IP_SAN存储方案

IPSAN存储方案企业存储技术发展日新月异，早期大型服务器的DAS技术（DirectAttachedStoragipsane，直接附加存储，又称直连存储），后来为了提高存储空间的利用及管理安装上的效率，因而有了SAN（StorageAreaNetwork，存储局域网络）技术的诞生，SAN可说是DAS网络化发展趋势下的产物。早先的SAN采用的是光纤通道（FC，FiberChannel）技术，所以在iSCSI出现以前，SAN多半单指FC而言。一直到iSCSI问世，为了方便区别，业界才分别以FC-SAN及iSCSI-SAN的称呼加以分辨。紧接着，为了能在多用户网络环境中，做好档案集中化分享管理的工作，采用全然不同于以往的文件协议（FileProtocol）数据存取方式的NAS（NetworkAttachedStorage；网络附加存储）方案也应运而生。它的出现，为以太网络的成熟及重要，做了最佳脚注。日益发展及成熟的因特网，更进一步成为了IP存储方案成长壮大的最佳腹地及平台，现成的架构、协议、标准、基础设施及管理工具，莫不吸引着寻求最佳存储方案者的目光。此背景，加上FC-SAN高不可攀的成本及管理门坎的障碍，另一存储成员iSCSI（InternetSCSI）也来报到了。iSCSI的出现，标志着低价化SAN方案的问世。从IPSAN到iSCSISAN所谓iSCSI亦即通过IP网络，将SCSI区块数据转换成网络封包的一种传输标准，它和NAS一样通过IP网络来传输数据，但在数据存取方式上，则采用与NAS不同的，而与FC-SAN相同的BlockProtocol协议。iSCSI最早是由IBM和Cisco于2001年制定的。事实上，为了解决FC-SAN在价格及管理上的诸多门坎，各家早有不同协议的IPSAN的研究开发。这些IPSAN的架构，其实与iSCSI大同小异，只不过并非走标准化的协议（事实上，在iSCSI标准化之前，也没有什么标准不标准的问题），而是各家自行研发的协议，所以基本上各家IPSAN是不兼容的。目录第一章存储技术的发展趋势.......................................................................................11、iSCSI，即将到来的存储革命..........................................................................32、IP存储的优势...................................................................................................4第二章方案设计...........................................................................................................71、概述...................................................................................................................72、方案及拓扑.......................................................................................................73、方案特点...........................................................................................................8第三章设备介绍.........................................................................................................131、产品特点.........................................................................................................142、产品规格.........................................................................................................18IPSAN基于十分成熟的以太网技术，由于设置配置的技术简单、低成本的特色相当明显，而且普通服务器或PC机只需要具备网卡，即可共享和使用大容量的存储空间。由于是基于IP协议的，能容纳所有IP协议网络中的部件，因此，用户可以在任何需要的地方创建实际的SAN网络，而不需要专门的光纤通道网络在服务器和存储设备之间传送数据。同时，因为没有光纤通道对传输距离的限制，IPSAN使用标准的TCP/IP协议，数据即可在以太网上进行传输。IPSAN网络对于那些要求流量不太高的应用场合以及预算不充足的用户，是一个非常好的选择。-1-第一章存储技术的发展趋势信息或数据在IT系统中，总是必然处于“计算”、“存储”、“传输”三个状态之一。这三个方面也正好对应于整个IT技术的三个基础架构单元——计算、存储和网络。传统上，主机系统既负责数据的计算，也在通过文件系统、数据库系统等手段对数据进行逻辑和物理层面的管理，而存储设备，则是以直连存储(DAS)方式连接在主机系统中。然而，由于历史发展的原因，各种标准和各种版本的操作系统、文件系统拥挤在用户的系统环境中，使数据被分割成杂乱分散的“数据孤岛”(dataisland)，无法在系统间自由流动，自然也就谈不上设备的充分利用和资源共享。有鉴于此，人们开始寻找存储网络化和智能化的方法，希望通过提高存储自身的数据管理能力，独立于主机系统之外，以网络方式连接主机和存储系统，以设备资源透明的方式为计算提供数据服务。从而将数据管理的职能，从标准混乱、应用负荷沉重的主机中分离出来。在网络存储的发展过程中，SAN(存储区域网络)和NAS(网络附加存储)得到了迅速的发展。NAS是一种直接利用局域网，基于文件的存储架构，存储数据的传输也是基于局域网。NAS的最大优点是可以很容易实现异构平台的文件共享，NAS的另一个优点在于其扩展性，因为存储单元可以比较容易地加入到网络中。然而，NAS存储在数据备份或存储过程中会占用网络的带宽，可扩展性有限，并且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，不适合Block级的应用，尤其是要求使用裸设备的数据库系统。而SAN存储架构的出现弥补了NAS的不足，为存储系统的发展产生了巨大的推动力。SAN(StorageAreaNetwork)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架构，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。FC光纤通道技术使得存储系统的可升级性、稳定性、可用性和性能都大大加-2-强。不过，它最大的优势是集中的管理，这就降低了总拥有成本。光纤通道主要应用在某些重要业务和高性能应用，如数据中心环境。然而，在过去8年以FC协议为主的SAN存储系统建设中，人们逐渐发现FC协议虽然基本解决了传输速度和扩大容量的问题，却难以完全承担起存储系统独立化的重任。FCSAN的互操作性仍是实施过程中存在的主要问题。SAN本身缺乏标准，尤其是在管理上更是如此。虽然光纤通道(FibreChannel)技术标准的确存在，但各家厂商却有不同的解释，于是，互操作性问题就像沙尘暴一样迎面扑来，让人猝不及防。这就导致了FC兼容性差、成本高昂、扩展能力差、异构化严重的问题。在存储以SAN的名义独立走上IT舞台的同时，IP和以太网技术在网络领域突飞猛进，在同样1997-2005的8年中，主流商用协议标准从10M发展到了10G，整整提升了1000倍，行业的发展动力和技术标准的成熟性已无可争辩。IP技术已经成为整个IT行业中最成熟、最开放、发展最迅速、成本最低、管理最方便的数据通讯方式。在经历了FCSAN发展的过渡性尝试后，整个行业开始考虑将FC传输技术替代为更加成熟可靠、成本更低的IP技术，以适应广域网数据应用、大规模服务器数据集中、海量数据存储等应用对新一代存储系统的要求，同时为“随需应变”的IT新时代到来，奠定坚实的开放化标准基础。2003年，以IBM等公司共同发起的iSCSI(InternetSCSI)协议，通过IETF组织的审议，公布为RFC标准。iSCSI协议就是将标准的SCSI存储访问指令，打包到TCP/IP中进行传输。iSCSI标准一经公布，就以其低成本、高可管理性、天然的跨广域数据传输和管理能力、海量组网能力得到了业界的青睐。基于iSCSI协议构建的IPSAN存储，已崭露头角，成为新一代存储系统的标准，成为IT新时代围绕IP技术进行的网络与存储融合的标志性技术。由于iSCSI协议将SCSI数据传输的基础从封闭昂贵的FC协议转移到IP之上，使存储系统突破了长期困扰着存储系统的兼容性、成本和管理性桎梏，使存储网格、广域数据传输、大规模服务器数据集中、远程容灾、高性能交换式存储架构等存储技术脱下昂贵的外衣，成为广大行业客户均能轻松获得的最新存储技术。-3-1、iSCSI，即将到来的存储革命当iSCSI协议在2003年被微软、Intel、IBM等巨头联合IETF制订成世界通行的规范标准和框架时，也许还没有太多的人去关心和想象它未来两年的发展，人们看到更多的是它的廉价对SMB(中小企业)市场的启动以及它在遥远未来的崛起。也许是认为iSCSI近期的价值就只能体现在SMB市场，IBM在2003年推出了iSCSI市场，其他巨头也都把主要的精力放在了FC存储上。世事总是难料的，全球市场信息化需求的快速增长外加IT多种关键技术的突破普及启动了iSCSI这枚炸弹。在iSCSI被指定的时候，巨头们就已经预测到未来网络广度和深度的发展将会奠定iSCSI的统治地位，只是这一天开始得太快了。这要归功于一些始终坚定推动iSCSI和IP的厂商，其中有五项主要技术加速了iSCSI的崛起：IP万兆，SAS硬盘技术，infiniband技术，WAFS技术，网格计算技术。目前，iSCSI产品已经在欧美市场上掀起了一股新的浪潮。据非官方的统计数据，iSCSI产品的市场占有率已经从前几年的1%～2%，迅速提升至当前的20%～30%。从目前情况看，iSCSI虽然还不能与FCSAN分庭抗礼，但随着技术和应用的不断成熟，iSCSI产品的市场前景是十分广阔的。据Gartner和IDC的最新调查报告显示，iSCSI市场将持续增长，iSCSISAN市场增长势头强劲，预计到2010年将超过51亿美元。iSCSI是一个开放的，建立在庞大的IP网络之上的标准协议，标准化带来的结果就是继承和享受丰富的技术成果。IP的飞速发展已经证明了标准化的威力，万兆(10Gb)技术的普及已经近在眼前了，其带来的是存储网络链路带宽的全面革命，在其基础上目前已经出现了10Gb，20Gb和40Gb的技术。这对于FC(刚推出的4Gb)链路无疑是致命的打击。要说FC的另一个优势就是FC硬盘，FC硬盘的速度和性能是非常优秀的。但是目前被整个IT业界全体一致认为将成为主流的SAS硬盘无论在性能、速度和容量方面都达到了业界硬盘的最高记录。SAS硬盘目前已经开始投放市场进行销售。而让FC硬盘更加举步维艰的是，SATAII硬盘作为SAS硬盘的补充者也被大量投放市场。广域网的低数据传送效率一直使得iSCSI的无限连通能力听起来像个未来的憧憬。而WAFS技术的出现打破了限制，它使得大数据量的广域网传送速度和稳-4-定性提高到局域网的水平，iS