图文阐释DAS、NAS、SAN

图文阐释DAS、NAS、SAN 图文阐释DAS、NAS、SAN 2009-10-09 16:39:22 　标签：DAS NAS SAN　　　[推送到技术圈] 目前磁盘存储市场上，存储分类（如下表一）根据服务器类型分为：封闭系统的存储和开放系统的存储，封闭系统主要指大型机，AS400等服务器，开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器；开放系统的存储分为：内置存储和外挂存储；开放系统的外挂存储根据连接的方式分为：直连式存储（Direct-Attached Storage，简称DAS）和网络化存储（Fabric-Attached Storage，简称FAS）；开放系统的网络化存储根据传输又分为：网络接入存储（Network-Attached Storage，简称NAS）和存储区域网络（Storage Area Network，简称SAN）。由于目前绝大部分用户采用的是开放系统，其外挂存储占有目前磁盘存储市场的70%以上，因此本文主要针对开放系统的外挂存储进行论述说明。     表一： 存储入门：图文阐释DAS、NAS、SAN（图一）       今天的存储解决主要为：直连式存储（DAS）、存储区域网络（SAN）、网络接入存储（NAS）。如下表二： 存储入门：图文阐释DAS、NAS、SAN（图二）       开放系统的直连式存储（Direct-Attached Storage，简称DAS）已经有近四十年的使用历史，随着用户数据的不断增长，尤其是数百GB以上时，其在备份、恢复、扩展、灾备等方面的问题变得日益困扰系统管理员。       主要问题和不足为：     直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理，数据备份和恢复要求占用服务器主机资源（包括CPU、系统IO等），数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机（库），数据备份通常占用服务器主机资源20-30%，因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行，以免影响正常业务系统的运行。直连式存储的数据量越大，备份和恢复的时间就越长，对服务器硬件的依赖性和影响就越大。       直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接，带宽为10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，随着服务器CPU的处理能力越来越强，存储硬盘空间越来越大，阵列的硬盘数量越来越多，SCSI通道将会成为IO瓶颈；服务器主机SCSI ID资源有限，能够建立的SCSI通道连接有限。       无论直连式存储还是服务器主机的扩展，从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster)，或存储阵列容量的扩展，都会造成业务系统的停机，从而给企业带来经济损失，对于银行、电信、传媒等行业7×24小时服务的关键业务系统，这是不可接受的。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展，只能由原设备厂商提供，往往受原设备厂商限制。       存储区域网络（Storage Area Network，简称SAN）采用光纤通道（Fibre Channel）技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络。SAN经过十多年历史的发展，已经相当成熟，成为业界的事实标准（但各个厂商的光纤交换技术不完全相同，其服务器和SAN存储有兼容性的要求）。SAN娲⒉捎玫拇?宽??00MB/s、200MB/s，发展到目前的1Gbps、2Gbps。       网络接入存储（Network-Attached Storage，简称NAS）采用网络（TCP/IP、ATM、FDDI）技术，通过网络交换机连接存储系统和服务器主机，建立专用于数据存储的存储私网。随着IP网络技术的发展，网络接入存储（NAS）技术发生质的飞跃。早期80年代末到90年代初的10Mbps带宽，网络接入存储作为文件服务器存储，性能受带宽影响；后来快速以太网（100Mbps）、VLAN虚网、Trunk(Ethernet Channel) 以太网通道的出现，网络接入存储的读写性能得到改善；1998年千兆以太网（1000Mbps）的出现和投入商用，为网络接入存储（NAS）带来质的变化和市场广泛认可。由于网络接入存储采用TCP/IP网络进行数据交换，TCP/IP是IT业界的标准协议，不同厂商的产品（服务器、交换机、NAS存储）只要满足协议标准就能够实现互连互通，无兼容性的要求；并且2002年万兆以太网（10000Mbps）的出现和投入商用，存储网络带宽将大大提高NAS存储的性能。NAS需求旺盛已经成为事实。首先NAS几乎继承了磁盘列阵的所有优点，可以将设备通过标准的网络拓扑结构连接，摆脱了服务器和异构化构架的桎梏；其次，在企业数据量飞速膨胀中，SAN、大型磁带库、磁盘柜等产品虽然都是很好的存储解决方案，但他们那高贵的身份和复杂的操作是资金和技术实力有限的中小企业无论如何也不能接受的。NAS正是满足这种需求的产品，在解决足够的存储和扩展空间的同时，还提供极高的性价比。因此，无论是从适用性还是TCO的角度来说，NAS自然成为多数企业，尤其是大中小企业的最佳选择。       NAS与SAN的分析与比较       针对I/O是整个网络系统效率低下的瓶颈问题，专家们提出了许多种解决办法。其中抓住症结并经过实践检验为最有效的办法是：将数据从通用的应用服务器中分离出来以简化存储管理。 存储入门：图文阐释DAS、NAS、SAN（图三）     由图1可知原来存在的问题：每个新的应用服务器都要有它自己的存储器。这样造成数据处理复杂，随着应用服务器的不断增加，网络系统效率会急剧下降。 存储入门：图文阐释DAS、NAS、SAN（图四）     从图2可看出：将存储器从应用服务器中分离出来，进行集中管理。这就是所说的存储网络（Storage Networks）。     　　使用存储网络的好处：     　　统一性：形散神不散，在逻辑上是完全一体的。   　　实现数据集中管理，因为它们才是企业真正的命脉。   　　容易扩充，即收缩性很强。   　　具有容错功能，整个网络无单点故障。       专家们针对这一办法又采取了两种不同的实现手段，即NAS（Network Attached Storage）网络接入存储和SAN(Storage Area Networks)存储区域网络。     　　NAS：用户通过TCP/IP协议访问数据，采用业界标准文件共享协议如：NFS、HTTP、CIFS实现共享。   　　SAN：通过专用光纤通道交换机访问数据，采用SCSI、FC-AL接口。     　　什么是NAS和SAN的根本不同点？   　　NAS和SAN最本质的不同就是文件管理系统在哪里。如图： 存储入门：图文阐释DAS、NAS、SAN（图五）   由图3可以看出，SAN结构中，文件管理系统（FS）还是分别在每一个应用服务器上；而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议（如：NFS、CIFS）使用同一个文件管理系统。换句话说：NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。       NAS是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。SAN是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。将来从桌面系统到数据集中管理到存储设备的全面解决方案将是NAS加SAN。 存储基础知识一 主要技术DAS、SAN、NAS 2009-10-09 17:31:12 　标签：存储 DAS SAN NAS　　　[推送到技术圈] 一、直接附加存储（DAS） DAS（Direct Attached Storage—直接附加存储）是指将存储设备通过SCSI线缆或光纤通道直接连接到服务器上。一个SCSI环路或称为SCSI通道可以挂载最多16台设备，FC可以在仲裁环的方式下支持126个设备。 DAS方式实现了机内存储到存储子系统的跨越，但是缺点依然有很多： 1、扩展性差，服务器与存储设备直接连接的方式导致出现新的应用需求时，只能为新增的服务器单独配置存储设备，造成重复投资。 2、资源利用率低，DAS方式的存储长期来看存储空间无法充分利用，存在浪费。不同的应用服务器面对的存储数据量是不一致的，同时业务发展的状况也决定这存储数据量的变化。因此，出现了部分应用对应的存储空间不够用，另一些却有大量的存储空间闲置。 3、可管理性差，DAS方式数据依然是分散的，不同的应用各有一套存储设备。管理分散，无法集中。 4、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。 博客温国：DAS，直接连接服务器，每台服务器连接一个存储设备，浪费资源，管理分散，异构化严重。 二、存储区域网络（SAN） SAN（Storage Aera Network ）存储区域网络，是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用于主机和存储设备之间的访问。当有数据的存取需求时，数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。 SAN的发展历程较短，从90年代后期兴起，由于当时以太网的带宽有限，而FC协议在当时就可以支持1Gb的带宽，因此早期的SAN存储系统多数由FC存储设备构成，导致很多用户误以为SAN就是光纤通道设备，其实SAN代表的是一种专用于存储的网络架构，与协议和设备类型无关，随着千兆以太网的普及和万兆以太网的实现，人们对于SAN的理解将更为全面。 SAN的组成：SAN由服务器、后端存储系统、SAN连接设备。后端存储系统由SAN控制器和磁盘系统构成，控制器是后端存储系统的关键，它提供存储接入，数据操作及备份，数据共享、数据快照等数据安全管理，及系统管理等一系列功能。后端存储系统为SAN解决方案提供了存储空间。使用磁盘阵列和RAID策略为数据提供存储空间和安全保护措施。连接设备包括交换机，HBA卡和各种介质的连接线。 SAN的优点： 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，不必为每台服务器单独购买存储设备，降低存储设备异构化程度，减轻维护工作量，降低维护费用； 2、数据集中，不同应用和服务器的数据实现了物理上的集中，空间调整和数据复制等工作可以在一台设备上完成，大大提高了存储资源利用率； 3、高扩展性，存储网络架构使得服务器可以方便的接入现有SAN环境，较好的适应应用变化的需求； 4、总体拥有成本低，存储设备的整合和数据集中管理，大大降低了重复投资率和长期管理维护成本。 博客温国：这种架构意味着可以服务器共享存储系统，降低异构化，成本降低，数据集中便于维护，提高存储资源利用率。 三、网络附加存储（NAS） NAS（Network Attached Storage—网络附加存储），是一种文件共享服务。拥有自己的文件系统，通过NFS或CIFS对外提供文件访问服务。 NAS包括存储器件（例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和专用服务器。专用服务器上装有专门的操作系统，通常是简化的unix/linux操作系统，或者是一个特殊的win2000内核。它为文件系统管理和访问做了专门的优化。专用服务器利用NFS或CIFS，充当远程文件服务器，对外提供文件级的访问。 NAS的优点： 1、NAS可以即插即用。 2、NAS通过TCP/IP网络连接到应用服务器，因此可以基于已有的企业网络方便连接。 3、专用的操作系统支持不同的文件系统，提供不同操作系统的文件共享。 经过优化的文件系统提高了文件的访问效率，也支持相应的网络协议。即使应用服务器不再工作了，仍然可以读出数据。 NAS的缺点： 1、NAS设备与客户机通过企业网进行连接，因此数据备份或存储过程中会占用网络的带宽。这必然会影响企业内部网络上的其他网络应用；共用网络带宽成为限制NAS性能的主要问题。 2、NAS的可扩展性受到设备大小的限制。增加另一台NAS设备非常容易，但是要想将两个NAS设备的存储空间无缝合并并不容易，因为NAS设备通常具有独特的网络标识符，存储空间的扩大上有限。 3、NAS访问需要经过文件系统格式转换，所以是以文件一级来访问。不适和Block级的应用，尤其是要求使用裸设备的数据库系统。 博客温国：基于文件系统的共享是存储，结构上并行应用服务器的一台存储服务器，（走以太网，但经过文件系统格式转换。） 四、SAN和NAS 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。 NAS和SAN结合中出现了NAS网关这个部件。NAS网关主要由专为提供文件服务而优化的操作系统和相关硬件组成，可以看作是一个专门的文件管理器。NAS网关连接到后端上的SAN上，使的SAN的大容量存储空间可以为NAS所用。因此，NAS网关后面的存储空间可以根据环境的需求扩展到非常大的容量。 “NAS网关”方案主要是在NAS一端增加了可与SAN相连的“接口”，系统对外只有一个用户接口。NAS网关系统虽然在一定程度上解决了NAS与SAN系统的存储设备级的共享问题，但在文件级的共享问题上却与传统的NAS系统遇到了同样的可扩展性问题。当一个文件系统负载很大时，NAS网关很可能成为系统的瓶颈。 博客温国：NAS可以通过NAS网关接到后端的SAN网络，实行结合运用。 存储基础知识二 主要协议SCSI、FC、iSCSI 2009-10-09 17:32:12 　标签：存储 SCSI FC iSCSI 　　　[推送到技术圈] 一、SCSI SCSI是小型计算机系统接口（Small Computer System Interface）的简称，于1979首次提出，是为小型机研制的一种接口技术，现在已完全普及到了小型机，高低端服务器以及普通PC上。 SCSI可以划分为SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3，最新的为SCSI-3，也是目前应用最广泛的SCSI版本。 1、SCSI-1：1979年提出，支持同步和异步SCSI外围设备；支持7台8位的外围设备，最大数据传输速度为5MB/s。 2、SCSI-2：1992年提出，也称为Fast SCSI，数据传输率提高到20MB/s。 3、SCSI-3：1995年提出，Ultra SCSI（Fast-20）。Ultra 2 SCSI（Fast-40）出现于1997年，最高传输速率可达80MB/s。1998年9月，Ultra 3 SCSI（Utra 160 SCSI）正式发布，最高数据传输率为160MB/s。Ultra 320 SCSI的最高数据传输率已经达到了320MB/s。 二、FC（光纤通道） FC光纤通道：用于计算机设备之间数据传输，传输率达到2G（将来会达到4G）。光纤通道用于服务器共享存储设备的连接，存储控制器和驱动器之间的内部连接。 协议基本架构： FC-4 Upper Layer Protocol:SCSI,HIPPI,SBCCS,802.2,ATM,VI,IP FC-3 common service FC-2 Framing Protocol /Flow Control FC-1 Encode/Decode FC-0 Media:Optical or copper,100MB/sec to 1.062GB/sec 协议层说明： FC-0：物理层，定制了不同介质，传输距离，信号机制标准，也定义了光纤和铜线接口 以及电缆指标 FC-1：定义编码和解码的标准 FC-2：定义了帧、流控制、和服务质量等 FC-3：定义了常用服务，如数据加密和压缩 FC-4：协议映射层，定义了光纤通道和上层应用之间的接口，上层应用比如：串行SCSI 协 议，HBA 的驱动提供了FC-4 的接口函数，FC-4 支持多协议，如：FCP-SCSI,　FC-IP,FC-VI 协议简介： FCP-SCSI：是将SCSI并行接口转化为串行接口方式的协议，应用于存储系统和服务器之间的数据传输。新的ANSI T10 标准，支持SAN 上存储系统之间通过数据迁移应用来直接移动数据。 FCP-SCSI 提供200MB/s（全双工独占带宽）的传输速率，每连接最远达10 公里，最大16000000 个节点。FCP-SCSI 使用帧传输取代块传输。帧传输以大数据流传输方式传输短的小的事务数据。 三、iSCSI 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、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题，其优越的性能使其备受始关注与青睐。 工作流程： iSCSI系统由SCSI适配器发送一个SCSI命令。 命令封装到TCP/IP包中并送入到以太网络。 接收方从TCP/IP包中抽取SCSI命令并执行相关操作。 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。 系统提取出数据或命令，并把它们传回SCSI子系统。 安全性描述： iSCSI协议本身提供了QoS及安全特性。 可以限制initiator仅向target列表中的目标发登录请求，再由target确认并返回响应，之后才允许通信。 通过IPSec将数据包加密之后传输，包括数据完整性、确定性及机密性检测等。 iSCSI的优势： （1）广泛分布的以太网为iSCSI的部署提供了基础。 （2）千兆/万兆以太网的普及为iSCSI提供了更大的运行带宽。 （3）以太网知识的普及为基于iSCSI技术的存储技术提供了大量的管理人才。 （4）由于基于TCP/IP网络，完全解决数据远程复制（Data Replication）及灾难恢复（Disaster Recover）等传输距离上的难题。 （5）得益于以太网设备的价格优势和TCP/IP网络的开放性和便利的管理性，设备扩充和应用调整的成本付出小。 四、iSCSI和FC的比较 从传输层看，光纤通道的传输采用其FC协议，iSCSI采用TCP/IP协议。 FC协议与现有的以太网是完全异构的，两者不能相互接驳。因此光纤通道是具有封闭性的，而且不仅与现有的企业内部网络（以太网）接入，也与其他不同厂商的光纤通道网络接入（由于厂家对FC标准的理解的异样，FC设备的兼容性是一个巨大的难题）。因此，对于以后存储网络的扩展由于兼容性的问题而成为了难题。而且，FC协议由于其协议特性，网络建完后，加入新的存储子网时，必须要重新配置整个网络，这也是FC网络扩展的障碍。 iSCSI基于的TCP/IP协议，它本身就运行于以太网之上，因此可以和现有的企业内部以太网无缝结合。TCP/IP网络设备之间的兼容性已经无需讨论，迅猛发展的internent网上运行着全球无数家网络设备厂商提供的网络设备，这是一个最好的佐证。 从网络管理的角度看，运行FC协议的光网络，其技术难度相当之大。其管理采用了专有的软件，因此需要专门的管理人员，且其培训费用高昂。TCP/IP网络的知识通过这些年的普及，已有大量的网络管理人才，并且，由于支持TCP/IP的设备对协议的支持一致性好，即使是不同厂家的设备，其网络管理方法也是基本一致的。 FC运行于光网络之上，其速度是非常快的，现在已经达到了2G的带宽，这也是它的主要优势所在。下一代的FC标准正在制定当中，其速度可以达到4G，今天的千兆以太网已经在普及当中，这也是基于TCP/IP的iSCSI协议进入实用的保证。得益于优秀的设计，以太网从诞生到现在，遍及了所有有网络的地方，到现在依然表现出非凡的生命力，在全球无数网络厂商的共同努力下，以太网的速度稳步提升，千兆网络已经实际应用，万兆网络呼之欲出，以太网的主要部件交换机路由器均已有万兆级别的产品。随着产品的不断丰富，以及设备厂商间的剧烈竞争，其建设成本在不断下降，万兆网络的普及已日益临近。当iSCSI以10Gb的高速传输数据时，基于iSCSI协议的存储技术将无可争议的成为网络存储的王者。 本文出自 51CTO.COM技术博客 什么是“SCSI”硬盘 2009-10-09 13:09:06 　标签：SCSI　　　[推送到技术圈] 为了使硬盘能够适应大数据量、超长工作时间的工作环境，服务器一般采用高速、稳定、安全的SCSI硬盘。 现在的硬盘从接口方面分，可分为IDE硬盘与SCSI硬盘(目前还有一些支持PCMCIA接口、IEEE 1394接口、SATA接口、USB接口和FC-AL(FibreChannel-Arbitrated Loop)光纤通道接口的产品，但相对来说非常少);IDE硬盘即我们日常所用的硬盘，它由于价格便宜而性能也不差，因此在PC上得到了广泛的应用。 目前个人电脑上使用的硬盘绝大多数均为此类型硬盘。另一类硬盘就是SCSI硬盘了(SCSI即Small Computer System Interface小型计算机系统接口)，由于其性能好，因此在服务器上普遍均采用此类硬盘产品，但同时它的价格也不菲，所以在普通PC上不常看到SCSI的踪影。 同普通PC机的硬盘相比，服务器上使用的硬盘具有如下四个特点。 1、速度快 服务器使用的硬盘转速快，可以达到每分钟7200或10000转，甚至更高;它还配置了较大(一般为2MB或4MB)的回写式缓存;平均访问时间比较短;外部传输率和内部传输率更高，采用Ultra Wide SCSI、Ultra2 Wide SCSI、Ultra160 SCSI、Ultra320 SCSI等标准的SCSI硬盘，每秒的数据传输率分别可以达到40MB、80MB、160MB、320MB。 2、可靠性高 因为服务器硬盘几乎是24小时不停地运转，承受着巨大的工作量。可以说，硬盘如果出了问题，后果不堪设想。所以，现在的硬盘都采用了S.M.A.R.T技术(自监测、分析和报告技术)，同时硬盘厂商都采用了各自独有的先进技术来保证数据的安全。为了避免意外的损失，服务器硬盘一般都能承受300G到1000G的冲击力。 3、多使用SCSI接口 多数服务器采用了数据吞吐量大、CPU占有率极低的SCSI硬盘。SCSI硬盘必须通过SCSI接口才能使用，有的服务器主板集成了SCSI接口，有的安有专用的SCSI接口卡，一块SCSI接口卡可以接7个SCSI设备，这是IDE接口所不能比拟的。 4、可支持热插拔 热插拔(Hot Swap)是一些服务器支持的硬盘安装方式，可以在服务器不停机的情况下，拔出或插入一块硬盘，操作系统自动识别硬盘的改动。这种技术对于24小时不间断运行的服务器来说，是非常必要的。 我们衡量一款服务器硬盘的性能时，主要应该参看以下指标: 主轴转速 主轴转速是一个在硬盘的所有指标中除了容量之外，最应该引人注目的性能参数，也是决定硬盘内部传输速度和持续传输速度的第一决定因素。如今硬盘的转速多为5400rpm、7200rpm、10000rpm和15000rpm。从目前的情况来看，10000rpm的SCSI硬盘具有性价比高的优势，是目前硬盘的主流，而7200rpm及其以下级别的硬盘在逐步淡出硬盘市场。 内部传输率 内部传输率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素。硬盘数据传输率分为内外部传输率;通常称外部传输率也为突发数据传输率(Burstdata Transfer Rate)或接口传输率，指从硬盘的缓存中向外输出数据的速度。 目前采用Ultra 160 SCSI技术的外部传输率已经达到了160MB/s;内部传输率也称最大或最小持续传输率(Sustained Transfer Rate)，是指硬盘在盘片上读写数据的速度，现在的主流硬盘大多在30MB/s到60MB/s之间。由于硬盘的内部传输率要小于外部传输率，所以只有内部传输率才可以作为衡量硬盘性能的真正标准。本文出自 51CTO.COM技术博客 存储教程:FC SAN存储网络 2009-10-09 12:49:47 　标签：FC SAN　　　[推送到技术圈] Storage Area Network SAN存储区域网是指独立于服务器网络系统之外的高速光纤存储网络,这种网络采用高速光纤通道作为传输体, 以SCSI-3协议作为存储访问协议.将存储系统网络化，实现真正的高速共享存储。 随着Internet和网络技术的飞速发展，现代信息系统的数据呈爆炸式增长，数据的安全性和作业的连续性较之硬件设备本身更加重要，高速数据访问和平滑简单的扩容要求日益迫切。以前的存储技术只是将存储设备作为服务器的一个附属设备，服务器之间的大容量数据交换只能依赖传统的网络，在速度，安全性，跨平台共享，无限扩容等方面都无法适应IT技术发展的要求。SAN技术就是在这种情况下应运而生的。 技术特点 先进：光纤通道（Fibre Channel）SCSI 技术是SAN技术的物理基础。 Fibre Channel采用高频（1GHz）串行位（Bit）传送，单环速度可达100-200Mbyte/s（相当于Gigabit），双环共用可达到200-400Mbyte/s。每个环可挂接126个SCSI设备，不加中继时最远距离可达10Km。而且有很大的继续发展空间。传统的SCSI总线电缆因受制于电子技术和电气物理特性的限制，在速度（20-160MB/s），容量（每条总线8-16个SCSI设备），距离（1.5-25米）等方面都已近极限.   高效：Fibre Channel采用FC-AL仲裁环机制，使用Token（令牌）的方式进行仲裁，其效率远较传统Ethernet的CSMA/CD为高；另外，SAN的网络协议为SCSI-3，在数据流的包/桢结构上，其效率远较TCP/IP为高。安全：SAN不仅保留了传统的RAID，HA，Cluster等安全措施 ，而且提供了双环冗余，远程备份等新的安全手段。齐备：基于Fibre Channel的交换及接入设备，如Switch，Hub，Bridge等，以及基于SAN技术的各种管理及应用软件完全成熟并在国内外已有大量实际应用案例 。 巨大优势 1，基于千兆位的存储带宽，更适合大容量数据高速处理的要求 2，完善的存储网络管理机制，对所有存储设备，如磁盘阵列，磁带库等进行灵活管理及在线监测 3，将存储设备与主机的点对点的简单附属关系升华为全局多主机动态共享的模式 4，实现 LANfree， 数据的传输，复制，迁移，备份等在SAN网内高速进行，不需占用 WAN/LAN的网络资源 5，灵活的平滑扩容能力 6，兼容以前的各种SCSI存储设备  SAN全面突破了传统存储技术的局限性，将网络管理的概念引入到存储管理中，将存储技术带入了一片全新的天地。SAN不仅是存储技术简单的升级，而是存储技术发展过程中的一次重大革命，其应用和发展不可限量。 SAN技术面向大容量数据多服务器的高速处理，包括高速访问，安全存储，数据共享，数据备份，数据迁移，容灾恢复等各个层面，对电信，视频，Internet ICP/ISP，石油，测绘，金融，气象，图书资料管理，军事，电台等行业应用有重要的实用价值。 本文出自 51CTO.COM技术博客 什么是SAN 2008-05-28 22:36:45 　标签：SAN 存储 设备 处理器　　　[推送到技术圈] 什么是SAN SAN的一个概念是允许存储设备和处理器（服务器）之间建立直接的高速网络（与LAN相比）连接，通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。SAN可以被看作是存储总线概念的一个扩展，它使用局域网（LAN）和广域网（WAN）中类似的单元，实现存储设备和服务器之间的互连。这些单元包括：路由器、集线器、交换机和网关。 SAN可在服务器间共享，也可以为某一服务器所专有，既可以是本地的存储设备也可以扩展到地理区域上的其他地方。SAN的接口可以是企业系统连接（ESCON）、小型计算机系统接口（SCSI）、串行存储结构（SSA）、高性能并行接口（HIPPI）、光纤通道（FC）或任何新的物理连接方法。 SAN的另一个定义是：它是一个集中式管理的高速存储网络，由多供应商存储系统、存储管理软件、应用程序服务器和网络硬件组成，能够帮助您充分利用您所拥有的商业信息的价值。 由于SAN的基础是存储接口，所以是与传统网络不同的一种网络，常常被称为服务器后面的网络。SAN可被用来绕过传统网络的瓶颈，它通过以下三种方式支持服务器与存储设备之间的直接高速数据传输： 服务器到存储设备：这是服务器与存储设备之间的传统的相互作用模式，其优点在于多个服务器可以串行或并行地访问同一个存储设备。 服务器到服务器：SAN可用于服务器之间的高速大容量数据通信。 存储设备到存储设备：通过这种外部数据传输能力，可以在不需要服务器参与的情况下传输数据,从而使服务器周期能更多地用于其他活动如应用程序处理等。这样的例子还包括磁盘设备不需服务器参与就可以将数据备份到磁带设备上，以及跨SAN的远程设备镜像操作。 SAN 包括: SAN服务器：服务器基础结构是所有SAN解决方案的前提，这种基础结构是多种服务器平台的混合体，包括Windows NT、不同风格的UNIX和OS/390。由于服务器整合和电子商务的推动，对SAN的需求将不断增长。 SAN存储：存储基础结构是信息所依赖的基础，因此它必须支持公司的商业目标和商业模式。在这种情况下，仅仅使用更多和更快的存储设备是不够的，需要建立一种新的基础结构。和今天的基础结构相比，这种新的基础结构应该能够提供更好的网络可用性、数据访问性和系统管理性。SAN就是为了迎接这一挑战应运而生的，它解放了存储设备，使其不依赖于特定的服务器总线，而且将其直接接入网络。换句话说，存储被外部化，其功能分散在整个组织内部。SAN还支持存储设备的集中化和服务器群集，使其管理更加容易，费用更加低廉。 SAN互连：实现SAN需要考虑的第一个要素是，通过光纤通道之类的技术实现存储和服务器组件的连通性。以下所列的组件是实现LAN和WAN所使用的典型组件。与LAN一样，SAN通过存储接口的互连形成很多网络配置，并能够跨越很长的距离。 ----线缆和连接器 ----扩展器: 扩展器用来连接超过理论最大值的超长距离节点。 ----集线器: 通过集线器，一个逻辑环路上可以连接多达126个节点。 ----路由器: 存储路由是由数据通信领域的路由概念发展而来的一种新技术。存储路由器与网络路由器的不同在于，存储路由器数据的路由选择使用的是FCP（SCSI）之类的存储协议，而不是TCP/IP之类的通信协议。 ----网桥: 网桥的作用是使LAN/SAN能够与使用不同协议的其它网络通信。 ----网关: 网关是网络上用来连接两个或更多网络或设备的站点，可能执行也可能不执行协议转换。网关产品通常用来实现LAN到WAN的访问，通过网关，SAN可以延伸并越过WAN。 ----交换机: 交换机是用于连接大量设备、增加带宽、减少阻塞和提供高吞吐量的一种高性能设备。 SAN管理：为充分利用SAN在性能、可用性、成本、扩展性和互操作性方面的多种优势和功能，SAN的基础结构（交换机、路由器等）和它所连接的存储系统必须得到有效的管理。为简化SAN管理，SAN供应商需要调整简单网络管理协议（SNMP）、Web企业管理（WBEM）和企业存储资源管理（ESRM）标准，用以不间断地通过中央控制台监视和管理所有SAN的组件，另外，从中央控制台管理SAN的分区也是需要的。其中，遇到的最大挑战是确保所有的组件是可以互操作的，并且能够和不同的管理软件包合作。它包括: ----资产管理: 资产管理负责资源发现、资源认可和资源安置，其输出结果是资产的库存列表，包括生产商、型号信息、软件信息和许可证信息等。 ----容量管理: 容量管理规划SAN的大小，例如所需交换机的大小和数量。它还负责获取以下信息：未用空间/插槽、未分配卷、已分配卷的自由空间、备份数目、磁带数目、利用率、自由临时设备的百分比等。 ----配置管理: 配置管理根据要求提供以下信息：当前逻辑和物理配置数据、端口利用数据，以及设备驱动器数据等，它可以根据高可用性和连接性的商业要求配置SAN。配置管理在需要时会要求将存储资源的配置与服务器中的逻辑视图结合起来。例如，任何人配置了企业存储服务器都会影响该服务器的最终配置。 ----性能管理: 性能管理在需要时会要求改进SAN的性能，而且会在所有级别上执行问题解决方案--设备硬件和软件接口级、应用程序级、甚至文件级。这种方式要求所有SAN解决方案都遵守公共的、不依赖于平台的访问标准。 ----可用性管理: 可用性管理负责预防故障、在问题发生时对其加以纠正、对重要事件在其发展到致命之前提出告警。例如，如果发生了路径错误，可用性管理功能会确定是一个连接故障还是其它部件故障，然后分配另一条路径，通知工程师修复故障部件，并在整个过程中维持系统的运行。本文出自 51CTO.COM技术博客 本文出自 51CTO.COM技术博客 存储基础知识三 文件系统 2009-10-09 17:32:58 　标签：存储 文件系统　　　[推送到技术圈] 一、概述 文件系统定义了把文件存储于磁盘时所必须的数据结构及磁盘数据的管理方式。我们知道，磁盘是由很多个扇区（Sector）组成的，如果扇区之间不建立任何的关系，写入其中的文件就无法访问，因为无法知道文件从哪个扇区开始，文件占多少个扇区，文件有什么属性。为了访问磁盘中的数据，就必需在扇区之间建立联系，也就是需要一种逻辑上的数据存储结构。建立这种逻辑结构就是文件系统要做的事情，在磁盘上建立文件系统的过程通常称为“格式化”。 以Windows平台下最常见的FAT文件系统为例。FAT文件系统有两个重要的组成部分：FAT表（File Allocation Table）和数据存储区。FAT表是FAT文件系统的名称来源，它定义了存储数据的簇（Cluster，由2的n次方个Sector组成，n值根据分区大小而定，需综合考虑数据存取效率和存储空间的利用率）之间的链接关系，这种链接关系是一个单向链表，指向0xFF表示结束。依据一个簇编号所用bit数的不同，可分为FAT12、FAT16和FAT32文件系统。数据区存储的数据包含文件目录项（Directory Entries）和文件数据。文件目录项存储的是一个文件或目录的属性信息，包括文件名称（把目录也看成是文件）、读写属性、文件大小、创建时间、起始簇编号等，一个目录下的每个子目录和文件都对应一个表项记录。文件目录项以固定32字节的长度存储，以树型结构管理，其中根目录的位置是确定的。也就是说，根据分区根目录可以找到下级子目录和文件的起始簇编号，根据下级子目录又可以找到更下级目录或文件的起始簇编号。可见，FAT表和文件目录项是为了文件的访问和管理而建立的。应用程序要访问一个文件时，根据文件路径（逻辑分区号＋目录，如F:\software）和文件名称（如setup.exe）可从文件目录项中获得存储文件数据的起始簇号，之后从FAT表查询这个簇号对应的链表，就可以获得该文件对应的全部簇编号。从这些簇中读出全部数据，就得到一个完整的文件。 一般来说，文件系统是和操作系统紧密结合在一起的，不同的操作系统使用不同的文件系统，但有时为了兼容，不同操作系统也使用相同的文件系统。 二、主流文件系统特点 在Windows系列操作系统中，MS-DOS和Windows 3.x使用FAT16文件系统，默认情况下Windows 98也使用FAT16，Windows 98和Windows Me可以同时支持FAT16、FAT32两种文件系统，Windows NT则支持FAT16、NTFS两种文件系统，Windows 2000可以支持FAT16、FAT32、NTFS三种文件系统.每一种文件系统提供的功能与特点各不相同。比如FAT32文件系统。，采用32位的文件分配表，磁盘的管理能力大为增强。但由于文件分配表的增大，性能相对来说有所下降。此外，这个版本的文件系统不能向下兼容。 NTFS是随着 Windows NT操作系统而产生的，它的优点和FAT文件系统相比是有更好的安全性和稳定性，在使用中不易产生文件碎片，NTFS分区对用户权限作出了非常严格的限制，同时它还提供了容错结构日志，从而保护了系统的安全。但NTFS分区格式的兼容性不好，Windows 98/ME操作系统均不能直接访问该分区。对于超过4GB以上的硬盘，使用NTFS分区，可以减少磁盘碎片的数量，大大提高硬盘的利用率；NTFS可以支持的文件大小可以达到64GB，远远大于FAT32下的4GB；支持长文件名，支持的最大分区为 2TB。 在Linux系统中，每个分区都是一个文件系统，都有自己的目录层次结构。Linux的最重要特征之一就是支持多种文件系统,并可以和许多其它种操作系统共存。随着Linux的不断发展，它所支持的文件格式系统也在迅速扩充。特别是Linux 2.4内核正式推出后，出现了大量新的文件系统。Linux系统可以支持十多种文件系统类型包括：JFS、 ext、ext2、ext3、ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等。 操作系统 文件系统 特点 Windows 95、Windows 98、OSR2、Windows 98 SE、Windows Me、Windows 2000和Windows XP Fat文件系统 FAT12/FAT16和FAT32 可以允许多种操作系统访问，如MS-DOS、Windows 3.x、Windows 9x、Windows NT和OS/2等。这一文件系统在使用时遵循8.3命名规则(即文件名最多为8个字符，扩展名为3个字符)。最大的限制在于兼容性方面，Fat32不能保持向下兼容。当分区小于512M时，Fat32不会发生作用。单个文件不能大于4G。 Windows NT/2000 NTFS文件系统 支持文件系统故障恢复，尤其是大存储媒体、长文件名。分区大小可以达到2TB。通过使用标准的事物处理日志和恢复技术来保证分区的一致性。只能被Windows NT/2000所识别，不能被FAT文件系统所存取。 Windows longhorn Winfs 用以组织、搜索和共享多种多样的信息的存储平台。WinFS被设计为在无结构文件和数据库数据之间建立起更好的互操作性，从而提供快捷的文件浏览和搜索功能。 Linux Ext2/ ext3/ XFS等文件系统 是一种日志式文件系统。日志式文件系统的优越性在于：由于文件系统都有快取层参与运作，如不使用时必须将文件系统卸下，以便将快取层的资料写回磁盘中。因此每当系统要关机时，必须将其所有的文件系统全部卸下后才能进行关机。 UNIX 系统 NFS 网络文件系统，允许多台计算机之间共享文件系统，易于从所有这些计算机存放文件。 Windows 系列 CIFS 网络文件系统，允许多台计算机之间共享文件系统，易于从所有这些计算机存放文件。 AIX JFS 具有可伸缩性和健壮性，与非日志文件系统相比，它的优点是其快速重启能力：Jfs 能够在几秒或几分钟内就把文件系统恢复到一致状态。为满足服务器（从单处理器系统到高级多处理器和群集系统）的高吞吐量和可靠性需求而设计的。使用数据库日志处理技术，jsf 能在几秒或几分钟之内把文件系统恢复到一致状态。 Solaris Vxfs 日志式文件系统.建立文件的索引区，将操作记录在事件日志中，当系统发生意外时，能让系统迅速、完全地得到恢复。提供文件系统的照相功能，保证了数据的在线备份，提供文件系统的在线扩展，并提高了I/O吞吐率。 三、NFS和CIFS网络文件系统 NFS (Network File System，网络文件系统)是当前主流异构平台共享文件系统之一.主要应用在UNIX环境下。 最早是由SUN microsystem开发，现在能够支持在不同类型的系统之间通过网络进行文件共享，广泛应用在FreeBSD、SCO、Solaris等等异构操作系统平台， 允许一个系统在网络上与它人共享目录和文件。通过使用NFS，用户和程序可以象访问本地文件一样访问远端系统上的文件，使得每个计算机的节点能够像使用本地资源一样方便地使用网上资源。换言之，NFS 可用于不同类型计算机、操作系统、网络架构和传输协议运行环境中的网络文件远程访问和共享。 NFS的工作原理是使用客户端/服务器架构，由一个客户端程序和服务器程序组成。服务器程序向其它计算机提供对文件系统的访问，其过程就叫做“输出”。NFS 客户端程序对共享文件系统进行访问时，把它们从 NFS 服务器中“输送”出来。文件通常以“块” 为单位进行传输. 其尺寸是 8K (虽然它可能会将操作分成更小尺寸的分片).NFS 传输协议用于服务器和客户机之间文件访问和共享的通信，从而使客户机远程地访问保存在存储设备上的数据。 CIFS（Common Internet File Syste，公共互联网文件系统）是当前主流异构平台共享文件系统之一。主要应用在NT/Windows环境下，是由Microsoft公司开发。其工作原理是让CIFS协议运行于TCP/IP通信协议之上，让Unix计算机可以在网络邻居上被Windows计算机看到。 共享文件系统特点： 1、异构平台下的文件共享：不同平台下的多个客户端可以很容易的共享NAS中的同一个文件。 2、充分利用现有的LAN网络结构，保护现有投资。 3、容易安装，使用和管理都很方便，实现即插即用。 4、广泛的连接性：由于基于IP/Ethernet以及标准的NFS和CIFS，可以适应复杂的网络环境。 5、内部资源的整合：可以将内部的磁盘整合成一个统一的存储池，以卷的方式提供给不同的用户，每一个卷可以格式化成不同的文件系统。 6、允许应用进程打开一个远地文件，并能够在该文件的某一个特定的位置上开始读写数据。NFS 可使用户只复制一个大文件中的一个很小的片段，而不需复制整个大文件，在网络上传送的只是少量的修改数据。 需要注意的是，CIFS和NFS虽然同样也是文件系统（File System），但它并不能用于在磁盘中存储和管理数据，它定义的是通过TCP/IP网络传输文件时的文件组织格式和数据传输方式。利用CIFS和NFS共享文件实际涉及到两次的文件系统转换。客户端从服务器端申请一个文件时，服务器端首先从本地读出文件（本地文件系统格式），并以NFS/CIFS的格式封装成IP报文并发送给客户端。客户端收到IP报文以后，把文件存储与本地磁盘中（本地文件系统格式）。 四、存储系统与文件系统 提到NAS，通常会想到传统的NAS设备，它具有自己的文件系统，具有较大的存储容量，具有一定的文件管理和服务功能。NAS设备和客户端之间通过IP网络连接，基于NFS/CIFS协议在不同平台之间共享文件，数据的传输以文件为组织单位。虽然NAS设备常被认为是一种存储架构，但NAS设备最核心的东西实际上在存储之外，那就是文件管理服务。从功能上来看，传统NAS设备就是一个带有DAS存储的文件服务器。从数据的IO路径来看，它的数据IO发生在NAS设备内部，这种架构与DAS毫无分别。而事实上，很多NAS设备内部的文件服务模块与磁盘之间是通过SCSI总线连接的。至于通过NFS/CIFS共享文件，完全属于高层协议通信，根本就不在数据IO路径上，所以数据的传输不可能以块来组织。正是由于这种功能上的重叠，在SAN出现以后，NAS头设备（或NAS网关）逐渐发展起来，NAS over SAN的方案越来越多，NAS回归了其文件服务的本质。 由此可知，NAS与一般的应用主机在网络层次上的位置是相同的，为了在磁盘中存储数据，就必须要建立文件系统。有的NAS设备采用专有文件系统，而有的NAS设备则直接借用其操作系统支持的文件系统。由于不同的OS平台之间文件系统不兼容，所以NAS设备和客户端之间就采用通用的NFS/CIFS来共享文件。至于SAN，它提供给应用主机的就是一块未建立文件系统的“虚拟磁盘”。在上面建立什么样的文件系统，完全由主机操作系统确定。本文出自 51CTO.COM技术博客本文出自 51CTO.COM技术博客 存储基础知识（四）：RAID技术（上） 2009-10-09 17:33:41 　标签：存储 RAID　　　[推送到技术圈] 一、RAID概述 RAID为廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks），RAID技术将一个个单独的磁盘以不同的组合方式形成一个逻辑硬盘，从而提高了磁盘读取的性能和数据的安全性。不同的组合方式用RAID级别来标识。RAID技术是由美国加州大学伯克利分校D.A. Patterson教授在1988年提出的，作为高性能、高可靠的存储技术，在今天已经得到了广泛的应用。 二、RAID级别 RAID技术经过不断的发展，现在已拥有了从 RAID 0 到 5等6种明确标准级别的RAID 级别。另外，其他还有6、7、10（RAID 1与RAID 0的组合）、01（RAID 0与RAID 1的组合）、30（RAID 3与RAID 0的组合）、50（RAID 0与RAID 5的组合）等。不同RAID 级别代表着不同的存储性能、数据安全性和存储成本，下面将介绍如下RAID级别：0、1、2、3、4、5、6、01、10。 1、RAID0 RAID0也称为条带化（stripe），将数据分成一定的大小顺序的写道阵列的磁盘里，RAID0可以并行的执行读写操作，可以充分利用总线的带宽，理论上讲，一个由N个磁盘组成的RAID0系统，它的读写性能将是单个磁盘读取性能的N倍。且磁盘空间的存储效率最大（100％）RAID0有一个明显的缺点：不提供数据冗余保护，一旦数据损坏，将无法恢复。 RAID0应用于对读取性能要求较高但所存储的数据为非重要数据的情况下。 2、RAID1 RAID1成为镜像（mirror），它将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘，因此它的磁盘空间利用率为50％，在数据写入时时间会有影响，但是读的时候没有任何影响，RAID0提供了最佳的数据保护，一旦工作磁盘发生故障，系统自动从镜像磁盘读取数据，不会影响用户工作。 RAID1应用于对数据保护极为重视的应用。 3、RAID2 RAID2称为纠错海明码磁盘阵列，阵列中序号为2N的磁盘（第1、2、4、6……）作为校验盘，其余的磁盘用于存放数据，磁盘数目越多，校验盘所占比率越少。RAID2在大数据存储额情况下性能很高，RAID2的实际应用很少。 4、RAID3 RAID3采用一个硬盘作为校验盘，其余磁盘作为数据盘，数据按位或字节的方式交叉的存取到各个数据盘中。不同磁盘上同一带区的数据做异或校验，并把校验值写入到校验盘中。RAID3系统在完整的情况下读取时没有任何性能上的影响，读性能与RAID0一致，却提供了数据容错能力，但是，在写时性能大为下降，因为每一次写操作，即使是改动某个数据盘上的一个数据块，也必须根据所有同一带区的数据来重新计算校验值写入到校验盘中，一个写操作包含了写入数据块，读取同一带区的数据块，计算校验值，写入校验值等操作，系统开销大为增加。 当RAID3中有数据盘出现损坏，不会影响用户读取数据，如果读取的数据块正好在损坏的磁盘上，则系统需要读取所有同一带区的数据块，然后根据校验值重新构建数据，系统性能受到影响。 RAID3的校验盘在系统接受大量的写操作时容易形成性能瓶颈，因而适用于有大量读操作如web系统以及信息查询等应用或持续大块数据流（例如非线性编辑）的应用。 5、RAID4 RA