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1、存储基础知识注：资料整理自网络主要技术DAS SAN NAS 一、直接附加存储（DAS） DAS（Direct Attached Storage直接附加存储）是指将存储设备通过SCSI线缆或光纤通道直接连接到服务器上。一个SCSI环路或称为SCSI通道可以挂载最多16台设备，FC可以在仲裁环的方式下支持126个设备。DAS方式实现了机内存储到存储子系统的跨越，但是缺点依然有很多：1、扩展性差，服务器与存储设备直接连接的方式导致出现新的应用需求时，只能为新增的服务器单独配置存储设备，造成重复投资。2、资源利用率低，DAS方式的存储长期来看存储空间无法充分利用，存在浪费。不同的应用服务器面对的存储
2、数据量是不一致的，同时业务发展的状况也决定这存储数据量的变化。因此，出现了部分应用对应的存储空间不够用，另一些却有大量的存储空间闲置。3、可管理性差，DAS方式数据依然是分散的，不同的应用各有一套存储设备。管理分散，无法集中。4、异构化严重，DAS方式使得企业在不同阶段采购了不同型号不同厂商的存储设备，设备之间异构化现象严重，导致维护成本据高不下。DAS，直接连接服务器，每台服务器连接一个存储设备，浪费资源，管理分散，异构化严重。二、存储区域网络（SAN）SAN（Storage Aera Network ）存储区域网络，是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用于主机和
3、存储设备之间的访问。当有数据的存取需求时，数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。SAN 的发展历程较短，从90年代后期兴起，由于当时以太网的带宽有限，而FC协议在当时就可以支持1GB的带宽，因此早期的SAN存储系统多数由FC存储设备构成，导致很多用户误以为SAN就是光纤通道设备，其实SAN代表的是一种专用于存储的网络架构，与协议和设备类型无关，随着千兆以太网的普及和万兆以太网的实现，人们对于SAN的理解将更为全面。SAN的组成：SAN由服务器、后端存储系统、SAN连接设备。后端存储系统由SAN控制器和磁盘系统构成，控制器是后端存储系统的关键，它提供存储接入，数据操作及备份
4、，数据共享、数据快照等数据安全管理，及系统管理等一系列功能。后端存储系统为SAN解决方案提供了存储空间。使用磁盘阵列和RAID策略为数据提供存储空间和安全保护措施。连接设备包括交换机，HBA卡和各种介质的连接线。 SAN的优点：1、设备整合，多台服务器可以通过存储网络同时访问后端存储系统，不必为每台服务器单独购买存储设备，降低存储设备异构化程度，减轻维护工作量，降低维护费用；2、数据集中，不同应用和服务器的数据实现了物理上的集中，空间调整和数据复制等工作可以在一台设备上完成，大大提高了存储资源利用率；3、高扩展性，存储网络架构使得服务器可以方便的接入现有SAN环境，较好的适应应用变化的需求；4
5、、总体拥有成本低，存储设备的整合和数据集中管理，大大降低了重复投资率和长期管理维护成本。这种架构意味着可以服务器共享存储系统，降低异构化，成本降低，数据集中便于维护，提高存储资源利用率。三、网络附加存储（NAS）NAS（Network Attached Storage网络附加存储），是一种文件共享服务。拥有自己的文件系统，通过NFS或CIFS对外提供文件访问服务。NFS Network File SystemCIFS (Common Internet File System) 通用Internet文件系统NAS 包括存储器件（例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质
6、）和专用服务器。专用服务器上装有专门的操作系统，通常是简化的 unix/linux操作系统，或者是一个特殊的win2000内核。它为文件系统管理和访问做了专门的优化。专用服务器利用NFS或CIFS，充当远程文件服务器，对外提供文件级的访问。NAS的优点：1、NAS可以即插即用。2、NAS通过TCP/IP网络连接到应用服务器，因此可以基于已有的企业网络方便连接。3、专用的操作系统支持不同的文件系统，提供不同操作系统的文件共享。经过优化的文件系统提高了文件的访问效率，也支持相应的网络协议。即使应用服务器不再工作了，仍然可以读出数据。 NAS的缺点：1、NAS设备与客户机通过企业网进行连接，因此数据
7、备份或存储过程中会占用网络的带宽。这必然会影响企业内部网络上的其他网络应用；共用网络带宽成为限制NAS性能的主要问题。2、NAS的可扩展性受到设备大小的限制。增加另一台NAS设备非常容易，但是要想将两个NAS设备的存储空间无缝合并并不容易，因为NAS设备通常具有独特的网络标识符，存储空间的扩大上有限。3、NAS访问需要经过文件系统格式转换，所以是以文件一级来访问。不适和Block级的应用，尤其是要求使用裸设备的数据库系统。博客温国：基于文件系统的共享是存储，结构上并行应用服务器的一台存储服务器，（走以太网，但经过文件系统格式转换。）四、SAN和NASSAN 和NAS经常被视为两种竞争技术，实际
8、上，二者能够很好地相互补充，以提供对不同类型数据的访问。SAN针对海量、面向数据块的数据传输，而NAS则提供文件级的数据访问和共享服务。尽管这两种技术类似，但严格意义上讲NAS其实只是一种文件服务。NAS和SAN不仅各有应用场合，也相互结合，许多SAN部署于NAS后台，为NAS设备提供高性能海量存储空间。NAS 和SAN结合中出现了NAS网关这个部件。NAS网关主要由专为提供文件服务而优化的操作系统和相关硬件组成，可以看作是一个专门的文件管理器。NAS网关连接到后端上的SAN上，使的SAN的大容量存储空间可以为NAS所用。因此，NAS网关后面的存储空间可以根据环境的需求扩展到非常大的容量。 “
9、NAS网关”方案主要是在NAS一端增加了可与SAN相连的“接口”，系统对外只有一个用户接口。NAS网关系统虽然在一定程度上解决了NAS与SAN 系统的存储设备级的共享问题，但在文件级的共享问题上却与传统的NAS系统遇到了同样的可扩展性问题。当一个文件系统负载很大时，NAS网关很可能成为系统的瓶颈。NAS可以通过NAS网关接到后端的SAN网络，实行结合运用。主要协议SCSI、FC、iSCSI一、SCSI SCSI是小型计算机系统接口（Small Computer System Interface）的简称，于1979首次提出，是为小型机研制的一种接口技术，现在已完全普及到了小型机，高低端服务器以及
10、普通PC上。SCSI可以划分为SCSI-1、SCSI-2、SCSI-3，最新的为SCSI-3，也是目前应用最广泛的SCSI版本。1、SCSI-1：1979年提出，支持同步和异步SCSI外围设备；支持7台8位的外围设备，最大数据传输速度为5MB/s。2、SCSI-2：1992年提出，也称为Fast SCSI，数据传输率提高到20MB/s。3、 SCSI-3：1995年提出，Ultra SCSI（Fast-20）。Ultra 2 SCSI（Fast-40）出现于1997年，最高传输速率可达80MB/s。1998年9月，Ultra 3 SCSI（Utra 160 SCSI）正式发布，最高数据传输率为
11、160MB/s。Ultra 320 SCSI的最高数据传输率已经达到了320MB/s。二、FC（光纤通道）FC光纤通道：用于计算机设备之间数据传输，传输率达到2G（将来会达到4G）。光纤通道用于服务器共享存储设备的连接，存储控制器和驱动器之间的内部连接。FC Fiber Channel 光纤通道协议基本架构： FC-4 Upper Layer Protocol:SCSI,HIPPI,SBCCS,802.2,ATM,VI,IP FC-3 common service FC-2 Framing Protocol /Flow Control FC-1 Encode/Decode FC-0 Media
12、:Optical or copper,100MB/sec to 1.062GB/sec 协议层说明： FC-0：物理层，定制了不同介质，传输距离，信号机制标准，也定义了光纤和铜线接口以及电缆指标 FC-1：定义编码和解码的标准 FC-2：定义了帧、流控制、和服务质量等 FC-3：定义了常用服务，如数据加密和压缩 FC-4：协议映射层，定义了光纤通道和上层应用之间的接口，上层应用比如：串行SCSI 协 议，HBA 的驱动提供了FC-4 的接口函数，FC-4 支持多协议，如：FCP-SCSI,FC-IP,FC-VI协议简介：FCP- SCSI：是将SCSI并行接口转化为串行接口方式的协议，应用于存
13、储系统和服务器之间的数据传输。新的ANSI T10 标准，支持SAN 上存储系统之间通过数据迁移应用来直接移动数据。 FCP-SCSI 提供200MB/s（全双工独占带宽）的传输速率，每连接最远达10 公里，最大16000000 个节点。FCP-SCSI 使用帧传输取代块传输。帧传输以大数据流传输方式传输短的小的事务数据。三、iSCSIiSCSI（互联网小型计算机系统接口）是一种在TCP/IP上进行数据块传输的标准。它是由Cisco和IBM两家发起的，并且得到了各大存储厂商的大力支持。 iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行快速的数据存取备份操作。i
14、SCSI标准在 2003年2月11日由IETF（互联网工程任务组）认证通过。iSCSI继承了两大传统技术：SCSI和TCP/IP协议。这为iSCSI的发展奠定了坚实的基础。基于iSCSI的存储系统只需要不多的投资便可实现SAN存储功能，甚至直接利用现有的TCP/IP网络。相对于以往的网络存储技术，它解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题，其优越的性能使其备受始关注与青睐。工作流程：iSCSI系统由SCSI适配器发送一个SCSI命令。命令封装到TCP/IP包中并送入到以太网络。接收方从TCP/IP包中抽取SCSI命令并执行相关操作。把返回的SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中，将
15、它们发回到发送方。系统提取出数据或命令，并把它们传回SCSI子系统。安全性描述： iSCSI协议本身提供了QoS及安全特性。可以限制initiator仅向target列表中的目标发登录请求，再由target确认并返回响应，之后才允许通信。通过IPSec将数据包加密之后传输，包括数据完整性、确定性及机密性检测等iSCSI的优势：（1）广泛分布的以太网为iSCSI的部署提供了基础。（2）千兆/万兆以太网的普及为iSCSI提供了更大的运行带宽。 （3）以太网知识的普及为基于iSCSI技术的存储技术提供了大量的管理人才。（4）由于基于TCP/IP网络，完全解决数据远程复制（Data Replication）及灾难恢复（Disaster Recover）等传输距离上的难题。（5）得益于以太网设备的价格优势和TCP/IP网络的开放性和便利的管理性，设备扩充和应用调整的成本付出小。四、iSCSI和FC的比较从传输层看，光纤通道的传输采用其FC协议，iSCSI采用TCP/IP协议。FC 协议与现有的以太网是完全异构的，两者不能相互接
