NetAppFAS存储系统教战手册v.doc

NetApp FAS存储系统教战手册一、 NetApp FAS网络存储产品概览NetApp FAS一体化网络存储系统，其产品定位涵盖面非常广，从较低端的FAS200直至高端的FAS6000系列，从大型的数据中心到企业部门及远程办公室。FAS系列产品是市场上唯一能够将块数据和文件数据（NAS、FC SAN和IP SAN）合而为一的虚拟化存储解决方案。可以满足不同行业用户对Microsoft SQL/Exchange、Oracle、SAP、VMware等应用的数据存储和管理需求。可以简单的定义FAS一体化网络存储系统是一款”all in one”的磁盘存储产品。它提供了各种接口类型（IP和FC SAN），具有丰富的软件功能，软件覆盖了磁盘存储领域几乎所有现在的要领。如快照、灾备、法规遵从存储、备份、数据生命周期存储等等。NetApp 在业界以NAS和IP SAN(iSCSI)著称，同时为那些对性能和可用性要求苛刻的环境提供了全面、成熟的光纤通道 (FC) SAN 解决方案。通过将高性能存储与独特的数据管理软件相结合，NetApp 可以提高关键数据的可用性，简化复杂数据管理环境，提高效率并且降低存储成本。NetApp FAS一体化网络存储系统通过同一个硬件平台以满足NAS，iSCSI和FC SAN等不同类型的存储需求， 主要特点是提供极其丰富的软件进行数据管理。二、背景知识介绍；SAN，NAS和iSCSI（有经验的读者请跳过此部分）FC SAN (Storage AreNetwork)光纤存储局域网络是允许存储设备和服务器之间建立直接的FC光纤连接，通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。SAN可以被看作是存储总线概念和DAS （Direct Attached Storage）直连存储的一个扩展，通过FC光纤通道，前端的服务器象使用本地硬盘一样使用后端的存储。NAS (Network Attached Storage) 网络存储，简单的说， NAS是通过TCP/IP以太网络连接的存储设备。NAS存储设备通过标准的网络拓扑结构（Ethernet）连接到一计算机上，而不象FC SAN那样需要专用的光纤交换机，NAS使用普通的以太网络交换机。在物理拓扑连接上，NAS就像一台服务器一样连接在以太网络中。前端服务器NAS就好像使用一个网络文件系统。NAS所使用的协议是基于文件的协议（CIFS, NFS等），而SAN使用的是基于外设访问的协议( SCSI的逻辑指令集)。iSCSI存储。在IP网络中传输块级数据-使得服务器可以通过IP网络连接SCSI设备， 并且像使用本地的设备一样，这一技术是将现在的SCSI存储协议，直接集成在IP协议中，以使存储和网络可以无缝的融合。当然，这并不是指，可以在企业IT系统中，把存储网络和传统的LAN，物理上合并成一个网络。 而是指在传统的存储结构中，以IP协议替代光纤通道协议，来构建结构上与LAN隔离，而技术一与LAN一致的新型系统-iSCSI存储。NAS和iSCSI的物理连接拓扑示意图：使用协议类型基于block级别的FCP协议基于文件级别的NFS，CIFS等IP封装模拟SCSI协议所使用网络 专用存储网络FC SANIP网络 IP网络 综合相对IO性能高中较高影响性能因素很多，这里只是非常粗略的相对比较。网络成本高（需要FC SAN）低低文件共享无有无最适合的环境少量核心服务器环境大量服务器环境大量服务器环境三、FAS存储系列软件简要以下介绍的是FAS 存储系列软件部分主要软件，并非全部。Data ONTAP 操作系统所有FAS 存储系统产品都配置Data ONTAP存储内核软件，这是一个高度优化的、可扩展的、面向存储的灵活操作系统，借助先进的文件系统技术和微码设计，不仅可处理NAS、iSCSI和FCP的混合环境，而且能够简化管理，优化存储利用率。Data ONTAP 实现了管理的灵活性，并提供了高可用性，同时确保了业务连续性，提供了数据稳定性，从而降低了企业的存储管理复杂度和总拥有成本。Data ONTAP软件能够无缝地集成到UNIS、Window 和Web环境中，为构建存储基础架构和任务关键型业务应用的企业数据网络提供了基础。操作系统中包含集成的安全访问功能（SSL、SSH）和基于Web的组件管理程序FilerView，为用户提供了基于命令行或者图形化的管理方式。FlexVol 精灵卷FAS 存储系列产品具有的FlexVol技术提供了真正的存储虚拟化解决方案(Thin Provisioning)， FlexVol技术可以自动集中存储资源，便于您在一个大型磁盘池中创建多个灵活的卷。有了这一灵活性，您就可以简化操作，最大限度地提高利用率和效率，并可以快速、无缝地进行修改(在线扩大或缩小)。利用FAS 存储系统产品存储解决方案，您可以随时随地根据需要以最低成本增加存储容量，并且无需中断业务动作。FlexClone 克隆FAS 存储系列产品提供的FlexClone技术实现了真正的克隆，能够即时复制数据卷和数据集，并且在生成副本时无需增加存储空间。每个克隆卷都是透明的虚拟副本，可以用在基本的企业运作方面，例如测试和补丁修复、平台和升级检查、针对大型数据集的多个模拟数据集、远程办事处的测试和分级以及特定市场的产品多样化等。FlexClone能够以最小的开销实实在在地节约空间。MultiStore 多域整合管理通过MultiStore虚拟存储域软件，可以在网络和存储资源中快速、简便地创建独立的完全专有的逻辑分区。每一个虚拟存储分区都与其它的各个存储分区保持绝对分离。因此，共享同一存储资源的不同企业部门就无法访问其他分区，甚至无法以任何方式找到其他分区。MultiStore确保未授权用户无法查看、使用或下载任何虚假分区上的信息。许多企业都有数以千计的分散在其网络各处的Windows和UNIX文件服务器。这些服务器不仅意味着庞大的硬件投资，而且还会不断产生巨额的管理成本。借助于NetApp FAS 存储系列产品的MultiStore 功能，一个FAS 存储系列产品就能完成多台服务器的工作，由此节省了这一笔巨额费用而且不必执行与之相关的复杂管理操作。进行这一转变十分简单：不需要重新配置用户数据。可以单独为每一分区建立NFS导出和CIFS共享。不仅如此，您还可以在一个FAS 存储系列产品上合并多个域。MultiStore的优点在于它不仅节约了硬件，软件和支持等方面的资金，还减轻了管理负担。管理员不必管理多台服务器，而只需管理一个NAS存储系统，从而最终简化了自己的工作。目前MultiStore不支持FCP协议(FC SAN)。SnapMirror 数据容灾SnapMirror满足了当前的全球性企业对灾难恢复和数据分布解决方案的需要。通过在LAN或WAN上高速复制数据，SnapMirror软件将尽可能地为关键应用程序提供最高的数据可用性和最快的恢复速度。SnapMirror技术将数据镜像到一个或多个网络FAS存储系统上。SnapMirror不断地更新镜像数据，以确保数据是最新的，并且能够用于进行灾难恢复、减少磁带备份、发布只读数据、在非生产性FAS存储系统上进行测试、执行联机数据迁移等等。如果您的企业分布在不同地点，而所有地点都需要访问培训录像和CAD工具等相同的数据集，SnapMirror可以将同一数据发布到所有地点。通过自动更新这些数据，并支持对镜像数据的本地访问方式，SnapMirror可以大大提高员工的工作效率。NetApp SnapMirror 可以方便地部署到任何具有足够的带宽来处理数据传输的网络基础设施中。它能够支持多种传输方式（FC 和 IP），这一点确保可以更好地利用现有设备，并且还因能够实现路径间的容错而提高了可用性。SnapMirror 允许客户选择适当的同步级别（同步、半同步和异步），从而实现了较高的灾难恢复保护级别。例如，如果选择“同步”选项的话，远程站点的复制数据将始终是最新的，并能在发生故障后随时提供。这一方式简化了灾难恢复过程，降低了系统宕机时间。而“半同步”允许客户根据站点的需要，确定有多少 I/O 操作可以失去同步，或者是复制站点可以在多长时间内与数据源失去同步。而“异步”选项则允许您根据需要（每分钟、每小时或每天）任意安排传输过程。您可以设置最适合每一站点的频率。时间安排很容易修改，而且修改后可以立即生效。您还可以为源系统和镜像系统选择不同的 FAS存储系统配置。SnapMirror只传输变化的数据块，可以大大节省网络带宽和减轻FAS存储系统的负载。用户在几分钟内就可以设置好 SnapMirror，并能通过易于使用的 DataFabric Manager (DFM) 图形用户界面进行管理和操作。SnapLock 法规遵从随着数据的重要性的不断增加，在保存记录方面，组织机构目前面临越来越严格的规定(如：萨班斯-奥克斯利法案)。这些规定要求它们将电子邮件、文档、患者记录、设计文件、审计信息以及其他数据存档数年-通常要求保存在WORM（“写一次，读多次“）介质上。另外，公司也会越来越多地采用较苛刻的最佳手段，确保不会更改或删除那些虽未受监管却较为关键的参考数据，并且能够快速和方便地检索到这些数据。在当今世界上，无论记录查询是来自政府还是来自内部，通常都要求既满足针对性较强的搜索条件，同时又要满足严格的响应时间。如果不能准确地检索到所需要的、未经更改的记录，则可能会在财务或是声誉方面遭受重大损失。然而，当前基于光盘和磁带的WORM技术无法充分满足访问快速、可靠性高或总拥有(TCO)低的要求。功能上，SnapLock可以提供特殊存储功能卷，其中的文件可以永久性的或者在某一个指定的时期内以一种不可擦除、不可重写的状态保存。SnapLock允许通过诸如CIFS和NFS的开放式网络文件系统访问协议以单个文件的粒度对数据加以保存。 NetApp FAS存储系列产品提供的SnapLock软件提供了极高的性能和高度安全的数据稳定性。SnapLock软件是经过验证的Data ONTAP 操作系统的组成部分，它可以确保业务记录长期保持不变，并能实现快速的联机访问，从而保障了数据的稳定性、准确性、完整性和安全性。SnapLock有两个版本： SnapLock Compliance: 确保用户遵守记录保存方面的严格规定， 在指定的保存日期之前，只有蓄意破坏行为（例如将磁盘从FAS系统中取出），才能导致记录的删除或是更改。 SnapLock Enterprise: 有助于用户坚持自己严格的最佳惯例。除了只允许存储系统根用户管理员删除SnapLock Enterprise卷之外，其功能与SnapLock Compliance类似。任何情况下，任何SnapLock Enterprise 用户或是管理员都 不可以删除或修改各个SnapLock Enterprise WORM 记录或是破坏SnapLock Enterprise WORM卷。SnapShot 和SnapRestore 快照和快照恢复企业数据和业务连续性随时都面临着巨大的威胁，而且这种威胁一直存在。新的病毒随时会攻破系统防线。简单的软件升级可能会失败，使操作完全停止。订单记录管理员可能会不小心删除了重要的客户记录。采用传统的数据恢复技术，这类事件可能会耽误数小时时间，导致数百万美元的损失。使用Data ONTAP操作系统的独特SnapShotTM (快照) 功能，SnapRestore(快照恢复)功能可以用存储的快照副本快速恢复丢失的文件。从一个用户主目录到庞大的生产数据库，无论文件或卷有多大，SnapRestore都可以在几秒钟内迅速、简单的完成恢复，从而使企业几乎可以立即从这些灾难下恢复过来。NetApp FAS存储系列产品提供的SnapShot技术是本地保留的按时间点拍摄的数据映像。SnapShot 拷贝是用户卷“冻结”的只读视图，可供用户方便地访问旧版文件、目录结构和/或LUN（逻辑单元号）。高性能的SnapShot拷贝提高了可扩展性。无论NetApp FAS存储系列产品上卷的大小或者活动级别是多少，只需数秒（通常不到一秒）时间即可创建SnapShot拷贝。创建SnapShot拷贝之后，对数据更改将反映在对现有对象版本的更新中，就像SnapShot拷贝不存在一样。同时，此数据的SnapShot版本将保持完全的稳定。SnapShot拷贝不会有任何性能开销：用户可轻松地为每个用户卷存储多个SnapShot拷贝，这些拷贝可作为数据的只读与在线版本加以访问。如果用户通过策略设置为定时执行快照，则先进的SnapShot技术只存储各个连续快照之前的块级更改，从而高效地利用了存储空间。由于SnapShot过程可以设置为自动，而且几乎在瞬间完成，因此大大提高了备份速度，简化了备份过程。SnapRestore快照恢复软件通过SnapShot快照技术实现即时数据恢复。相对而言，其他存储解决方案复制所有数据，因此其备份和恢复操作所需要的时间和磁盘存储空间要多得多。另外SnapRestore还可以节省人力资源。无论您的公司只有一小组最终用户，还是有一个企业范围的用户群和IT支持小组，SnapRestore简单的单命令恢复过程都可以简化管理，减少错误，并且，SnapRestore，可以从文件系统上存储的任何快照中恢复数据。利用此功能，应用程序开发小组可以回复到各个设计阶段的SnapShot，测试工程师可以快速、方便地将数据返回到基本状态。只需几秒钟的时间就可以恢复到原来的环境，而且恢复的环境与创建快照副本时环境完全相同。SnapVault 先进的磁盘到磁盘备份当前，企业数据备份一直以来都是一个耗时，昂贵、而且有时还不太可靠的过程。今天，企业运营过程中涉及的数据量普遍在增长，而可用于进行备份的时间却越来越短。要建立一个有效的数据保护系统，还需要在服务器、网络、磁带技术和人力上进行大量投资，再加上磁带介质的成本。备份和恢复操作也会中断对重要信息的访问，从而导致生产效率和收益的降低。通过NetApp FAS存储系统提供的SnapVault先进的磁盘到磁盘备份软件，可以确保重要数据始终能得到保护并且易于恢复。用户可以通过SnapVault软件，将FAS存储系列产品或其他存储平台上所存储的数据备份到另一个NetApp FAS存储系统，为异构存储环境提供了一种基于磁盘的集中式备份解决方案。通过将多个SnapShot副本中备份数据存储到SnapVault,还允许用户选择备份的数据对象、备份频率及备份副本要保留的时间，为用户提供了数据备份方案的灵活性。SnapVault采用具有RAID保护措施的FAS磁盘存储系统作为备份介质，可提供较高的可靠性。将备份数据存储到磁盘上后， 管理员可以方便地对数据进行校验，从而提高对备份信息的信心。利用SnapVault按小时备份的功能，企业可以明显提高恢复时间目标和恢复点目标，以满足对业务连续性日益增长的需要。主要特点 联机备份和恢复大大简化了数据备份和恢复过程，并提高了其可靠性。 永久增量备份 更高效的使用CPU和网络资源，并将所需存储空间减至最少。 与Snapshot技术无缝集成高效地联机存储数个星期的备份，无需进行增量磁带备份，降低了磁带介质成本。 利用标准网络基础设施将备份存储在本地以便快速恢复；或存储在远程站点以便灾难恢复。 简单的自动化操作降低了备份管理的成本。SnapVault可以用于： 合并远程办事处备份 集中数据中心本分 远程贮存备份 无磁带数据恢复LockVault LockVault将备份和灾难恢复同法规依从统一起来，为非结构化数据提供了全面、集成的法规依从和数据保护功能。利用NetApp FAS存储产品LockVault解决方案，将不再需要不断地对各个可能受法规约束的文件进行识别和分类，用户可以定期为所有文件服务器创建长期稳定不变的副本，也可以按照所需的时间间隔为所有法规遵从要求生成 镜像副本。LockVault完全不需要依靠手动方法或基于策略的方法来确定和分离法规依从规则所涉及的记录。借助于LockVault，客户可以对非结构化数据进行永久性WORM备份，并且只需复制和存储自上一次增量备份后写入的特定块即可。每个块的变化都是受到保护的，因此，没有数据会被破坏。LockVault还可以及时在多个点为非结构化数据自动提供联机法规依从备份，例如，它能够在每晚提供企业的法规依从总体信息。因此，可以搜索、检索或即时恢复任一备份。在指定的到期日前，每个备份都保持不变。与其他法规依从介质（包括磁带）不同，LockVault允许进行块级增量备份，提供了快速发现和检索功能，并将法规依从和数据保护结合在了一起， 同时改进了整个企业的数据管理。SnapValidatorNetApp FAS系列产品提供的SnapValidator软件为Oracle数据提供最大限度的保护。它能够在Oracle数据发生损坏前检测到问题，避免损坏的发生。SnapValidator通过与Oracle数据库体系结构紧密集成，并且符合Oracle HARD计划的规定。在数据传输开始时，Oracle系统会根据数据和分别为各个写请示指定一个唯一的值，并将数据集沿I/O路径发送到FAS存储系统。收到数据集后，SnapValidator会计算数据和，并将其与Oracle值相比较。如果值相一致，系统就会将信息写入磁盘，并报告写操作成功。如果这些标识符不匹配，系统能够防止发生数据损坏，同时发出警报，并提供可立即解决问题的可选方案，以防止发生更多问题。这样，您就可以确保所有数据都是以百分之百的可靠性写入，并且能够避免在解决数据损坏问题时发生意外中断和宕机所带来的成本。四、NetApp FAS存储系统的竞争优势专业存储市场的产品非常多，也非常复杂。NetApp FAS存储系列的主要竞争对手是EMC的 Clariion/Celerra系列。由于NetApp FAS存储系统不同于一般NAS产品，NetApp FAS存储系统同时具有NAS 、SAN存储的特点。NetApp FAS存储系统系列相对与其他市场上的NAS产品价格并不是优势，但是丰富的功能和性能是其特点，以下是NetApp FAS存储系统独特的优点： 同时支持NAS、FC SAN和IP SAN（iSCSI）的架构； 存储的操作系统DataOntap不是采用通用操作系统(如: Unix、Linux或Windows及其改进的操作系统)，以提高系统的安全性，减少黑客攻击及病毒感染的可能性； 双控制器的存储是Active-Active双工模式（只有EMC做不到）； 该系列产品中高端能够支持千兆以太网接口和万兆以太网接口； FAS存储产品的数据卷能够动态扩大或缩小，调整数据卷的大小时无需中断用户的访问； 时间点保护（SnapShot）能够在数秒钟内恢复某一时间点的拷贝，恢复的拷贝可以支持到TB级； 时间点保护同时支持数据卷级和单个文件的恢复 ； 时间点保护要求不仅能够被系统管理员访问，还应该支持被普通用户进行访问并且自行恢复，简化系统管理人员的管理； 远程复制支持一对多和多对一的模式； 存储产品具备支持法规遵从的功能，满足永久或设定存档期的数据保留；五、 NetApp FAS存储系统应用举例以下是FAS系列在制造业系统中应用的例子，涵盖了存储集中、数据归档、远程保护等一系列的解决方案。在其他行业环境中，也有参考价值。对于制造企业来说，产品设计通常包括以下五个阶段，如下图所示，对于每一个阶段，数据在以指数形式增加的同时，对于高效的数据访问、共享、获得和保护的要求也越来越重要。在整个设计流程中， 制造企业面临着大量的挑战（“痛点”），这严重影响着生产的效率，从而几乎不能以较低的成本快速地提供产品。这些挑战（或痛点）包括：复杂的设计环境：产品设计环境，由于包括多平台和异构的设备；并且被频繁地要求能够容纳新的、复杂的应用需求如：CAD/CAM、 PLM、以及越来越高地对于动态地和只读数据的可用性要求；因此，这种环境在拓扑结构、管理与使用方面非常复杂。数据高可用性： 在开发流程中，随着数据的不断增长与慢慢成熟，数据丢失的风险也显著啬，处于设计与分析阶段的数据尤其关键与重要。初始的设计需要使用许多测试工具来对设计产品进行各方面的测试，如：物理尺寸、运行速度等等。而这些测试往往需要好几天的时间对数据进行处理才能完成。这样的过程对于计算机系统，尤其是数据存储系统的要求是非常严苛的。举例来说，Lear公司通过采用最好的IT技术提高了其产品质量的声誉。但是，作为福特的1级供应商，Lear还必须保证其系统百分之百的可靠。引用Lear的原话：“由于我们不能够提供产品而导致生产的停顿是不可想像的，而由于供应商的原因导致制造企业的这种生产中断而引发的经济惩罚更是无法估量的。”数据重用：设计工程师通常会重用以前的设计数据以加速设计进度、并保证设计的一致性。出于安全的、数据修改等目的要求制造企业长期地保存设计数据。而且，法律、市场以及其他部门也常常要访问这些只读数据。为了提供最有效的数据访问，对于不同的数据需要不同的数据存储解决方案。迅速的数据增长：工程设计团队使用各种各样的设计工具，在很短的时间内就会产生大量的工程图纸文件，还包括对以前所设计的文件的频繁引用。而这显然要求数据存储系统能够平滑地支持这种数据的增长，而同时必须保证数据的同样快速可靠、方便地访问。降低管理、维护与系统升级成本：在复杂的设计与应用环境中，为了达到系统的高可用性、企业往往设计主机集群等高可用性结构，这种结结构能够达到99.999%的可用性。 但同时，这种结构也也带来了大量的管理负担，集群系统往往难以维护与升级，尤其当存储系统需要扩展时，因为存在着各种各