什么是存储区域网络,它与不同的存储解决方案相比有哪些优势?

什么是存储区域网络,它与不同的存储解决方案相比有哪些优势?

我建议这是一个典型问题关于企业级存储区域网络。

什么是存储区域网络 (SAN)?它是如何工作的?
它与网络附加存储 (NAS) 有何不同?
与直接附加存储 (DAS) 相比,有哪些用例?
它在哪些方面更好或更差?
为什么它这么贵?
我(或我的公司)应该使用它吗?

答案1

首先,有关 DAS、NAS 和 SAN 存储的(广泛)比较,请参阅这里


关于“存储区域网络“, 意思是 ”存储区域网络“因此,严格来讲,仅指连接存储设备(磁盘阵列、磁带库等)和存储用户(服务器)的通信基础设施。然而,在实践中,“SAN”一词通常用于指代两件事:

  1. 完整的存储基础架构,包括用于从多个服务器提供对中央存储设备的共享访问的所有硬件和软件。这种用法虽然并不完全正确,但却是普遍接受的,大多数人在谈论“SAN”时都指它。本回答的其余部分将重点介绍它,从而描述企业级存储基础架构的每个组件。
  2. 单个存储阵列(见下文);例如,“我们有一个品牌 X SAN,存储容量为 20 TB”。这种用法从根本上来说是错误的,因为它甚至没有考虑到真实的“SAN” 的含义,并假设它是某种形式的存储设备。

SAN 可以由非常不同的硬件组成,但通常可以分解为各种组件:

  • 存储阵列:这是实际存储数据的地方(通常被错误地称为“SAN”)。它们由以下部分组成:
    • 物理磁盘:当然,他们会存档数据。他们使用企业级磁盘,这意味着它们通常每个磁盘的容量较低,但性能和可靠性要高得多;此外,它们要贵得多比消费级磁盘更安全。磁盘可以使用各种连接和协议(SATASAS足球俱乐部等)以及不同的存储介质(固态硬盘正变得越来越普遍),具体取决于具体的 SAN 实施。
    • 磁盘柜:这是放置磁盘的地方。它们为磁盘提供电力和数据连接。
    • 存储控制器/处理器:这些管理磁盘 I/O,袭击和缓存(术语“控制器”或“处理器”在不同的 SAN 供应商之间有所不同)。同样,使用企业级控制器,因此它们的性能和可靠性比消费级硬件好得多。它们可以(并且通常是成对配置)以实现冗余。
    • 存储池:存储池是一组存储空间,由 RAID 配置中的一些(通常很多)磁盘组成。之所以称为“池”,是因为可以根据需要分配、调整大小和取消分配其中的部分,从而创建 LUN。
    • 逻辑单元号 (LUN):A逻辑单元号是从存储池中提取的一块空间,然后提供给(“呈现”)一台或多台服务器。服务器将其视为存储卷,并可以使用它们喜欢的任何文件系统对其进行格式化。
  • 磁带库:它们可以连接到 SAN,并使用相同的通信技术连接到服务器和直接进行存储到磁带备份。
  • 通信网络(真正的“SAN”):这允许存储用户(服务器)访问存储设备(存储阵列、磁带库等);严格来说,它是真实的“存储区域网络”一词的含义,以及存储基础设施中唯一应该可以这样定义。将服务器连接到共享存储设备的解决方案确实有很多,但最常见的是:
    • 光纤通道一种使用光纤高速连接共享存储的技术。它包括主机总线适配器、光纤电缆和 FC 交换机,可实现 1 Gbit 至 20 Gbit 的传输速度。此外,多路径 I/O可用于将多个物理链路组合在一起,以实现更高的带宽和容错能力。
    • 互联网SCSI实施小型计算机系统接口协议通过 IP 传输。它运行在标准以太网硬件,这意味着它可以实现从 100 Mbit(通常不用于 SAN)到 100 Gbit 的传输速度。还可以使用多路径 I/O(尽管底层网络层引入了一些额外的复杂性)。
    • 以太网光纤通道 (FCoE)一种介于完整FC和iSCSI之间的技术,它使用以太网作为物理层,但使用FC作为传输协议,从而无需中间的IP层。
    • 无限带宽一种非常高性能的连接技术,使用较少且相当昂贵,但它可以实现一些感人的带宽。
  • 主机总线适配器 (HBA):服务器用于访问连接层的适配器卡;它们可以是专用适配器(如 FC SAN)或标准以太网卡。还有 iSCSI HBA,它们具有标准以太网连接,但可以在硬件中处理 iSCSI 协议,从而减轻服务器的一些额外负载。

与直接连接(或物理共享)存储相比,SAN 提供了许多附加功能:

  • 容错能力:高可用性是任何企业级 SAN 的内置功能,并且从存储阵列中的电源到服务器连接,各个层面都具备高可用性。磁盘更加可靠,RAID 可用于承受单磁盘(或多磁盘)故障,采用冗余控制器,多路径 I/O 即使在发生链路故障的情况下也能实现不间断的存储访问。
  • 更大的存储容量:SAN 可以包含许多大型存储设备,从而提供比单个服务器大得多的存储空间。
  • 动态存储管理:可以根据需要创建、调整大小和销毁存储卷 (LUN);它们可以从一台服务器移动到另一台服务器;为服务器分配额外的存储只需要一些配置,而不是购买磁盘并安装它们。
  • 表现:一个配置正确的 SAN,使用最新的(虽然昂贵)技术,可以实现真正令人印象深刻的性能,并且从一开始就设计用于处理来自多台服务器的繁重并发负载。
  • 存储级别复制:可以配置两个(或更多)存储阵列进行同步复制,从而允许在故障或灾难情况下将服务器 I/O 从一个存储阵列完全重定向到另一个存储阵列。
  • 存储级别快照:大多数存储阵列允许对单个卷和/或整个存储池进行快照。然后可以根据需要恢复这些快照。
  • 存储级别备份:大多数 SAN 还允许直接从存储阵列备份到 SAN 连接的磁带库,完全绕过实际使用数据的服务器;采用各种技术来确保数据的完整性和一致性。

基于以上所有内容,使用 SAN 的好处显而易见;但是购买 SAN 的成本和管理 SAN 的复杂性又如何呢?

SAN 是企业级硬件(尽管小型 SAN 甚至在中小型公司中也存在商业案例);它们当然是高度可定制的,因此范围可以从“几 TB 具有 1 Gbit iSCSI 和相当高的可靠性”到“几百 TB 具有惊人的速度、性能和可靠性以及完全同步复制到 DR 数据中心”;成本因此而有所不同,但通常高于其他解决方案(如“总成本”以及“每 GB 空间成本”)。没有定价标准,但即使是小型 SAN 的价格在数万(甚至数十万)美元范围内的情况并不罕见。

设计和实施 SAN(高端 SAN 更是如此)需要特定技能,这类工作通常由高度专业的人员完成。日常操作(例如管理 LUN)要容易得多,但在许多公司中,存储管理无论如何都是由专人或团队负责的。

无论上述考虑如何,在需要高容量、高可靠性和高性能的场合,SAN 都是首选的存储解决方案。

答案2

您需要吗?视情况而定。每 TB 的价格远高于 DAS。另外,DAS 的性能恐怕要优于 FC/AL 和 iSCSI SAN(至少在我使用 Oracle 和 SQL Server DB 进行的测试中是如此)。但是,使用 DAS,您无法获得共享存储的好处(适用于集群和 VMWare)。

许多存储供应商正在放弃使用光纤通道进行主机到存储控制器的连接,转而采用在以太网上运行的 iSCSI。这又是旧有的令牌环与以太网之争的重演;由于整个行业对以太网的研究和投资如此之多,光纤通道根本无法跟上。10Gbps 以太网交换机比 8Gbps FC 交换机便宜得多,而且它可以是 vLANd 或以其他方式分段以提供存储和非存储数据。

然而,SAN 也具有一些巨大的优势:

  • SAN 快照(服务器或服务器集合的时间点恢复点)
  • 现场和异地块级复制(不涉及主机服务器,因此不需要基于软件的复制)
  • 直接 SAN 备份 - 如果您的备份系统可以接入 SAN 并与其协同工作

如果您正在考虑尝试共享存储,请关注 HP 的 P4000 套件等产品。

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