虚拟存储涉及到的相关基础知识总结 1

网友投稿 951 2022-05-28

1 数据存储类型

1.1 网络存储

网络存储通信中使用到的相关技术和协议包括 SCSI 、RAID 、iSCSI 以及光纤信道。一直以来 SCSI 支持高速、可靠的数据存储。RAID(独立磁盘冗余阵列)指的是一组标准,提供改进的性能和/或磁盘容错能力。光纤信道是一种提供存储设备相互连接的技术,支持高速通信(将来可以达到 10Gbps )。

与传统存储技术,如 SCSI 相比,光纤信道也支持较远距离的设备相互连接。iSCSI 技术支持通过 IP 网络实现存储设备间双向的数据传输。其实质是使 SCSI 连接中的数据连续化。

虚拟存储涉及到的相关基础知识总结 1

通过 iSCSI,网络存储器可以应用于包含 IP 的任何位置。而作为 Internet 的主要元素,IP 几乎无所不在。

1.2 DAS

DAS(Direct Attached Storage)直接附加存储

这是一种直接与

主机系统

相连接的存储设备,如作为服务器的计算机内部硬件驱动。到目前为止,DAS 仍是计算机系统中最常用的数据存储方法。 SAS(Server Attached Storage) 意为服务器连接存储。或称DAS(Direct Attached Storage):存储产品是作为计算机的附属部分,采用直接连接

存储结构

。将存储设备通过SCSI 接口或

光纤通道

直接连接到一台计算机上。其缺点是服务器成为网络瓶颈,存储容量不易扩充; 服务器发生故障时,,连接在服务器上的存储设备中的数据不能被存取。

DAS这种存储方式与我们普通的PC存储架构一样,外部存储设备都是直接挂接在服务器内部总线上,数据存储设备是整个服务器结构的一部分。

DAS存储方式主要适用以下环境:

(1)小型网络

因为网络规模较小,数据存储量小,且也不是很复杂,采用这种存储方式对服务器的影响不会很大。并且这种存储方式也十分经济,适合拥有小型网络的企业用户。

(2)地理位置分散的网络

虽然企业总体网络规模较大,但在地理分布上很分散,通过SAN或NAS在它们之间进行互联非常困难,此时各分支机构的服务器也可采用DAS存储方式,这样可以降低成本。

(3)特殊应用服务器

在一些特殊应用服务器上,如微软的集群服务器或某些数据库使用的原始分区,均要求存储设备直接连接到应用服务器。

1.3 NAS

NAS(Network Attached Storage)数据存储方式

NAS(网络附加存储)方式则全面改进了以前低效的DAS存储方式。它采用独立于服务器,单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器来连接所存储设备,自形成一个网络。这样数据存储就不再是服务器的附属,而是作为独立网络节点而存在于网络之中,可由所有的网络用户共享。

NAS的优点:

(1)真正的即插即用

NAS是独立的存储节点存在于网络之中,与用户的操作系统平台无关,真正的即插即用。

(2)存储部署简单

NAS不依赖通用的操作系统,而是采用一个面向用户设计的,专门用于数据存储的简化操作系统,内置了与网络连接所需要的协议,因此使整个系统的管理和设置较为简单。

(3)存储设备位置非常灵活

(4)管理容易且成本低

NAS数据存储方式是基于现有的企业Ethernet而设计的,按照TCP/IP协议进行通信,以文件的I/O方式进行数据传输。

NAS的缺点:

(1)存储性能较低 (2)可靠度不高

1.4 SAN

SAN(Storage Area Network)存储方式

1991年,IBM公司在S/390服务器中推出了ESCON(Enterprise System Connection)技术。它是基于光纤介质,最大传输速率达17MB/s的服务器访问存储器的一种连接方式。在此基础上,进一步推出了功能更强的ESCON Director(FC SWitch),构建了一套最原始的SAN系统。

SAN 是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。其中的服务器用作 SAN 的接入点。在有些配置中,SAN 也与网络相连。SAN 中将特殊交换机当作连接设备。它们看起来很像常规的以太网络交换机,是 SAN 中的连通点。SAN 使得在各自网络上实现相互通信成为可能,同时并带来了很多有利条件。

SAN存储方式创造了存储的网络化。存储网络化顺应了计算机服务器体系结构网络化的趋势。SAN的支撑技术是光纤通道(FC Fiber Channel)技术。它是ANSI为网络和通道I/O接口建立的一个标准集成。FC技术支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多种高级协议,其最大特性是将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开,这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送。

SAN的硬件基础设施是光纤通道,用光纤通道构建的SAN由以下三个部分组成:

(1)存储和备份设备:包括磁带、磁盘和光盘库等。

(2)光纤通道网络连接部件:包括主机总线适配卡、驱动程序、光缆、集线器、交换机、光纤通道和SCSI间的桥接器

(3)应用和管理软件:包括备份软件、存储资源管理软件和存储设备管理软件。

SAN的优势[2]:

(1)网络部署容易;

(2)高速存储性能。因为SAN采用了光纤通道技术,所以它具有更高的存储带宽,存储性能明显提高。SAn的光纤通道使用全双工串行通信原理传输数据,传输速率高达1062.5Mb/s。

(3)良好的扩展能力。由于SAN采用了网络结构,扩展能力更强。光纤接口提供了10公里的连接距离,这使得实现物理上分离,不在本地机房的存储变得非常容易。

1.5 NAS与SAN的区别

NAS有文件操作和管理系统,而SAN却没有

SAN主要是高速信息存储,NAS偏重文件共享。

SAN和NAS相比不具有资源共享的特征

SAN是只能独享的数据存储池,NAS是共享与独享兼顾的数据存储池。

NAS是网络外挂式,而SAN是通道外挂式。

SAN高效可扩,NAS简单灵活。

1.6 块存储和文件存储

文件级存储:应该是nas环境,具体采用nfs或者cifs技术,客户端看到时候已经具备文件系统,不可以格式化,完全是文件级别。

块方式存储:应该是san环境或者das环境,通过映射把lun映射到客户端,在客户端看到的是裸设备,没有文件系统,可以进行格式化,建立文件系统。相当于本地硬盘。

文件级存储的特点:它的易管理、大数据存储以及NFS阵列具备的一些诸如重复数据删除等可以节省成本的技术。主要用于文件共享环境。

块方式存储的特点:块级存储提供的高性能和高可靠性已经得到事实证明,尤其在关键的生产环境内。数据库环境用的比较多。

简单的讲,所有的磁盘阵列系统都是Block块的模式,所有的NAS产品都是文件系统。实际区别来说,绝大多数的数据库都只能应用在Block块的模式下,NAS是无法装数据库文件的,其中SQL中基于文件存储这块出外,但是这种方式的数据库效率非常低。

我们在硬盘上能看到文件,是需要在硬盘上进行分区,并建立文件系统的。文件系统之上才能按照目录看到文件。按照块传输,应该是在利用SAN或ISCSI共享远端的磁盘时,通过以上协议可以直接访问远端磁盘的块。而文件共享是通过NFS,CIFS等,在远程设备的文件系统上获取文件。

NAS文件系统,主要应用于文件共享,在视频点播、监控行业用的比较多。另外,在教育行业里面NAS用的非常的多。

实际上SAN里面走的是FC协议。里面传输的是串行SCSI协议,不是IP协议。ISCSI是在IP包里面封装了SCSI协议,NAS可以直观的理解为文件系统+SAN.

所谓block-level级别的和文件级别是对存储来说的。对于OS来说,想访问数据必须要经过BLOCK-LEVEL,可以这样说。对于SAN来说OS将数据传输给卷管理器,然后卷管理器把数据以块的方式放的硬盘上。一般OS的块为8KB,而NAS对服务器的OS来说是通过网络文件系统来访问数据的走的是网络协议,但最终于还要通过NAS里OS卷管理器通过块的方式存取数据。可以理解为:

SAN:服务器OS-->;卷管理-->;硬盘

NAS:服务器OS-->;网络文件协议--->;nas的OS--->;卷管理--->;硬盘

要想对硬盘读写数据,必须要格式划,否则卷管理无法实现,NAS下厂家都给做好了,所以不需要格式划,只需要MOUNT上就可以了

2 存储协议

随着虚拟化的普及加速,VMware存储环境下的应用更加普遍,因此绝对有必要对VMware环境下的存储协议进行研究与测试,特别是三大存储协议:光纤通道、iSCSI和NAS(NFS)。通过VMware环境下的研究和测试,用户可以更好的理解自己虚拟化环境下的存储需求,从而让自身的业务运行的更为顺畅。

这里先讨论三大协议中最为特别的iSCSI。

如果是创建一个VMware存储架构的话,你会基于以下几个因素作出决定:性能、成本和易用性。当然,还有其他像安全性和可靠性的一些问题。但是大多数用户更关心前者。另外还有规格大小的问题——你最有可能选择你目前使用的规格或者你同事使用的规格。

如果纯粹谈性能的话,大多数人得承认光纤从很多方面来说都具有性能优势,而且如果你的主机和相关工作负载真的可以利用这个性能优势的话,那么你最有可能选择光纤。对许多用户来说,iSCSI和NFS的性能水平是可以接受的,尤其是刚开始的时候。

如果你可以轻松地通过iSCSI或者NFS维持I/O性能、而且两种协议在存储I/O性能方面也旗鼓相当,那么你将对比两者的易用性和成本。在很多人看来,iSCSI曾经是一项具有易用性的关键技术。人们普遍认为iSCSI是通过IP运行的,所以它的易用性肯定更高一些。我从2002年开始接触 iSCSI技术,非常清楚这一点,尤其是当用户摆脱使用软件发起端(Software Initiator),而且他们可以接受标准以太网卡的性能。

而当你需要扩展iSCSI的时候iSCSI就开始给你带来难题。例如,在一个ESX环境下,你可能希望通过添加一个iSCSI HBA来进行扩展以卸载IP开销或者从SAN启动ESX Server。当开始调节性能的时候,你可能系统添加多个HBA、安装VLAN或者采取其他调节措施。这些都是可能的,但是很快你就会在进行架构规划的时候遇到难题,希望远离光纤通道架构来避免架构规划。

与此同时,光纤通道领域已经开始着眼于加强技术的易用性。虽然易用性会基于你的背景有所不同,许多人——包括我自己在内——发现光纤就像iSCSI一样即装即用,尤其是当你进行协议扩展的时候。你还会认为,使用iSCSI达到性能极限肯定会比光纤早。

不管哪种协议,你都要遇到基于块的访问问题,也就是VMFS或者RDM。这不是一个大问题,主要取决于你的背景,但却难倒了不少人。过去,唯一的选择就是块存储,所以无论是不是难题,或者没有选择余地,那么你就不得不解决它。NFS改变了这种情况,它能够处理对VMware存储的文件访问路径。

转载请注明出处:华为云博客

https://portal.hwclouds.com/blogs

存储 数据库

版权声明:本文内容由网络用户投稿,版权归原作者所有,本站不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容,请联系我们jiasou666@gmail.com 处理,核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。

上一篇:GaussDB(DWS)实践系列-低效业务脚本检测指导
下一篇:New UWP Community Toolkit 6.0 - RadialGauge
相关文章