存储基础知识白皮书 内部公开
IP SAN的基本想法是通过高速以太网络连接服务器和后端存储系统。将SCSI指令和数据块经过高速以太网传输,继承以太网的优点,实现建立一个开放、高性能、高可靠性,高可扩展的存储资源平台。
IP SAN
将数据块和SCSI指令通过TCP/IP协议承载,通过千兆/万兆专用的以太网络连接应用服务器和存储设备,这样的解决方案称为IP SAN。
IP SAN遵循IETF的iSCSI标准,通过以太网实现对存储空间的块级访问,由于早先以太网速度,数据安全性以及系统级高容错要求等问题,这一标准经历了三年的认证过程,在包括IBM、HP、SUN、COMPAQ、DELL、Intel、Microsoft、EMC、HDS、Brocade等众多家厂商的努力,和万兆/千兆以太网10GBit Ethernet支撑下,IP SAN/iSCSI已解决了网络瓶颈,数据安全和容错等问题,进入了实用阶段。
IP SAN继承了IP网络的优点:
? 实现弹性扩展的存储网络,能自适应应用的改变。 ? 已经验证的传输设备保证运行的可靠性
? 以太网从1G向10G及更高速过渡,只需通过简单的升级便可得到极大的性能提升,
并保护投资
? IP跨长距离扩展能力,轻松实现远程数据复制和灾难恢复 ? 大量熟悉的网络技术和管理的人才减少培训和人力成本 将以太网的经济性引入存储 降低用户总体拥有成本。
2005-05-17
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1.4 NAS:网络附加存储
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:
? NAS可以即插即用。
? 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。 ? 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
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的应用,尤其是要求使用裸设备的数据库系统。
1.5 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。
2005-05-17
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第2章 主要协议和相关技术
关键字:SCSI FC iSCSI
2.1 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。
2.2 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。
2005-05-17
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此图需要更换 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:
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
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