網(wǎng)絡存儲解決方案：存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）

存儲區(qū)域網(wǎng)的概念
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??? SAN（Storage Area Network）存儲區(qū)域網(wǎng)絡是 一個高速的子網(wǎng)，這個子網(wǎng)中的設備可以從你的主網(wǎng)卸載流量。通常SAN由磁盤陣列（RAID）連接光纖通道（Fibre Channel）組成。SAN和服務器和客戶機的數(shù)據(jù)通信通過SCSI命令而非TCP/IP，數(shù)據(jù)處理是“塊級”（block level）。SAN也可以定義為是以數(shù)據(jù)存儲為中心，它采用可伸縮的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，通過具有高傳輸速率的光通道的直接連接方式，提供SAN內(nèi)部任意節(jié)點之間的多路可選擇的數(shù)據(jù)交換，并且將數(shù)據(jù)存儲管理集中在相對獨立的存儲區(qū)域網(wǎng)內(nèi)。SAN最終將實現(xiàn)在多種操作系統(tǒng)下，最大限度的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)優(yōu)化管理，以及系統(tǒng)的無縫擴充。
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SAN的組成
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??? 在SAN中，有一些專用的硬件和軟件。硬件包括FC卡、FC HUB、FC交換機、存儲系統(tǒng)等，軟件主要是FC控制卡針對各種操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序和存儲管理軟件。下面簡單介紹這些設備：

FC卡：主要用于主機與FC設備之間的連接。
FC HUB：內(nèi)部運行仲裁環(huán)拓撲，連接到HUB的節(jié)點共享100MB/S帶寬（或更高）。
FC交換機：內(nèi)部運行Fabric拓撲，每端口獨占100MB/S帶寬（或更高）。
FC存儲設備：采用FC連接方式，光纖接口可以有一到多個。FC存儲設備通常采用光纖的硬盤，也有Fibre to SCSI（Fibre to ATA）的解決方案，使用SCSI（或ATA）的硬盤，在整個配置上較便宜。
存儲網(wǎng)絡管理軟件：存儲管理軟件主要的功能是自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲及映射，當在存儲網(wǎng)絡中增加或減少時自動發(fā)現(xiàn)及組態(tài)。
??? 要正確理解SAN，我們最好還是從物理架構(gòu)來定義它。從圖我們可以看出，高性能的光纖通道交換機和光纖通道網(wǎng)絡協(xié)議是SAN的關鍵。我們把以光纖通道交換機為骨干的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)稱為“SAN Fabric”。而光纖通道協(xié)議是SAN的另一個本質(zhì)特征。SAN正是利用光纖通道協(xié)議上加載SCSI協(xié)議來達到可靠的塊級數(shù)據(jù)傳輸。

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SAN的應用場合
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??? 由于SAN是為在服務器和存儲設備之間傳輸大塊數(shù)據(jù)而進行優(yōu)化的，因此對于以下應用來說是理想的選擇:

1、關鍵任務數(shù)據(jù)庫應用，其中可預計的響應時間、可用性和可擴展性是基本要素。
2、集中的存儲備份，其中性能、數(shù)據(jù)一致性和可靠性可以確保企業(yè)關鍵數(shù)據(jù)的安全。
3、高可用性和故障切換環(huán)境可以確保更低的成本、更高的應用水平。
4、可擴展的存儲虛擬化，可使存儲與直接主機連接相分離，并確保動態(tài)存儲分區(qū)。
5、改進的災難容錯特性，在主機服務器及其連接設備之間提供光纖通道高性能和擴展的距離。
??? SAN的主要長處
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??? 面對迅速增長的數(shù)據(jù)存儲需求，大型企業(yè)和服務提供商漸漸開始選擇SAN作為網(wǎng)絡基礎設施，因為SAN具有出色的可擴展性。事實上，SAN比傳統(tǒng)的存儲架構(gòu)具有更多顯著的優(yōu)勢。例如，傳統(tǒng)的服務器連接存儲通常難于更新或集中管理。每臺服務器必須關閉才能增加和配置新的存儲。相比較而言，SAN不必宕機和中斷與服務器的連接即可增加存儲。SAN還可以集中管理數(shù)據(jù)，從而降低了總體擁有成本。
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??? 利用光纖通道技術，SAN可以有效地傳輸數(shù)據(jù)塊。通過支持在存儲和服務器之間傳輸海量數(shù)據(jù)塊，SAN提供了數(shù)據(jù)備份的有效方式。因此，傳統(tǒng)上用于數(shù)據(jù)備份的網(wǎng)絡帶寬可以節(jié)約下來用于其他應用。
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??? 開放的、業(yè)界標準的光纖通道技術還使得SAN非常靈活。SAN克服了傳統(tǒng)上與SCSI相連的線纜限制，極大地拓展了服務器和存儲之間的距離，從而增加了更多連接的可能性。改進的擴展性還簡化了服務器的部署和升級，保護了原有硬件設備的投資。

??? 此外，SAN可以更好地控制存儲網(wǎng)絡環(huán)境，適合那些基于交易的系統(tǒng)在性能和可用性方面的需求。SAN利用高可靠和高性能的光纖通道協(xié)議來滿足這種需要。
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??? SAN的另一個長處是傳送數(shù)據(jù)塊到企業(yè)級數(shù)據(jù)密集型應用的能力。在數(shù)據(jù)傳送過程中，SAN在通信結(jié)點（尤其是服務器）上的處理費用開銷更少，因為數(shù)據(jù)在傳送時被分成更小的數(shù)據(jù)塊。因此，光纖通道SAN在傳送大數(shù)據(jù)塊時非常有效，這使得光纖通道協(xié)議非常適用于存儲密集型環(huán)境。
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選擇SAN的理由

1、增加容量。若所有的設備都與SAN相連，那么為一個或多個服務器增加存儲容量就變得非常簡單。根據(jù)SAN 配置和服務器操作系統(tǒng)的不同，能做到服務器不用停機或重新啟動就可以增加或移走存儲設備。
2、服務器群集。由于異構(gòu)服務器的群集可以把數(shù)據(jù)當作是一個單一的系統(tǒng)映像來觀看，所以SAN結(jié)構(gòu)實際上是以一種全共享的方式提供給可擴展的群集。雖然現(xiàn)在使用多路徑的SCSI使這種想法成為可能，但可擴展性仍然是存在的一個問題，因為SCSI的距離受到限制。一般的SCSI允許傳送距離為25米，同時SCSI連接器的性能也限制了連接到服務器或子系統(tǒng)上的設備數(shù)量。
3、數(shù)據(jù)移動解決方案。數(shù)據(jù)移動解決方案可以將數(shù)據(jù)在類似或不同的存儲設備間來回移動。目前，數(shù)據(jù)的移動或復制靠服務器或多個服務器來完成，服務器從源設備中讀取數(shù)據(jù)，然后通過LAN或WAN傳送給其它的服務器，最后數(shù)據(jù)寫入目標設備
4、備份和恢復解決方案。目前，對多個網(wǎng)絡連接服務器的數(shù)據(jù)保護采用以下兩種備份和恢復方法：本地備份和恢復、網(wǎng)絡備份和恢復。SAN將上述兩種方法的優(yōu)點結(jié)合到一起，它的做法是：對備份和恢復進行集中式管理，將一到多臺磁帶設備分配給每個服務器，使用FC協(xié)議將數(shù)據(jù)直接從磁盤設備傳遞給磁帶設備。

SAN存在的問題
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??? 近兩年來，SAN逐漸地被人們所了解、認識、使用，SAN取代了基于服務器的存儲模式，形成了以數(shù)據(jù)為中心的存儲模式，SAN具有很好的性能、管理更為集中、具有很好的擴展能力。然而，時至今日，互操作性仍是實施過程中存在的主要問題。

??? SAN本身缺乏標準，尤其是在管理上更是如此。雖然光纖通道技術標準的確存在，但各家廠商卻有不同的解釋，于是，互操作性問題就像沙塵暴一樣迎面撲來，讓人猝不及防。由于光纖通道技術的一些原因，SAN發(fā)展相對較為緩慢。這些原因包括：光纖通道設備的互操作性差；采用光纖通道技術的系統(tǒng)造價非常昂貴；管理基于光纖通道技術的SAN非常昂貴等。
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??? 一些SAN廠商通過SNIA等組織來制定標準。還有一些廠商則著手大力投資興建互操作性實驗室，在推出SAN之前進行測試。另一種途徑便是外包SAN。盡管SAN廠商在解決互操作性問題上取得了進步，不過，專家仍建議用戶采用外包方式，不要自己建設SAN。
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