一体化存储系统概述

1、第1章一体化存储系统概述（NAS+SAN ）信息是一个企业可持续发展的核心动力之一，信息的可靠存储是一个企业 得以正常运作和发展壮大的根本所在。随着越来越多的关键信息转化为数字形式 并存储在可管理的介质中，用户对存储和管理信息的能力产生了新的需求。为 更有效地使用和管理信息，用户对信息系统的搭建、数据中心的建设、数据的管 理模式、数据的有效使用、信息存储介质的选择以及信息的安全存储等方面， 提出多样化的要求，以达到数据的最佳利用。在存储技术飞速发展的今天，越来越多的存储技术为用户所熟知，例如： DAS； SAN； NAS； iSCSI等等，这些技术为客户搭建各自的信息化存储平台提供 了多样性的

2、选择。但是，由于每一种技术都各有所长，并不能通过其中的某一项技术就能完 全满足日益复杂的企业应用环境，这就要求客户在搭建信息化存储平台时根据其 自身的应用业务特点，并结合未来信息系统发展规划搭建适合自己的信息化存储 网络。通常，企业用户在搭建信息化存储网络时都会遇到这样一个问题：企业的 信息系统中既存在大量的大型数据库应用，同时也存在文件共享的需求。是选择 SAN架构？还是采用NAS架构？如何构建一套经济高效的存储网络，就成为众多 企业用户所困扰的难题。SAN和NAS技术各有所长，分别适合不同应用业务系统，集成的SAN+NAS 解决方案是可以满足各个行业客户业务需求的理想选择。信息技术（Inf

3、ormation Technology）的核心是信息，围绕着信息的处理、 传送、管理、共享、保护等，人类在信息技术的各个方面不断取得突破。人们越 来越清楚地看到信息的载体一存储系统在整个IT环境中成为基础架构，它是保 证IT环境的其他部分（主机、网络、应用等）正常运转的关键。客观地讲，离 开了存储系统的IT环境将成为无米之炊，什么也做不了。在今天的信息时代， 以信息为中心的模式已成为潮流。今天，信息访问拓扑连接技术有很多，比如iSCSI、FCIP、iFCP、SAN、NAS 等，但真正广为认可和广泛应用的成熟技术是SAN和NAS技术。SAN和NAS技术 都是解决信息存储集中化的成熟技术。企业通过

4、多年的信息化建设，已经经历了由DAS （直连存储）模式向SAN 或者NAS模式的过渡，随着企业信息化进程的不断深入，应用系统的不断增多， 于是企业内部又重新形成了众多的SAN信息孤岛。在这些环境中，SAN 一般 在彼此之间或者与企业中的其他业务应用系统作并不集成，主要原因是，并非 企业中的所有部门或工作组都需要共享所有的数据。因此，尽管SAN从理论上 能够扩展到几千个节点，但是实际上这种情况很少发生。拥有大量节点的企业 信息中心通常根据业务类型的不同而包含多个相互独立的SAN，即SAN孤岛。SAN孤岛的普遍存在就带来了一系列问题，比如存储使用率偏低，可管理 性较低。为了解决这些问题，EMC公司

5、提出“一个EMC”战略，通过其完善 的SAN、NAS存储平台产品线以及丰富的存储软件平台，为客户提供全方位的 一体化存储解决方案，彻底解决用户SAN信息孤岛问题。存储整合的必要性目前，SAN和NAS技术都是信息整合的手段，两者各有特点，适合不同的市 场需求。能否将两者有机结合在一起，满足不同应用的需求，充分发挥网络存储 的优势成为广大客户迫切的需要。企业用户一般拥有几台甚至几十台不同的业务应用系统服务器和数据库服 务器。由于这些的服务器采购时间相对较早，其存储系统大都是采用DAS直连的 模式，或者一小部分连接到小型的SAN和NAS存储系统中，这种现状是和以主机 为核心设计IT架构的年代相适应的

6、，但随着时间的推移，这种构架的问题已经 显现出来，其问题主要表现如下。首先，由于目前的存储系统是不能实现信息网络存储的低档产品，这样造 成各个业务系统信息无法方便共享。在这样的结构下，如果A业务系统存储容量 不足，而B业务系统即使还有许多剩余空间可用，也不能有效地将B系统的容量 共享给A系统，因而必须对A系统存储扩容。因此，这样的架构是实现存储系统 的多主机共享的障碍，对其整合势在必行。第二，由于分散的独立存储，各个业务系统的存储各自独立，对其管理必须透过其主机系统，因此造成存储管理上的复杂性增大。第三，由于分散的独立存储系统不能实现有效信息共享，这样一来在最初 配置各自的直联系统时，必须在系

7、统扩展性和系统投资之间权衡利弊，不能兼顾， 而且在日后使用中不可避免造成某些业务系统出现存储容量扩展能力不够的情 况。第四，用户在考虑未来系统建设时，应该采用网络存储技术，通过网络存 储实现信息的有效共享，方便管理、便于扩展，建设高性能、高可靠、高扩展、 高兼容的信息存储基础架构。第五，我们在规划信息系统基础架构时，广大用户都认识到应该采用网络 存储技术，即采用SAN或NAS技术实现网络存储。但是SAN和NAS只是技术手段， 不是最终目的，网络存储的最终目的是数据整合。NAS技术介绍NAS是传统网络文件服务器技术的发展延续，是专用的网络文件服务器，是 代替传统网络文件服务器市场的新技术，这是信

8、息技术发展的必然。它提高了文 件系统的处理能力、可靠性、访问连续性和可扩展性，使用NAS代替传统网络文 件服务器是满足用户对性能及可靠性需求的必然之路。网络文件服务器技术是建立在网络技术发展成熟基础之上的，因此它的访 问协议是通用的TCP/IP。今天的NAS产品也是基于TCP/IP协议文件访问机制的。传统的网络文件服务器主要分为两大类：Unix网络文件服务器，即支持NFS 服务器；NT网络文件服务器，即支持CIFS服务器。网络文件服务器的出发点是数据共享及保护，但上述的两类网络文件服务 器之间较难共享。一个网络文件服务器系统支持的网络访问能力有限，因此当一 个网络文件服务器不能满足性能需求时，

9、必须再添加新的网络文件服务器，但过 多的网络文件服务器造成管理维护的困难及资源浪费，同时传统网络文件服务器 对数据保护能力也非常有限（一般是单一主机连接存储介质构成网络文件服务器， 存在单点故障，但又很少采用HA模式，因而可靠性很差），丢失数据几乎是很难 避免的。由于传统网络文件服务器存在以上几方面的问题，同时随着信息技术的不断发展，对跨平台文件共享、高性能文件访问、高可靠性、高扩展性的网络文件 服务器的需求不断加强，NAS产品和技术就是满足这一需求的新技术。使用NAS 代替传统文件服务器是满足用户对性能及可靠性需求的必然之路。NAS适用于那些需要通过网络将文件数据传送到多台客户机上的用户。N

10、AS 设备在数据必须长距离传送的环境中可以很好地发挥作用。此外，NAS设备非常易于部署一可以使NAS主机、客户机和其他设备广泛分 布在整个企业的网络环境中。正确地进行配置之后，NAS可以提供可靠的文件级 数据整合，因为文件锁定是由设备自身来处理的。NAS带来的好处NAS应用于高效的文件共享任务中，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的 CIFS，其中基于网络的文件级锁定提供了高级并发访问保护的功能。NAS设备可 以进行优化，以文件级保护向多台客户机发送文件信息。在某些情况下，企业可以有限地为数据库应用部署NAS解决方案。这些情 况一般只限于以下的应用：大量的数据访问是只读的；数据库很

11、小；要访问的逻 辑卷也很少；所要求的性能也不高。在这些情况下，NAS解决方案有助于减少用 户的总体拥有成本。SAN技术介绍利用光纤通道技术，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SAN非常灵活。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。此外，SAN可以更好地控制存储网络环境，适合那些基于交易的系统

12、在性能 和可用性方面的需求。SAN利用高可靠和高性能的光纤通道协议来满足这种需要。SAN的另一个长处是传送数据块到企业级数据密集型应用的能力。在数据传 送过程中，SAN在通信结点（尤其是服务器）上的处理费用开销更少，因为数据 在传送时被分成更小的数据块。因此，光纤通道SAN在传送大数据块时非常有 效，这使得光纤通道协议非常适用于存储密集型环境。由于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 SAN对于以下应用来说是理想的选择：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。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。高可

13、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。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。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（达到150公里）。SAN的一个好处是极大地提高了企业数据备份和恢复操作的可靠性和可扩 展性。基于SAN的操作能显著减少备份和恢复的时间，同时减少企业网络上的信 息流量。通过将SAN拓展到城域网基础设施上，SAN还可以与远程设备无缝地连接， 从而提高容灾的能力SAN部署城域网基础设施以增加SAN设备间的距离，可 达 到150公里，而且几乎不会降低性能。企业可以利用这一点，通过部署关键任务 应

14、用和用于关键应用服务器的远程数据复制来提高容灾能力。备份和恢复设备是 实现远程管理的需要。另外，基于交易的数据库应用从SAN部署中获益颇多。其无缝增加存储的能 力可以减少数据备份的时间。SAN+NAS集成优势SAN是存储域的网络，是网络存储技术的核心，业务系统中的核心部分需要 高性能、高可靠的数据访问方式，这是SAN的技术特长。采用SAN技术，在关键 业务系统的主机和存储设备之间通过SAN交换机连接起来，构成网络存储，这就 保证了核心业务系统的高性能、高可靠性以及未来扩展的灵活性。但是，客户业务系统除了核心的关键业务之外还有更多的非关键业务，这 些业务系统也需要存储空间，将这些非关键业务系统的

15、主机也接入SAN结构是不 现实的。一方面，这样做造价太高，需要配置多个大型的SAN交换机，每个接入 的主机都必须配置较昂贵的HBA卡，复杂庞大的SAN管理也将导致投资加大；另 一方面，这些非主要业务系统主机对存储系统访问的性能需求一般较低，访问频 率也较低，如果全部接入SAN，对SAN网络的资源也是一种浪费。同时，大部分非主要的边缘业务系统都是以文件形式访问数据的，是NAS 技术的特长。但如果采用纯NAS技术，将导致客户有一个核心SAN网络存储平台 及一个核心NAS网络存储平台，客户在NAS存储和SAN存储之间无法实现存储资 源的动态调配、信息有效共享，实际上造成两个明显的信息孤岛，不符合信息

16、系 统整合的客观需求。因此能否将NAS技术和SAN技术集成起来成为满足广大客户需求的关键。 如果能够实现NAS引擎和其它主要业务主机系统共享统一的磁盘阵列存储资源， 那么就从根本上消除了两个信息孤岛各自为政的局面，从而使成熟的SAN技术和 成熟的NAS技术完美集成，实现真正的信息整合。SAN + NAS集成解决方案就是在统一的SAN架构下，添加NAS引擎，NAS引 擎和其他主要业务系统主机共享统一 SAN架构下的存储资源，从而实现在满足主 要业务系统的高性能、高可靠数据访问需求的同时，通过添加的NAS引擎兼顾大 量边缘业务系统对存储资源的需求，实现真正的存储信息整合。EMC的SAN+NAS 就是这样解决方案。SAN + NAS整合应用后的优点：由于SAN和NAS都基于开放的、业界标准的网络协议：用于SAN的光纤 通道协议和用于NAS的网络协议（如TCP/IP）。SAN的应用范围更为广泛， 而且可以提供对NAS设备的存储，而NAS 一般只限于文件级数据访问的应 用。如果不考虑它们之间的差别，SAN和NAS在今天的企业级存储中都发 挥着重要的作用，比传统的服务器连接存储更可靠，