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关于现代网络存储技术性能的比较分析

关于现代网络存储技术性能的比较分析学院:计算机与通信工程学院
网络存储技术就是将“存储”与“网络”结合起来,通过网络连接各存储设备,似的存储设备与存储设备之间,存储设备与服务器之间的数据在网络间的高性能传输。

接下来主要分析以下三种主流的网络存储技术DAS,NAS,SAN,并对这些技术进行比较。

DAS是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。

DAS的适用环境:
(1)服务器在地理分布上很分散,通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子);
(2)存储系统必须被直接连接到应用服务器(如Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的“原始分区”)上时;
(3)包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,它们需要直接连接到存储器上,群件应用和一些邮件服务也包括在内。

当服务器在地理上比较分散,很难通过远程连接进行互连时,直接连接存储是比较好的解决方案,甚至可能是唯一的解决方案。

利用直接连接存储的另一个原因也可能是企业决定继续保留已有的传输速率并不很高的网络系统。

DAS的局限:
无论直连式存储还是服务器主机的扩展,从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster),或存储阵列容量的扩展,都会造成业务系统的停机,从而给企业带来经济损失,对于银行、电信、传媒等行业7×24小时服务的关键业务系统,这是不可接受的。

并且直连式存储或服务器主机的升级扩展,只能由原设备厂商提供,往往受原设备厂商限制。

NAS(Network Attached Storage)—网络连接存储,即将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网),连接到一群计算机上。

NAS是部件级的存储方法,它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。

需要共享大型CAD文档的工程小组就是典型的例子。

NAS的优点:
1.NAS产品是真正即插即用的产品
2. NAS设备的物理位置同样是灵活的
NAS的局限:
NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,即备份过程中的带宽消耗。

与将备份数据流从LAN中转移出去的存储区域网(SAN)不同,NAS仍使用网络进行备份和恢复。

NAS 的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。

这就是说LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。

SAN(Storage Area Network)存储区域网络,是一种高速的、专门用于存储操作的网络,通常独立于计算机局域网(LAN)。

SAN将主机(管理server,业务server等)和存储设备连接在一起,能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设备提供专用的通信通道。

SAN
将存储设备从服务器中独立出来,实现了服务器层次上的存储资源共享。

SAN将通道技术和网络技术引入存储环境中,提供了一种新型的网络存储解决方案,能够同时满足吞吐率、可用性、可靠性、可扩展性和可管理性等方面的要求.
其中,SAN网络又被细分为FC-SAN网络和IP-SAN网络。

1、FC-SAN
FC-SAN顾名思义就是直接通过FC通道来连接磁盘阵列,数据通过发送SCSI命令来直接与硬件进行通信,从而提高了整体的速率。

FC-SAN的构成:
在FC-SAN中,有一些专用的硬件和软件。

硬件包括FC卡、FC HUB、FC交换机、存储系统等,软件主要是FC控制卡针对各种操作系统的驱动程序和存储管理软件。

FC-SAN的应用场景:
由于FC-SAN是为在服务器和存储设备之间传输大块数据而进行优化的,因此对于以下应用来说是理想的选择:
①关键任务数据库应用,其中可预计的响应时间、可用性和可扩展性是基本要素。

②集中的存储备份,其中性能、数据一致性和可靠性可以确保企业关键数据的安全。

③高可用性和故障切换环境可以确保更低的成本、更高的应用水平。

④可扩展的存储虚拟化,可使存储与直接主机连接相分离,并确保动态存储分区。

⑤改进的灾难容错特性,在主机服务器及其连接设备之间提供光纤通道高性能和扩展的距离。

FC-SAN的优点:
面对迅速增长的数据存储需求,企业和服务提供商渐渐开始选择FC-SAN作为网络基础设施,因为SAN具有出色的可扩展性。

事实上,SAN比传统的存储架构具有更多显著的优势。

例如,传统的服务器连接存储通常难于更新或集中管理。

每台服务器必须关闭才能增加和配置新的存储。

相比较而言,FC-SAN不必宕机和中断与服务器的连接即可增加存储。

FC-SAN还可以集中管理数据,从而降低了总体拥有成本。

利用光纤通道技术,FC-SAN可以有效地传输数据块。

通过支持在存储和服务器之间传输海量数据块,SAN提供了数据备份的有效方式。

因此,传统上用于数据备份的网络带宽可以节约下来用于其他应用。

开放的、业界标准的光纤通道技术还使得FC-SAN非常灵活。

FC-SAN克服了传统上与SCSI相连的线缆限制,极大地拓展了服务器和存储之间的距离,从而增加了更多连接的可能性。

改进的扩展性还简化了服务器的部署和升级,保护了原有硬件设备的投资。

IP-SAN
简单来讲,IP-SAN(IP存储)的通信通道是使用IP通道,而不是光纤通道,把服务器与存储设备连接起来的技术,除了标准已获通过的iSCSI,还有FCIP、iFCP等正在制定的标准。

而iSCSI发展最快,已经成了IP存储一个有力的代表。

像光纤通道一样,IP存储是可交换的,但是与光纤通道不一样的是,IP网络是成熟的,不存在互操作性问题,而光纤通道SAN最令人头痛的就是这个问题。

IP已经被IT业界广泛认可,有非常多的网络管理软件和服务产品可供使用。

通过上文,我们了解了这三种网络存储技术,最后通过一个表格进行更为细致的比较。

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