第4-2章(网络存储备份技术)(精品)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,计算机网络工程,软件职业技术学院,20,10,年,8,月,4.1 DAS,4.2 NAS,4.3 SAN,4.4 DAS,、,NAS,和,SAN,存储方案的比较,4.5,统一网络存储,FAS,4.6 ISCSI,第,4-2,章,网络存储备份技术,目前存储业分为四大部分,:,1,、以磁盘阵列为主的在线存储,2,、以磁带为主的离线存储,3,、存储管理软件,4,、交换设备和主机适配器等周边设备,存储无论在硬件还是软件方面都已经从主机系统中脱离出来，成为完全独立的系统。,目前在技术上有两大数据存储的选择，,DAS,和网络存储，网络存储又分为存储区域网（,SAN,）和网络附加存储,(NAS,）。,DAS,即磁盘驱动器和服务器直接相连。在这种传统的存储结构中，存储被视为,“,外围,”,设备，数据管理是,“,以服务器为中心,”,的；,NAS,和,SAN,都是网络存储技术，都是通过网络与服务器和客户端连接在一起的，,NAS,是一个以文件（,File,）为操作方式的网络存储技术；而,SAN,则是一个以数据块（,Block,）操作方式的网络存储技术。,4.1 DAS,4.1.1,基本概念,DAS,即直连方式存储，这种方式中，存储设备是通过电缆直接连到服务器上。,数据存储设备是整个服务器结构的一部分，服务器担负着整个网络的数据存储职责。其本身是硬件的堆叠，不带任何存储操作系统。,4.1.2 DAS,存储方案,1,DAS,存储方案,DAS,存储方案,2,存在的问题,1),占用服务器资源：包括,I/O,、备份、,恢复等。,2,）每台服务器都是自己独立的存储，容量再分配困难。,3,）对于整个存储系统没有集中的管理解决方案。,3,典型结构,典型,DAS,结构,4,DAS,的适用环境,1,）服务器在地理上分布分散，通过网络连接比较困难。,2,）存储系统必须直连到服务器上。,5,DAS,产品简介,浪潮英信,NS3212,金存,5100,系列,4.2 NAS,4.2.1,基本概念,NAS,是英文,“,Network Attached Storage,”,的缩写，中文意思是,“,网络附加存储,”,，,“,网络连接存储,”,。,也称为,“,网络存储器,”,或者,“,网络磁盘阵列,”,。,NAS,将存储设备通过标准的网络拓扑结构（例如以太网），连接到一群计算机上。并且在这个设备上安装了一个简化的操作系统，配备了必须的一些组件，其它设备都可以通过网络访问,NAS,服务器。,NAS,存储方式的网络结构,4.2.2 NAS,的结构,从结构上讲，,NAS,是功能单一的精简型电脑，结构图如图所示：,NAS,的结构,一个,NAS,系统包括处理器，文件服务管理模块和多个硬盘驱动器（用于数据的存储）。,NAS,产品包括存储器件（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）和集成在一起的简易服务器，可用于实现涉及文件存取及管理的所有功能。所有的存储都由,NAS,服务器承担，对服务器基本上没影响。,NAS,数据存储方案是基于局域网（,LAN,）而设计的，按照传统的,TCP/IP,协议进行通信，以文件的,I/O,（输入,/,输出）方式进行数据传输。,NAS,上可以存取任意格式的文件。,在,LAN,环境下，,NAS,已经完全能实现异构平台之间数据级共享。,4.2.3 NAS,存储方案,NAS,存储方案如图所示。,NAS,存储方案,7.2.4,典型结构,典型的,NAS,的网络结构如图所示。,4.2.5,优点与缺点,1,、优点：,管理和设置较为简单；,设备物理位置灵活,实现异构平台的客户机对数据的共享,降低服务器的资源,提供错误恢复系统，并会通过,E-mail,系统将报警信息自动发给系统管理员，同时,NAS,设备会进行动态监测，并提供详细的日志报告，以求全面保护数据。,2,、缺点：,存储性能较低，只适用于较小网络规模或者较低数据流量的网络数据存储,备份过程消耗带宽,4.3 SAN,SAN,英文全称是,Storage Area Network,，即存储区域网络。,它是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接设备将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。,存储区域网络,4.3.1 SAN,的基本结构,SAN,由三个基本的组件构成：接口（如,SCSI,、光纤通道等）、连接设备（交换设备、网关、路由器、集线器等）和通信控制协议（如,IP,和,SCSI,等）,这三个组件再加上附加的存储设备和独立的,SAN,服务器，就构成一个,SAN,系统。,4.3.2 SAN,存储方案,4.3.3 SAN,的优点与缺点,1,SAN,的优点：,（,1,）可实现大容量存储设备数据共享,（,2,）可实现高速计算机与高速存储设备的高速互联,（,3,）可实现灵活的存储设备配置要求,（,4,）可实现数据快速备份,（,5,）提高了数据的可靠性和安全性,与,NAS,相比,SAN,具有以下优势,:,1,、具有无限的扩展能力,2,、具有更高的连接速度和处理能力,3,、可使用于服务器集群、远程灾难恢复、因特网数据服务等多个领域。,2,SAN,的缺点：,（,1,）,SAN,方案成本高,（,2,）维护成本增加,（,3,）,SAN,标准未统一,（,4,）没有文件系统,（,5,）不能直接连到传统网络,4.3.4,应用环境,1,对数据安全性要求很高的企业,2,对数据存储性能要求高的企业,3,在系统级方面具有很强的容量（动态）可扩展性和灵活性的企业,4,具有超大型海量存储特性的企业,5,具有本质上物理集中、逻辑上又彼此独立的数据管理特点的企业,6,实现对分散数据高速集中备份的企业,7,数据在线性要求高的企业,8,实现与主机无关的容灾的企业,4.4 DAS,、,NAS,和,SAN,存储方案的比较,4.4.1 DAS,与,NAS,存储方案的比较,1,DAS,与,NAS,的典型网络架构对比,DAS,的典型网络架构,NAS,的典型网络架构,2,NAS,与,DAS,在其它方面的差异,NAS,与,DAS,在其它方面的差异如下表所示：,比较项目,NAS,DAS,核心技术,基于,WEB,开发的软硬件集合于一身的,IP,技术，部分,NAS,是软件实现的,RAID,技术。,硬件实现的,RAID,技术,支持操作平台,完全跨平台文件共享，支持所有的操作系统。,不能提供跨平台文件共享功能，受限于某个独立的操作系统。,连接方式,通过,RJ45,接口连上网络，直接往网络上传输数据，可解,10M/100M/1000M,网络。,通过,SCSI,线接在服务器上，通过服务器的网卡往网络上传输数据。,安装,安装简便快捷，即插即用。只需,10,分钟便可顺利安装成功。,通过,LCD,面板设置,RAID,较简单，连上服务器操作时较复杂。,操作系统,独立的,WEB,优化存储操作系统，完全不受服务器干预。,无独立的存储操作系统，需相应服务器的操作系统支持。,存储数据结构,集中式数据存储模式，将不同系统平台下文件存储在一台,NAS,设备中，方便网络管理员集中管理大量数据，降低维护成本,分散式数据存储模式。网络管理员需要耗费大量时间奔波到不同服务器下分别管理各自数据，维护成本增加,数据管理,管理简单，基于,Web,的,GUI,管理界面使,NAS,设备的管理一目了然。,管理较复杂，需要服务器附带的操作系统支持。,软件功能,自带支持多种协议的管理软件，功能多样，支持日志文件系统，并一般集成本地备份软件。,没有自身管理软件，需要针对现有系统情况另行购买。,扩充性,轻松在线增加设备，无需停顿网络，而且与已经建立起的网络完全融合，充分保护用户原有投资，良好的扩充性完全满足,24,7,不间断服务。,增加硬盘后重新做,RAID,一般要启机，会影响网络服务。,总拥有成本（,TCO,）,价格低，不需购买服务器及第三方软件，以后的投入会很少，降低用户的后续成本，从而使总拥有成本降低。,价格较适中，需要购买服务器及操作系统，总拥有成本较高。,数据备份与灾难恢复,集成本地备份软件，可实现无服务器的网络数据备份。双引擎设计理念，即使服务器发生故障，用户仍可进行数据存取。,可备份直连服务器及工作站的数据，对多台服务器的数据备份较难。,RAID,级别,RAID-0,、,1,、,5,或,JBOD,RAID-0,、,3,、,1,、,5,或,JBOD,硬件架构,冗余电源、多风扇、热插拔,冗余电源、多风扇、热插拔、背板化结构,4.4.2 NAS,与,SAN,存储方案的比较,SAN,在异构环境下不能实现文件共享,NAS,有自己的文件系统管理。,4.4.3,三种存储方案的比较和选用,根据不同的需求而定，具体要考虑的方面：,1,、存储方案,2,、管理,3,、容量,4,、带宽,5,、可扩展性,6,、距离,4.5,统一网络存储,FAS,NAS+SAN=FAS,它可以同时支持,SAN,和,NAS,协议，以及光纤通道和以太网传输,4.5.1,融合,NAS,和,SAN,存储的统一网络存储,FAS,目前业内实现,SAN,和,NAS,融合的方式有两个：,在,SAN,前增加,NAS,网关；,NetApp,的统一网络存储。,NAS,网关原理图,统一网络存储,FAS,4.6 ISCSI,iSCSI,技术是一种由,IBM,公司研究开发的，是一个供硬件设备使用的可以在,IP,协议的上层运行的,SCSI,指令集，这种指令集合可以实现在,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路由选择。,iSCSI,技术是一种新储存技术，该技术是将现有,SCSI,接口与以太网络,(Ethernet),技术结合，使服务器可与使用,IP,网络的储存装置互相交换资料。,iSCSI,可以实现在,IP,网络上运行,SCSI,协议，使其能够在高速网进行路由选择。,iSCSI=,低廉,+,高性能。,第,4-2,章完,