隨著企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展,業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的飛速增長(zhǎng),對(duì)IT 系統(tǒng)存儲(chǔ)的要求越來(lái)越高。目前多個(gè)企業(yè)存儲(chǔ)構(gòu)架仍處于傳統(tǒng)的以主機(jī)為中心的存儲(chǔ)構(gòu)架階段,缺乏統(tǒng)一的存儲(chǔ)資源管理平臺(tái),難以滿足業(yè)務(wù)快速發(fā)展對(duì)存儲(chǔ)的靈活需求。眾多企業(yè)在科技規(guī)劃中提出了關(guān)于信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的有關(guān)要求,均需建立以信息為中心的信息系統(tǒng)存儲(chǔ)構(gòu)架,實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源的統(tǒng)一規(guī)劃和管理。
1 存儲(chǔ)架構(gòu)
1.1 傳統(tǒng)信息系統(tǒng)存儲(chǔ)構(gòu)架
傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)存儲(chǔ)構(gòu)架是一種分布式的結(jié)構(gòu),各個(gè)系統(tǒng)自成一體,各自有不同的、且相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享、備份與恢復(fù)、數(shù)據(jù)保護(hù)解決方案。其最大特點(diǎn)是跟主操作系統(tǒng)有關(guān),數(shù)據(jù)的所有處理工作是以主機(jī)為主的。這就不可避免地導(dǎo)致主機(jī)的任何改變(包括主機(jī)升級(jí)、操作系統(tǒng)升級(jí)、應(yīng)用升級(jí)、網(wǎng)絡(luò)升級(jí)等)都可能要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行一次改造。
目前仍有許多企業(yè)的存儲(chǔ)構(gòu)架處于傳統(tǒng)的存儲(chǔ)構(gòu)架階段,隨著信息的快速增長(zhǎng)和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展,把數(shù)據(jù)獨(dú)立出來(lái),建立可共享的、與主機(jī)平臺(tái)無(wú)關(guān)的先進(jìn)信息存儲(chǔ)構(gòu)架已經(jīng)逐漸成為主流。
1.2 以信息為中心的存儲(chǔ)構(gòu)架
以信息(數(shù)據(jù))為中心的信息系統(tǒng)存儲(chǔ)架構(gòu)(即存儲(chǔ)系統(tǒng)與主機(jī)服務(wù)器分開)是當(dāng)今信息系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架的主流,也逐漸被各企業(yè)數(shù)據(jù)中心所采用。如圖1。
以信息為中心的存儲(chǔ)架構(gòu),具有如下特點(diǎn):
1)生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)存儲(chǔ)整合,實(shí)現(xiàn)主機(jī)與數(shù)據(jù)分離。
2)信息(數(shù)據(jù))分層存儲(chǔ),根據(jù)信息重要程度和不同時(shí)期的價(jià)值,分布于不同存儲(chǔ)上。
3)生產(chǎn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)基于高端存儲(chǔ)系統(tǒng)的解決方案實(shí)現(xiàn)平臺(tái)級(jí)的容災(zāi)方案,實(shí)現(xiàn)高級(jí)別的容災(zāi)指標(biāo)。
4)簡(jiǎn)化了信息系統(tǒng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)集中并獨(dú)立于主機(jī)系統(tǒng)、存儲(chǔ)資源統(tǒng)一管理。
圖1 系統(tǒng)總體框圖
1.3 信息系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)
信息系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架在經(jīng)歷了傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架,逐步發(fā)展為以信息為中心的存儲(chǔ)構(gòu)架。但目前這個(gè)理念仍停留在概念上,還沒有落地。
從實(shí)施的角度看信息系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架的發(fā)展和優(yōu)化將通過(guò)以下幾個(gè)階段逐步實(shí)現(xiàn)的:
1)存儲(chǔ)整合:通過(guò)對(duì)信息系統(tǒng)存儲(chǔ)資源的統(tǒng)一規(guī)劃和整合,實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)資源分層管理。
2)虛擬化:在存儲(chǔ)整合的基礎(chǔ)上,通過(guò)虛擬化技術(shù)對(duì)進(jìn)一步屏蔽服務(wù)器、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)的復(fù)雜性,以便更好的實(shí)現(xiàn)IT 資源的統(tǒng)一調(diào)配。
3)自動(dòng)化:是在存儲(chǔ)整合和虛擬化的基礎(chǔ)上,通過(guò)進(jìn)一步自動(dòng)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)高效IT 資源自動(dòng)化管理。
存儲(chǔ)整合是基礎(chǔ),是信息系統(tǒng)基礎(chǔ)構(gòu)架發(fā)展的必由之路,在這個(gè)基礎(chǔ)上, 在通過(guò)后續(xù)的虛擬化和自動(dòng)化管理的不斷優(yōu)化,以實(shí)現(xiàn)IT 資源的統(tǒng)一調(diào)配和管理,以更好的服務(wù)于企業(yè)業(yè)務(wù)的發(fā)展。
2 存儲(chǔ)整合技術(shù)關(guān)鍵概念
近年來(lái),信息(數(shù)據(jù))量的迅速增長(zhǎng)和IT 系統(tǒng)的不斷膨脹,為企業(yè)的發(fā)展提出了新的問(wèn)題和要求,如何確保數(shù)據(jù)的一致性、安全性和可靠性,如何實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的集中管理,如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)集中訪問(wèn),如何實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)類型的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和保護(hù)等等。所有這些都期待著網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及其產(chǎn)品的出現(xiàn)。不同于以往的各系統(tǒng)具有各自獨(dú)立的存儲(chǔ)設(shè)備,SAN(StorageArea Network)與NAS(Network Attached Storage)技術(shù)和產(chǎn)品的出現(xiàn)不僅僅拓展了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的空間,更為重要的是,它們將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與存儲(chǔ)技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),有效的解決信息集中存儲(chǔ)遇到的問(wèn)題。
2.1 NAS 技術(shù)
NAS 解決方案通常配置為作為文件服務(wù)的設(shè)備,由工作站或服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 (如 TCP/IP)和應(yīng)用程序(如網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS 或者通用Internet文件系統(tǒng)CIFS) 來(lái)進(jìn)行文件訪問(wèn)。大多數(shù)NAS 連接在工作站客戶機(jī)和NAS 文件共享設(shè)備之間進(jìn)行。這些連接依賴于企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)正常運(yùn)行。NAS 采用了專業(yè)化的操作系統(tǒng)用于網(wǎng)絡(luò)文件的訪問(wèn),這些操作系統(tǒng)既支持標(biāo)準(zhǔn)的文件訪問(wèn),也支持相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議NAS 使文件訪問(wèn)操作更為快捷,并且易于向基礎(chǔ)設(shè)施增加文件存儲(chǔ)容量。因?yàn)镹AS 關(guān)注的是文件服務(wù)而不是實(shí)際文件系統(tǒng)的執(zhí)行情況,NAS 設(shè)備易于部署。NAS 設(shè)備與客戶機(jī)之間主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。傳輸?shù)奶幚磉^(guò)程需要占用處理器資源來(lái)中斷和重新訪問(wèn)數(shù)據(jù)流。如果數(shù)據(jù)包的處理占用太多的處理器資源,則在同一服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用程序會(huì)受到影響。由于網(wǎng)絡(luò)擁堵影響NAS 的性能,所以,其性能局限性之一是網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的能力。
NAS 存儲(chǔ)的可擴(kuò)展性也受到設(shè)備大小的限制。
2.2 SAN 技術(shù)
SAN 作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,是為了提供靈活、高性能和高擴(kuò)展性的存儲(chǔ)環(huán)境而設(shè)計(jì)的。SAN 通過(guò)在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備(例如磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)和磁帶庫(kù))之間實(shí)現(xiàn)連接達(dá)到這一目的。
高性能的光纖通道交換機(jī)和光纖通道網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以確保設(shè)備連接既可靠且有效。這些連接以本地光纖或SCSI(通過(guò)SCSI-to-Fibre Channel 轉(zhuǎn)換器或網(wǎng)關(guān))為基礎(chǔ)。一個(gè)或多個(gè)光纖通道交換機(jī)以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⊿AN架構(gòu))形式為主機(jī)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備提供互聯(lián)。
因SAN 是為在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù)而進(jìn)行優(yōu)化的,SAN 對(duì)以下應(yīng)用來(lái)說(shuō)是理想選擇:
> 關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用,其中可預(yù)計(jì)的響應(yīng)時(shí)間、可用性和可擴(kuò)展性是基本要素。
> 集中的存儲(chǔ)備份,其中性能、數(shù)據(jù)一致性和可靠性可以確保企業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全。
> 高可用性和故障切換環(huán)境可以確保更低的成本、更高的應(yīng)用水平。
> 可擴(kuò)展的存儲(chǔ)虛擬化,可使存儲(chǔ)與直接主機(jī)連接相分離,并確保動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分區(qū)。
> 改進(jìn)的災(zāi)難容錯(cuò)特性,在主機(jī)服務(wù)器及其連接設(shè)備間提供光纖通道高性能和擴(kuò)展距離。
2.3 SAN 與NAS 比較
SAN 和NAS 經(jīng)常被視為兩種競(jìng)爭(zhēng)技術(shù),實(shí)際上,這些技術(shù)各有所長(zhǎng),分別適合不同應(yīng)用,二者在面對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)還能夠很好地相互補(bǔ)充,以提供對(duì)不同類型數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。
SAN 針對(duì)海量、面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸,而NAS則提供文件級(jí)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能。
表1 SAN 與NAS 對(duì)比
從上表可看出,SAN 利用的是Fibre Channel(FC)協(xié)議[3],而NAS 采用的是TCP/IP 協(xié)議。所以SAN 系統(tǒng)的成本、復(fù)雜度、配置都比NAS 要高和復(fù)雜,SAN必須冗余配置專用的連接設(shè)備和穩(wěn)定的企業(yè)級(jí)磁盤陣列,而NAS 采用的是非常普通的TCP/IP 技術(shù)。相比之下,TCP/IP 協(xié)議消耗較大,F(xiàn)ibre Channel 協(xié)議在傳輸大量數(shù)據(jù)方面有較大優(yōu)勢(shì)。
從安全上考慮,F(xiàn)ibre Channel 協(xié)議作為專用協(xié)議,相對(duì)TCP/IP 協(xié)議更為安全。在行業(yè)特點(diǎn)和應(yīng)用范圍方面,SAN 技術(shù)在線事務(wù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、存儲(chǔ)集中、等方面應(yīng)用較廣泛,從而多被對(duì)數(shù)據(jù)一致性、在線事務(wù)處理、備份恢復(fù)要求較高的金融行業(yè)所采用。而NAS 技術(shù)多用對(duì)數(shù)據(jù)一致性和實(shí)時(shí)性要求不高的制造業(yè)。
通過(guò)以上分析,可以得出結(jié)論:SAN 是一種網(wǎng)絡(luò),是專門用于在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間進(jìn)行I/O 傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò),適用于存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);NAS 則是一個(gè)專有文件服務(wù)器或智能文件訪問(wèn)設(shè)備,存儲(chǔ)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。對(duì)于企業(yè)中基于數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用,對(duì)數(shù)據(jù)一致性和在線事務(wù)的處理能力要求較高,適合于采用SAN 作為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。而另外一部分基于文件的非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù),則適合于采用NAS 作為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。根據(jù)以上SAN 和NAS 的對(duì)比,結(jié)合存儲(chǔ)技術(shù)的典型應(yīng)用范圍,應(yīng)采用SAN 技術(shù)作為存儲(chǔ)整合的主要技術(shù)手段,NAS 作為存儲(chǔ)架構(gòu)的必要補(bǔ)充。
3 信息系統(tǒng)存儲(chǔ)整合實(shí)施
3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)架
采用以SAN 為主、NAS 為輔的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng),集中存儲(chǔ)平臺(tái),并通過(guò)VSAN 進(jìn)行邏輯隔離,設(shè)置生產(chǎn)存儲(chǔ)集中、數(shù)據(jù)備份兩個(gè)存儲(chǔ)功能區(qū)域。同時(shí),在存儲(chǔ)集中區(qū)域根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分層的原則,可依據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分層存儲(chǔ),如核心業(yè)務(wù)存儲(chǔ)模塊、高端業(yè)務(wù)存儲(chǔ)模塊、一般業(yè)務(wù)存儲(chǔ)模塊、文件存儲(chǔ)模塊。系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)上采用以SAN 為主的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng),構(gòu)建集中存儲(chǔ)平臺(tái),即大部分存儲(chǔ)模塊部署至SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、文件存儲(chǔ)模塊部署在NAS 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于不便實(shí)現(xiàn)整合的系統(tǒng),可依然保留現(xiàn)有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)整合采用的存儲(chǔ)設(shè)備要求是中高端存儲(chǔ),可支持多業(yè)務(wù)系統(tǒng)使用?傮w構(gòu)架圖如下:
圖2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)構(gòu)架圖
設(shè)計(jì)上采用虛擬存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)SAN 網(wǎng)絡(luò)中不同應(yīng)用類型進(jìn)行安全隔離。建立專用的IP 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)用于接入NAS存儲(chǔ),與生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)分。各模塊采用VSAN進(jìn)行安全隔離。存儲(chǔ)整合后,便于對(duì)存儲(chǔ)資源統(tǒng)一管理,如從存儲(chǔ)需求、容量、數(shù)據(jù)保護(hù)、性能、監(jiān)控、服務(wù)報(bào)告等方面進(jìn)行統(tǒng)一管理。
3.2 SAN 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)架構(gòu)
在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)上,為實(shí)現(xiàn)冗余,采用2 臺(tái)存儲(chǔ)導(dǎo)向器組成雙矩陣網(wǎng)的模式,兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)各自獨(dú)立,不進(jìn)行互聯(lián)。
圖3 雙矩陣網(wǎng)
通過(guò)服務(wù)器端的多路徑軟件(如Power Path、SDD)來(lái)實(shí)現(xiàn)源設(shè)備到目標(biāo)設(shè)備之間鏈路切換或者負(fù)載均衡兩個(gè)Fabric 為對(duì)等的SAN 網(wǎng)絡(luò)[4],由高端存儲(chǔ)導(dǎo)向器為核心組網(wǎng)形成,兩個(gè)矩陣網(wǎng)都具有高可靠性的設(shè)計(jì),主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備冗余接口分別接入到兩個(gè)存儲(chǔ)矩陣網(wǎng)中。當(dāng)一條鏈路或者存儲(chǔ)矩陣網(wǎng)(Fabric)出現(xiàn)故障,導(dǎo)致I/O中斷之后,由主機(jī)多路徑軟件實(shí)現(xiàn)I/O 路徑切換。存儲(chǔ)導(dǎo)向器具有加快存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)快速收斂的增強(qiáng)功能,通過(guò)對(duì)端口的狀態(tài)監(jiān)控。能夠檢測(cè)到鏈路的通斷,快速收斂,通告主機(jī)去進(jìn)行多路徑的切換。
3.3 NAS 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)規(guī)劃
NAS 存儲(chǔ)系統(tǒng)是基于IP 網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)技術(shù),用于存取服務(wù)器文件系統(tǒng),所以需占用大量IP 網(wǎng)絡(luò)帶寬,為不對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)造成影響,一般情況,需獨(dú)立建設(shè)一個(gè)專門IP 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),服務(wù)器使用專門的網(wǎng)卡去訪問(wèn)NAS 存儲(chǔ)系統(tǒng)(使用專門NAS 服務(wù)器管理)。為防止其他區(qū)域的服務(wù)器以服務(wù)器為跳板利用IP 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行跨區(qū)域攻擊網(wǎng)絡(luò)行為,還可在IP 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中部署專門的防火墻,用于各區(qū)域間安全隔離。
IP 連接網(wǎng)絡(luò)的可用性與SAN 存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)相比,可用性稍有降低。為提高可用性,一般使用NAS 存儲(chǔ)的主機(jī)可配置雙網(wǎng)卡連接存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),通過(guò)服務(wù)器操作系統(tǒng)上的軟件功能,將兩個(gè)網(wǎng)卡綁定成1 個(gè)IP 地址(虛擬成1 個(gè)網(wǎng)卡),實(shí)現(xiàn)1 臺(tái)服務(wù)器內(nèi)雙網(wǎng)卡的冗余設(shè)計(jì),在單條線路不穩(wěn)定或發(fā)生故障時(shí),冗余線路提供存儲(chǔ)通道能力,支持系統(tǒng)正常運(yùn)行。
3.4 優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)
未實(shí)施整合時(shí),存儲(chǔ)系統(tǒng)是獨(dú)立的和分散的,不利有于集中式存儲(chǔ)資源管理。而當(dāng)采用企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)架構(gòu)整合之后,可實(shí)現(xiàn)一種網(wǎng)絡(luò)式的、集中式的管理,可更有效地管理存儲(chǔ)資源,網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)化程度得到了很大的提升。
簡(jiǎn)化的集中的存儲(chǔ)構(gòu)架使得存儲(chǔ)相對(duì)獨(dú)立于主機(jī),使得存儲(chǔ)資源得以集中管理和維護(hù),同時(shí),統(tǒng)一規(guī)劃的存儲(chǔ)資源,使得信息在不同層次存儲(chǔ)之間的移動(dòng)成為可能,有利于逐步形成一套有效的信息生命周期的管理(ILM)的機(jī)制。
3.5 擴(kuò)展
在存儲(chǔ)整合實(shí)施的基礎(chǔ)上,可進(jìn)一步擴(kuò)展信息系統(tǒng)架構(gòu),實(shí)施同城數(shù)據(jù)中心或異地災(zāi)備系統(tǒng),企業(yè)可以通過(guò)在同城和異地建立對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)系統(tǒng),設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)復(fù)制關(guān)系,平滑的實(shí)現(xiàn)同城同步、異地異步的的體系構(gòu)架。存儲(chǔ)整合后,利用統(tǒng)一存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)復(fù)制功能,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)區(qū)域性擴(kuò)展。
3 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)存儲(chǔ)整合實(shí)施,可簡(jiǎn)化目前部分企業(yè)信息系統(tǒng)存儲(chǔ)構(gòu)架的不足,解決企業(yè)內(nèi)部關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的過(guò)于分散,難于管理和擴(kuò)展的問(wèn)題。促使業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)更為集中于中高端存儲(chǔ),并可在此基礎(chǔ)上推動(dòng)同城數(shù)據(jù)中心、異地災(zāi)備中心的建設(shè)。總之,存儲(chǔ)整合是滿足各企業(yè)業(yè)務(wù)快速穩(wěn)定發(fā)展的必經(jīng)之路。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺(tái)是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊(yùn)涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
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本文標(biāo)題:基于SAN/NAS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的存儲(chǔ)整合技術(shù)
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