第五讲 数据存储备份技术.ppt

* 华南师范大学经济管理学院 * NAS的特点 类似于传统的网络设备，它通过集线器或交换机直接连在网络上，按照TCP/IP进行通信，面向消息传递，以文件I/O方式进行数据传输 在LAN环境下，NAS可以实现异构平台下的数据共享，比如NT、UNIX平台的数据共享。 提高文件服务速度，降低网络主机负担，便于安装，降低购买和维护成本 可扩展性好：在不间断网络运行的情况下增加或设置存储 建立了存储子系统到客户机的直接连接，减少了数据传输中主机的干预，能够实现高持续带宽 * 华南师范大学经济管理学院 * NAS服务器 NAS存储子系统一般都拥有一个专用的服务器（通常称为NAS服务器） 服务器上安装着一个优化的文件系统和瘦操作系统，该操作系统专门服务于文件请求 通常，NAS产品与客户间的通信是使用NFS协议、CIFS协议，或同时使用两者，以实现跨平台的数据共享 NAS的客户和服务器之间的关系，如下图： NFS或CIFS协议 NAS客户机 NAS服务器 集成存储 操作系统 * 华南师范大学经济管理学院 * 继续上面的例子 100T的数据都可以接在NAS服务器上，可扩展性好、易于共享，似乎已经解决了问题。但NAS有个明显的缺陷，就是把原来SCSI的瓶颈转移到局域网上来了 只有利用UDP/IP或TCP/IP协议封装用户数据才能为LAN处理所接受。以太网的MTU约为1500字节，从网络上传输5MB的文件，需要封装至少3500个包。每个包必须独立的被LAN访问机制传送和处理 典型的以太网对TCP协议栈的处理占用CPU周期的百分比是十分惊人的（有人统计是50％～100％）。在以太网上，操作系统（上下文切换，数据拷贝等）和TCP协议栈的开销比在物理介质上传送位所花的时间要多。 NAS采用的NFS或其它类似的文件访问协议也会产生较大的系统开销。 * 华南师范大学经济管理学院 * SAN系统结构 存储区域网络 (光纤通道交换机） 磁盘 磁盘 阵列 磁带库 WAN 客户端 应用服务器 * 华南师范大学经济管理学院 * 拓扑结构图 存储系统、磁盘阵列 光纤交换机 * 华南师范大学经济管理学院 * SAN的特点 SAN是一种类似于普通区域网的一种高速存储网络，它通过专用的集线器、交换机和网关建立起与服务器和磁盘阵列之间的直接连接 SAN支持远程距离通信，并允许存储设备真正与服务器隔离，使存储成为可由所有服务器共享的资源 允许各个存储子系统，如磁盘阵列和磁带库，无需通过专用的中间服务器即可互相协作 存储资源的共享方式为block级共享，性能高 其主流接口为光纤通道 * 华南师范大学经济管理学院 * FCP特点 光纤通道技术是结合了通道技术和网络技术的优点。通道技术是硬件密集型技术，可以在缓冲区间快速传输大量的数据。网络技术是软件密集型技术，数据包可以在网络上被路由到许许多多设备中的某一个上 性能高：目前最高速度是10Gb/s 传输距离更远，一般可以达到10km，而SCSI才25m 可扩展能力强 稳定性和可靠性好 * 华南师范大学经济管理学院 * * 华南师范大学经济管理学院 * * 华南师范大学经济管理学院 * 继续上面的例子 100T的数据可以很轻松的存放在SAN上，并且性能级别足够高（可以轻易到达200MB/s），问题似乎解决的很完美，但还存在以下问题： 价格昂贵：采用专用的协议和网络互连设备 存储设备是block级的共享，难以实现文件级共享，以及跨平台的文件共享 互操作性差 难以管理 * 华南师范大学经济管理学院 * IP存储 IP存储是指基于以太网的块存储，主要包括三个协议：ISCSI（Internet SCSI），iFCP和FCIP FCIP：通过现有的IP网络连接光纤通道SAN“孤岛” ，还可以克服光纤通道目前存在的距离限制 iFCP：一个通过TCP/IP链路连接光纤通道设备的网关至网关协议，目的在于使用现有的光纤通道阵列和主机总线适配器可以利用“轻便”网关连接至IP网络。 iSCSI：一种协议，把SCSI封装在TCP/IP中在IP网络中传输。从主机到存储设备的整个传输链路是一条IP链路。iSCSI通过映射至IP来保留SCSI命令集。为了克服转换的时延问题，一般iSCSI芯片组把转换代码部署在硬件中 * 华南师范大学经济管理学院 * IP SAN-NAS 　　服务器透过以太网络连接后端存储设备，后端的存储设备可被看作一台含有档案处理系统的存储服务器。客户端可以直接存取服务器里的档案，只要透过这些档案系统，Client就可以在自己的计算机端看到存储服务器上所提供分享的档案目录，并可以直接进行存取。 * 华南师范大学经济管理学院 * IP SAN-iSCSI IP存储主要是利用无所不