存储区域网络概念
SAN(Storage Area Network) 存储区域网络 一个高速的子网,这个子网中的设备可以从你的主网卸载流量。通常SAN由RAID阵列连接光纤通道(Fibre Channel)组成,SAN和服务器和客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP,数据处理是“块级”(block level)。SAN也可以定义为是以数据存储为中心,它采用可伸缩的网络拓扑结构,通过具有高传输速率的光通道的直接连接方式,提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换,并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。在多种光通道传输协议逐渐走向标准化并且跨平台群集文件系统投入使用后,SAN最终将实现在多种操作系统下,最大限度的数据共享和数据优化管理,以及系统的无缝扩充。
SAN的基本内容包括主机、存储、软件、 网络和服务,它将光纤通道集线器,交换和网关等 网络硬件与软件管理功能结合为一体,各种设备和 软件不论是否出自同一家公司都可以密切配合,随时随地的实现信息的存储、访问、共享和保护。
我们为什么选择SAN?
增加容量
若所有的设备都与SAN相连,那么为一个或多个服务器增加存储容量就变得非常简单。根据SAN 配置和服务器操作系统的不同,能做到服务器不用停机或重新启动就可以增加或移走存储设备。
若新的存储设备使用环路拓扑结构与SAN相连, 那么环路初始化协议(LIP)可能会影响环路上其它设备的工作,这个问题可以靠在连入新设备前暂时停顿操作系统到那个特殊环路上所有设备的活动来得到解决。若存储设备利用交换机(使用交换机和管理软件)与SAN相连,那么有可能所有与SAN相连的系统都能使用这个设备。
磁盘汇集允许多台服务器使用由SAN连接的磁盘存储设备组成的公用存储池,此时,可以在一个磁盘子系统内或跨多个IBM或非IBM磁盘子系统对磁盘存储资源进行汇集,同时将汇集的磁盘容量指定给 由服务器操作系统支持的独立文件系统。其中,服务器可以是异构的UNIX、Windows NT甚至0S/390。
存储设备可以动态地增加到磁盘池内,并且根据需要随时分配给与SAN相连的服务器使用。由于存储设备做到了与服务器直接相连,并且存储容量的整合实现了容量的有效扩展,所以,与独立文件服务器的间接连接相比,这种磁盘汇集方法实现了有效的磁盘资源共享。
磁带汇集解决了当今开放系统环境中面临的问题。传统方式下,多台服务器不能跨多台主机共享磁带资源,在主机之间进行设备共享的方法是:人工将磁带设备从一台主机切换到另一台主机;或者是利用分布式编程来编写服务器之间进行通信的应用程序。
SAN方式下的磁带汇集使一台或多台服务器上的 应用程序能够以一种自动、安全的方式共享SAN环境中的磁带驱动器、库和磁带。利用SAN基础结构,每台主机都能直接寻址到磁带设备,就好象它与主机已经连接到一起一样。
服务器群集
由于异构服务器的群集可以:把数据当作是一个单一的系统映像来观看,所以SAN结构实际上是以一种全共享的方式提供给可扩展的群集。虽然现在使用多路径的SCSI使这种想法成为可能,但可扩展性仍然是存在的一个问题,因为SCSI的距离受到限制。一般的SCSI允许传送距离为25米,同时SCSI连接器的性能也限制了连接到服务器或子系统上的设备数量。
SAN允许在分布式处理应用环境中进行有效的负载均衡,在一台服务器上受到处理器限制的应用可以在多台服务器上利用更大的处理器能力得到执行。为了做到这一点,服务器必须能访问相同的数据卷, 同时应用程序或操作系统必须提供对数据访问的串行化服务。目前,S/390 ParaLLe Sysplex已经提供了跨多个服务器联合体的成员进行无缝负载均衡的服务和操作系统工具。
除了这项优势外,SAN结构还可以进行开发用于故障恢复,当主系统出现故障时,辅助系统接管主系统的工作,并直接访问主系统使用的存储设备。这样就消除了由于处理器失效而造成的停机现象,从而使群集系统环境下的可靠性大大提高。
数据共享解决方案
数据共享解决方案
数据共享一词是指访问多个系统和服务器上的相同数据,它的近义词为存储分区和磁盘汇集。真正的数据共享并不仅仅是利用汇集实现存储容量的共享, 而是多个服务器真正共享存储设备上的数据。一些操作系统如0S/390自从70年代早期就支持数据共享。
虽然数据共享并不是仅用于SAN的解决方案,但 SAN结构可以利用多台主机到相同存储设备的连通性来保证实现更有效的数据共享,而目前采用的方法多是通过一台文件服务器的服务来实现共享。SAN的连通性为向异构主机包括UNIX、WindowsNT和OS/390 提供数据共享服务创造了潜力。
真正的数据共享
在数据共享中,数据的相同拷贝同时被多台服务器访问,这样就节省了大量存储空间,同时在此基础上可以对存储进行整合。有不同层次上的数据共享,包括:
●序列化逐次或一次一个式的访问。这是一种数据的串行再利用方式,相同的数据首先分配给不同服务器的第一个应用,然后到第二个,依此类推。
●?多个应用同时进行读访问。在这种模式下,一个或多个服务器中的多个应用程序可以同时读取数据,但只有一个应用能对数据进行更新,因此,不会出现数据不完整的问题。
●多个应用同时进行读取访问。这有点类似上一种模式的情况,不同的是所有主机都能修改数据。在这种模式下,也分两种不同的情况,一个是所有的应用程序都在相同的平台上(同构) ,另一种情况是应用程序在不同的平台上{异构)。
数据移动、备份和恢复解决方案
数据移动解决方案
数据移动解决方案可以将数据在类似或不同的存储设备间来回移动。目前,数据的移动或复制靠服务器或多个服务器来完成,服务器从源设备中读取数据,然后通过LAN或WAN传送给其它的服务器,最后数据写入目标设备。
整个过程要占用服务器处理器的操作周期,而且在SAN上数据要传送仅需两次,一次是从源设备到服务器,一次是从服务器到目标设备。 SAN数据移动解决方案的目标是不使用服务器 {无服务器)、不使用LAN或WAN(无LAN)来进行数据拷贝,这样就释放了服务器处理器的操作周期, 同时也释放了LAN或WAN的带宽。目前,这种数据复制是靠在SAN内使用支持第三方SCSI?3拷贝命令的智能网络来完成。第三方拷贝也可以看作是外部数 据移动或拷贝。
备份和恢复解决方案
目前,对多个网络连接服务器的数据保护采用以下两种备份和恢复方法:本地备份和恢复、网络备份和恢复。
本地备份和恢复具有速度快的优势,因为它的数据传输不需要通过网络。但是,这种方法的成本太高 (必须为每台服务器配备本地设备来进行备份和恢复,因此设备利用率很低),管理复杂(需要支持多种磁带驱动器、磁带库,并且需要多次安装)。
网络备份和恢复是一种高性价比的方法,因为它允许使用一个或多个网络连接设备实现存储设备的集中式管理。由于安装的存储设备得到了很好利用,所以这种集中式管理具备更高的投资回报。一台磁带库可以被多个服务器共享,同时网络备份和恢复环境的管理也相对简单,因为它不再需要对多台服务器进行人工安装磁带操作。
SAN将上述两种方法的优点结合到一起,它的做法是:对备份和恢复进行集中式管理,将一到多台磁带设备分配给每个服务器,使用FC协议将数据直接从磁盘设备传递给磁带设备。
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