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文档简介
1、DAS / NAS / IP SAN / FC SAN区别DAS:服务器直接后挂存储设备,最经济的一种结构。NAS:网络上直接挂接的存储设备,其实就是处于以太网上的一台利用NFS、CIFS等网络文件系统的文件共享服务器。SAN是网络上的磁盘,NAS是一个网络上的文件系统。IP SAN:应用iSCSI技术的SAN(storage area network)网络,传输介质为IP网。FC SAN:是应用光纤技术的SAN网络,传输介质为光纤,性能最高,目前使用最广。1.直连方式存储(Direct Attached Storage-DAS) 存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接到服务器。I/
2、O请求直接发送到存储设备。这种方式是连接单独的或两台小型集群的服务器。 它的特点是初始费用可能比较低。可是这种连接方式下,对于多个服务器或多台PC的环境,每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘,容量的再分配困难;对于整个环境下的存储系统管理,工作烦琐而重复,没有集中管理解决方案。所以整体的管理成本较高。 PC中的磁盘或只有一个外部SCSI接口的JBOD都属于DAS架构。2.网络附加存储(Network Attached Storage - NAS) NAS设备通常是集成了处理器和磁盘/磁盘柜,类似于文件服务器。连接到TCP/IP网络上(可以通过LAN或WAN),通过文件存取协议(例如NFS,C
3、IFS等)存取数据。 NAS将文件存取请求转换为内部I/O请求。这种方式是将存储设备连接到基于IP的网络中,不同于DAS和SAN,服务器通过“File I/O”方式发送文件存取请求到存储设备NAS。NAS上一般安装有自己的操作系统,它将File I/O转换成Block I/O,发送到内部磁盘。 NAS系统有较低的成本,易于实现文件共享。但由于它是采用文件请求的方式,相比块请求的设备性能差;并且NAS系统不适合于不采用文件系统进行存储管理的系统,如某些数据库。 NAS必须可以访问卷或者物理磁盘。NAS必须具有接入以太网的能力,也就是必须具备以太网卡。3IP SAN 如果SAN是基于TCP/IP的
4、网络,实现IP-SAN网络。这种方式是将服务器和存储设备通过专用的网络连接起来,服务器通过“Block I/O”发送数据存取请求到存储设备。 最常用的是iSCSI技术,就是把SCSI命令包在TCP/IP包中传输,即为SCSI over TCP/IP。IP SAN的优势在于: 利用无所不在的以太网络,一定程度上保护了现有投资。 IP存储超越了地理距离的限制,适合于对关键数据的远程备份。 IP网络技术成熟,不存在互操作性问题 IP存储减少了配置、维护、管理的复杂度。 IP网络已经被IT业界广泛认可网络管理软件和服务产品可供使用 千兆网的广泛使用大大提高了IP网络的性能 万兆网络技术的发展,使IP存
5、储在性能上可以超越FC存储4.存储区域网络(Storage Area Network FC SAN) 存储设备组成单独的网络,大多利用光纤连接,采用光纤通道协议(Fiber Channel,简称FC)。服务器和存储设备间可以任意连接,I/O请求也是直接发送到存储设备。 光纤通道协议实际上解决了底层的传输协议,高层的协议仍然采用SCSI协议,所以光纤通道协议实际上可以看成是SCSI over FC。存储区域网络的优点如下: 服务器和存储设备之间更远的距离(光纤通道网络:10公里相比较DAS的SCSI:25米); 高可靠性及高性能; 多个服务器和存储设备之间可以任意连接; 集中的存储设备替代多个独
6、立的存储设备,支持存储容量共享; 通过相应的软件使得SAN上的存储设备表现为一个整体,因此有很高的扩展性; 可以通过软件集中管理和控制SAN上的存储设备,提供数据共享; 由于SAN通常是基于光纤通道的解决方案,需要专用的光纤通道交换机和管理软件,以SAN的初始费用比DAS和NAS高。SAN与NAS的比较: 1、NAS设备一般都可以提供多种协议访问数据,而SAN只能使用SCSI协议访问。项目IP SANFC SAN说明技术成熟度IP SAN是在最近2年开始为业务说推行,并为用户说认识的新技术。FC SAN是从九十年代末即开始发展的存储网络技术,其发展已经历至少三代:1Gb、2Gb以及目前的4Gb
7、。其应用已将近十年,是非常成熟和可靠的技术,其采用和认可的广泛程度可以说是遍布几乎各类机构,大中小型企业的数据中心里。在技术成熟度上,FC SAN比IP SAN要高得多协议效率IP SAN实质上就是将SCSI指令封装在IP包中,利用IP技术进行包的传输,利用的是IP技术的广泛性和普及性。但是IP封装有一个显著的弱点:就是IP封装的开销大,效率低即任何一个IP包中要附加的包头和包尾,以及检验码过多因此其总体的效率不高比较FC SAN,将SCSI指令在FC包中进行封装,包头和包尾以及校验码所占比例非常低,因此其效率非常高从效率上看,FC SAN明显高于IP SAN,因此FC SAN更加适合于对效率
8、敏感的应用,例如对性能要求很高的数据库应用,而IP SAN则主要应用到对性能和效率要求不高的环境中,例如OA,文档处理,多媒体环境等性能IP SAN协议中的封装效率不高,因此IP SAN对环境的硬件速度要求更好,才能获得与FC差不多的性能,可惜的是目前IP SAN最好环境还只是在千兆网中,因此其性能目前还无法与FC SAN相比FC SAN协议本身效率高,同时目前FC SAN已经开始普遍部署4Gbps的环境,所以说FC SAN要比目前IP SAN性能块很多乐观地讲,10Gb即万兆网中IP SAN的性能可能会有显著改善,并能初步满足相关应用的要求,与目前FC SAN中的性能可以一比。稳定性和安全性
9、低高IP SAN是建立在普通IP网上,FC SAN是建立在FC网络中。FC网络的抗干扰性要强;同时FC网络的封闭性要高一些,不想IP网络非常开放,因此FC SAN协议上要相对安全和稳定。成本低高IP SAN的成本低主要体现在:- 设备价位低;- 运行维护费用低建议从上文分析,我们建议:- 在非关键环境中,在建设成本非常有限的条件下,可以考虑采用IP SAN;- 对于企业或者机构核心业务、关键业务中,其稳定性、性能、对技术的成熟度要求高,建议采用FC SAN,这样企业和机构的主要业务系统将更有保障其他方面兼容性:目前IP SAN主要完成的是Windows,Linux等较低端的服务器的兼容性测试;
10、厂商支持度:- 服务器方面,主要是PC Server厂商和低端Unix服务器明确支持,部分高端服务器还不支持;- 存储方面:虽然大多数存储都能支持IP SAN,但是在用户环境中应用的主要还是中低端存储FC SAN兼容性测试已非常充分,遍布所有高端、中端、以及低端的服务器均能支持,厂商支持度:不管服务器还是存储方面,几乎所有的服务器(不论档次)和独立存储系统都完全支持FC在兼容性和厂商支持度上看,同样建议对于重要和关键业务系统,目前还是要采用FC要更稳定和可靠。 2、NAS可以在一台盘阵上实现多台客户端的共享访问,包括同时访问某个目录或文件。而SAN方式下,除非所有的客户端都安装了专门的集群管理
11、系统或集群文件系统模块,否则不能将某个LUN共享,强制共享将会毁坏数据。性能上: FC性能最好,单端口可以达到2Gbps的带宽;NAS性能最差,即使采用千兆网络,通常只能3040MBps;单千兆iSCSI可以达到6070MBps;万兆网络下,单万兆口的速度可以超过500MBps。扩展性上: FC和iSCSI采用SAN的架构,扩展性最好,在存储网络中,易于增加用户或增加存储模块。应用成本上: FC的应用成本最高,需要配套的昂贵的光纤交换机(8端口光纤交换机大约34万元);每个服务器需要配光纤通道卡(光纤通道卡50001万元);以及采用光纤介质;相比之下,iSCSI只需要普通的以太网交换机(8端口
12、千兆交换机1000元);服务器本身带有千兆网口,即使增加一个网卡也就是500元,采用普通的超五类线就可以,价格可以忽略不计;市场定位: FC占据高端,iSCSI处于中高端,NAS和DAS处于低端 随着越来越多机构对数据中心基础架构的改造,大多数客户对SAN比较了解并开始应用。但最近不少厂商开始向客户介绍IP SAN,使得其中不少客户对什么是FC SAN、什么是IP SAN、两者之间的区别以及如何在自己的建设环境中进行选择,有不少疑惑。本文就FC SAN和IP SAN的特点、差异、成熟度、以及如何选用等给出相应说明,请予参考。FC SAN和IPSAN说明: SAN(全称Storage Area
13、Network,存储局域网络)的诞生,使存储空间得到更加充分的利用,并使得安装和管理更加有效。 SAN是一种将存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术。SAN本身就是一个存储网络,承担了数据存储任务,SAN网络与LAN业务网络相隔离,存储数据流不会占用业务网络带宽。 在SAN网络中,所有的数据传输在高速、高带宽的网络中进行,SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问,提高了存储的性能和升级能力。 早期的SAN采用的是光纤通道(FC,Fiber Channel)技术,所以,以前的SAN多指采用光纤通道的存储局域网络,到了iSCSI协议出现以后,为了区分,业界就把SAN分为FC SA
14、N和IP SAN。 iSCSI(互联网小型计算机系统接口)是一种在TCP/IP上进行数据块传输的标准。它是由Cisco和IBM两家发起的,并且得到了各大存储厂商的大力支持。iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行快速的数据存取备份操作。 iSCSI标准在2003年2月11日由IETF(互联网工程任务组)认证通过。iSCSI继承了两大最传统技术:SCSI和TCP/IP协议。这为iSCSI的发展奠定了坚实的基础。 基于iSCSI的存储系统只需要不多的投资便可实现SAN存储功能,甚至直接利用现有的TCP/IP网络。相对于以往的网络存储技术,它解决了开放性、容
15、量、传输速度、兼容性、安全性等问题,其优越的性能使其备受关注与青睐。 在实际工作时,是将SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中,然后通过IP网络进行传输。具体的工作流程如下: (1) iSCSI系统由SCSI适配器发送一个SCSI命令。 (2) 命令封装到TCP/IP包中并送入到以太网络。 (3) 接收方从TCP/IP包中抽取SCSI命令并执行相关操作。 (4) 把返回的SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中,将它们发回到发送方。 (5) 系统提取出数据或命令,并把它们传回SCSI子系统。相关资料FC(Fibre Channel,光纤通道) 具有传输速度快、可靠性高、传输距离远等特点FC
16、SAN支持三种基本的拓扑架构,包括点对点、仲裁回路及交换式光纤网络。点对点(Point-to-Point)拓扑架构 这是最简单的一种拓扑架构,允许两节点之间直接通信。这种架构常用于将一台存储设备直接连接到一台服务器的环境。点对点的连接方式虽然架构简单,且能提供高速传输能力,但在扩充性方面受到限制。如果想在点对点的环境中新增任何存储设备,只能在服务器上安装多个适配卡,并分别与每台机器建立连接。仲裁环路(Arbitrated Loop)拓扑架构 这是一种单向的环状架构。在仲裁环路中,每个节点的发送器将数据传送到下一个节点的接收器,环路中的所有设备必须根据仲裁进行数据存取。当环路中的某一节点欲向另一
17、个目标节点发送数据时,必须先取得使用的许可,在获得许可后,发送节点与目标节点将建立起点对点的传输通道。采用仲裁环路架构,可连接127台存储设备,虽然扩充性得到增强,但在性能上仍受到限制。比如,所有设备共享带宽时,同一时间仅能存在单一连接,致使传输效率受到影响。 交换式光纤网络(Switched Fabric)拓扑架构 交换式光纤网络即服务器与存储设备间通过交换机进行连接。这种通过交换机构建的光纤网络传输效率更高,各装置间的传输连接可同时存在,并且支持区域划分(Zoning),系统的安全性得以增强,同时扩充性也非常好。IP SAN是基于TCP/IP数据传输技术构建的存储区域网络,可以将SCSI的
18、指令通过TCP通信协议传送到远方,以达到控制远程存储设备的目的。构建IPSAN网络,主机端必须具备处理iSCSI封包的能力。此能力的获得有两种方式:一是在不改变硬件的情况下,安装专门处理封包的软件驱动程序,并通过计算机中央处理单元来处理相关的指令和数据;二是采用具有TCP/IP卸除能力的网络卡(TCP/IPOffloadEngine),又称TOE卡,通过硬件直接处理封包,从而降低了中央处理器的负荷,提升了主机的性能。在交换设备方面,IPSAN可以使用既有的交换设备,不用增加额外设备。在传输媒介方面,IPSAN可直接使用既有的线路,从而节省了重新更换线材及布线的成本。相比FCSAN,IPSAN提
19、供了更快的部署方案,降低了部署存储区域网络的复杂度,同时节省了成本。SAN NAS和FC ISCSI NFS CIFS尽管IPSAN与NAS采用的协议都是以IP网络为基础,传输的介质实体都是相同的以太网络,但因为存取方式上的差异,IPSAN的存储设备并不能当作NAS使用,反之亦然。因此如果用户在SAN的块数据读取外还有文件共享的需求,就必须分别购置SAN与NAS存储设备由于SAN与NAS、IPSAN与FCSAN都是各自独立的设备,必须分别进行配置管理工作,对中小企业的系统管理员来说管理过程复杂繁琐。另外这种各自孤立的存储结构,实际上也无法统一管理所有的存储资源,数据资源管理方面也并不灵活。多协
20、议存储设备的四种类型存储设备对多协议支持的需要并非始于今日,只是过去的解决方式比较麻烦并不经济。例如NAS网关可将FCSAN或IPSAN磁盘阵列的多余空间划分出一部分,供文件存取之用。如此一来就能在统一的存储环境下,同时实现块数据读取和文件服务。附带的好处还包括NAS网关通常内含自身的高速缓存,因此对SAN的应用性能影响较低。但副作用就是,用户仍然需要负担NAS网关的购置和管理费用。其它可行的方式,还有通过可支持光纤信道与iSCSI两种协议的路由器进行协议转换,让原来支持光纤信道的设备也能通过IP网络存取,或是透过比较便宜的IP网络,将本地端FCSAN的数据复制到远程的另一个FCSAN中,但用
21、户同样也要付出额外的购置成本。对用户来说,最方便的还是可以在单一设备中同时支持多种协议的通用存储设备。根据支持协议的不同,这类通用融合型存储设备可分为四种类型:常见存储网络协议第一类:FC+iSCSI+CIFS/NFS即同时支持FC与iSCSI两种块数据读取协议,以及CIFS、NFS两种最普遍的文件传输协议。显然,这种类型的存储设备能支持的范围最广,无论是SAN、NAS,还是光纤信道、以太网络等不同类型的传输通道都能支持。企业可以应用单一的系统满足各类存取要求,无论是管理或是建置都相当方便。这类系统可分为两类,第一类基于NAS,从NAS延伸到SAN,例如NetApp的产品即是这个类型的典型;第
22、二类是以相反的路线延伸,即以FCSAN的磁盘阵列为基础,通过在控制器增加支持不同传输埠的板卡,来支持iSCSI与NAS的存取。第二类:FC+CIFS/NFS基本上这种组合就是FCSAN加上NAS网关的衍生发展,只不过之前的解决方案是在FCSAN中额外增加一套NAS网关,而现在则是在FC存储设备的控制器中,增加可支持CIFS/NFS文件存取的板卡。第三类:iSCSI+CIFS/NFS由于同样都使用以太网络作为传输介质,因此,iSCSI加NAS是顺利成章的组合,如果不特别追求,任何能连接IP网络的服务器都能作为NAS使用。而现在有许多现成的iSCSITarget软件可用,可轻易把服务器当成iSCS
23、I的设备,因此iSCSI+CIFS/NFS这种组合已非常普遍。第四类:FC+iSCSI严格来说,这类产品并不能说是NAS,因为它只能支持SAN的块数据读取环境。这种产品的特色是能够支持光纤信道和以太网络两种传输方式,因此企业可在数据库或ERP等关键任务上应用光纤信道,以取得较佳的应用性能;至于像数据库测试开发等不特别追求性能的应用,就可改由iSCSI服务,故这种组合能兼顾性能和成本。NASNAS(NetworkAttachedStorage)网络附加存储。在NAS存储结构中,存储系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机,而直接通过网络接口与网络直接相连,由用户通过网络访问。NAS实际上是
24、一个带有瘦服务器的存储设备,其作用类似于一个专用的文件服务器。这种专用存储服务器去掉了通用服务器原有的不适用的大多数计算功能,而仅仅提供文件系统功能。与传统以服务器为中心的存储系统相比,数据不再通过服务器内存转发,直接在客户机和存储设备间传送,服务器仅起控制管理的作用。3 NAS NAS(Network Attached Storage)网络附加存储。在NAS存储结构中,存储系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机,而直接通过网络接口与网络直接相连,由用户通过网络访问。 NAS实际上是一个带有瘦服务器的存储设备,其作用类似于一个专用的文件服务器。这种专用存储服务器去掉了通用服务器原有的不适用的大多数计算功能,而仅仅提供文件系统功能。与传统以服务器为中心的存储系统相比,数据不再通过服务器内存转发,直接在客户机和存储设备间传送,服务器仅起控制管理的作用。3.1.NAS的主要特点:lNAS使用了传统以太网协议,当进行文件共享时,则利用了NFS和CIFS以沟通NT和Uni
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