hcnp-storage存储cusn构建统一网络

1、1认证系列HCNP-Storage CUSN构建统一网络技术所有 ©拥有所有技术，但注明2012。 保留一切权利。 本书所有内容受法保护，其他方的内容除外。技术事先许可，任何人、任何组织不得将本书的任何内容以任何方式进行、经销、于信息检索系统或使用于任何其他任何商业目的。所有。商标和其他商标均为技术的商标。本文档提及的其他所有商标或商标，由各自的所有人拥有。认证系列HCNP-Storage CUSN 构建统一第1 0版本网络认证系统介绍依托公司雄厚的技术实力和专业的培训体系，认证考虑到不同客户对ICT技术不同层次的需求，致力于为客户提供实战性、专业化的技术认证。 根据 ICT 技术的

2、特点和客户不同层次的需求，认证为客户提供面向十三个方向的四级认证体系。HCNA-Storage（程师认证）主要面向网络Certified Network Associate-Storage，网络工维护工程师，以及准备参加 HCNA-Storage 认证的人员；希望掌握 SAN系统与网络基本原理和SAN阵系统管理、部署与维护能力的。HCNA 认证在内容上涵盖基础知识、RAID 技术与应用、网络技术与应用、径配置、SAN 网络与HCNP-Storage (与解决方案、系统管理和基本配置、主机连接与多路系统日常维护。认证网络存Certified Network Professional-Storag

3、e储资深工程师)主要面向企业级网络维护工程师、工程师以及希望系统深入掌握 SAN、统一、数据保护技术与部署的。HCNP-Storage 包括SSAM（SAN Storage Advanced Management，SAN高级管理）、CUSN（Constructing Unifying Storage Network 构建统一网络）、CDPS（Constructing Data Protection System 构建数据保护系统）三个部分。内容上涵盖SAN、NAS 统一原理、架构和组件，数据处理与通信协议（SCSI、FC、iSCSI）原理及应用，系统数据可靠性与业务连续性保障技术与主流 OS

4、平台连接与应用， Copy、和异构理，方法。网络冗余技术及应用，SAN、集群 NAS 网络规划与方案部署，虚拟快照、LUN的原理和部署，网络虚拟化技术及应用，虚拟化系统原理、部署管理，备份网络及备份恢复技术及应用，数据保护方案构建、部署与管数据容灾方案及典型应用场景，系统、网络、方案的故障诊断与处理HCIE-Storage（Certified Internetwork Expert-Storage，认证互联网络）旨在培养能够熟练掌握各种技术；精通 IT方案设计、部署和运维管理以及诊断和故障排除。认证协助您打开行业之窗，开启改变，屹立在 ICT 世界的潮头浪尖！前言简介HCNP-Storage

5、认证于 IT 领域信息高级工程师或方案能力构建。HCNP-Storage 认证培训，适用于认证网络资深工程师以及准备参加HCNP-Storage 认证的，通过 HCNP-Storage 认证，将证明您对信息系统、网络有全面深入的理解，掌握系统和网络（SAN、NAS、灾备系统）的通用技术，并具备完成信息、数据保护等综合解决方案的部署、运维和管理。内容描述本 书 是 HCNP-Storage-CUSN （Constructing Unifying Storage NetworkCertified Network Professional -认证网络资深工程师构建统一网络），培训用于指导学员学习 H

6、CNP-Storage-CUSN 认证（HC-622）相关内容。内容覆盖：NAS 与集群架构、组件和及原理，CIFS、NFS 网络共享协议原理，集群 NAS 系统架构、组网规划、部署与文件系统配置，网络虚拟化系统架构、原理与部署，N8000 分级、文件、文件备份原理与配置，集群 NAS 系统故障诊断与处理，VIS 系统原理、规划、部署、异构理方法。Module 1 了解虚拟化概念和基础技术。Module 2 熟悉 NAS 与集群架构、组件和管理，VIS 故障诊断思路与故障处及原理。Module 3 熟悉 CIFS、NFS 网络共享协议原理。Module 4 掌握集群 NAS 系统架构 组网规划

7、、部署与文件系统配置。Module 5 掌握集群 NAS 系统分级、文件、文件备份等原理及应用。Module 6 掌握集群 NAS 系统故障诊断与处理方法。Module 7 掌握 VIS 网络虚拟化系统架构、原理与部署。Module 8 掌握 VIS 系统原理、规划、部署、异构管理。Module 9 掌握统一最终掌握集群、NAS、方案规划及应用。虚拟化技术及应用，并具备完成集群 NAS 和虚拟化解决方案的规划、部署、运维和管理能力。读者必备知识背景本课程为1、 了解认证网络高级课程，阅读本书的读者应首先具备以下基本条件：技术和 SAN 和 NAS 架构与组成2、 熟悉 SAN系统配置与管理3、

8、 熟悉主流OS 原理和安装部署，熟悉设备管理操作4熟悉文件系统基本知识5、 熟悉备份、容灾等数据保护概念6、 有初步的备份项目实施经验本书常用图标主机以太网交换机系统光纤交换机目录HC1209201 HCNP-Storage_CUSN_第一章 虚拟化技术概论. . . 第 9 页第一节第二节第三节虚拟化简介. . . .第 13 页虚拟化技术概述. . .第 16 页虚拟化统一特点和价值. .第 32 页HC1209202 HCNP-Storage_CUSN_第二章 NAS 技术概论.第 49 页第一节第二节第三节NAS 技术简介. . . .第 53 页NAS 发展趋势. .第 65 页NA

9、S 集群方案的特点.第 80 页HC1209203 HCNP-Storage_CUSN_第三章 NAS 文件系统共享技术.第 95 页第一节第二节第三节第四节NAS 文件系统和共享技术实现机制. . .第 99 页CIFS 协议结构和原理第NFS 协议结构和原理第CIFS 和 NFS 对比第104 页112 页120 页127 页131 页138 页148 页156 页185 页189 页196 页209 页223 页227 页229 页232 页236 页HC1209204 HCNP-Storage_CUSN_第四章 NAS 集群技术及其应用第第一节第二节第三节第四节集群 NAS 技术第N8

10、000 集群 NAS N8000 集群 NASN8000 集群 NAS系统硬件架构第系统软件架构第系统配置第HC1209205 HCNP-Storage_CUSN_第五章 集群 NAS高级功能第第一节第二节第三节集群 NAS 文件系统分级. 第集群 NAS 备份技术及应用第集群 NAS技术和应用第HC1209206 HCNP-Storage_CUSN_第六章 集群 NAS 系统故障诊断与排除第第一节第二节第三节第四节集群 NAS 系统架构和原理第集群 NAS 系统故障分类和定义第集群 NAS 系统故障诊断流程第集群 NAS 典型故障诊断第第 7 页HC1209207 HCNP-Storage_

11、CUSN_第七章 虚拟化网关系统及其应用第301 页305 页325 页339 页357 页361 页364 页366 页371 页407 页411 页433 页439 页第一节第二节第三节虚拟化虚拟化虚拟化网关系统介绍第网关系统组网与安装规划第网关系统基本业务配置第HC1209208 HCNP-Storage_CUSN_第八章 虚拟化网关障诊断与排除第第一节第二节第三节第四节虚拟化虚拟化虚拟化虚拟化网关系统架构和原理第网关故障分类与定义第网关故障诊断流程第网关典型故障诊断第HC1209209 HCNP-Storage_CUSN_第九章 统一方案及应用第第一节第二节第三节NAS 系统的典型应用

12、第VIS 网络的虚拟化系统应用场景第统一集成方案典型应用. 第第 8 页HC1209201HCNP-Storage_CUSN_第一章虚拟化技术概论第 9 页第 10 页第 11 页第 12 页第 13 页虚拟技术将主机应用层、网络层和层设备进行抽象化统一管理，向服务器层设备的特殊性，而只保留其统一的逻辑特性，从而实现了系统集中、统一而又方便的管理。虚拟化由多种不同的类型、方法来实现并且虚拟化程度不一。对比一个计算机系统来说，整个系统中的虚拟部分就像计算机系统中的操作系统，对下层管理着各种特殊而具体的设备，而对上层则提供相对统一的运行环境和使用方式。虚拟化是一种实现对逻辑环境进行简单管理的有效。

13、通过虚拟化，用户将摆脱底层物理环境的复杂性，充分利用基于异构平台的空间，在开放的基础上实现对的有效规划。虚拟化可以自动配置设备及其空间，使用户能在一个域中使用在物理上分散存在的所有，以便跨地区管理不可的，如业务不连续性、对容量需求域的位置、大小、类型和制造商的调整、员工的变化等。而无论这些如何，都将被从单一逻辑视图中进行管理。所处的第 14 页l 成本节约、高效、简化。在传统的开放系统环境中，主机系统拥有自己的，每个系统管理员需要针对每一种系统来控制的分配、使用和管理。此外，每一台服务器还拥有一 个单独配置和管理的文件系统。据有关权威显示，传统的环境中，开放系 统的容量利用率仅为40%至50%

14、，这种低使用率造成了企业不得不耗费大量的额外成本来满足需求。扩容的因此随着技术的不断发展，虚拟化技术与方案以其真正意义上的开放，在众多IT技术中脱颖而出。在虚拟环境下，对用户来说将变得透明，用户可以不必关心设备的功能差别、容量大小、设备类型和制造商如何，所有的设备将被统一管理，而且赋予统一的功能如Flashcopy、灾备等。今天，虚拟化已经不再是一个陌生的词汇，越来越多的企业开始关注虚拟化，同时将其实施到IT规划中。第 15 页第 16 页l 实现方式：带内虚拟、带外虚拟。l 实现层：基于主机的虚拟、基于网络的虚拟化 基于设备、子系统的虚拟化。l 实现结果：块虚拟、磁盘虚拟、 磁带、磁带驱动器

15、、磁带库虚拟、文件系统 虚拟化。第 17 页第 18 页不同系统有自己的卷管理软件。像Solaris使用SVM，HPUX和AIX使用LVM卷管理软件。卷管理方式还可以通过第软件进行管理，如Symantec的VxVM软件可以在不同的系统平台上进行磁盘卷管理。卷管理软件可以使服务器的空间可以多个异构的磁盘阵列，比如LUN 1 和LUN 2 来自不同的阵列，在主机上由LVM卷管理软件同时也可以通过卷管理软件提供丰富的数据管理能力。一个大LUN（LUN 1 + LUN2）。第 19 页第 20 页VM磁盘（Volume Manager Disk）：从一个物理磁盘的公共区域创建一个卷管理器的磁盘，并在V

16、olume Manager控制下的磁盘。每个VxVM磁盘对应一个物理磁盘。l磁盘组(Disk Group)：一个磁盘组是VxVM磁盘的集合。为磁盘管理目的将磁盘分配到磁盘组里，如持有特定的应用程序或设置数据应用。例如，会计应用程序中的数据可以被组织在一个磁盘组称为acctdg。子磁盘(Subdisks)：VxVM磁盘可以分成一个或多个子磁盘。子磁盘是一组连续的磁盘ll块，代表了一个VxVM磁盘的特定部磁盘是一个磁盘公共区域一部磁盘是卷管理器中最小的单元。卷管理对象就是子磁盘的排列组合。Plex：Volume Manager使用子磁盘构建称为Plex的虚拟物体。Plex是一个结构或一个有序集合的

17、子磁盘，它代表一个卷中完整数据的副本。Plex由一个或多个子磁盘组成， 子磁盘可分布在一个或多个物理磁盘上。l卷(Volume)：卷是一个虚拟的设备，应用程序使用的方式类似的物理磁盘。由于l其虚拟性，容量不被物理磁盘容量限制。卷是由一个或多个plex的组成。第 21 页第 22 页第 23 页阵列1 阵列2 阵列3 阵列4被虚拟化引擎统一管理， 同的主机。通过虚拟化引擎可任意不第 24 页l VIS6000是一款基于网络层实现的l 它的主要优势在于：p 兼容异构的主机操作系统和虚拟化。磁盘阵列。p 基于日志机制的技术，保障容灾数据的一致性。p 无需在主机端安装容灾软件，同时不影响主机性能。p

18、可提供基于间的问题。虚拟化的数据迁移方案，以解决数据首次同步占用较多带宽和时p 可扩展性强，新增主机或设备可快速便捷地接入现有容灾网络。第 25 页SVC (SAN Volume Controller) 采用 In-Band 方式进行虚拟化。SVC 系统实际上是一个集群 (Cluster) 系统, 它由 node 组成。一个 SVC 系统至少包含2个 node,每2个node 组成一个 I/OGroup，它用来为 Host 提供I/O服务。到现在为止，一个SVC系统最多包含8个 node,即4个 I/OGroup。第 26 页该示意图简单显示了可以怎样在SAN 中部署EMC Invista。为

19、网络创建了一个新的“智能”。位于此的是智能交换机（可能是具有智能刀片的交换机或控制器，具体取决于供应商的实现）、控制路径群集(CPP) 和元数据。CPC连接到智能交换机。第 27 页第 28 页阵列1可以将阵列2和阵列3到阵列N的整合，对主机统一由阵列1对外提供。第 29页传统Scale-Out架构的系统其后端均为JBOD，不具备逻辑处理能力，全部运算均交由前端控制节点处理，系统整体性能将受制于前端。第 30 页第 31 页第 32 页在管理的自动化与智能化方面，虚拟环境下，所有的在逻辑上被映射为一个整体，对用户来说是单一视图的透明，而单个设备的容量、速度等物理特性却被户非常熟悉的掉了，无论的

20、物理是什么设备，服务器及其应用系统看到的都是客设备的逻辑映像，因此，系统管理员不必关心自己的，只须专注管理空间本身，所有的管理操作，如系统升级、改变RAID级别、初始化逻辑卷、建立和分配虚拟磁盘、空间扩容等比从前的任何技术都更容易。与现有的SAN相比，提高管理的复杂性被大大降低。效率。主要表现在消除被的容量，使整体使用率达到更高水平。虚拟存储技术解决了空间使用的浪费，它把系统中各个分散的空间整合起来，形成一个连续编址的逻辑空间，了单个物理磁盘的容量限制，企业几乎可以100%地使用磁盘容量，而且由于池扩展时能自动重新分配数据和利用高效的快照技术降低容量需求，从而极大地提高了的利用率。降低总体拥有

21、成本，增加投资回报。由于历史因素，许多企业不得不面对各种各样的异构环境包括不同操作平台的服务器和不同厂商、不同型号的设备。采用虚拟技术，可以支持物理磁盘空间动态扩展，从而使用户不必抛弃现有设备，从而保障了用户的已有投资，降低了用户的总体拥有成本，并实现了投资回报。容量的动态扩展，增加了用户的第 33 页实现采用服务整合，通过快照与技术可以有效简化管理，许多企业机构已经阵列或者基于服务器的工具来为工作流提供数据服务，并且完善了恢复计划。如果把这些工作迁移到虚拟务器的负载。解决方案中，就可以摆脱特定厂商的锁定，同时也减轻服第 34 页TCO ：total cost of owner总拥有成本。第

22、35 页第 36 页ROI : return on investment 投资回报率。第 37 页第 38 页第 39 页第 40 页扩容对现网业务无任何影响，实现无缝扩容。.第 41 页第 42 页第 43 页第 44 页第 45 页l 练习题：1.（选择题）VIS是属于哪个层面、哪种方式的虚拟化（ ）A、网络层、带内方式 B、网络层、带外方式C、主机层、带内方式 D、主机层、带外方式2.（选择题）有关虚拟化方式，说法正确的是：（ ）A、带内虚拟化方式中，地址信息和业务数据在同一个链路中传输B、带外虚拟化方式中，地址信息和业务数据在同一个链路中传输C、带内虚拟化方式中，如果虚拟化设备故障，将

23、会导致业务中断D、带外虚拟化方式中，如果虚拟化设备故障，将会导致业务中断3.（选择题）哪些层面的虚拟化需要更关注可能的兼容性问题：（ ）A、主机层虚拟化 B、网络层虚拟化 C、层虚拟化4.（选择题）哪些层面的虚拟化需要更关注可能的扩展性问题：（ ）A主机层虚拟化 B、网络层虚拟化 C、层虚拟化5.（判断题）设备创建的LUN实际上也是虚拟化技术的体现。第 46 页第 47 页第 48 页HC1209202HCNP-Storage_CUSN_第二章 NAS 技术概论第 49 页第 50 页第 51 页第 52 页第 53 页NAS是Network Attached Storage的简称，中文称为网

24、络附加。按字面简单说是连接在网络上, 具备资料功能的设备，因此也称为“网络器”或者“网络磁盘阵列”。在NAS结构中，系统不再通过I/O总线附属于某个服务器或客户机，而直接通过网络接口与网络直接相连，由用户通过网络。 NAS实际上是一个带有瘦服务器的设备，其作用类似于一个的文件服务器。这种服务器去掉了通用服务器原有的不适用的大多数计算功能而仅仅提供文件系统功能。与传统以服务器为中心的系统相比，数据不再通过服务器内存转发，直接在客户机和设备间传送，服务器仅起控制管理的作用。一套简单的NAS系统可以由一台标准的运行Linux或者微软WSS（Windows Server） 的服务器构成。第 54 页N

25、AS本身能够支持多种协议（如NFS、CIFSFTP、HTTP等），而且能够支持系统。通过任何一台工作站 ， 采用IE或Netscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。NAS和SAN最大的区别就在于NAS有文件操作和管理系统，而SAN却没有这样的系统 功能，其功能仅仅停留在文件管理的下一层，即数据管理。SAN和NAS并不是相互的，是可以共存于一个系统网络中的，但NAS通过一个公共的接口实现空间的管理和共享，SAN仅仅是为服务器数据提供一个专门的快速后方通道。为什么FTP文件服务不属于NAS？FTP只能将文件传输到本地的目录之后才能执行，而网络文件系统可以允许直接问原端的文件，不需要将

26、数据到本地再。第 55 页第 56 页自从1951年莫克利和埃克特设计的第一台通用自动计算机UNIVAC-I采用磁带机作为器，到1956年第一台硬盘器在IBM诞生，再到如今，我们的计算机所使用的存外储环境都是DAS(Direct Attached Storage直接世纪90年代。)的形式。这种情形一直延续到上个传统的DAS 一方面，当系统尽管使用方便，但这种模式是直接将设备连接到服务器上的。容量增加时，这种方式很难扩展;另一方面，当服务器出现异常时，会使数据不可获得，容错性差;再者，存在着数据无法被其他服务器共享，扩充容量则需要关闭整个系统，管理不方便等诸多缺陷。于是业界掀起了一场网络的，更先

27、进的技术应用到各个领域，DAS在领域的龙头地位开始动摇。第 57页文件服务器主要任务则是为网络上的计算机提供多样化的服务，如在文件共享及处理、网页发布、FTP、电子邮件服务等方面有明显的优势，这主要得益于文件服备器通常是采 取高性能的CPU，与NAS相比它在数据备份数据安全等方面并不占势。l NAS主要优势如下：p 在多操作系统的环境中优化文件共享功能，减少文件服务器孤岛，多操作系统的环境中提供高效率和互操作性。p 减少成本，提高操作效率，降低硬件投入和软件license的任务，更少的停机时间。需求，更快的完成p 为文件型应用系统简化安装和管理，减少IT 数据管理降低操作成本。需求，可以使用现

28、有IP网络，简化p 方便备份操作，对办公室进行集中备份满足遵从要求，减少办公室的IT用。通过以上对比不难看出，文件服务器相对于NAS综合功能特别是在文件处理能力方面更为强大，但文件服务器在数据的备份和恢复却远没有NAS的功能完善，系统稳定性亦没NAS的好，同时在数据安全如数据容灾方面NAS更具优势。在这种状况下，两者无法相互替代。第 58 页第 59 页l 成本优势：前端使用廉价的以太网络，而不是FC网络。主机服务器CPU、内存：原主机服务器上用于文件系统逻辑运算占用的CPU、l内存得以。l 可扩展性强：有IP的地方，NAS就可以提供服务。l 提供多种协议数据：网络文件系统协议、HTTP、FT

29、P等。l 多台主机可同时挂载NFS上的目录：减少了文件系统的处理流程，简化了系统冗余度。第 60 页第 61 页l 应用场景主要考虑4部分需求：扩展性应用、高性能应用、多样化服务应用、兼容异构阵列应用。应用工作负载: 工作负载是由多个客户机和服务器生成的吗？p组织问题: 用户组希望拥有性、控制自己的服务器吗？p多协议支持: 会支持多个平台（Windows及其他平台）吗？快照: 是否需要回滚功能（roll back）以恢复文件？pp支持多厂商的: 可以重新部署现有的SAN或者其他磁盘以支持NAS吗？p性能: 文件是随机存取还是顺序存取？是大块I/O还是小块I/O？ 易用性: 你对易用性有什么要求

30、？你可以利用哪些技能组合？增长: 你的增长计划是什么？ppp第62 页第 63 页部分功能模块提供了真正的物理技术。空间，主要技术是RAID、SCSI、SAS、FC等ll 控制器部分指NAS引擎部分，这部分提供了NAS底层所使用的文件系统，以及承载文件系统、各种前端协议的操作系统。l 网络部分提供了和用户交互的网络协议，主要包括NFS和CIFS，用户最终通过这些协议空间。第 64 页第 65 页从接口角度讲，传统NAS系统对于高性能的需求在于提供的以太网端口。例如，常规的NAS系统包括一到两个以太网端口，而高性能NAS系统则支持10个、16个至的千兆位以太网（GigE）端口同时也支持万兆以太网

31、端口。处理大量的存要求必须具有良好的连接性能。增加连接可以聚合端口、转移故障，从而提高NAS的可靠性。高性能NAS的另外一项特征是采用全局文件系统（GFS）。GFS在集群NAS系统中非常普遍，因为集群中的节点都能同时同一池，节点可以工作也可以相互协作。GFS通常是集成到NAS设备的操作系统中，但是某些情况下，GFS也作为软件层使用，添加到NAS架构的最顶层。第 66 页第 67 页第 68 页第 69 页以往的设备，服务器为了数据的备份往往都是在服务器的控制器内嵌入功能，然后将两台部署在异地的设备用高速线路(如光纤网络)连接起来，由控制器自动将需备份的数据到远端设备，以实现数据备份。这种方案对

32、于设备和网络线路的要求都较为严格，且架设成本也很高。NAS系统，将两台NAS设备接入网络，即可实现实时的数据备份。因为NAS直接与网络相连，支持TCP/IP协议，因此主机和备份机之间的距离不再受限制，一旦主机发生故障，即可通过备份机恢复全部数据。NAS备份的优势在于，它的两端可使用不同的设备，例如主机使用的磁盘而备份机使用的磁带或是其他设备且成本低。第 70 页第 71 页第 72 页集群NAS文件系统，需要考虑是否为日志文件系统，此种系统是否适用于高性能、高可用的大数据量处理应用环境。是否可以适应大规模数量的文件和巨大的理需要。区数据量处NAS文件系统可以非常简明地描述大文件，与其他 UNI

33、X 文件系统相比，使得描述文件数据位置的元数据结构十分紧凑。元数据结构紧凑所带来的结果是，处理所用开销更少，文件系统的内存使用量更低，的文件和写入操作更加快速。单个文件系统可管理近亿个数量描述单个文件的 inode 数据结构可动态分配，也是NAS文件系统发展一个趋势。传统的 UNIX 文件系统用于固定数量的 inode，inode 通常与文件系统管理的设备的容量相关，因此系统可以容纳的文件理论上会有一个数量上限。未来NAS文件系统，代表文件的 inode 的列表本身就类似一个文件;当有的文件添加到文件系统时，列表可以像文件一样扩充。这样NAS系统可容纳的文件数量理论上没有内在的限制。NAS文件

34、系统是否可以创建非常大的单个文件也是一个发展趋势。NAS考虑用简洁的方式这类大规模文件(文件的区连续的情况下使用一个描述符)，因此此种文件系统在应用程序读写数据时可将文件块地址简便快速地转换为文件系统块地址。由于文件大小不受文件系统可多大数量文件块的能力限制，因此可以创建非常大的文件。综上所述，集群NAS的文件系统发展趋势需要综合考虑适用于海量文件、TB级别大文件数据处理的应用场景。第 73 页第 74 页有关显示，对于企业来说，只有极少部分的数据是仅能应用在SAN或NAS的环境下，绝大部分的数据既能应用在SAN上、又能应用在NAS上。而且在典型的公司IT环境中，你会发现有些应用需要SAN，而

35、有些应用需要NAS。所以，人们SAN和NAS融合的必要性，以减少管理复杂度，提高的有效利用率。随着SAN和NAS（尤其是SAN）技术的成熟，SAN和NAS会日益趋向融合，并且有很多因素会这种融合：企业在购置新设备的同时仍想继续利用现有的基础架构投资，包括现有的人力用软件、服务器和网络架构等等。很多企业无法接受中断业务运转来配置一套全新的基础架构。、应ll企业的最终目的不只是数据通过SAN或是通过NAS传输，而是怎样把数据、保护、l管理好，他们想要一个最佳组合的解决方案。企业认识到SAN和NAS有无可比拟的强大功能，因此，他们希望把这两种技术能够结合为一个简单的系统，也就是说，在一个系统上能够同

36、时运行SAN和NAS。网络带宽的快速增长，使得在数据传输速度上SAN和NAS的差距越来越小，等到万兆网络形成，NAS甚至比光纤网络的带宽还要大；l企业已经越来越认识到NAS设备可长期提供更好的性价比。许多先进的厂商也意识l到用户的这种需求，并通过其强大的技术实力开发出新品来满足客户的需求，同时占据领域的制高点。目前业内实现NAS和SAN融合的方法有两个：一种是在SAN前增加NAS网关；另一种是l类似NetApp的统一网络。第 75 页l NAS机头作为一个NAS网关，管理后端多样性的单元并提供文件服务。l NAS后端可以实现分级可以支持硬盘多样性，如FC、SATA、SSD、SAS，充分利用已有

37、投资。等硬盘；对于部分数据l NAS也可以提供FC和iSCSI协议空间。第 76 页第 77 页l 用户管理：设计用户管理、用户权限和使用管理。l 日志保护：异常断电后不需要执行硬盘检查，即可恢复提供服务；保证数据丢失。l 可增长：文件系统扩容，不影响业务使用。因断电导致l 易备份：NAS、快照技术保证从文件系统层面方便备份。第 78 页第 79 页第 80 页第 81 页l 采用Active/Active集群工作模式。集群的各个NAS引擎互为冗余，任意NAS引擎宕机时自动failover和failback，不影响系统运行， 100。导致数据丢失，集群的各个NAS引擎能并发地进行事务处理，可用

38、率达到l 所有关键部件都采用冗余设计，并能l 数据保险箱更换。意外掉电时，可以保证CACHE数据可安全写入数据保险箱。恢复供电后，可以把数据保险箱的数据恢复到CACHE中，保证CACHE数据不丢失。第 82 页l 性能平滑扩展p 可、平滑、快速增加NAS引擎p 增加NAS引擎数量性能线性增长p 通过提升硬件配置，增强单个NAS引擎的性能容量扩展l单元支持扩展pp 最大可扩展至PBl 灵活的主机端口配置p 每NAS引擎可提供多个GE业务口和10GE业务口l 支持多种磁盘类型p 大容量、低成本p 高性能、高可靠p 低成本、高性能1TB/2TB SATA磁盘450GB/600GB FC磁盘450GB

39、/600GB SAS磁盘l 支持多种类型磁盘的混合组网p 同一p 支持分级单元可配置不同类型磁盘第 83 页第 84 页第 85 页l 数据共享p 集群对外表现为单一系统，而内部由多个系统组成p 内部各系统均需要l 共享方式p 镜像方式n 使用n 网络数据同步p 主备方式n 共享使用外部相同数据独占nn 故障切换p 全共享方式n 共享使用外部n 软件控制集群各节点对的第 86 页第 87 页第 88 页l 统一管理工具ISM，是基于Java开发的用户管理图形界面,使管理更加容易，提供了不中断业务、进行的可视化管理。l 借助ISM管理软件，管理员可以直观的完成对设备的基本配置操作和清晰的能、故障

40、管理等功能，还提供丰富的业务特性，包括磁盘管理、卷管理等。l 支持管理，帮助客户有效地配置、和调整N8000系统，提供全面且逻辑清晰的告警、性能统计和日志信息，支持邮件告警通知功能。第 89 页N8000集群NAS系统易于管理和使用，支持新增引擎节点自动部署，并自动实现负载分担，无需人工干预。灵活的故障告警机制，提供邮件、SNMP和Syslog日志查询等告警和方式，提高维护效率。引擎节点间采用Active-Active工作模式，保障在一个甚至多个节点出现故障的时候，不影响主机业务运行，从群NAS设备的持续运行。单元到链路再到NAS引擎所有硬件设备全冗余设计，保障集第 90 页练习题：1.（选择

41、题）有关NAS和SAN的说法正确的是：（）A、主机使用NAS共享空间，可以将文件系统的管理功能移到NAS设备上，从而减轻了主机的负担。B、主机的业务类型如果支持SAN架构，那么就一定支持NAS架构。C、一个简单的NAS系统可以不借助其他软件直接在windows xp的操作系统上实现。D、一个简单的SAN系统可以不借助其他软件直接在windows xp的操作系统上实现。2.（判断题）集群NAS 负载均衡功能。3.（判断题）集群NAS冗余，也可以提高数据的多节点不但可以实现节点的故障切换功能，也可以实现可以实现单元的扩展，扩展的性能。单元可以实现数据的第 91 页第 92 页第 93 页第 94

42、页HC1209203HCNP-Storage_CUSN_第三章 NAS 文件系统共享技术第 95 页第 96 页第 97 页第 98 页第 99 页NAS（Network Attached Storage：网络连接）是一种将分布、的数据整的技术。合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行NAS被定义为一种特殊的数据服务器，包括器件（例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的介质）和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功能。NAS通常在一个LAN上占有自己的节点，无需应用服务器的干预，允许用户在网络上存取数据，在这种配置中，NAS集中管理和处理网络上的所有数据，减

43、轻负载应用或企业服务器的负载，有效降低总拥有成本，保护用户投资。简单来说NAS设备就是连接在网络上,具备资料功能的装置，因此也称为“网络器”。它是一种数据服务器，以数据为中心，将设备与服务器彻底分离，集中管理数据，从而带宽、提高性能、降低总拥有成本并且保护了用户的投资。NAS的内在价值在于其拥有利用数据中心中现有的以快速且低成本的方式提供存储服务的能力。现在的解决方案可以在UNIX和Windows环境之间实现兼容，并且能够轻易提供与用户的TCP/IP网络相连接的能力。第 100 页l NAS的主要技术包括三个方面：管理模块、 OS文件系统模块、网络模块。管理模块是指后端部分，这部分功能模块提供

44、了真正的物理空间，p主要技术是RAID、SCSI、SAS、FC。p OS文件系统是指NAS引擎部分，这部分提供了NAS底层所是使用的文件系统，以及承载文件系统、各种前端协议的操作系统。p 网络模块提供了和用户交互的网络协议，主要包括NFS和CIFS，用户最终通过这些协议空间。第 101 页NAS系统软件设计的基本要求是较高的稳定性和I/O吞吐率，并能满足数据共享、数据备份、安全配置、设备管理等要求。该结构分为五个模块：操作系统、件系统、网络文件共享和GUI管理模块。管理器、文鉴于Linux、FreeBSD等的开放源码操作系统具有稳定、可靠、高效的优秀特性，现在大部分NAS设备都是基于此类操作系

45、统开发的。管理器的主要功能是磁盘和分区的管理，主要包括磁盘的监测与异常处理和逻辑卷的配置管理，一般应支持磁盘的热插拔、热替换等功能和RAID0、RAID1、RAID5类型的逻辑卷。管理器实现简化的、集中的据的可用性。管理功能，保证数据的完整性，并增强数文件系统提供持久性和管理数据的，它必须是32位或以上并能支持多用户，应具备日志文件系统功能以使系统在或掉电重启后能迅速恢复文件系统的一般性和完整性，进一步提供NAS的可用性。此外，文件系统还应具有快照功能。快照不仅能恢复被用户错误修改或删除的文件，而且能实现备份窗口为零的文件系统活备份。网络文件共享一般支持以下一些文件传输和共享协议，如FTP和H

46、TTP协议、Unix系统的NFS、W ndows系统的CIFS、Novell系统的NCP（Novell core protocol）、Apple系统的AFP（appletalk file protocol）等，因此NAS设备具有较好的协议性。GUI管理提供给系统管理员一个友好的界面，使之仅通过web浏览器操作就能监视和管理NAS设备的系统参数，如：网络配置、用户与组管理、卷以及文件共享权限等。第 102 页NAS设备中所包含的标准文件系统可以对公用互联网文件系统（CIFS）或是网络文件系统（NFS）提供支持，也有可能同时支持二者。在许多情况下，它都使用标准的网络文件系统来作为NAS。文件系统的

47、接口。大多数NAS设备需要用这种方式来管理其自身的NFS（网络文件系统）是Unix系统间实现磁盘文件共享的法，支持应用程序在客户端通过网络存取位于服务器磁盘中数据的一种文件系统协议。其实它包括许多种协议， 最简单的网络文件系统是网络逻辑磁盘，即客户端的文件系统通过网络操作位于远端的逻 辑磁盘。现一般在Unix主机之间采用Sun开发的NFS（Sun），它能够在所有Unix系统之间实现文件数据的互访，逐渐成为主机间共享的一个标准。CIFS是由微软开发的，用于连接Windows客户机和服务器。经过Unix服务器厂商的重新开发后，它可以用于连接Windows客户机和Unix服务器，执行文件共享和打印等

48、任务。它最早的由来是NetBIOS，这是微软开发的在局域网内实现基于Windows名称共享的API。之后，产生了基于NetBIOS的NetBEUI协议和NBT(NetBIOS OVER TCP/IP)协议。NBT 协议进一步发展为SMB（ Server Message Block Potocol ） 和CIFS （ Common Internet File System，通用互联网文件系统）协议。其中，CIFS用于Windows系统，而SMB广泛用于Unix和Linux，两者可以互通。SMB协议还被称作LanManager协议。CIFS支持与SMB的服务器通信而实现共享。微软操作系统SMB协议

49、/SAMBA软件包。l C FS和NFS的对比。和几乎所有Unix服务器都支持CIFS面向网络连接的共享协议，对网络传输的可靠性要求高，常使用TCP；NFS是独立于传输的，可使用TCP或UDP。第 103 页第 104 页l CIFS使用客户/服务器模式，客户程序请求远在服务器上的服务器程序为它提供服务， 服务器获得请求并返回响应。第 105 页第 106 页l TCP/IP上面的NetBIOS也叫做NetBT或者NBT。l 在OSI的7层参考模型里面，NetBIOS是一个会话层（第5层）编程接口。在DOS和它的后代，应用层通过填写一个叫做网络控制块(NCB)然后发信号的方式和NetBIOS NCB是用来在应用之间通过底层协议栈传送命令和消息。l NetBIOS 编程接口是DOS和它的所特有的。Unix 和其它操作系统不需要实行NetBIOS编程接口，也就没有程序需要使用它。第 107 页NetBIOS局域网架构是很简单的。没有路由器，没有交换机只是一堆用（虚拟的） 线连接在一起的节点。不必区分硬件地址网络地址，甚至象在IP里面那样需要区分端口 号。取而代之的是，通信节点用一个16字节的字符串，即“NetBIOS名字”来标识。每个节点保留一个它已经的名字的