網(wǎng)絡(luò)存儲解決方案：存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）

存儲區(qū)域網(wǎng)的概念

SAN（Storage Area Network）存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)是 一個(gè)高速的子網(wǎng)，這個(gè)子網(wǎng)中的設(shè)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(wù)器和客戶機(jī)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(luò)拓?fù)浣Y(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(diǎn)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(dú)立的存儲區(qū)域網(wǎng)內(nèi)。SAN最終將實(shí)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(kuò)充。

SAN的組成

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(jī)、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(dòng)程序和存儲管理軟件。下面簡單介紹這些設(shè)備：

FC卡：主要用于主機(jī)與FC設(shè)備之間的連接。
FC HUB：內(nèi)部運(yùn)行仲裁環(huán)拓?fù)?，連接到HUB的節(jié)點(diǎn)共享100MB/S帶寬（或更高）。
FC交換機(jī)：內(nèi)部運(yùn)行Fabric拓?fù)?，每端口?dú)占100MB/S帶寬（或更高）。
FC存儲設(shè)備：采用FC連接方式，光纖接口可以有一到多個(gè)。FC存儲設(shè)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(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(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼坝成?，?dāng)在存儲網(wǎng)絡(luò)中增加或減少時(shí)自動(dòng)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(jī)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(jī)為骨干的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為“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)議來達(dá)到可靠的塊級數(shù)據(jù)傳輸。

SAN的應(yīng)用場合

由于SAN是為在服務(wù)器和存儲設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù)而進(jìn)行優(yōu)化的，因此對于以下應(yīng)用來說是理想的選擇:

1、關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，其中可預(yù)計(jì)的響應(yīng)時(shí)間、可用性和可擴(kuò)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(guān)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(yīng)用水平。
4、可擴(kuò)展的存儲虛擬化，可使存儲與直接主機(jī)連接相分離，并確保動(dòng)態(tài)存儲分區(qū)。
5、改進(jìn)的災(zāi)難容錯(cuò)特性，在主機(jī)服務(wù)器及其連接設(shè)備之間提供光纖通道高性能和擴(kuò)展的距離。
SAN的主要長處

面對迅速增長的數(shù)據(jù)存儲需求，大型企業(yè)和服務(wù)提供商漸漸開始選擇SAN作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，因?yàn)镾AN具有出色的可擴(kuò)展性。事實(shí)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(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(jī)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(shù)據(jù)，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(shù)據(jù)塊。通過支持在存儲和服務(wù)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(luò)帶寬可以節(jié)約下來用于其他應(yīng)用。

開放的、業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的光纖通道技術(shù)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(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(kuò)展性還簡化了服務(wù)器的部署和升級，保護(hù)了原有硬件設(shè)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(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。

SAN的另一個(gè)長處是傳送數(shù)據(jù)塊到企業(yè)級數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的能力。在數(shù)據(jù)傳送過程中，SAN在通信結(jié)點(diǎn)（尤其是服務(wù)器）上的處理費(fèi)用開銷更少，因?yàn)閿?shù)據(jù)在傳送時(shí)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(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(shè)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單。根據(jù)SAN 配置和服務(wù)器操作系統(tǒng)的不同，能做到服務(wù)器不用停機(jī)或重新啟動(dòng)就可以增加或移走存儲設(shè)備。
2、服務(wù)器群集。由于異構(gòu)服務(wù)器的群集可以把數(shù)據(jù)當(dāng)作是一個(gè)單一的系統(tǒng)映像來觀看，所以SAN結(jié)構(gòu)實(shí)際上是以一種全共享的方式提供給可擴(kuò)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(kuò)展性仍然是存在的一個(gè)問題，因?yàn)镾CSI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(tǒng)上的設(shè)備數(shù)量。
3、數(shù)據(jù)移動(dòng)解決方案。數(shù)據(jù)移動(dòng)解決方案可以將數(shù)據(jù)在類似或不同的存儲設(shè)備間來回移動(dòng)。目前，數(shù)據(jù)的移動(dòng)或復(fù)制靠服務(wù)器或多個(gè)服務(wù)器來完成，服務(wù)器從源設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，然后通過LAN或WAN傳送給其它的服務(wù)器，最后數(shù)據(jù)寫入目標(biāo)設(shè)備
4、備份和恢復(fù)解決方案。目前，對多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)器的數(shù)據(jù)保護(hù)采用以下兩種備份和恢復(fù)方法：本地備份和恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)備份和恢復(fù)。SAN將上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合到一起，它的做法是：對備份和恢復(fù)進(jìn)行集中式管理，將一到多臺磁帶設(shè)備分配給每個(gè)服務(wù)器，使用FC協(xié)議將數(shù)據(jù)直接從磁盤設(shè)備傳遞給磁帶設(shè)備。

SAN存在的問題

近兩年來，SAN逐漸地被人們所了解、認(rèn)識、使用，SAN取代了基于服務(wù)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(kuò)展能力。然而，時(shí)至今日，互操作性仍是實(shí)施過程中存在的主要問題。

SAN本身缺乏標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在管理上更是如此。雖然光纖通道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(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(shè)備的互操作性差；采用光纖通道技術(shù)的系統(tǒng)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廠商通過SNIA等組織來制定標(biāo)準(zhǔn)。還有一些廠商則著手大力投資興建互操作性實(shí)驗(yàn)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廠商在解決互操作性問題上取得了進(jìn)步，不過，專家仍建議用戶采用外包方式，不要自己建設(shè)SAN。