原创 常见存储方式介绍及比较

企业数据可以分为系统数据和业务数据。系统数据是可以通过安装、配置等手段生成的数据及记录这些数据状态的数据，其中系统数据包含应用软件数据、系统软件数据、系统状态数据。业务数据是通过业务处理生成的数据，包含业务结果数据、业务过程数据和业务状态数据。

<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

一直以来，用来存储数据的存储区域网络S A N都建立在光纤通道（FC，即Fibre Channel）技术基础上，这种技术给存储领域的应用提供了高性能的块数据访问方案。由于I P在局域网和广域网上的应用以及良好的技术支持，在I P网络中也可实现远距离的块级存储，以I P协议替代光纤通道协议，形成基于I P的S A N存储。凭借低成本、高性价比、不受距离限制、不易形成信息孤岛等特点，IP SAN受到了越来越多的关注和应用。

常用的几种存储方式

由于早期的网络十分简单，直连式存储（DAS）是最先被采用的网络存储系统。在DA S存储体系结构中，为避免出现单点错误，通常采用多个服务器共享一个存储系统。当需要增加系统的存储容量时，一般采用增加磁盘阵列（RAID）方式。DAS存储方式如图1所示。

DAS曾经是一种流行的存储系统，但不能满足大容量的存储需求，于是出现了N A S和S A N等其他存储技术。网络存储系统（NAS）包括文件服务器和存储设备部件，N A S安装了预配置的存储设备，让主服务器从文件I/O操作中“解脱”出来，使该服务器成为一种优化的文件系统，操作系统不再实现计算功能，仅提供文件系统功能，客户端直接通过N A S系统与存储设备之间交互数据。NAS直接运行文件系统，如NFS、CIFS等，另外通过设置N A S可以实现在不同的客户端（如N T和Un i x）之间共享数据。

NAS产品包括存储器件（例如磁盘阵列、CD/DV D驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和内嵌系统软件，它能够支持多种应用协议（如N F S、C I F S、F T P、H T T P等），还能够支持各种操作系统，如Unix/Windows NT等，而且在不同的网络环境中使用也无需对网络环境进行任何的修改。N A S产品直接通过网络接口连接到网络上，简单地配置I P地址后，就可以被网络上的用户所共享使用。N A S适宜于通过LAN传输存储文件和共享文件。NAS存储方式如图2所示。　

D A S和N A S存储系统实现的都是一种文件级存储，这种处理方式会占用主机大量的C P U资源，文件操作的延迟相当大。数据量的增加，使D A S和N A S出现同样的问题—不能为提高存储能力而无限制地增加存储设备。与DAS和NAS存储相比，SAN的优势在于所有的数据处理都不是由服务器完成的，S A N是一种将存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术，它本身就是一个存储网络，承担了主网络中的数据存储任务。

在S A N网络中，所有的数据传输在高速、高带宽的网络中进行，S A N存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问，提高了存储的性能和升级能力。S A N存储方式如图3所示。

根据存储网络所采用的传输协议和物理介质的不同，SAN有FC SAN、IP SAN和InfiniBand SAN等多种实现方式，FC SAN采用高速的光纤通道构成存储网络，是SAN的主流技术。随着Ether net和I P技术的不断成熟和发展，基于IP的SAN存储集合了Ethernet和IP的开放性及块存储多方面的优点，并以I P协议替代光纤通道协议实现端到端的SAN存储。InfiniBand SAN把IP网络和存储网络合二为一，以交换机互连和路由器互连支持系统的可扩展性。IP SAN存储方式如图4所示。

ISCSI标准

在i S C S I技术出现之前，构建存储区域网的惟一技术是光纤通道（Fiber Channel），该标准制定于20世纪90年代初期，因其架构需要高昂的建设成本，远非一般企业所能承受。而i S C S I技术只需要低廉的投资，就可以方便、快捷地对信息和数据进行交互式传输和管理。相对于以往的网络接入存储，i S C S I解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题，其优越的性能使其自发布之日便受到市场的关注与青睐。

i S C S I（互联网小型计算机系统接口）是一种在I n t e r n e t协议网络上，特别是在以太网上进行数据块传输的标准。iSCSI可以实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择的功能。iSCSI连接到一个TCP/IP网络的直接寻址的存储库上，通过块I/O SCSI指令对其进行访问。作为一种开放的工业标准，ISCSI可以用TCP/IP对SCSI（小型计算机系统接口）指令进行封装，使这些指令能够通过基于I P（以太网或千兆位以太网）网络进行传输。这一标准的目的是允许使用现有的以太网传输SCSI指令和数据，而这一过程完全不依赖于数据的地点分布。

i SCSI系统由一块SC SI卡发出一个SC SI命令，命令被封装到第四层的信息包中并发送。接收方从信息包中抽取S C S I命令并执行，然后把返回的S C S I命令和数据封装到I P信息包中，并将它们发回到发送方。系统抽取数据或命令，并把它们传回S C S I子系统。所有这一切的完成都无需用户干预，而且对终端用户是完全透明的。ISCSI会话示意图如图5所示。

为了保证安全，iSCSI有自己的上网登录操作顺序。在它们首次运行的时候，启动器设备将登录到目标设备中。任何一个接收到没有执行登录过程的启动器的iSCSIPDU（iSCSI协议数据单元）目标设备都将生成一个协议错误，而且目标设备也会关闭连接，在关闭会话之前，目标设备可能发送回一个被驳回的iSCSI PDU。但这种安全性是基本的，它只保护了通信的启动，却没有在每个信息包的基础上提供安全性。

基于IP SAN存储的优势

I P SAN的基础是传统的以太网和I nternet。随着技术的进步，I P网络的带宽发展相当迅速，<?xml:namespace prefix = st1 ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />1G b i t/s以太网早已大量占据市场，10G b i t/s以太网也已整装待发,而且ISCSI协议也得到了IBM、Cisco、Intel、Brocade、Adaptec等业界巨头的支持,这都为IP SAN的快速发展奠定了基础。

采用IP SAN可以将SAN为服务器提供的共享特性以及I P网络的易用性很好地结合在一起，并且为用户提供了类似服务器本地存储的较高性能体验。I P S A N其实是在FC SAN的基础上再进一步，它把SCSI协议完全封装在了IP协议之中。

IP SAN在价格和灵活性方面较FC SAN有巨大优势，但在性价比上却没有过多的优势。TOE的出现改变了这一情况，通过使用TOE，I PSA N几乎可以得到与FCSAN相比拟的性能，灵活性和成熟度方面也获得了质的飞跃。

I PSAN完全解决了数据远程复制（DataReplication）及灾难恢复（Disaster Recover）的难题。安全性方面，以往的F C-S A N及D A S大多是在管制的环境内运行，安全要求相对较低。iSCSI却将这种概念颠倒过来，把存储的数据放在互联网内流通，令用户感到需要提升安全性能的需求。为此，iSCSI内建了支持IPSEL的机制，并且在芯片层面执行有关指令，确保系统的安全性。表1是FC SAN和IP SAN的特性对比。

存储技术展望

随着存储技术的不断发展，D A S与S A S、S A N与NAS之间的界限将变得越来越模糊。特别是SAN在IP网络中的成功应用，再加上虚拟存储技术，IP SAN极有可能成为网络存储的导向技术。随着IP SAN技术的完善，数据块级的存储应用将变得更为普遍，存储资源的通用性、数据共享能力都将大大增强，并且更加易于管理。随着吉比特以太网的成熟以及十吉比特以太网络的开发，I P存储会以其性价比、通用性、无地理限制等优势得到迅速发展。