IP-SAN存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用

摘要:網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展以及在線數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的快速增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的以服務(wù)器為中心的存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)不適合今天的存儲(chǔ)需求了。目前以存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)為中心的存儲(chǔ)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，該文主要介紹IP-SAN的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)及其在遠(yuǎn)程容災(zāi)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ);存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng);IP-SAN

中圖分類號(hào):TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2010)05-1217-02

Features and Application of IP-SAN Storage Technology

CHEN Guang-xu， GUO Yan-hong

(Information Manage Center，College of Equipment Command Technology，Beijing 101416，China)

Abstract: The rapid development of the network，as well as the rapid growth of online data storage，the traditional server-centric storage technology is not suitable for today's storage needs.At present，storage network-centric storage technology has been rapid development，this article focuses on IP-SAN network storage technology，features and in the remote disaster recovery applications.

Key words: network storage; storage area network; IP-SAN

傳統(tǒng)的存儲(chǔ)是以服務(wù)器為中心的存儲(chǔ)，從體系結(jié)構(gòu)上看，它是基于總線連接的存儲(chǔ)。存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)I/O總線如IDE、SCSI等與服務(wù)器相連，客戶機(jī)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)必須通過(guò)服務(wù)器，然后經(jīng)過(guò)其I/O總線訪問(wèn)相應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備，服務(wù)器此時(shí)實(shí)際上起到了一種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的作用。而以存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)為中心的存儲(chǔ)是一種全新的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，它支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和存儲(chǔ)設(shè)備協(xié)議，采用面向網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離，把信息智能從服務(wù)器遷移到網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備。

1 IP-SAN的特點(diǎn)

SAN(Storage Area Network)是基于光纖通道或IP標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，它提供了吉比特級(jí)別的速度、長(zhǎng)距離的傳輸;是一個(gè)用在服務(wù)器和存儲(chǔ)資源之間專用的、高性能的網(wǎng)絡(luò)體系。相比目前的傳統(tǒng)存儲(chǔ)模式，SAN代表著一種更先進(jìn)的技術(shù)。早期的SAN采用的是光纖通道(FC，F(xiàn)iberChanne1)技術(shù)，后來(lái)由于iSCSI協(xié)議的出現(xiàn)，把SAN分為FC-SAN和IP-SAN。FC-SAN基于企業(yè)級(jí)的核心數(shù)據(jù)以及應(yīng)用而設(shè)計(jì)，是較高端的技術(shù)，適用于對(duì)于性能、冗余度和可獲得性都有很高要求的高端存儲(chǔ)需求。但存在購(gòu)買(mǎi)和維護(hù)成本很高、配置復(fù)雜、不同廠商產(chǎn)品難以共存等問(wèn)題，限制了其使用范圍。隨著技術(shù)的發(fā)展。基于千兆位以太網(wǎng)的IPSAN更引人注目，得到了網(wǎng)絡(luò)廠商的廣泛支持。與基于光纖通道技術(shù)的FC-SAN相比較而言，IP-SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)具有節(jié)約大量成本、加快實(shí)施速度、優(yōu)化可靠性以及增強(qiáng)擴(kuò)展能力等優(yōu)點(diǎn)。FC-SAN和IP-SAN的主要特點(diǎn)對(duì)比見(jiàn)表1。

IP-SAN以其低實(shí)現(xiàn)成本、高性能、靈活易用、可管理等特性提供高性價(jià)比的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)解決方案。其具有一下突出特點(diǎn):

1)數(shù)據(jù)傳輸和讀寫(xiě)性能優(yōu)異

IP-SAN剛出現(xiàn)時(shí)，由于采用1GB的網(wǎng)絡(luò)帶寬，與當(dāng)時(shí)已經(jīng)采用2GB帶寬，再加上高速的光纖硬盤(pán)的FC-SAN相比，在性能上處于劣勢(shì)，讓用戶覺(jué)得IP-SAN只能應(yīng)用在對(duì)性能要求較低的小系統(tǒng)中。隨著10Gbps以太網(wǎng)的應(yīng)用，高速SATA硬盤(pán)的誕生，IP-SAN的數(shù)據(jù)傳輸和讀寫(xiě)性能得到大幅提升，甚至超過(guò)了FC-SAN。隨著IPv6和100Gbps以太網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用，IP-SAN的性能必將更上一層樓。

2)成本優(yōu)勢(shì)明顯，管理維護(hù)容易

FC-SAN基于光纖通道協(xié)議，需要建立專有的FC網(wǎng)絡(luò)和采用專有的設(shè)備進(jìn)行通訊。如果采用FC-SAN，除存儲(chǔ)設(shè)備外，還需購(gòu)置價(jià)格昂貴的HBA、光纖交換機(jī)、光纖磁盤(pán)陣列、管理軟件等。而基于iSCSI技術(shù)構(gòu)建的IP-SAN則可以直接利用已有的以太網(wǎng)線路、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)卡進(jìn)行通訊，除存儲(chǔ)設(shè)備外，一般情況下不需購(gòu)買(mǎi)其他額外設(shè)備。有效的降低在存儲(chǔ)連接設(shè)備方面的投資。另外，IP-SAN無(wú)需改變現(xiàn)有IT構(gòu)架。可以充分利用現(xiàn)有IT技術(shù)人員，管理與維護(hù)都是基于以太網(wǎng)平臺(tái)，初期投入成本和運(yùn)行管理成本都很低。

3)擴(kuò)展性、互通性靈活

在IP-SAN中，一方面可以使用SCSI、FC、SATA、SAS等多種磁盤(pán)來(lái)擴(kuò)展iSCSI設(shè)備的容量;另一方面由于IP-SAN基于TCP/IP協(xié)議簇進(jìn)行通訊，這樣在擴(kuò)展存儲(chǔ)和增加服務(wù)器時(shí)，可以利用已有存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)即可實(shí)現(xiàn)，而且不會(huì)影響到已有的存儲(chǔ)和服務(wù)器設(shè)備的正常使用。

4)突破傳輸距離的限制

IP-SAN解決了FC-SAN的10KM距離極限，再加上與局域網(wǎng)基于同一套體系結(jié)構(gòu)—標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，為遠(yuǎn)程鏡像、系統(tǒng)容災(zāi)、建設(shè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)平臺(tái)提供了可能。

2 IP-SAN在遠(yuǎn)程容災(zāi)備份中的應(yīng)用

容災(zāi)備份是通過(guò)在異地建立和維護(hù)個(gè)備份存儲(chǔ)系統(tǒng)利用地理上分離來(lái)保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)對(duì)災(zāi)難性事件抵御能力。而IP-SAN突破了傳輸距離的限制，這就為遠(yuǎn)程容災(zāi)備份提供了可能。

一個(gè)典型的基于IP-SAN遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)容災(zāi)備份結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在系統(tǒng)中設(shè)置專門(mén)的數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)容災(zāi)備份中心。 數(shù)據(jù)中心配置一套IP SAN磁盤(pán)陣列實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的高效率存儲(chǔ)。容災(zāi)備份中心配置同樣的一套IP SAN磁盤(pán)陣列實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的容災(zāi)備份。數(shù)據(jù)中心和容災(zāi)備份中心的IP SAN通過(guò)千兆/萬(wàn)兆IP網(wǎng)絡(luò)互連，容災(zāi)數(shù)據(jù)流通過(guò)該連接聯(lián)通。各站點(diǎn)通過(guò)LAN連接到數(shù)據(jù)中心，容災(zāi)備份中心復(fù)制全部數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)。

該系統(tǒng)具有如下的特點(diǎn):

·IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相當(dāng)成熟，IP-SAN減少了配置、維護(hù)、管理的復(fù)雜度?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)管理人員就可以完成日常的管理與維護(hù)工作。

·因?yàn)槭腔贗P網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，基本沒(méi)有距離限制，更好的支持異地容災(zāi)。

·和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)融合，支持跨平臺(tái)數(shù)據(jù)共享。

·基于以太網(wǎng)沒(méi)有速度限制。

·可隨時(shí)添加存儲(chǔ)設(shè)備，沒(méi)有容量限制。

·基于IP網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，以傳統(tǒng)以太網(wǎng)的價(jià)格實(shí)現(xiàn)同等于光纖網(wǎng)絡(luò)的性能，實(shí)現(xiàn)真正的即插即用Plug Play，無(wú)需客戶端軟硬件升級(jí)、零維護(hù)成本、使用人員無(wú)需技術(shù)培訓(xùn)，降低企業(yè)的擁有成本與維護(hù)成本，而且升級(jí)擴(kuò)容簡(jiǎn)單方便。

將IP SAN運(yùn)用于數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)，可以帶來(lái)存儲(chǔ)和容災(zāi)兩方面的優(yōu)勢(shì)。首先，在存儲(chǔ)方面，通過(guò)設(shè)置數(shù)據(jù)中心群集主機(jī)，運(yùn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)完全存儲(chǔ)在IPSAN磁盤(pán)陣列上，多臺(tái)群集主機(jī)，通過(guò)群集系統(tǒng)支持，共享IP-SAN存儲(chǔ)。其次，在容災(zāi)方面，由于容災(zāi)備份中心與數(shù)據(jù)中心均采用IP-SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)互連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)，這樣即使數(shù)據(jù)中心全部崩潰，容災(zāi)備份中心仍然保存有全部的數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

作為目前主流存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的IP-SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它結(jié)合了SCSI和TCP/IP技術(shù)，并能夠基于IP網(wǎng)絡(luò)整合NAS，SAN等存儲(chǔ)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。隨著萬(wàn)兆以太網(wǎng)的成熟應(yīng)用，IP-SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必將更加顯現(xiàn)其極高性價(jià)比的數(shù)據(jù)塊級(jí)存儲(chǔ)應(yīng)用、存儲(chǔ)資源的通用性、無(wú)地理限制的數(shù)據(jù)共享能力以及易實(shí)施、易管理等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，IP-SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必將成為架構(gòu)綜合性存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要技術(shù)而得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn):

[1] Marc Farley.SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2] 羅全平，汪東，方興.IPSAN權(quán)威指南:存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的iSCSI、iFCP和FCIP協(xié)議[M].北京:中國(guó)電力出版社，2004.

[3] 趙文輝.網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2005.