(fā)展、在線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的快速增長(zhǎng)、電子商務(wù)等眾多需求，原來(lái)以服務(wù)器為中心的存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)不適合今天的存儲(chǔ)需求了．以存儲(chǔ)絡(luò)為中心的存儲(chǔ)技術(shù)得到快速的發(fā)展。絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)沿著三個(gè)主要的方向發(fā)展：NAS、SAN、IP-SAN．同時(shí)，由于NAS、SAN、IP-SAN系統(tǒng)的一些固有缺點(diǎn)，使得絡(luò)存儲(chǔ)新技術(shù)不斷出現(xiàn)，如DAFS、InfiniBand、統(tǒng)一虛擬存儲(chǔ)、NASD等等．實(shí)際上，我們可以將存儲(chǔ)技術(shù)分為三個(gè)階段：1）總線存儲(chǔ)階段；2）存儲(chǔ)絡(luò)階段；3）虛擬存儲(chǔ)階段．以存儲(chǔ)絡(luò)為中心的存儲(chǔ)是對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)新需求的回答．是全新的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)．它采用面向絡(luò)的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離；絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)包括了絡(luò)和I/O的精華，將I/O能力擴(kuò)展到絡(luò)上（不是以前的總線），特別是靈活的絡(luò)尋址能力，遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸能力，I/O高效的原性能；通過(guò)絡(luò)連接服務(wù)器和存儲(chǔ)資源，消除了不同存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器之間的連接障礙；提高了數(shù)據(jù)的共享性、可用性和可擴(kuò)展性、管理性．存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)NAS（絡(luò)連接存儲(chǔ)）、SAN（存儲(chǔ)區(qū)域絡(luò)）、CAS（內(nèi)容尋址存儲(chǔ)）NAS：用于共享和寫作高可用性文件SAN：用于需要優(yōu)化的事物處理處理性能的業(yè)務(wù)和技術(shù)應(yīng)用程序CAS：用于存儲(chǔ)和檢索固定內(nèi)容（即：最終形式的信息，如歸檔的電子郵件）最常見(jiàn)的是NAS和SAN特征與優(yōu)點(diǎn)特征與優(yōu)點(diǎn)2.1SAN高性能的光纖通道交換機(jī)和光纖通道絡(luò)協(xié)議是SAN(StorageAreaNetwork）的關(guān)鍵。我們把以光纖通道交換機(jī)為骨干的絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為“SANFabric”。而光纖通道協(xié)議是SAN(StorageAreaNetwork）的另一個(gè)本質(zhì)特征。SAN(StorageAreaNetwork）正是利用光纖通道協(xié)議上加載SCSI協(xié)議來(lái)達(dá)到可靠的塊級(jí)數(shù)據(jù)傳輸。SAN(StorageAreaNetwork）以光纖通道交換機(jī)和光纖通道協(xié)議為主要特征的本質(zhì)決定了它的諸多優(yōu)點(diǎn)，我們可以簡(jiǎn)單地概括為性能、距離、管理等方面。首先，在一些關(guān)鍵應(yīng)用中，傳輸塊級(jí)數(shù)據(jù)要求必須使用SAN(StorageAreaNetwork）——尤其是多個(gè)服務(wù)器共同向大型存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行讀取。由于在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)被分成小段，使SAN(StorageAreaNetwork）對(duì)服務(wù)器處理的依賴較少，可以有效地傳送爆發(fā)性的塊數(shù)據(jù)，SAN(StorageAreaNetwork）的性能及可靠性就得到了充分的發(fā)揮。其次，通過(guò)城域（MAN），SAN(StorageAreaNetwork）可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程災(zāi)難恢復(fù)。一般地，使用E3信道，SAN(StorageAreaNetwork）可以在不降低性能的同時(shí)將部件間的距離增加至150km。第三，很重要的一點(diǎn)，SAN(StorageAreaNetwork）的管理是集中而且高效的。用戶可以在線添加/刪除設(shè)備、動(dòng)態(tài)調(diào)整存儲(chǔ)絡(luò)以及將異構(gòu)設(shè)備統(tǒng)一成存儲(chǔ)池等。優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)缺點(diǎn)2.2NASNAS(Network-AttachedStorage）使用了傳統(tǒng)以太和IP協(xié)議，當(dāng)進(jìn)行文件共享時(shí)，則利用了NFS(Network-AttachedStorage）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(Network-AttachedStorage）的性能特點(diǎn)是進(jìn)行小文件級(jí)的共享存取。從NAS(Network-AttachedStorage）的簡(jiǎn)單機(jī)制可引申出它的一些明顯的優(yōu)缺點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)方面，NAS(Network-AttachedStorage）的部署非常簡(jiǎn)單，只須與傳統(tǒng)交換機(jī)連接即可；其次，它的成本較低，因?yàn)镹AS(Network-AttachedStorage）的投資僅限于一臺(tái)NAS(Network-AttachedStorage）服務(wù)器，而不像SAN(Network-AttachedStorage）是整個(gè)存儲(chǔ)絡(luò)，同時(shí)，NAS(Network-AttachedStorage）服務(wù)器的價(jià)格往往是針對(duì)中小企業(yè)定位的；第三，NAS(Network-AttachedStorage）服務(wù)器的管理非常簡(jiǎn)單，它一般都支持Web的客戶端管理，對(duì)熟悉操作系統(tǒng)的絡(luò)管理人員來(lái)說(shuō)，其設(shè)置既熟悉又簡(jiǎn)單。在簡(jiǎn)單易用的背后，NAS(Network-AttachedStorage）的缺點(diǎn)也非常明顯。從性能上看，由于與應(yīng)用使用同一絡(luò)，NAS(Network-AttachedStorage）會(huì)增加絡(luò)擁塞，反過(guò)來(lái)，NAS(Network-AttachedStorage）性能也嚴(yán)重受制于絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)能力;其次，從數(shù)據(jù)安全性看，NAS(Network-AttachedStorage）一般只提供兩級(jí)用戶安全機(jī)制，雖然這能簡(jiǎn)化使用，但還需要用戶額外增加適當(dāng)級(jí)別的文件安全手段。優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)3SAN和NAS融合的優(yōu)勢(shì)NAS和SAN是互補(bǔ)技術(shù)，一些其他的信息技術(shù)趨勢(shì)已經(jīng)驅(qū)使融合絡(luò)的采用，其中包括：一些分散式的應(yīng)用和用戶要求訪問(wèn)相同的數(shù)據(jù)；對(duì)提供更高的性能、高可靠性和更低的擁有成本的專有功能系統(tǒng)的高增長(zhǎng)要求；以成熟和習(xí)慣的絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)包括TCP/IP,NFS和CIFS為基礎(chǔ)的操作；一個(gè)全面降低管理成本和復(fù)雜性的需求；一個(gè)不需要增加任何人員的高擴(kuò)展存儲(chǔ)系統(tǒng)；一套可以通過(guò)重新規(guī)劃的系統(tǒng)以維持擁有的硬件和管理人員的價(jià)值等。擴(kuò)展性擴(kuò)展性以光纖為接口的存儲(chǔ)絡(luò)SAN提供一個(gè)高擴(kuò)展性、高性能的絡(luò)存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)。光纖交換機(jī)、光纖存儲(chǔ)陣列同時(shí)提供高性能（200Mbps）和更大的服務(wù)器擴(kuò)展空間。這是以SCSI為基礎(chǔ)的系統(tǒng)所缺乏的。絡(luò)存儲(chǔ)NAS可以是已經(jīng)配置好的，完整的并可追加至數(shù)個(gè)至數(shù)十個(gè)TB的絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備。由于NAS設(shè)備是基于的TCP/IP絡(luò)，遠(yuǎn)距離存儲(chǔ)設(shè)備是完全可以實(shí)現(xiàn)。一套融合SAN和NAS的解決方案全面獲得應(yīng)用光纖通道的能力，從而讓用戶獲得更大的擴(kuò)展性、遠(yuǎn)程存儲(chǔ)和高性能等優(yōu)點(diǎn)。存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理SAN存儲(chǔ)絡(luò)提供一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)、備份設(shè)備和服務(wù)器相互連接的架構(gòu)。他們之間的數(shù)據(jù)不再在以太絡(luò)上流通從而大大提高以太絡(luò)的性能。正由于存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器完全分離，用戶獲得一個(gè)與服務(wù)器分開(kāi)的存儲(chǔ)管理理念。我們現(xiàn)在可以對(duì)企業(yè)的數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)作特殊和專業(yè)的管理，不用再像以前那樣把數(shù)據(jù)管理與服務(wù)器管理混為一談。復(fù)制、備份、恢復(fù)數(shù)據(jù)和安全的管理可以以中央的控制和管理手段進(jìn)行。加上把不同的存儲(chǔ)池以絡(luò)方式連接，用戶可以以任何他們需要的方式訪問(wèn)他們的數(shù)據(jù)，并獲得更高的數(shù)據(jù)完整性?？捎眯钥捎眯許AN的高可用性是基于它對(duì)災(zāi)難恢復(fù)、在線備份能力和對(duì)冗余存儲(chǔ)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的時(shí)效切換能力而來(lái)。NAS應(yīng)用成熟的絡(luò)結(jié)構(gòu)提供快速的文件存取時(shí)間和高可用性，數(shù)據(jù)復(fù)制（在存儲(chǔ)系統(tǒng)層面）等功能可以保護(hù)和提供穩(wěn)固的文件級(jí)存儲(chǔ)。一個(gè)融合SAN和NAS技術(shù)的存儲(chǔ)解決方案全面提供一套在以塊（Block）和文件（File)I/O為基礎(chǔ)的高效率平衡方案從而全面增強(qiáng)數(shù)據(jù)的可用性。應(yīng)用光纖通道的SAN和NAS，整個(gè)存儲(chǔ)方案提供對(duì)主機(jī)的多層面的存儲(chǔ)連接，高性能、高可用和容易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)全由一個(gè)絡(luò)架構(gòu)提供。服務(wù)器聯(lián)合服務(wù)器聯(lián)合在一個(gè)SAN系統(tǒng)中，服務(wù)器完全連接到一個(gè)數(shù)據(jù)絡(luò)，增加了對(duì)用戶共有存儲(chǔ)陣列的連接。高效率和經(jīng)濟(jì)的存儲(chǔ)分配可以通過(guò)聚合的和高磁盤使用率獲得。一個(gè)NAS系統(tǒng)包含在一臺(tái)NAS服務(wù)器中的文件系統(tǒng)并通過(guò)以太接口連接到以太內(nèi)，同時(shí)使用用戶的存儲(chǔ)空間。由于服務(wù)器的增長(zhǎng)和存儲(chǔ)的增長(zhǎng)不一樣，開(kāi)放的服務(wù)器可以基于數(shù)據(jù)處理作為組合和管理基礎(chǔ)，不受存儲(chǔ)限制。一套融合SAN和NAS的存儲(chǔ)系統(tǒng)全面提高Unix和Windows服務(wù)器對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的使用率達(dá)到75%或者更高。從用戶應(yīng)用的角度來(lái)劃分，必須采用SAN或者NAS的都是少數(shù)，絕大多數(shù)的應(yīng)用需求采用SAN或者NAS都能滿足，而采用SAN與NAS融合的方案作到了最好的滿足。發(fā)展前景發(fā)展前景實(shí)際上，只有真正開(kāi)放的存儲(chǔ)絡(luò)才是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潮流。正像SCSI技術(shù)和Ethernet技術(shù)的發(fā)展所走過(guò)的道路，SAN最終將實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)和不同存儲(chǔ)設(shè)備的真正意義的資源共享。無(wú)疑，企業(yè)的管理者將是這一目標(biāo)的最大受益者，企業(yè)將充分享受科學(xué)技術(shù)帶來(lái)的巨大收益。存儲(chǔ)系統(tǒng)將有機(jī)