網(wǎng)絡(luò )存儲解決方案：存儲區域網(wǎng)（SAN）

存儲區域網(wǎng)的概念

SAN（Storage Area Network）存儲區域網(wǎng)絡(luò )是 一個(gè)高速的子網(wǎng)，這個(gè)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(pán)陣列（RAID）連接光纖通道（Fibre Channel）組成。SAN和服務(wù)器和客戶(hù)機的數據通信通過(guò)SCSI命令而非TCP/IP，數據處理是“塊級”（block level）。SAN也可以定義為是以數據存儲為中心，它采用可伸縮的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構，通過(guò)具有高傳輸速率的光通道的直接連接方式，提供SAN內部任意節點(diǎn)之間的多路可選擇的數據交換，并且將數據存儲管理集中在相對獨立的存儲區域網(wǎng)內。SAN最終將實(shí)現在多種操作系統下，最大限度的數據共享和數據優(yōu)化管理，以及系統的無(wú)縫擴充。

SAN的組成

在SAN中，有一些專(zhuān)用的硬件和軟件。硬件包括FC卡、FC HUB、FC交換機、存儲系統等，軟件主要是FC控制卡針對各種操作系統的驅動(dòng)程序和存儲管理軟件。下面簡(jiǎn)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：內部運行仲裁環(huán)拓撲，連接到HUB的節點(diǎn)共享100MB/S帶寬（或更高）。
FC交換機：內部運行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(gè)。FC存儲設備通常采用光纖的硬盤(pán)，也有Fibre to SCSI（Fibre to ATA）的解決方案，使用SCSI（或ATA）的硬盤(pán)，在整個(gè)配置上較便宜。
存儲網(wǎng)絡(luò )管理軟件：存儲管理軟件主要的功能是自動(dòng)發(fā)現網(wǎng)絡(luò )拓撲及映射，當在存儲網(wǎng)絡(luò )中增加或減少時(shí)自動(dòng)發(fā)現及組態(tài)。
要正確理解SAN，我們最好還是從物理架構來(lái)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(luò )協(xié)議是SAN的關(guān)鍵。我們把以光纖通道交換機為骨干的網(wǎng)絡(luò )拓撲結構稱(chēng)為“SAN Fabric”。而光纖通道協(xié)議是SAN的另一個(gè)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(lái)達到可靠的塊級數據傳輸。

SAN的應用場(chǎng)合

由于SAN是為在服務(wù)器和存儲設備之間傳輸大塊數據而進(jìn)行優(yōu)化的，因此對于以下應用來(lái)說(shuō)是理想的選擇:

1、關(guān)鍵任務(wù)數據庫應用，其中可預計的響應時(shí)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、數據一致性和可靠性可以確保企業(yè)關(guān)鍵數據的安全。
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(dòng)態(tài)存儲分區。
5、改進(jìn)的災難容錯特性，在主機服務(wù)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(cháng)處

面對迅速增長(cháng)的數據存儲需求，大型企業(yè)和服務(wù)提供商漸漸開(kāi)始選擇SAN作為網(wǎng)絡(luò )基礎設施，因為SAN具有出色的可擴展性。事實(shí)上，SAN比傳統的存儲架構具有更多顯著(zhù)的優(yōu)勢。例如，傳統的服務(wù)器連接存儲通常難于更新或集中管理。每臺服務(wù)器必須關(guān)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(wù)器的連接即可增加存儲。SAN還可以集中管理數據，從而降低了總體擁有成本。

利用光纖通道技術(shù)，SAN可以有效地傳輸數據塊。通過(guò)支持在存儲和服務(wù)器之間傳輸海量數據塊，SAN提供了數據備份的有效方式。因此，傳統上用于數據備份的網(wǎng)絡(luò )帶寬可以節約下來(lái)用于其他應用。

開(kāi)放的、業(yè)界標準的光纖通道技術(shù)還使得SAN非常靈活。SAN克服了傳統上與SCSI相連的線(xiàn)纜限制，極大地拓展了服務(wù)器和存儲之間的距離，從而增加了更多連接的可能性。改進(jìn)的擴展性還簡(jiǎn)化了服務(wù)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(luò )環(huán)境，適合那些基于交易的系統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(lái)滿(mǎn)足這種需要。

SAN的另一個(gè)長(cháng)處是傳送數據塊到企業(yè)級數據密集型應用的能力。在數據傳送過(guò)程中，SAN在通信結點(diǎn)（尤其是服務(wù)器）上的處理費用開(kāi)銷(xiāo)更少，因為數據在傳送時(shí)被分成更小的數據塊。因此，光纖通道SAN在傳送大數據塊時(shí)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。

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(gè)或多個(gè)服務(wù)器增加存儲容量就變得非常簡(jiǎn)單。根據SAN 配置和服務(wù)器操作系統的不同，能做到服務(wù)器不用停機或重新啟動(dòng)就可以增加或移走存儲設備。
2、服務(wù)器群集。由于異構服務(wù)器的群集可以把數據當作是一個(gè)單一的系統映像來(lái)觀(guān)看，所以SAN結構實(shí)際上是以一種全共享的方式提供給可擴展的群集。雖然現在使用多路徑的SCSI使這種想法成為可能，但可擴展性仍然是存在的一個(gè)問(wèn)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(shí)SCSI連接器的性能也限制了連接到服務(wù)器或子系統上的設備數量。
3、數據移動(dòng)解決方案。數據移動(dòng)解決方案可以將數據在類(lèi)似或不同的存儲設備間來(lái)回移動(dòng)。目前，數據的移動(dòng)或復制靠服務(wù)器或多個(gè)服務(wù)器來(lái)完成，服務(wù)器從源設備中讀取數據，然后通過(guò)LAN或WAN傳送給其它的服務(wù)器，最后數據寫(xiě)入目標設備
4、備份和恢復解決方案。目前，對多個(gè)網(wǎng)絡(luò )連接服務(wù)器的數據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(luò )備份和恢復。SAN將上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)結合到一起，它的做法是：對備份和恢復進(jìn)行集中式管理，將一到多臺磁帶設備分配給每個(gè)服務(wù)器，使用FC協(xié)議將數據直接從磁盤(pán)設備傳遞給磁帶設備。

SAN存在的問(wèn)題

近兩年來(lái)，SAN逐漸地被人們所了解、認識、使用，SAN取代了基于服務(wù)器的存儲模式，形成了以數據為中心的存儲模式，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(shí)至今日，互操作性仍是實(shí)施過(guò)程中存在的主要問(wèn)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(shù)標準的確存在，但各家廠(chǎng)商卻有不同的解釋?zhuān)谑?，互操作性?wèn)題就像沙塵暴一樣迎面撲來(lái)，讓人猝不及防。由于光纖通道技術(shù)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(shù)的系統造價(jià)非常昂貴；管理基于光纖通道技術(shù)的SAN非常昂貴等。

一些SAN廠(chǎng)商通過(guò)SNIA等組織來(lái)制定標準。還有一些廠(chǎng)商則著(zhù)手大力投資興建互操作性實(shí)驗室，在推出SAN之前進(jìn)行測試。另一種途徑便是外包SAN。盡管SAN廠(chǎng)商在解決互操作性問(wèn)題上取得了進(jìn)步，不過(guò)，專(zhuān)家仍建議用戶(hù)采用外包方式，不要自己建設SAN。