第6章 存储网络中存储.docVIP

PAGE PAGE 82 第6章 存储网络中的存储 本章将介绍以下几个方面的内容： 网络存储系统的设备组成； 存储领域中除了磁盘和磁带以外的其他设备与技术； 使用磁盘阵列提高存储容量、I/O性能和数据有效性； 破坏数据有效性的组件失效及其防护方法； 网络存储产品的选择。 6.1 网络存储的挑战 目前存储网络受到了很多关注，特别是光纤网络技术的发展使得数据存储中心与服务器相连成为了可能，这样数据中心可以为多个服务器的所有用户提供数据服务。但是这种全相连结构给存储设备带来了一些新的问题，今天的存储设备能否适应这种新的工作方式？ 6.2 在线存储的成本 磁盘公司生产的个人电脑磁盘（具有EIDE、ATA或UDMA的40管脚接口的磁盘）的数量大约是服务器磁盘（具有SCSI或光纤通道接口的磁盘）的10倍。在个人计算机磁盘市场上，磁盘的容量越大越好，而对性能的要求不高，因为一个用户很难保持磁盘始终处于工作状态。由于个人计算机磁盘的生产量大，而性能又不是最重要的考虑因素，所以磁盘公司可以尽量削减花在提高性能上的成本。另一方面，企业为建立数据中心而购买磁盘时都要求高性能和高容量，并且愿意为之付出高额花费，所以磁盘公司为这些企业提供高转速、高性能接口和大容量缓存的磁盘的单位价格就高很多。 6.2.1 磁盘柜的成本 磁盘成本只不过是在线存储数据中心成本的一部分，用户只不过买来了一个看上去有点像黑色“砖块”的东西——磁盘。但为了更好地使用磁盘，这个像“砖块”的磁盘必须装配在磁盘柜中。磁盘柜给磁盘提供稳定的电源和I/O接口，同时保持磁盘工作环境的无尘和低温。不同磁盘柜的成本差异很大，价格取决于其容量、冗余设备和接口类型。一般情况下，磁盘柜增加的成本为磁盘成本的5％～25％，具体成本则取决于磁盘柜的性质。管理员通常会建议用户使用高品质、高价位的磁盘柜。 注意：尽管磁盘中使用了许多先进技术，但是电源和磁盘包装是在线存储成本的一个重要组成部分。 6.2.2 数据中心可用存储的成本 存储设备同计算机之间的连接是在线存储中最重要的组成部分。对磁盘而言，系统越小，则将它连接到存储的成本越小。对个人计算机而言，将一个或多个存储设备连接到ATA接口的数据线通常包含在计算机的成本之中，因此连接磁盘的成本是可忽略的。目前，使用直接绑定的SCSI磁盘，或者使用带有包括SCSI主机总线适配器（HBA）或应用程序指定的集成电路（ASIC）的其他存储设备的小型服务器，可以连接最多15个存储设备。额外的适配器通常价值为100～200美元，这样每个端口的成本在10美元以下。 单服务器或使用小数量、相互独立的服务器的数据中心通常配置嵌入RAID控制器，并直接连接到服务器的I/O总线（如PCI总线）。较大规模的服务器集群通常配置外部RAID子系统，并通过独立的主机端口与存储设备连接。 总体上，RAID子系统的规模越大（以磁盘容量、I/O性能或主机连通性来衡量），增加到在线存储的成本就越多。容错磁盘柜、大容量的存储缓存、冗余RAID控制器及其硬件支持的成本一般是磁盘成本的几倍。对于绑定SAN存储的底层结构成本（同存储设备的端口连接起来的SAN的端口）也是不可忽略的。智能化的SAN存储子系统的成本取决于它的智能性和连通性。 在最近几年里，控制和管理存储子系统软件的价格日益增长。RAID、分区与存储路径管理、磁盘重建、镜像分割、数据复制、脱机备份和其他软件功能正在成为存储预算中不断增长的部分。 一些RAID子系统的性能也可以通过软件方式获得。基于服务器和存储装置的镜像、RAID、数据复制和其他的存储子系统功能都是可以实现的。在很多情况下，可以选择如下方案： 硬件解决方案，实际上是由运行于RAID控制器上的软件实现，这种方案针对特定的存储设备，与服务器无关。 基于服务器的解决方案，它只运行于服务器和操作系统上，独立于存储设备。 通常可以将上述两种方案适当地组合起来使用。 6.2.3 在线存储的成本 企业RAID子系统的成本是SAN存储成本的主要部分。企业RAID子系统被设计为向多服务器提供有效的、高性能的网络存储。 在使用好的存储产品时，高品质的存储服务（QoS）会增加一定的成本。一个完全配置的企业RAID子系统（例如，安装了最大数量的磁盘）的每GB数据的成本较高；而一个部分配置的企业RAID子系统甚至会更昂贵，因为子系统的共享资源分摊到了更少的存储容量上。这表明，在系统安装完成后的一个相对短的时间内增加RAID子系统，可以使单位成本降低。基于服务器的卷管理对替换企业RAID子系统有较大作用，如基于服务器的软件在较低硬件成本的基础上就可以提供企业RAID子系统的大部分功能特性，可替换企业RAID子系统，并延长存储资产的生命周期。 SAN绑定存储一般比企业级的本地绑定存储的成本更高，用户必