SAN存储方案

第1页XXXXXXX网络存储系统投标方案第2页一.前言XXXXXXX图书馆为了适应网络环境下的信息海量存储和网络环境下的数据安全问题，启动了针对该要求的图书馆项目。在此，我们非常感谢XXXXXXX图书馆为我们提供了这个机会。我们非常珍惜这一机会，非常荣幸地向XXXXXXX图书馆提交这份《XXXXXXX图书馆投标方案》。希望能够通过我们的努力，能够利用国内外的先进技术，为XXXXXXX图书馆解决校园网存储整合的实际问题。第3页二.SAN存储结构介绍美国*****公司一直致力于新技术的开发推广，对业界作出了许多重要的贡献，开放存储区域网(SAN)就是美国*****公司对存储行业的杰出贡献之一。美国*****公司开创了全面开放的SAN，并在SAN解决方案中保持领导地位。使用户能够在关键任务的应用环境中部署一个开放的SAN的解决方案。它支持在异构SAN环境中的多厂商互相可操作性，并显著地降低总体拥有成本(TCO)。XX公司是全球光纤处理器的最大提供商，即全球80%以上的与光纤接口有关的设备均由XX公司提供，其中包括：主机光纤接口卡、光纤交换机/集线器接口、光纤磁盘阵列控制器上的协议转换器等。同时XX公司也是开放UNIX操作系统大最大平台提供商。因而XX公司在统一SAN文件系统标准的过程中必将承担起领导者的地位。XX公司在SAN的其它方面的发展一直处在领导者的地位。如在线磁盘逻辑卷的划分（LUN）、在线SAN设备的管理，包括自动查找新的设备，自动恢复错误/故障等。目前XX公司所有的存储设备，包括磁盘产品，磁带产品都已经能够平滑过渡到SAN，从而保证目前用户的投资。XX公司的SAN解决方案最大的一个特点是其开放式的特点。即XX公司的SAN-Equation不仅能够管理XX公司的服务器和存储产品，而且能够管理包括其它厂商存储产品在内的所有设备，这样就能够真正作到保护用户的投资，同时成为真正意义上的SAN解决方案。其未来的前景就是用户的SAN中不仅有XX，IBM，SUN等公司的服务器设备，同时有所有厂商的存储设备，而其管理软件是与XX公司提供的集中式SAN管理软件。这样一来用户就可以根据自己的需求来选择适合的产品，而不需要担心它是否能够成为SAN的一部分。SAN是当今存储界的一个热门技术，它也代表着存储的将来的发展方向。StrategicResearch的一份分析报告指出：从1998年到2003年，用户投资在SAN上的费用将增长10倍。另外，INTERNET的发展需要快速得到网络数据，跨平台地存取网络数据、安全地使用网络数据，同时企业用户希望充分利用存储资源，有效管理存储资源，并根据需求灵活地扩展存储、并根据需求灵活地扩展存储资源，这些都成为推动SAN的主要动力。第4页2.1SAN的产生SAN的产生来自用户对快速存取数据的需求。但网络管理员不难发现在服务器和存储设备之间的连接上存在着非常严重的瓶颈。问题在于这类连接大多还依赖于SCSI接口，SCSI接口是一项点到点的技术，这一技术并不是非常优越，它能够满足80年代的存储要求。但由于最近10年中计算机的处理能力大幅度提高，存储需求也进一步增长，继续沿用这一技术已经不能满足需求。服务器和存储设备之间的连接非常重要，采用SAN就能提高性能、可靠性以及灵活性。SAN是基于光纤通道的千兆位速率网络，能够为服务器和存储设备之间提供更高的吞吐能力、支持更远的距离和更为灵活的连接方式选择，这种网络可以构建成交换式或是共享式访问网络，和现在的处理方式相比，这种方式能提供更好的灵活性、更强的故障恢复功能以及更多的诊断信息。SAN标准最早就是为了多个服务器之间通过专用的高速网络来共享存储和更加有效地管理存储设备所设计，而NAS的设计目的是为了客户端通过现有LAN来共享存储所设计，它主要是基于文件的共享来实现，在性能、可靠性和可用性方面要求不是太高，追求管理简便，因而成本会相对较低。NAS目前也可支持将数据库放在NAS设备上。但由于NAS设备内部所固化的操作系统是专为文件共享所优化，它本身不能作为应用服务器，也就是说，当NAS作为应用服务器的数据库存储设备时，客户端的数据访问要花费三倍的带宽，如果某一客户端想读取数据时，它得通过LAN将访问需求传送到应用服务器上，应用服务器再通过LAN去NAS上读取数据，经过应用服务器的再处理再通过LAN将数据送到客户端。所以，SAN是在服务器和存储器之间高速访问不可替代的技术。第5页SAN的基本思路是将LAN上的存储移到主要由存储组成的SAN上，使得数据的访问、备份和恢复不影响LAN的性能，这样在突发性大数据量访问时，网络性能不会有大幅下降。SAN将以前必须通过服务器的本地存储，发展为网络存储。SAN主要依赖光纤通道技术，形成自己的SAN网，并利用SAN交换机与LAN上的服务器沟通。SAN带来的另一大好处是管理简单方便，SAN能自动识别，配置新的存储设备，并根据使用情况平衡SAN内不同存储设备间的负载，进行存储设备间的数据复制备份。美国*****公司认为，SAN适用于中、大型企业的服务器和存储设备的连接，而NAS更使用于小型工作组中客户机对存储设备的访问。2.2SAN的组成及结构SAN通常由服务器（主机）、存储设备（磁带和磁盘阵列）以及网络连接设备和多路路由器组成，所有这些设备都连接到光纤通道交换机上。SAN也可以应用在FC-AL光纤通道仲裁环网络中。FC-AL允许每个环上接入多达126设备，这些设备可以直接接到光纤通道交换机上，或是按顺序接到与交换机相连的集线器上。此外，光纤通道SAN还能够减轻服务器的负担，将数据传输的额外负担转移到存储设备和SAN。第6页光纤通道SAN结构既可以设计成共享式的网络也可以设计成交换式访问网络。在共享式的SAN中，所有设备共享同一个兆位环。这种结构的问题是，随着设计的增加，吞吐能力必然下降。但对于小型应用环境来说，基于光纤通道交换机的主干网络可以提高SAN的总吞吐量，也许是可以接受的。一个交换机结构就可以用来组成光纤通道交换机结构。通常情况下，只有每一个存储设备的网卡能够连接到基础结构上时，从交换式结构上才能够访问所提供的服务、操作系统和应用软件。企业可以采取将交换和共享两种SAN形式合并在一起，现在的问题是哪部分SAN需要采用交换式，哪部分需要采用共享式。主要考虑的因素包括成本和升级能力。网络中具有多个服务器有超过500GB数据的智能阵列，这种环境应该采用交换式SAN网络，对一个具有三台服务器，多个RAID陈列和一个磁带系统的中型企业来说，采用交换机的方式也许更为合适----对RAID陈列和服务器采用交换式连接，同时通过仲裁环来接入多个磁盘，对磁带系统则采用桥接方式，同时不要忘记，由于这SAN是基于交换机的，允许故障隔离，同时还能够提供其他交换式结构的服务。究竟哪些SAN应该采取共享方式，哪些SAN网络应该采取交换方式，还要根据具体情况而言，数据存储的总量多少并非是采取何种SAN的唯一考虑因素，而应该考虑和事务交易相关的数据有多少，距离要求，存储设备的管理、可用性及灾难恢复的需求和管理和应付配置变化的能力。决定应该从如何访问企业的关键数据开始，在存储方面则应该从并行SCSI连接开始，如服务器是一人控制点，当服务器出现故障，重新启动也许需要30到90秒钟，这对于一个提供在线服务事务交易的公司而言，也许就意味着上千万美元的损失，因而最好不要选择共享式的SAN，因为它不能除去重新启动时间，仲裁环路还要进行环路初始化处理，而这将导致所有设备的重新启动。假如存在同时访问数据的需求，那最好采用交换式结构的SAN网络。如果存储需要在多个建筑物之间完成，SCSI设备的集线器和中断器，距离也将限制在70米范围内，10公里或更远距离之外的数据中心要求很高的带宽进行数据同步，而这只有交换式SAN网络才提供。第7页采用仲裁环路的共享式SAN和交换式结构之间的成本相差并不大，但采用交换式结构以后所提供的可用的管理信息却将节约大量的管理成本，当对可用性要求比较高时，交换式结构也是更为合适的选择，通过使用分布式加锁管理或是分区机制，网络管理员可以将SAN设计成隔离的工作组（如分成市场部和工程部等），或是操作系统环境（如NT和Unix系统），尽管它们事实上连接在同一个网络交换机上。为了对存储的数据进行备份，这一网络设计中应该包括直接连接到交换式结构中的磁带设备。于是网络管理员就能够建立完整的备份策略对Unix系统和NT系统环境进行备份。2.3SAN的特点SAN存储系统结构具有以下特点：1.开放的标准，适合于服务器和存储设备之间的共享SAN标准最早就是为了多个服务器之间通过专用的高速网络来共享存储和更加有效地管理存储设备所设计，经过近十年的发展，已经成为非常完善的标准。各主流厂商均遵循开放的观念，保证各家设备之间的互连性。在物理连接上是采用已经成熟的光纤技术实现。磁盘系统可以同时连接当今商业企业的主要计算机环境，包括XX-UX，SunSolaris,IBMAIX，MainframeMVS,multi-vendorNT等。从而将容量巨大的信息快速传输给不同计算平台的使用者，还可以在开放系统环境之间构架信息通道，从而确保企业各部门依据需要分享即时信息。2.高性能的数据存取SAN采用的链路连接是通过光纤，光纤本身具有抗干扰能力强，传输距离长，传输速度快的特点，目前具有的速度是1000Gbit/S，而且最关键的是，基于SAN架构，服务器和存储设备之间的协议是专为数据密集型存取所设计，是在服务器和存储器之间高速访问不可替代的技术。3.具有高度的可扩充性第8页基于SAN架构的存储设备，本身具有可扩充性。而且一旦SAN架构构建以后，可以很容易增加存储设备，而且，这些存储设备均可以作为一个整体来共享，它们可以作为一个卷或多个卷来共享。在SAN的架构下，存储是独立于应用的。4.具有无与伦比的可靠性作为关键性应用中，设备的可靠性是必须考虑的。在SAN架构中，主机和光纤交换机，和存储设备之间的连接均是冗余的，冗余的通路带来的好处，在正常情况下，是带宽的扩充，实现自动负载均衡，如果某一通路出现问题，它又可以作为另一选择路径，保证系统的可用性。SAN的存储设备内部，本身也考虑很多系统的高可用性，如磁盘通常是连接到两台光纤环路上或两个控制器上，内部的总线或连接也均是多通道的，电源，风扇等等均是冗余的。5.基于SAN的备份恢复、灾难恢复等多种解决方案目前具有多种基于SAN架构的解决方案，比较典型的是包括远程冗余解决方案和零停机时间备份。它可以通过异地远程的两台阵列实现数据的同步，独立于操作系统和应用，一旦某地的系统出现问题，可以很快地切换到异地，保证系统的应用。数据的备份和恢复也是一个数据密集型访问的应用，如果基于LAN，要占用大量的带宽，前台响应将极为缓慢，因此，在SAN的架构下，可以实现LAN-free的备份解决方案，Severless的备份解决方案和零停机时间的备份解决方案。XXXX公司向XXXXXXX图书馆提供的图书馆，就是基于SAN结构的。第9页三.用户需求分析根据用户环境，我们作如下需求分析：3.1容量需求分析根据用户提供的数据,XXXXXXX图书馆目前共有服务器10台，为Windows2000服务器。所有系统的存储都是独立存储，没有集中统一的存储整合。3.2服务器和SAN端口分析XXXXXXX图书馆将现有多种平台服务器大多集中在一起,方便于SAN架构的实施。建议对于重要服务器进行双光纤配卡及双光纤交换机的完全HA配置，目前已有服务器和SAN设备.3.3其它需求整合后的数据中心系统是一套开放的、整合的、高效的、高性能存储系统（包括磁盘、磁带及相应的软件等），用来存放、保护XXXXXXX图书馆重要数据。同时建立相应的管理机制，对方案中的存储设备进行集中管理和监控。系统必须稳定可靠，并具有充分的可扩展性；系统必须满足XXXXXXX图书馆数据资料的增多和的可扩展要求。第10页四.方案建议XXXX有限公司从用户的实际需求出发，结合计算机技术的发展方向，对SGM数据中心系统的方案进行了全面