1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)工程,軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2010年8月,4.1 DAS 4.2 NAS 4.3 SAN 4.4 DAS、NAS和SAN存儲(chǔ)方案的比較 4.5 統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)FAS 4.6 ISCSI,第4-2章 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)備份技術(shù),目前存儲(chǔ)業(yè)分為四大部分: 1、以磁盤(pán)陣列為主的在線存儲(chǔ) 2、以磁帶為主的離線存儲(chǔ) 3、存儲(chǔ)管理軟件 4、交換設(shè)備和主機(jī)適配器等周邊設(shè)備,存儲(chǔ)無(wú)論在硬件還是軟件方面都已經(jīng)從主機(jī)系統(tǒng)中脫離出來(lái)，成為完全獨(dú)立的系統(tǒng)。 目前在技術(shù)上有兩大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的選擇，DAS和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)又分為存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)（SAN）和網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(NAS）。,DAS即磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和服務(wù)器直接相連。在這種傳統(tǒng)的存儲(chǔ)

2、結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)被視為“外圍”設(shè)備，數(shù)據(jù)管理是“以服務(wù)器為中心”的； NAS和SAN都是網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與服務(wù)器和客戶端連接在一起的，NAS是一個(gè)以文件（File）為操作方式的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)；而SAN則是一個(gè)以數(shù)據(jù)塊（Block）操作方式的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)。,4.1 DAS 4.1.1 基本概念 DAS即直連方式存儲(chǔ)，這種方式中，存儲(chǔ)設(shè)備是通過(guò)電纜直接連到服務(wù)器上。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備是整個(gè)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的一部分，服務(wù)器擔(dān)負(fù)著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)職責(zé)。其本身是硬件的堆疊，不帶任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。,4.1.2 DAS 存儲(chǔ)方案,1DAS 存儲(chǔ)方案,DAS 存儲(chǔ)方案,2存在的問(wèn)題 1)占用服務(wù)器資源：包括I/O

3、、備份、 恢復(fù)等。 2）每臺(tái)服務(wù)器都是自己獨(dú)立的存儲(chǔ)，容量再分配困難。 3）對(duì)于整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)沒(méi)有集中的管理解決方案。,3典型結(jié)構(gòu),典型DAS結(jié)構(gòu),4DAS的適用環(huán)境 1）服務(wù)器在地理上分布分散，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接比較困難。 2）存儲(chǔ)系統(tǒng)必須直連到服務(wù)器上。,5DAS產(chǎn)品簡(jiǎn)介 浪潮英信NS3212 金存5100系列,4.2 NAS 4.2.1 基本概念 NAS是英文“Network Attached Storage”的縮寫(xiě)，中文意思是“網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)”，“網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)”。 也稱為“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器”或者“網(wǎng)絡(luò)磁盤(pán)陣列”。,NAS將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（例如以太網(wǎng)），連接到一群計(jì)算機(jī)上。并且在這個(gè)設(shè)備

4、上安裝了一個(gè)簡(jiǎn)化的操作系統(tǒng)，配備了必須的一些組件，其它設(shè)備都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)NAS服務(wù)器。,NAS存儲(chǔ)方式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),4.2.2 NAS的結(jié)構(gòu),從結(jié)構(gòu)上講，NAS是功能單一的精簡(jiǎn)型電腦，結(jié)構(gòu)圖如圖所示：,NAS的結(jié)構(gòu),一個(gè)NAS系統(tǒng)包括處理器，文件服務(wù)管理模塊和多個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)）。 NAS產(chǎn)品包括存儲(chǔ)器件（例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器陣列、CD或DVD驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器或可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì)）和集成在一起的簡(jiǎn)易服務(wù)器，可用于實(shí)現(xiàn)涉及文件存取及管理的所有功能。所有的存儲(chǔ)都由NAS服務(wù)器承擔(dān)，對(duì)服務(wù)器基本上沒(méi)影響。,NAS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案是基于局域網(wǎng)（LAN）而設(shè)計(jì)的，按照傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，

5、以文件的I/O（輸入/輸出）方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。NAS上可以存取任意格式的文件。 在LAN環(huán)境下，NAS已經(jīng)完全能實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)之間數(shù)據(jù)級(jí)共享。,4.2.3 NAS存儲(chǔ)方案,NAS存儲(chǔ)方案如圖所示。,NAS存儲(chǔ)方案,7.2.4 典型結(jié)構(gòu),典型的NAS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示。,4.2.5 優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),1、優(yōu)點(diǎn)： 管理和設(shè)置較為簡(jiǎn)單； 設(shè)備物理位置靈活 實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)的客戶機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的共享 降低服務(wù)器的資源 提供錯(cuò)誤恢復(fù)系統(tǒng)，并會(huì)通過(guò)E-mail系統(tǒng)將報(bào)警信息自動(dòng)發(fā)給系統(tǒng)管理員，同時(shí)NAS設(shè)備會(huì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并提供詳細(xì)的日志報(bào)告，以求全面保護(hù)數(shù)據(jù)。,2、缺點(diǎn)： 存儲(chǔ)性能較低，只適用于較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)?；蛘咻^低數(shù)據(jù)流

6、量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 備份過(guò)程消耗帶寬,4.3 SAN SAN英文全稱是Storage Area Network，即存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。 它是一種通過(guò)光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機(jī)等連接設(shè)備將磁盤(pán)陣列、磁帶等存儲(chǔ)設(shè)備與相關(guān)服務(wù)器連接起來(lái)的高速專用子網(wǎng)。,存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò),4.3.1 SAN的基本結(jié)構(gòu),SAN由三個(gè)基本的組件構(gòu)成：接口（如SCSI、光纖通道等）、連接設(shè)備（交換設(shè)備、網(wǎng)關(guān)、路由器、集線器等）和通信控制協(xié)議（如IP和SCSI等）,這三個(gè)組件再加上附加的存儲(chǔ)設(shè)備和獨(dú)立的SAN服務(wù)器，就構(gòu)成一個(gè)SAN系統(tǒng)。,4.3.2 SAN存儲(chǔ)方案,4.3.3 SAN的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn),1SAN的優(yōu)點(diǎn)： （1）可實(shí)現(xiàn)

7、大容量存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)共享 （2）可實(shí)現(xiàn)高速計(jì)算機(jī)與高速存儲(chǔ)設(shè)備的高速互聯(lián) （3）可實(shí)現(xiàn)靈活的存儲(chǔ)設(shè)備配置要求 （4）可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速備份 （5）提高了數(shù)據(jù)的可靠性和安全性,與NAS相比,SAN具有以下優(yōu)勢(shì): 1、具有無(wú)限的擴(kuò)展能力 2、具有更高的連接速度和處理能力 3、可使用于服務(wù)器集群、遠(yuǎn)程災(zāi)難恢復(fù)、因特網(wǎng)數(shù)據(jù)服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。,2SAN的缺點(diǎn)： （1）SAN方案成本高 （2）維護(hù)成本增加 （3）SAN標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一 （4）沒(méi)有文件系統(tǒng) （5）不能直接連到傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),4.3.4 應(yīng)用環(huán)境,1對(duì)數(shù)據(jù)安全性要求很高的企業(yè) 2對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)性能要求高的企業(yè) 3在系統(tǒng)級(jí)方面具有很強(qiáng)的容量（動(dòng)態(tài)）可擴(kuò)展性和靈活性的企

8、業(yè) 4具有超大型海量存儲(chǔ)特性的企業(yè) 5具有本質(zhì)上物理集中、邏輯上又彼此獨(dú)立的數(shù)據(jù)管理特點(diǎn)的企業(yè) 6實(shí)現(xiàn)對(duì)分散數(shù)據(jù)高速集中備份的企業(yè) 7數(shù)據(jù)在線性要求高的企業(yè) 8實(shí)現(xiàn)與主機(jī)無(wú)關(guān)的容災(zāi)的企業(yè),4.4 DAS、NAS和SAN存儲(chǔ)方案的比較 4.4.1 DAS與NAS存儲(chǔ)方案的比較 1DAS與NAS的典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)比,DAS的典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),NAS的典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),2NAS與DAS在其它方面的差異 NAS與DAS在其它方面的差異如下表所示：,4.4.2 NAS與SAN存儲(chǔ)方案的比較,SAN在異構(gòu)環(huán)境下不能實(shí)現(xiàn)文件共享 NAS有自己的文件系統(tǒng)管理。,4.4.3 三種存儲(chǔ)方案的比較和選用 根據(jù)不同的需求而定，

9、具體要考慮的方面： 1、存儲(chǔ)方案 2、管理 3、容量 4、帶寬 5、可擴(kuò)展性 6、距離,4.5 統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)FAS NAS+SAN=FAS 它可以同時(shí)支持SAN和NAS協(xié)議，以及光纖通道和以太網(wǎng)傳輸,4.5.1 融合NAS和SAN存儲(chǔ)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)FAS,目前業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)SAN和NAS融合的方式有兩個(gè)： 在SAN前增加NAS網(wǎng)關(guān)； NetApp的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。,NAS網(wǎng)關(guān)原理圖,統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)FAS,4.6 ISCSI iSCSI技術(shù)是一種由IBM公司研究開(kāi)發(fā)的，是一個(gè)供硬件設(shè)備使用的可以在IP協(xié)議的上層運(yùn)行的SCSI指令集，這種指令集合可以實(shí)現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行SCSI協(xié)議，使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上