本文要介绍的是SAN (Storage Attached Network),即存储区域网络。为什么写NAS就不得不提到SAN呢?原因之一是它们的名字有69关系,容易混淆;之二是NAS和SAN既竞争又合作,很多高端NAS的后端存储就是SAN。NAS和SAN的整合也是存储设备的发展趋势,比如EMC的新产品VNX系列。右图展示了一台NAS的逻辑结构:双虚线框表示一台NAS。它通过Fibre Channel从后端SAN获得存储空间,创建文件系统后,再通过以太网共享给服务器。SAN提供的存储单位是LUN,属于block级别的。经过NAS创建成文件系统后,就变成文件级别的了。

 

关于NAS和SAN的区别,可以列出很多来。比如带宽大小,距离长短,共享优劣等等。几乎所有区别都是由两个因素衍生出来的。一个是FC与Ethernet,另一个是block与file system。简而言之,如果用户需要通过FC访问block,就用SAN;如果需要通过Ethernet访问file system,就用NAS。

  除了NAS和SAN,还有一类存储设备经常被提到。那就是DAS (Direct Attached Storage) ,即“直连存储”。“直连”指服务器和存储设备之间没有FC网络,而是直接相连。比如我们都熟知的个人电脑就是DAS,因为磁盘被直连到了主板上。DAS已经存在很多年了,就算到今天也是很多服务器的理想选择。但是它的问题很多,而且也跟不上IT技术,比如虚拟化的发展。下面列举几个:

  1.可管理性差:每台服务器都使用自己的存储,光硬件的监控和维护就要花费不少时间。如果都要做容灾或备份,对于管理员简直是噩梦。

  2. 可扩展性差:在服务器安装结束后,如果发现存储空间分配过多,就造成了浪费。如果发现空间不足,要扩展也很麻烦。

  3. 跟不上IT发展趋势,比如不支持VMware VMotion等高级功能。

  SAN解决了这些问题。因为它既提供了统一的存储,同时又是一个网络。统一性和网络性给SAN带来了很多优势:

  1.可管理性:由一台SAN统一给多台服务器提供存储。无论是硬件的监控维护,还是数据的容灾备份,都只要在SAN上进行。使存储管理变得更轻松。

  2.可扩展性:在物理层面,SAN支持数以百计的磁盘(比如EMC的CX4可以支持960块磁盘),提供了海量的存储空间。在逻辑层面,这个海量空间可以按需要分成不同大小的LUN,再分配给服务器。LUN是逻辑设备,所以很容易扩展或迁移。

  3. 符合IT发展趋势:比如对炙手可热的虚拟化有很好的支持。

  当然,除了解决DAS的这些问题,SAN还有其他明显的优势:

  1. 高性能:

  a. SAN 更好的支持RAID,因为它拥有更多硬盘和更强的控制器。下图展示了RAID0对性能提升的基本原理:当有一大块数据写到RAID Group上,它可以被分成数小块,同时写到几个磁盘上。这就象有一批档案需要录入到电脑上,经理一个人打字需要做5天。分给5位员工一起做,一天就可以做完了。我们将在以后分析NAS性能的时候详细解释。

    

b. SAN有更大的cache。比如CX4的write cache可以达到10.7 GB。Cache对性能的提高也有明显的作用,我们也会在以后分析NAS性能的时候详细讲解。

  2. 更稳定:多机头,热备盘,多路径等机制杜绝了单点故障。

  3. 更安全:统一的容灾,备份和远程复制保证了数据的安全性。

  此外还有很多新技术,比如VNX的FASTCache和FASTVP。因为今年主要介绍NAS,SAN就不深入讨论了。

 

 

因传输协议的不同的,网卡可分为三种,一是以太网卡,二是FC网卡,三是iSCSI网卡。

•FC网卡:一般也叫光纤网卡,学名Fibre Channel HBA。传输协议为光纤通道协议,一般通过光纤线缆与光纤通道交换机连接。接口类型分为光口和电口。光口一般都是通过光纤线缆来进行数据传输,接口模块一般为SFP(传输率可达8Gb/s)和GBIC1Gb/s,对应的接口为SCLC。电口的接口类型一般为DB9针或HSSDC

•ISCSI网卡:学名ISCSI HBA,传输ISCSI协议,接口类型与以太网卡相同。

 

以太网卡:学名Ethernet Adapter,传输协议为IP协议,一般通过光纤线缆或双绞线与以太网交换机连接。接口类型分为光口和电口。光口一般都是通过光纤线缆来进行数据传输,接口模块一般为SFP(传输率2Gb/s)和GBIC1Gb/s,对应的接口为SCSTLC。电口目前常用接口类型为RJ45,用来与双绞线连接,也有与同轴电缆连接的接口,不过现在已经用的比较少了。