- 现代卫生信息技术与应用
- 陈敏 周彬 肖兴政主编
- 2151字
- 2021-04-16 15:43:28
二、按使用方式分类
(一)DAS
DAS指将存储设备通过SCSI线缆或光纤通道直接连接到服务器。一个SCSI环路或SCSI通道可挂载16台设备,FC可在仲裁环的方式下支持126个设备。系统架构如图2-2-5所示。
图2-2-5 DAS架构
DAS方式实现了机内存储到存储子系统的跨越,但存在扩展性差、资源利用率低、可管理性差、异构化严重等缺点。
(1)扩展性差:服务器与存储设备直接连接的方式导致出现新的应用需求时,只能为新增的服务器单独配置存储设备,造成重复投资。
(2)资源利用率低:不同应用服务器对应不同的存储数据量,且业务发展的状况决定存储数据量的变化,长期将导致应用存储空间分配不均,造成浪费。
(3)可管理性差:DAS方式中的不同应用各有一套存储设备,数据是分散的,导致管理分散。
(4)异构化严重:DAS方式使机构在不同阶段采购不同型号不同供应商的存储设备,设备之间异构化现象严重,导致维护成本居高不下。
(二)NAS
NAS是一种文件共享服务,拥有自己的文件系统,通过NFS或CIFS对外提供文件访问服务。系统架构如图2-2-6所示。
图2-2-6 NAS架构
NAS包括存储器件和专用服务器两部分。专用服务器装有专门的操作系统,是简化的Unix、Linux、特殊的Windows 2000内核,并为文件系统管理和访问专门优化。专用服务器利用NFS或CIFS,担任远程文件服务器,对外提供文件级访问。
NAS的优点有:①即插即用。②NAS通过TCP/IP网络连接到应用服务器,因此可以基于已有的机构网络方便连接。③专用的操作系统支持不同的文件系统,提供不同操作系统的文件共享。④经过优化的文件系统提高了文件的访问效率,也支持相应的网络协议。即使应用服务器停止工作,仍然能够读出数据。
NAS的缺点有:①共用网络带宽成为限制NAS性能的主要问题。NAS设备与客户机通过企业网进行连接,因此数据备份或存储过程中将占用网络的带宽,影响机构内部网络上的其他网络应用。②NAS的可扩展性受到设备大小的限制。增加另一台NAS设备很简单,但要保证无缝合连接两个NAS设备的存储空间却很困难。这是由于NAS设备通常具有独特的网络标识符,存储空间的扩大有限。③NAS不适合Block级的应用访问,并要求使用裸设备的数据库系统。因为NAS访问需要经过文件系统格式转换,所以是以文件一级来访问。
(三)SAN存储区域网络
SAN是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架,专用于主机和存储设备之间的访问。当有数据的存取需求时,数据可以通过存储区域网络在服务器和后台存储设备之间高速传输。系统架构如图2-2-7所示。
FC-SAN的优点有:①设备整合。多台服务器可以通过存储网络同时访问后端存储系统,不必为每台服务器单独购买存储设备,降低存储设备异构化程度,减轻维护工作量,降低维护费用。②数据集中。不同应用和服务器的数据实现了物理上的集中,空间调整和数据复制等工作可以在一台设备上完成,提高了存储资源利用率。③高扩展性。存储网络架构使服务器可以方便地接入现有SAN环境,较好的适应应用变化的需求。④总体拥有成本低。存储设备的整合和数据集中管理,显著降低了重复投资率和长期管理维护成本。
FC-SAN的缺点有:①兼容性差。FC协议发展时间短,开发和产品化的大厂商较少,而且厂商之间各自遵循内部标准,导致不同厂商的FC产品之间兼容性和互操作差。②成本高昂。FC SAN的成本包括先期设备成本和长期维护成本。FC协议只可局限于存储系统应用,无法实现大规模推广,直接导致了FC产品价格的昂贵。③扩展能力差。FC-SAN高昂的成本和协议封闭,使产品的开发、升级、扩容代价高昂。产品本身无法进行性能和处理能力扩展,产品型号的升级代价大。④异构化严重。不同供应商按照自有标准开发快照、复制、镜像等功能,导致存储设备之间无法互通,出现重复投资、难以管理等问题。
图2-2-7 SAN系统架构
FC-SAN发展为IP SAN,IP SAN的基本思想是通过高速以太网络连接服务器和后端存储系统,将数据块和SCSI指令通过TCP/IP协议承载,通过千兆/万兆专用的以太网络连接应用服务器和存储设备,实现建立一个开放、高性能、高可靠性、高可扩展的存储资源平台。系统架构如图2-2-8所示。
图2-2-8 IP SAN系统架构
IP SAN遵循IETF的iSCSI标准,通过以太网实现存储空间的块级访问,标准历经了3年的认证过程,在IBM、HP、NetApp、DELL、Intel、Microsoft、EMC、HDS、Brocade等供应商的努力下,结合万兆/千以太网10GBit Ethern-et,IP SAN/iSCSI解决了网络瓶颈、数据安全和容错等问题,进入了实用阶段。
(四)统一存储
统一存储即NAS和SAN结合的存储方案,系统架构如图2-2-9所示。
图2-2-9 SAN+NAS架构
NAS和SAN结合中出现了NAS网关,NAS网关主要由专门优化文件服务的操作系统和相关硬件组成,相当于一个专门的文件管理器。NAS网关连接到后端SAN,使SAN的大容量存储空间可以为NAS所用。因此NAS网关后面的存储空间可以根据环境的需求扩展到很大的容量。NAS网关方案主要是在NAS一端增加了可与SAN相连的接口,系统对外只有一个用户接口。
NAS网关系统虽然在一定程度上解决了NAS 与SAN系统的存储设备级的共享问题,但文件级共享时,却遇到了与传统的NAS同样的可扩展性问题。当一个文件系统负载很大时,NAS网关很可能成为系统的瓶颈。
EMC、HDS、HP、IBM等很多存储供应商均提供基于NAS+SAN的统一存储方案,即可以同时提供SAN和NAS存储服务,但NAS+SAN堆叠的方式将造成性能、管理、存储使用效率等方面的各种问题。
业界真正的统一存储产品是以NetApp FAS系列为典型代表的产品。FAS系列产品们在同一个控制器中,同时实现SAN和NAS的支持,无须采用多套存储控制器堆叠实现统一存储功能。华为也在NetApp之后推出了自己的真正统一存储产品线。