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网络存储主要技术

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 一、 概述

存储系统是整个IT系统的基石,是IT技术赖以存在和发挥效能的基础平台。
早先的存储形式是存储设备(通常是磁盘)与应用服务器其他硬件直接安装于同一个机箱之内,并且该存储设备是给本台应用服务器独占使用的。
随着服务器数量的增多,磁盘数量也在增加,且分散在不同的服务器上,查看每一个磁盘的运行状况都需要到不同的应用服务器上去查看。更换磁盘也需要拆开服务器,中断应用。于是,一种希望将磁盘从服务器中脱离出来,集中到一起管理的需求出现了。不过,一个问题:如何将服务器和盘阵连接起来?
面临这样的问题,有厂商提出了SCSI协议,通过专用的线缆将服务器的总线和存储设备连接起来,通过专门的SCSI指令来实现数据的存储。后来发展到FC协议。这样,多个服务器可以通过SCSI线缆或光纤建立与存储系统的连接。这样的方式,我们称之为直接附加存储(DAS)。
二、网络存储行业应用
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  • 对数据安全性要求很高的企业
    典型行业: 电信、金融和证券
    典型业务: 计费
  •  对数据存储性能要求高的企业
    典型行业: 电视台、交通部门和测绘部门
    典型业务: 音频/视频、石油测绘和地理信息系统等
  •  在系统级方面具有很强的容量(动态)可扩展性和灵活性的企业
    典型行业: 各中大型企业
    典型业务: ERP系统、CRM系统和决策支持系统
  •  具有超大型海量存储特性的企业
    典型行业: 图书馆、博物馆、税务和石油
    典型业务: 资料中心和历史资料库
  •  对具有本质上物理集中、逻辑上又彼此独立的数据管理特点的企业
    典型行业:银行、证券和电信
典型业务:银行的业务集中和电信的运营支撑系统(BOSS)集中
  •  实现对分散数据高速集中备份的企业
    典型行业:各行各业
    典型业务:企业各分支机构数据的集中处理
  •  数据在线性要求高的企业
    典型行业:商业网站和金融
    典型业务:电子商务
  •  实现与主机无关的容灾的企业
    典型行业:大型企业
    典型业务:数据中心
DAS  : Direct Attached Storage,直接连接存储
(以服务器为中心)
  : Network Attached Storage,网络附加存储
(以数据为中心)
  : Storage Area Network,存储区域网络
(以网络为中心)
四、存储体系架构-DAS
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概念:通过IDE、SCSI以及光纤(FC)接口或线缆与服务器直接相连,以服务器为中心。
优点:磁盘与服务器分离,便于统一管理
缺点:
1.每个服务器都需要独立的存储设备
2.连接距离短,连接数量有限
3.数据分散,共享、管理困难
4.存储资源利用率低,单位成本高
5.扩展性差 ,新增服务器需单独配置存储设备
6.异构化严重,DAS方式使得企业在不同阶段采购了不同型号不同厂商的存储设备,
设备之间异构化现象严重,导致维护成本据高不下。
五、存储体系架构-NAS
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概念:使用一个专用存储服务器与网络直接相连,通过NFS或CIFS对外提供文件级访问服务。
优点:
1.基于NFS、CIFS文件级共享存取,支持HTTP和FTP
2.存储设备功能上独立于网络中的主服务器,不占用服务器资源
3.扩展较容易,广泛支持操作系统及应用,安装简单方便
4.即插即用
缺点:
1.相比SAN架构,存取速度慢
2.访问需要经过文件系统格式转换,不适合Block级应用
3.数据备份及恢复占用网络带宽
六、存储体系架构-SAN
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概念:将存储系统、服务器和客户端都通过网络相互连接的架构。
优点:
1.设备整合,多台服务器可以通过存储网络同时访问后端存储系统
2.数据集中,易管理
3.高扩展性,存储硬件功能的发挥不受LAN的影响
4.高可用性,复制、备份、恢复数据和安全的管理,容错能力强
5.适用于存储量大的Block级应用
缺点:
1.系统的安装和升级方面效率不高
2.相比NAS成本较高
七、SAN-提高企业信息的可用性
  1. 让存储设备发挥更大作用
  1. 直接连接存储(DAS)
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需超过50%的备用空间
存储容量不易扩展
管理成本5至6倍于购买成本
  1. 存储区域网络(SAN)
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仅需20%的备用空间,有效减少备用空间
可立即按需提供存储容量
整和UNIX与NT存储增长需求
2、信息的可用能力保障业务的正常运行
  1. 直接连接存储 (DAS)
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备份传输堵塞企业局域网
备份/恢复时间冗长
在备份/恢复期间,服务需要中断
  1. 存储区域网络(SAN)
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与基于网络或直接连接式的备份,SAN可令备份操作更快完成
企业应用程序可更快速恢复服务
缩短意外服务中断时间,尽快恢复遗失或损坏的数据
提高企业生产力
八、SAN-提高对应用系统的保护
  1. 直接连接存储 (DAS)
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三台重要应用软件服务器需要三台备用服务器
1:1故障切换,成本高昂
  1. 存储区域网络 (SAN)
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基于SAN群集提供高可用解决方案,明显降低成本
一台备用服务器可支持多台工作服务器
N:1切换
减少维护开支
九、存储体系架构的融合
  1. SAN和NAS经常被视为两种竞争技术,实际上,二者能够很好地相互补充,以提供对不同类型数据的访问。
SAN针对海量、面向数据块的数据传输,而NAS则提供文件级的数据访问和共享服务。
尽管这两种技术类似,但严格意义上讲NAS其实只是一种文件服务。NAS和SAN不仅各有应用场合,
也相互结合,许多SAN部署于NAS后台,为NAS设备提供高性能海量存储空间。
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通过IP SAN供给SAN资源,通过CIFS和NFS共享NAS资源
最大限度利用存储资源,在同一存储池中同时分配SAN 和 NAS 资源
为SAN和NAS同时提供存储服务,镜像、快照、复制、时间标记及动态容量申请等存储功能
统一的硬件和软件的管理

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