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存储设备DAS、NAS、IP SAN、FC SAN

时间:2009-08-25    点击: 次    来源:本站原创    作者:佚名 - 小 + 大

DAS

  DAS即直连方式存储,英文全称是Direct Attached Storage。
  中文翻译成“直接附加存储”。顾名思义,在这种方式中,
  存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接到服务器的。I
  /O(输入/输出)请求直接发送到存储设备。
  DAS,也可称为SAS(Server-Attached Storage,服务器附加存储)。它依赖于服务器,其本身是硬件的堆叠,不带有任何存储操作系统。
  DAS的适用环境
  1) 服务器在地理分布上很分散,通过SAN(存储区域网络)或NAS(网络直接存储)在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子);
  2) 存储系统必须被直接连接到应用服务器(如Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的“原始分区”)上时;
  3) 包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,它们需要直接连接到存储器上,群件应用和一些邮件服务也包括在内。
  典型DAS结构如图所示
  对于多个服务器或多台PC的环境,使用DAS方式设备的初始费用可能比较低,可是这种连接方式下,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。所以整体的拥有成本(TCO)较高。目前DAS基本被NAS所代替。下面是DAS与NAS的比较。
  

 
 
 
 
 
NAS(Network Attached Storage:网络附属存储)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。按字面简单说就是连接在网络上, 具备资料存储功能的装置,因此也称为“网络存储器”。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。
  NAS定义
  
NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器,包括存储器件(例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和内嵌系统软件,可提供跨平台文件共享功能。NAS通常在一个LAN上占有自己的节点,无需应用服务器的干预,允许用户在网络上存取数据,在这种配置中,NAS集中管理和处理网络上的所有数据,将负载从应用或企业服务器上卸载下来,有效降低总拥有成本,保护用户投资。
  NAS本身能够支持多种协议(如NFSCIFSFTPHTTP等),而且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站,采用IENetscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。
  SAN 和NAS的区别:
  SAN是一种网络,NAS产品是一个专有文件服务器或一个只能文件访问设备。
  SAN是在服务器和存储器之间用作I/O路径的专用网络。
  SAN包括面向块(SCIS)和面向文件(NAS)的存储产品。
  NAS产品能通过SAN连接到存储设备
  NAS的外观
  NAS是功能单一的精简型电脑,因此在架构上不像个人电脑那么复杂,像键盘、鼠标、荧幕、音效卡、喇叭、扩充漕、各式连接口等都不需要;在外观上就像家电产品,只需电源与简单的控制钮。NAS在架构上与个人电脑相似,但因功能单纯,可移除许多不必要的连接器、控制晶片、电子回路,如键盘鼠标USBVGA等。
 

IP SAN

  SAN(Storage Area Network,存储局域网络)的诞生,使存储空间得到更加充分的利用以及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-SAN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。

FC SAN

  SAN(Storage Area Network,存储局域网络)的诞生,使存储空间得到更加充分的利用以及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-SAN和IP-SAN。
  FC开发于1988年,最早是用来提高硬盘协议的传输带宽,侧重于数据的快速、高效、可靠传输。到上世纪90年代末,FC SAN开始得到大规模的广泛应用。
  FC光纤通道拥有自己的协议层,它们是:
   FC-0:连接物理介质的界面、电缆等;定义编码和解码的标准。
   FC-1:传输协议层或数据链接层,编码或解码信号。
   FC-2:网络层,光纤通道的核心, 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。
  光纤通道的主要部分实际上是FC-2。其中从FC-0到FC-2被称为FC-PH,也就是“物理层”。光纤通道主要通过FC-2来进行传输,因此,光纤通道也常被成为“二层协议”或者“类以太网协议”。
  按照连接和寻址方式的不同,光纤通道支持三种拓扑方式:
   PTP(点对点):一般用于DAS(直连式存储)设置
   FC-AL(光纤通道仲裁环路):采用FC-AL仲裁环机制,使用Token(令牌)的方式进行仲裁。光纤环路端口,或交换机上的FL端口,和HBA上的NL端口(节点环)连接,支持环路运行。采用FC-AL架构,当一个设备加入FC-AL的时候,或出现任何错误或需要重新设置的时候,环路就必须重新初始化。在这个过程中,所有的通信都必须暂时中止。由于其寻址机制,FC-AL理论上被限制在了127个节点。
   FC-SW(FC Switched 交换式光纤通道):在交换式SAN上运行的方式。FC-SW可以按照任意方式进行连接,规避了仲裁环的诸多弊端,但需要购买支持交换架构的交换模块或FC交换机。

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