什么是存储区域网络,它与不同的存储解决方案相比有哪些优势?

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我建议这是一个关于企业级存储区域网络的规范问题

什么是存储区域网络 (SAN),它是如何工作的?
它与网络附加存储 (NAS) 有何不同?
与直连存储 (DAS) 相比有哪些用例?
哪种方式更好或更差?
为什么这么贵?
我(或我的公司)应该使用一个吗?

Mas*_*imo 46

首先,有关 DAS、NAS 和 SAN 存储的(广泛)比较,请参见此处


关于“ SAN ”这个词有一些常见的误解,意思是“存储区域网络”,严格来说,它只指连接存储设备(磁盘阵列、磁带库等)和存储用户(服务器)的通信基础设施。 )。但是,在通常的实践中,术语“SAN”用于指代两件事:

  1. 完整的存储基础架构,包括用于从多个服务器提供对中央存储设备的共享访问的所有硬件和软件。这种用法虽然不是严格正确的,但被普遍接受并且大多数人在谈论“SAN”时所指的就是这种用法。这个答案的其余部分将重点关注它,从而描述企业级存储基础架构的每个组件。
  2. 单个存储阵列(见下文);如“我们有一个带有 20 TB 存储空间的 Brand X SAN”。这种用法从根本上是不正确的,因为它甚至没有考虑“SAN”的真正含义,只是假设它是某种形式的存储设备。

SAN 可以由非常不同的硬件组成,但通常可以分解为各种组件:

  • 存储阵列:这是实际存储数据的地方(经常被错误地称为“SAN”)。它们由:
    • 物理磁盘:当然,它们会存档数据。使用企业级磁盘,这意味着它们通常具有较低的每磁盘容量,但性能和可靠性要高得多;此外,它们比消费级磁盘得多。磁盘可以使用多种连接和协议(SATASASFC等)和不同的存储介质(固态磁盘正变得越来越普遍),具体取决于特定的 SAN 实施。
    • 磁盘盒:这是放置磁盘的地方。他们为他们提供电力和数据连接。
    • 存储控制器/处理器:这些管理磁盘 I/O、RAID和缓存(术语“控制器”或“处理器”因 SAN 供应商而异)。同样,使用企业级控制器,因此它们比消费级硬件具有更好的性能和可靠性。它们可以并且通常成对配置以实现冗余。
    • 存储池:存储池是一堆存储空间,由 RAID 配置中的一些(通常是许多)磁盘组成。它被称为“池”,因为它的部分可以按需分配、调整大小和取消分配,从而创建 LUN。
    • 逻辑单元号(LUN):一个LUN是从存储池,然后将其提供(“赠送”)绘制的空间的一个或多个服务器块。这被服务器视为存储卷,并且可以由他们使用他们喜欢的任何文件系统进行格式化。
  • 磁带库:它们可以连接到 SAN 并使用相同的通信技术连接到服务器和直接存储到磁带备份。
  • 通信网络(正确的“SAN”):这是允许存储用户(服务器)访问存储设备(存储阵列、磁带库等)的地方;严格来说,它是术语“存储区域网络”的真正含义,也是存储基础架构中唯一应该这样定义的部分。确实有很多解决方案可以将服务器连接到共享存储设备,但最常见的是:
    • 光纤通道一种使用光纤高速连接共享存储的技术。它包括主机总线适配器、光纤电缆和 FC 交换机,可以实现从 1 Gbit 到 20 Gbit 的传输速度。此外,多路径 I/O可用于将多个物理链路组合在一起,从而实现更高的带宽和容错能力。
    • iSCSI通过 IP 传输的SCSI协议的实现。它在标准以太网硬件上运行,这意味着它可以实现从 100 Mbit(通常不用于 SAN)到 100 Gbit 的传输速度。也可以使用多路径 I/O(尽管底层网络层引入了一些额外的复杂性)。
    • 以太网光纤通道(FCoE)一种介于全FC和iSCSI之间的技术,它使用以太网作为物理层,FC作为传输协议,从而避免了中间IP层的需要。
    • InfiniBand一种非常高性能的连接技术,使用较少且相当昂贵,但可以实现一些令人印象深刻的带宽。
  • Host Bus Adapters (HBA):服务器用来访问连接层的适配卡;它们可以是专用适配器(如在 FC SAN 中)或标准以太网卡。还有 iSCSI HBA,它们具有标准的以太网连接,但可以在硬件中处理 iSCSI 协议,从而减轻服务器的一些额外负载。

SAN 提供了许多超越直接连接(或物理共享)存储的附加功能:

  • 容错:高可用性内置于任何企业级 SAN 中,并在所有级别进行处理,从存储阵列中的电源到服务器连接。磁盘更可靠,RAID 用于承受单磁盘(或多磁盘)故障,采用冗余控制器,多路径 I/O 允许即使在链路故障的情况下也能不间断地访问存储。
  • 更大的存储容量: SAN 可以包含许多大型存储设备,从而提供比单个服务器所能达到的更大的存储空间。
  • 动态存储管理:存储卷(LUN)可以按需创建、调整大小和销毁;它们可以从一台服务器移动到另一台服务器;为服务器分配额外的存储只需要一些配置,而不是购买磁盘并安装它们。
  • 性能:正确配置的 SAN 使用最新(虽然昂贵)的技术,可以实现真正令人印象深刻的性能,并且从头开始设计用于处理来自多个服务器的繁重并发负载。
  • 存储级复制:可以为同步复制配置两个(或更多)存储阵列,允许在故障或灾难情况下将服务器 I/O 从一个完全重定向到另一个。
  • 存储级快照:大多数存储阵列允许拍摄单个卷和/或整个存储池的快照。如果需要,然后可以恢复这些快照。
  • 存储级备份:大多数 SAN 还允许直接从存储阵列到 SAN 连接的磁带库执行备份,完全绕过实际使用数据的服务器;采用了各种技术来确保数据的完整性和一致性。

综上所述,使用 SAN 的好处是显而易见的;但是购买一台的成本以及管理一台的复杂性呢?

SAN 是企业级硬件(尽管即使在中小型公司中也有小型 SAN 的商业案例);它们当然是高度可定制的,因此范围可以从“具有 1 Gbit iSCSI 和较高可靠性的几 TB”到“具有惊人速度、性能和可靠性以及完全同步复制到 DR 数据中心的数百 TB”;成本相应地有所不同,但通常比其他解决方案更高(如“总成本”以及“每 GB 空间成本”)。没有定价标准,但即使是小型 SAN 的价格标签在数万(甚至数十万)美元范围内也并不少见。

设计和实施SAN(对于高端SAN更是如此)需要特定的技能,而这种工作通常由高度专业化的人来完成。日常操作(例如管理 LUN)要容易得多,但在许多公司中,存储管理无论如何都由专职人员或团队处理。

不管上述考虑因素如何,SAN 是需要高容量、可靠性和性能的首选存储解决方案。

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