nassan存储系统解决方案7技术方案建议书XXX公司存储系统解决方案亚康科技2009-05-25第1章项目概述和建设需求1.1 项目概述根据规划，XXX公司此次需要结合数据中心的建立，计划配置一套基于当今先进IT技术的数据集中存储系统，满足XXX公司近期和较远期发展对数据中心存储系统的需求。1.2 建设需求目前，XXX公司的数据大量以文件的形式存放。XXX公司存储系统技术架构上，应首先能够同时满足两类数据的存储需求，并能实现两类数据的存储和共享。在两类数据的存储与访问上，存储系统的性能应能够达到均衡。在存储系统前端服务器配置上，考虑到应用的复杂程度，应能支持异构平台服务器系统（UNIX、LINUX、WINDOWS等）对存储系统的共享需求，存储系统的光纤接入端口至少具有一定数量。此次存储需求：10TB，要求技术先进，高可用，高性能，兼容性强。1.3 建设目标数据中心存储系统提供数据的集中存储和统一管理平台；数据中心存储系统为各阶段、各层面人员提供快捷的数据共享平台；数据中心存储系统提供数据的全方位安全管理，包括硬件安全机制、统一备份机制和灾难恢复机制等，确保数据的安全；数据中心存储系统能够均衡的支持结构化数据和非结构化数据的存储需求，并支持非结构化数据的权限可配置的共享管理；数据中心存储系统能够支持未来三年内的数据增长能力。1.4 方案设计原则技术架构上应保证先进，3-5年不落后；保证数据的安全性和系统的高可靠性；全系统应具备很高的性能；存储系统具备高可扩展性/可扩充性；易管理、易维护性；经济性和投资保护。第2章存储技术介绍早期的存储系统是计算机系统的一部分，大多以存储设备形式出现。计算机系统可以通过总线连接到磁盘，或者通过输入/输出系统与磁盘系统相连，这时计算机基本上是以单机方式工作的。随着网络的发展，数据的存储也逐渐由单机向多机方式和专用机发展，数据的共享与传递也逐渐从依赖主机系统向依赖网络系统发展。当前，在大型企业应用安装数十台服务器已经很常见。但过于分散的数据资源，会给访问和管理带来困难。因此，数据存储问题备受关注。存储系统大致可以分成三种类型：直接依附存储系统(DirectAttachedStorage,DAS)DAS又称为以服务器为中心的存储体系。其特征为存储设备是通用服务器的一部分，该服务器同时提供应用程序的运行。数据的输入/输出由服务器负责，数据访问与操作系统、文件系统和服务程序紧密相关。当用户数量增加或服务器正在提供服务时，响应会变慢。在网络带宽足够的情况下，服务器本身成为数据输入/输出的瓶颈。当前绝大多数存储系统都属于这种类型。网络依附存储系统(NetworkAttachedStorage,NAS)这种存储方式多采用专用数据服务器。该服务器不再承担应用服务，称之为“瘦服务器”(ThinServer)。数据服务器通过局域网的接口与应用服务器连接。由于采用局域网上通用数据传输协议，如NFS，CIFS等，所以能够在异构的服务器间共享数据，这一点在Windows和UNIX混合环境下是十分重要的。NAS也是一种集中化数据存储形式，便于维护和管理。存储区域网络(StorageNetworkArea)SAN采用高速数据连接通道-光纤通道（FiberChannel,FC）连接服务器和存储系统。从结构上看，服务器和数据存储系统相互独立。将设备连接到FC集线器或交换机上，便于扩展系统规模。在SAN中，所有的存储设备和存储数据均可采用中心化管理，使得整个存储系统具有可伸缩性。并且，可以通过存储设备的集群方式而达到高可用度。从软件角度看，上述三中类型存储系统的体系结构是不一样的，如下图：在DAS中，应用与存储是一体化的，通过系统总线访问存储设备；NAS是应用与存储分离的系统，应用服务器通过局域网（LAN）访问文件存储系统，通常NAS以标准化访问协议（如NFS）提供服务；在SAN中，文件系统与存储系统完全分离，存储系统实际上成为运行应用程序的服务器设备，二者以高速FC连接。中心化数据存储系统是企业信息资源建设的发展趋势。而集中化管理有助于减少维护费用并提高效率。2.1 NAS技术与系统构成NAS的结构是一网络为中心、面向文件服务的，它采用集中化、高密度、统一管理的方式，应用服务器将NAS视作网络文件系统，通过标准局域网或广域网访问NAS。由于NAS采用TCP/IP等协议提供NFS、CIFS等服务，因而可以适配异构服务器，例如WindowsNT或UNIX等，尤其对于Windows和UNIX的混合系统具有良好的亲和力，无论是服务器或客户均可通过NAS获取数据。另外，NAS采用专用服务器，一般可以支持多个I/O节点和网络接口，每个I/O节点都有自己的盘组和磁带设备。采用这种方式，可以有效地扩大访问带宽，避免形成单服务器接口的带宽瓶颈。在NAS中服务器与存储系统独立，一台NAS可以支持多个通用应用服务器。2.2 SAN技术与体系结构SAN的存储结构比较特殊，其核心是FC，存储设备与服务器通过HBA(HostBusAdaptor)、光缆、FC集线器或FC交换机连接。客户则通过局域网访问服务器。在存储设备之间交换数据时，可以不通过局域网。数据存储系统与服务器之间通过FC实现多对多(ANY-TO-ANY)连接。采用高带宽FC，可以避免大流量数据传输时发生阻塞和冲突，特别适合高速和不间断数据传输。2.3 NAS和SAN技术比较基于NAS、SAN的存储系统都是完全独立的，不存在与服务器之间紧密的、依赖性物理硬连接，都可以构造中心化的数据存储系统，都具有良好的扩充能力，数据共享能力，都可实现中心化的数据管理，通过冗余的硬件配置和软件支持都能安全可靠的保护数据。所以，二者都能满足IDC存储系统的基本要求。在扩展能力方面，SAN通过多个FC交换机的级联，理论上可连接几十万个设备，要优于NAS。另外，在性能方面，NAS的系统访问能力受限于LAN的速率和服务质量，而SAN采用光纤技术，能提供高达1Gb/s的速率。但从具体的系统实施来讲，NAS也有自己非常明显的优势。结构简单，易于实现。只需将NAS文件服务器连接到LAN，进行简单的配置即可实现数据共享。而SAN至少要在每台服务器上安装一块HBA及其驱动程序，当服务器数量较多时，还要添加FC交换机，网络布线和系统配置都较复杂。初期投资较少。除了NAS文件服务器本身，存储系统几乎不需购买其他任何设备。而SAN在HBA和FC交换机上的投资往往与磁盘阵列柜本身相当。扩展方便。易于实现多个局域网的存储共享。2.4 SAN为用户带来什么首先，管理上的方便性，集中式管理软件允许远程配置、监管和无人值守运行；第二，可扩展性，容量可扩展以符合网络需求，在不影响LAN性能的情况下充分发挥存储硬件的功能；第三，容错能力、高可靠性和高可获性，SAN就绪的磁带库具备可热插拔的冗余磁带机、介质、电源和冷却系统以确保可靠性；第四，配置的灵活性，具备长达20公里距离的远程功能以及灵活的网络部件，基于光纤通道的SAN可以根据要求进行配置；第五，支持异构服务器，UNIX、NT和NetWare服务器可同时连接；第六，能够有效地减少总体拥有成本(TCO)。2.5 SAN适用的环境当希望能得到集中化的存储，并要求较低的管理成本时，SAN是理想的解决方案。对于SAN来说，文件的共享不是主要问题，而重要的是存储的可靠性。在几种情况下SAN是比较适用的，当存储系统被直接连接到应用服务器上，且能够在服务器间共享；存储系统可在中央或远程地点管理；有高带宽能处理与服务器相连系统中包括的数据库应用、群件应用；集中式存储必须提供高可获性和数据可靠性。基于以上相关技术介绍，我们建议采用SAN架构来组建高性能，高可用性的网络存储体系。