存储类型及协议

文章目录
  1. DAS

  2.    直连存储(Direct Attached Storage):是一种存储设备与服务器直接相连的架构。DAS为服务器提供块级的存储服务(非文件系统级)。DAS的例子有:服务器内部的硬盘,直接连接到服务器上的磁带库,直接连接到服务器上的外部的硬盘盒。基于存储设备与服务器间的位置关系,DAS分为内部DAS和外部DAS两类。

    内部DAS:
       在内部DAS架构中,存储设备通过服务器机箱内部的并行或串行总线连接到服务器上。但是,物理的总线有距离限制,只能支持短距离的高速数据传输。此外,很多内部总线能连接的设备数目也有限,并且将存储设备放在服务器机箱内部,也会占用大量的空间 ,对服务器其它部件的维护造成困难。

    外部DAS:
       在外部DAS结构中,服务器与外部的存储设备直接相连。在大多数情况下,他们之间通过FC协议或者SCSI协议进行通信。与内部DAS相比,外部DAS克服了内部DAS对连接设备的距离和数量的限制。另外,外部DAS还可以提供存储设备集中化管理,更加方便。
    Linux查看SCSI设备ID命令:lsscsi

  3. NAS

  4.    网络附加存储(Network Attached Storage)是连接到一个局域网的基于IP的文件共享设备。NAS通过文件级的数据访问和共享提供存储资源,使客户能够以最小的存储管理开销快速直接共享文件;采用NAS可以不用建立多个文件服务器,是首选的文件共享存储解决方案;NAS还有助于消除用户访问通用服务器时的瓶颈;NAS使用网络和文件共享协议进行归档和存储,这些协议包括进行数据传输的TCP/IP和提供远程文件服务的CIFS、NFS。

    NAS提供如下优点:

    • 支持全面获取信息:NAS实现高效的文件共享,支持多对一和一对多配置。多对一配置允许NAS可同时被多个客户端访问;一对多配置允许一个客户端可同时连接多个NAS设备。
    • 提高效率:NAS设备提供专用的操作系统提供文件服务,可以减少通用文件服务器的文件服务操作,提高通用服务器的利用率,消除通用服务器访问文件时的瓶颈。
    • 提高灵活性:NAS使用行业标准协议,对UNIX客户端和Windows客户端具有很好的兼容性。不同类型的客户端在访问同一资源时能灵活的提供服务。
    • 外集中存储:集中的数据存储,减少客户端工作站的重复数据,简化数据管理,并提供更高的数据保护。
    • 简化管理:提供一个控制台集中管理,可以有效地管理文件系统。
    • 可扩展性:根据不同的利用率配置和各种业务应用可提供高性能、低延迟扩展。
    • 高可用性 - 通过本地集群:NAS设备可以使用集群技术用于故障切换。NAS使用冗余的网络组件,提供多连接选项。复制功能和恢复选项丰富,可实现数据高可用性。
    • 安全:通过用户身份验证、文件锁定和符合业界标准的安全架构相结合的方式确保数据安全性。
  5. SAN

  6.    存储区域网络(Storage Area Networks):是一个用在服务器和存储资源之间的、专用的、高性能的网络体系。它为了实现大量原始数据的传输而进行了专门的优化。因此,可以把SAN看成是对SCSI协议在长距离应用上的扩展。SAN使用的典型协议组是SCSI和Fiber Channel 。 Fiber Channel特别适合这项应用,原因在于一方面它可以传输大块数据,另一方面它能够实现远距离传输。SAN的市场主要集中在高端的,企业级的存储应用上。这些应用对于性能,冗余度和数据的可获得性都有很高的要求。像存储阵列,备份设备等组件都可以称为存储设备。
       在一个SAN架构中,可以支持多达1677万个存储设备互联。组件之间的连接距离最远可以达20000公里。从第一个SAN基础设施开始到现在,数据的传输速度已经提高了很多。目前,数据传输速度达到了16 Gb/s ,甚至现在可能达到40 Gb/s 。在一个SAN环境中,即使有如此之多的组件和功能,也可以非常容易的管理,因为有许多用于监控,管理和报告类的工具。目前,没有一家公司的ICT基础设施规模能达到1677万个SAN组件的上限。然而,我们可以发现,现在有些大公司的设备,都需要横跨整个地球来支撑从中国到美国,从欧洲到非洲的商业活动。来自世界各地的员工,可能需要随时访问公司的数据,例如来自巴西的员工可能需要访问存储在深圳服务器上的数据。
       在SAN存储架构中,可靠性是最重要的一个因素。在一个设计良好的SAN系统中,需要防止因为单个组件失效而导致整个基础设施故障。一个好的设计不会有单点故障(SPOF)。这意味着,任何一个组件失效,整个IT基础设施仍然是可用的。
       设计SAN的第一步是选择SAN组件。第二步是设计一个可靠的SAN。
       当为一个大公司建设一个存储区域网络(SAN)时, 单个组件的质量是非常重要,设备的质量等级由低到高通常分类为:个人使用;小型办公环境;企业类设备。很显然,一个企业的SAN组件需要选用企业级组件。一个企业级组件需要达到99.999%的可靠性。在企业生产环境中,一个企业级组件需要一天24小时不间断的连续运行很多年,而笔记本电脑和打印机,则每天只需要工作几个小时,对可靠性的要求比较低。一个评级为99.999%的组件,意味着一年最多只能停机5分15秒,当然,大多数的组件能一年365天不停机运行很多年而不发生问题。所以,在设计SAN时,所有的组件都应采用最好的组件。

    常用的光纤连接介质

    介质类型 发射器 速率 距离
    9μm单模光纤 1550nm长波光激光器 1 Gbit/s 2m - 50km
    2 Gbit/s 2m - 50km
    1300nm长波光激光器 1 Gbit/s 2m - 10km
    2 Gbit/s 2m - 2km
    4 Gbit/s 2m - 2km
    50μm多模光纤 850nm短波光激光器 1 Gbit/s 0.5m - 500m
    2 Gbit/s 0.5m - 300m
    4 Gbit/s 0.5m - 170m
    62.5μm多模光纤 1 Gbit/s 0.5m - 300m
    2 Gbit/s 0.5m - 150m
    4 Gbit/s 0.5m - 70m

    FC SAN与IP SAN比较

    描述 FC SAN IP SAN
    网络速率 4Gb、8Gb、16Gb 1Gb、10Gb、40Gb
    网络架构 单独建设光纤网络和HBA卡 使用现有IP网络
    传输距离 受到光纤传输距离的限制 理论上没有距离限制
    管理、维护 技术和管理较复杂 与IP设备一样操作简单
    兼容性 兼容性差 与所有IP网络设备都兼容
    性能 非常高的传输和读写性能 目前主流1Gb,10Gb正在发展
    成本 购买(光纤交换机、HBA卡、光纤磁盘阵列等)、维护(培训人员、系统设置与监测等)成本高 与FC-SAN相比,购买与维护成本都较低,有更高的投资收益比例
    容灾 容灾的硬件、软件成本高 本身可以实现本地和异地容灾,且成本低
    安全性 较高 较低

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