IP-SAN存储技术的特点及应用
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摘要:网络的快速发展以及在线数据存储的快速增长,传统的以服务器为中心的存储技术已经不适合今天的存储需求了。目前以存储网络为中心的存储技术得到了快速的发展,该文主要介绍ip-san的网络存储技术的特点及其在远程容灾中的应用。
关键词:网络存储;存储区域网;IP-SAN
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)05-1217-02
Features and Application of IP-SAN Storage Technology
CHEN Guang-xu, GUO Yan-hong
(Information Manage Center,College of Equipment Command & Technology,Beijing 101416,China)
Abstract: The rapid development of the network,as well as the rapid growth of online data storage,the traditional server-centric storage technology is not suitable for today's storage needs.At present,storage network-centric storage technology has been rapid development,this article focuses on IP-SAN network storage technology,features and in the remote disaster recovery applications.
Key words: network storage; storage area network; IP-SAN
传统的存储是以服务器为中心的存储,从体系结构上看,它是基于总线连接的存储。存储设备通过I/O总线如IDE、SCSI等与服务器相连,客户机的数据访问必须通过服务器,然后经过其I/O总线访问相应的存储设备,服务器此时实际上起到了一种存储转发的作用。而以存储网络为中心的存储是一种全新的存储体系结构,它支持网络协议和存储设备协议,采用面向网络的存储体系结构,使数据处理和数据存储分离,把信息智能从服务器迁移到网络中的各个设备。
1 IP-SAN的特点
SAN(Storage Area Network)是基于光纤通道或IP标准的存储结构,它提供了吉比特级别的速度、长距离的传输;是一个用在服务器和存储资源之间专用的、高性能的网络体系。相比目前的传统存储模式,SAN代表着一种更先进的技术。早期的SAN采用的是光纤通道(FC,FiberChanne1)技术,后来由于iSCSI协议的出现,把SAN分为FC-SAN和IP-SAN。FC-SAN基于企业级的核心数据以及应用而设计,是较高端的技术,适用于对于性能、冗余度和可获得性都有很高要求的高端存储需求。但存在购买和维护成本很高、配置复杂、不同厂商产品难以共存等问题,限制了其使用范围。随着技术的发展。基于千兆位以太网的IPSAN更引人注目,得到了网络厂商的广泛支持。与基于光纤通道技术的FC-SAN相比较而言,IP-SAN存储系统具有节约大量成本、加快实施速度、优化可靠性以及增强扩展能力等优点。FC-SAN和IP-SAN的主要特点对比见表1。
IP-SAN以其低实现成本、高性能、灵活易用、可管理等特性提供高性价比的存储网络解决方案。其具有一下突出特点:
1)数据传输和读写性能优异
IP-SAN刚出现时,由于采用1GB的网络带宽,与当时已经采用2GB带宽,再加上高速的光纤硬盘的FC-SAN相比,在性能上处于劣势,让用户觉得IP-SAN只能应用在对性能要求较低的小系统中。随着10Gbps以太网的应用,高速SATA硬盘的诞生,IP-SAN的数据传输和读写性能得到大幅提升,甚至超过了FC-SAN。随着IPv6和100Gbps以太网的发展和应用,IP-SAN的性能必将更上一层楼。
2)成本优势明显,管理维护容易
FC-SAN基于光纤通道协议,需要建立专有的FC网络和采用专有的设备进行通讯。如果采用FC-SAN,除存储设备外,还需购置价格昂贵的HBA、光纤交换机、光纤磁盘阵列、管理软件等。而基于iSCSI技术构建的IP-SAN则可以直接利用已有的以太网线路、交换机、路由器、网卡进行通讯,除存储设备外,一般情况下不需购买其他额外设备。有效的降低在存储连接设备方面的投资。另外,IP-SAN无需改变现有IT构架。可以充分利用现有IT技术人员,管理与维护都是基于以太网平台,初期投入成本和运行管理成本都很低。
3)扩展性、互通性灵活
在IP-SAN中,一方面可以使用SCSI、FC、SATA、SAS等多种磁盘来扩展iSCSI设备的容量;另一方面由于IP-SAN基于TCP/IP协议簇进行通讯,这样在扩展存储和增加服务器时,可以利用已有存储网络即可实现,而且不会影响到已有的存储和服务器设备的正常使用。
4)突破传输距离的限制
IP-SAN解决了FC-SAN的10KM距离极限,再加上与局域网基于同一套体系结构―标准以太网,为远程镜像、系统容灾、建设统一的存储平台提供了可能。
2 IP-SAN在远程容灾备份中的应用
容灾备份是通过在异地建立和维护个备份存储系统利用地理上分离来保证系统和数据对灾难性事件抵御能力。而IP-SAN突破了传输距离的限制,这就为远程容灾备份提供了可能。
一个典型的基于IP-SAN远程数据容灾备份结构如图1所示。
在系统中设置专门的数据中心和数据容灾备份中心。 数据中心配置一套IP SAN磁盘阵列实现数据中心的高效率存储。容灾备份中心配置同样的一套IP SAN磁盘阵列实现数据中心的容灾备份。数据中心和容灾备份中心的IP SAN通过千兆/万兆IP网络互连,容灾数据流通过该连接联通。各站点通过LAN连接到数据中心,容灾备份中心复制全部数据中心数据。
该系统具有如下的特点:
・IP网络技术相当成熟,IP-SAN减少了配置、维护、管理的复杂度。现有的网络管理人员就可以完成日常的管理与维护工作。
・因为是基于IP网络的存储系统,基本没有距离限制,更好的支持异地容灾。
・和现有网络基础结构融合,支持跨平台数据共享。
・基于以太网没有速度限制。
・可随时添加存储设备,没有容量限制。
・基于IP网络的存储系统,以传统以太网的价格实现同等于光纤网络的性能,实现真正的即插即用Plug & Play,无需客户端软硬件升级、零维护成本、使用人员无需技术培训,降低企业的拥有成本与维护成本,而且升级扩容简单方便。
将IP SAN运用于数据容灾系统,可以带来存储和容灾两方面的优势。首先,在存储方面,通过设置数据中心群集主机,运行业务系统,将数据完全存储在IPSAN磁盘阵列上,多台群集主机,通过群集系统支持,共享IP-SAN存储。其次,在容灾方面,由于容灾备份中心与数据中心均采用IP-SAN存储系统,通过IP网络互连,实现数据容灾,这样即使数据中心全部崩溃,容灾备份中心仍然保存有全部的数据。
3 结束语
作为目前主流存储网络技术的IP-SAN存储网络技术,它结合了SCSI和TCP/IP技术,并能够基于IP网络整合NAS,SAN等存储系统网络架构。随着万兆以太网的成熟应用,IP-SAN存储网络技术必将更加显现其极高性价比的数据块级存储应用、存储资源的通用性、无地理限制的数据共享能力以及易实施、易管理等技术优势,IP-SAN存储网络技术必将成为架构综合性存储网络系统的主要技术而得到更加广泛的应用。
参考文献:
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[2] 罗全平,汪东,方兴.IPSAN权威指南:存储区域网络中的iSCSI、iFCP和FCIP协议[M].北京:中国电力出版社,2004.
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