IP存储概览

存储专家

IP存储概览
　随着网络存储技术的飞速发展，各种存储设备和技术正趋于融合。总有一天，现在的光纤和SCSI磁盘阵列、
　NAS文件服务器、磁带库等设备都可以运行在一个统一标准的架构中。IP存储（Storage over IP简称为SoIP）
　--在IP网络中传输块级数据--使得服务器可以通过IP网络连接SCSI设备，并且像使用本地的设备一样，无需关
　心设备的地址或位置。而网络连接则是以IP和以太网为骨干，这令人联想起今天耳熟能详的存储域网（SAN）
　结构。只是以廉价而成熟的IP和以太网技术，替代了光纤通道技术。
　由于既有的成熟性和开放性，IP存储技术，使企业在制定和实现"安全数据存储"的策略和方案时，有了更多的
　选择空间。例如远程的数据备份、数据镜像和服务器集群等领域，IP存储的介入都可以大大丰富其内容。同时，
　IP存储也消除了企业IT部门在设计传统SAN方案时，必须面对的产品兼容性和连接性方面的问题。最重要的是，
　基于IP存储技术的新型"SAN"，兼具了传统SAN的高性能和传统NAS的数据共享优势，为新的数据应用方式提供了
　更加先进的结构平台。

　在过去的一年中，存储和网络厂商的注意力，主要集中在IP存储技术的两个方向上--存储隧道（Storage
　tunneling）和本地IP存储（Native IP-based storage）下面是这两个方面的一些粗略概况。 存储隧道技术
　顾名思义，这种技术是将IP协议作为连接异地两个光纤SAN的隧道，用以解决两个SAN环境的互联问题。光纤通
　道协议帧被包裹在IP数据包中传输。数据包被传输到远端SAN后，由专用设备解包，还原成光纤通道协议帧。

　由于这种技术提供的是两个SAN之间点到点的连接通信，从功能上讲，这是一种类似于光纤的专用连接技术。
　因此，这种技术也被称为黑光纤连接（Dark fiber optic links）。由于其专用性，使得这种技术实现起来成
　本较高，缺乏通用性，而且较大的延迟也对性能造成一定影响。其最大的优势在于，可以利用现有的城域网和
　广域网。这一优势，正好为炒作的沸沸扬扬，但至今无法充分利用的宽带资源，提供用武之地。 另一方面，虽
　然IP网络技术非常普及，其管理和控制机制也相对完善，但是，利用IP网络传输的存储隧道技术，却无法充分
　利用这些优势。其原因主要在于，嵌入IP数据包中的光纤通道协议帧。IP网络智能管理工具不能识别这些数据，
　这使得一些很好的管理控制机制无法应用于这种技术，如目录服务、流量监控、QoS等。因此，企业IT部门的系
　统维护人员，几乎不可能对包含存储隧道的网络环境，进行单一界面的统一集中化管理。

　目前的存储隧道产品还有待完善，与光纤通道SAN相比，只能提供很小的数据传输带宽。例如，一个在光纤SAN
　上，　用两到三个小时可以完成的传输过程，在两个光纤SAN之间以OC-3标准传输大约需要14个小时。这是目前
　存储隧道产品比较典型的传输速度。当然，这样的性能表现，不会限制到该技术在一些非同步功能中的应用。
　如远程的数据备份，就不一定需要很高的数据传输带宽。

　总之，存储隧道技术，借用了一些IP网络的成熟性优势，但是并没有摆脱复杂而昂贵的光纤通道产品。

　本地IP存储技术
　这一技术是将现有的存储协议，例如SCSI和光纤通道，直接集成在IP协议中，以使存储和网络可以无缝的融合。
　当然，这并不是指，可以在企业IT系统中，把存储网络和传统的LAN，物理上合并成一个网络。而是指在传统的
　SAN结构中，以IP协议替代光纤通道协议，来构建结构上与LAN隔离，而技术上与LAN一致的新型SAN系统--IP SAN。
　这种IP-SAN中，用户不仅可以在保证性能的同时，有效的降低成本，而且，以往用户在IP-LAN上获得的维护经验、
　技巧都可以直接应用在IP-SAN上。俯拾皆是的IP网络工具，使IP-SAN的网络维护轻松而方便。同样，维护人员的
　培训工作，也不会像光纤技术培训那样庞杂而冗长。


　设想一下，一个大型企业的IT部门引入了一项新技术，并以此构建了底层的大型存储系统。却不需要调整现有
　的网络和主机，不需要改变应用软件，不需要增加管理工具，甚至不需要过多的技术培训。现有的网络管理工具
　和人员，完全可以应付这一切。这是一个多么诱人的系统升级方案！
　与存储隧道技术相比，本地IP存储技术具有显著的优势。首先，一体化的管理界面，使得IP-SAN可以和IP网络完
　全整合。其次，用户在这一技术中，面对的是非常熟悉的技术内容：IP协议和以太网。而且，各种IP通用设备，
　保证了用户可以具有非常广泛的选择空间。事实上，由于本地IP存储技术的设计目标，就是充分利用现有设备，
　传统的SCSI存储设备和光纤存储设备，都可以在IP-SAN中利用起来。
　本地IP存储技术，更进一步的模糊了本地存储和远程存储的界限。在IP-SAN中，只要主机和存储系统都能提供标
　准接口，任何位置的主机就都可以访问任何位置的数据，无论是在同一机房中，相隔几米，还是数公里外的异地。
　访问的方式可以是类似NAS结构中，通过NFS、CIFS等共享协议访问，也可以是类似本地连接和传统SAN中，本地
　设备级访问。

　随着带有IP标准接口的存储设备的出现，用户可以单纯使用本地IP存储技术，来扩展已有的存储网络，或构建新
　的存储网络。以千兆以太网甚至万兆以太网为骨干的网络连接，保证了本地IP存储网络，能够以令人满意的效率
　工作。

　选择哪一种技术
　无论在哪个方面，用户总是要面对这样的问题。答案又总是，明确需求，从实际出发。简单的讲，存储隧道技术
　很好的利用了现有的IP网络，来连接距离较远的各个"SAN岛屿"。例如，对存储服务供应商来说，如果想向已经
　建有光纤SAN的用户，提供数据看护服务，存储隧道技术就是非常好的选择。

　一些用户期望自己的IT系统具有很高的集成度，这一点是存储隧道技术难以达到的，而本地IP存储技术在这方面，
　具有相当强的竞争力。同时，这项技术也是实现从光纤SAN平滑升级到IP-SAN的最好选择。所以，越来越多的存
　储和网络厂商，开始对本地IP存储技术提供投入和支持。

gounix

I think iSCSI has a brighter future than Fibre Channe, but not now. Read the following article: http://storagemagazine.techtarget.com/strgColumn/0,291266,sid35_gci843164,00.html
and this FAQ: http://www.aboutsans.com/sandra/?sub=2&q=0#ANSW.

存储专家

gounix,你也为我们大家奉献一点吧！把你在usa的一些存储新东西给大家说说！

zmzhang1945

虚拟存储的三种方法 (陈耀光编译) (mike)

数据是企业最大的财富，任何一家公司都不可掉以轻心。数据一旦丢失，企业失去的不仅是眼前的财富，更可能是未来的发展机会，因此许多企业纷纷引入先进的网络存储技术，希望存储资源像我们日常生活中的水和电一样，成为企业信息系统中的“公用设施”。
光纤通道的引入为分布式存储系统的应用扫清了道路，使得异构主机能够在分布式存储系统中实现共享。“存储公用设施模型”要求存储系统的管理处于集中控制之下，同时允许分布于不同地理位置的主机能够访问集中管理的数据，用户不必考虑存储设备的布局方式、采用何种存储系统以及资源如何配置。同时，用户也会有一种强烈的安全感，确信未经授权的数据访问将会遭到严禁。
要使“存储公用设施”从理论走向实用，存储系统必须满足下列要求：
● 支持从异构主机到异构存储系统的透明访问。即服务器可以运行异构操作系统,例如Sun Solaris、HP-UX、Windows或Linux等等。存储设备可以来自不同的供应商，无论是EMC、康柏、Sun还是戴尔公司的存储设备，都可以顺利地接入系统。
● 支持24×7小时的数据可用性。
● 高性能的数据访问。
● 数据安全性——只允许有访问权的用户进行访问相应的数据。
● 平滑的存储容量扩展——存储网络上添加存储设备的过程对用户透明，而且任何服务器都不需停机。
● 支持数据保护和恢复。
● 透明的数据迁移——由于系统故障或者存储系统重新配置所进行的数据迁移不改变用户访问数据的方式。
● 存储系统在线重新配置——当用户请求新的存储需求或要求访问权限调整时，不会中断其他用户的数据访问。
存储虚拟化是支持存储公用设施模型的关键技术，是安全可靠的动态存储池，可以适应和包容丰富多样、迅速发展的存储设备，具备为异构服务器和客户机提供服务的能力。因此，虚拟存储系统必须具备下列功能：
● 存储协议的自由转换，例如从SCSI到光纤通道协议或者从SSA到光纤通道协议，能够支持异构存储和服务器环境。
● 支持高可用性和高性能SAN存储配置，例如指定主从镜像和空闲驱动器、产生合成式驱动器、联结多个存储子系统构成单一驱动器、实现集中管理以及灵活的存储容量扩充。
● 具有可视性和可管理性，能够在更新和恢复等突发事件发生时及时通知管理员。
● 通过TCP/IP网络实现n路镜像、快照和异步远程拷贝等数据复制操作。
● 存储设备的故障或任何在主机和存储子系统路径上的设备（例如路由器、主机适配器或交换机等）故障能够触发自动故障接替。
● 可以实现定时自动备份和恢复。
● 可以实现数据高速缓存。
● 可以控制主机访问不同的存储设备分区。
自从存储虚拟化成为热点技术以来，许多供应商开始采用不同的系统结构实现存储虚拟功能，但其完整性和容量水平有所差异。
从系统的观点看，有三种主要的存储虚拟化方法：
● 基于主机的虚拟存储；
● 基于存储设备的虚拟存储；
● 基于网络的虚拟存储。
方法１：基于主机的虚拟存储
基于主机的虚拟存储依赖于代理或管理软件，它们安装在一个或多个主机上，实现存储虚拟化的控制和管理。由于控制软件是运行在主机上，这就会占用主机的处理时间。因此，这种方法的可扩充性较差，实际运行的性能不是很好。基于主机的方法也有可能影响到系统的稳定性和安全性，因为有可能导致不经意间越权访问到受保护的数据。这种方法要求在主机上安装适当的控制软件，因此一个主机的故障可能影响整个SAN系统中数据的完整性。软件控制的存储虚拟化还可能由于不同存储厂商软硬件的差异而带来不必要的互操作性开销，所以这种方法的灵活性也比较差。
但是，因为不需要任何附加硬件，基于主机的虚拟化方法最容易实现，其设备成本最低。使用这种方法的供应商趋向于成为存储管理领域的软件厂商，而且目前已经有成熟的软件产品。这些软件可以提供便于使用的图形接口，方便地用于SAN的管理和虚拟化，在主机和小型SAN结构中有着良好的负载平衡机制。从这个意义上看，基于主机的存储虚拟化是一种性价比不错的方法。
方法２：基于存储设备的虚拟化
基于存储设备的存储虚拟化方法依赖于提供相关功能的存储模块。如果没有第三方的虚拟软件，基于存储的虚拟化经常只能提供一种不完全的存储虚拟化解决方案。对于包含多厂商存储设备的SAN存储系统，这种方法的运行效果并不是很好。依赖于存储供应商的功能模块将会在系统中排斥JBODS（Just a Bunch of Disks，简单的硬盘组）和简单存储设备的使用，因为这些设备并没有提供存储虚拟化的功能。当然，利用这种方法意味着最终将锁定某一家单独的存储供应商。
基于存储的虚拟化方法也有一些优势：在存储系统中这种方法较容易实现，容易和某个特定存储供应商的设备相协调，所以更容易管理，同时它对用户或管理人员都是透明的。但是，我们必须注意到，因为缺乏足够的软件进行支持，这就使得解决方案更难以客户化(customzing)和监控。
方法３：基于网络的虚拟存储
基于网络的虚拟化方法是在网络设备之间实现存储虚拟化功能，具体有下面几种方式：
1． 基于互联设备的虚拟化
2． 基于互联设备的方法如果是对称的，那么控制信息和数据走在同一条通道上；如果是不对称的，控制信息和数据走在不同的路径上。在对称的方式下，互联设备可能成为瓶颈，但是多重设备管理和负载平衡机制可以减缓瓶颈的矛盾。同时，多重设备管理环境中，当一个设备发生故障时，也比较容易支持服务器实现故障接替。但是，这将产生多个SAN孤岛，因为一个设备仅控制与它所连接的存储系统。非对称式虚拟存储比对称式更具有可扩展性，因为数据和控制信息的路径是分离的。
基于互联设备的虚拟化方法能够在专用服务器上运行，使用标准操作系统，例如Windows、Sun Solaris、Linux或供应商提供的操作系统。这种方法运行在标准操作系统中，具有基于主机方法的诸多优势——易使用、设备便宜。许多基于设备的虚拟化提供商也提供附加的功能模块来改善系统的整体性能，能够获得比标准操作系统更好的性能和更完善的功能，但需要更高的硬件成本。

但是，基于设备的方法也继承了基于主机虚拟化方法的一些缺陷，因为它仍然需要一个运行在主机上的代理软件或基于主机的适配器，任何主机的故障或不适当的主机配置都可能导致访问到不被保护的数据。同时，在异构操作系统间的互操作性仍然是一个问题。
2. 基于交换机的虚拟化
按照基于交换机的方法，存储虚拟化的功能模块嵌入于交换机的固件中或者放在附属于交换机的单独的服务器上。由于并不要求在每一台主机上都运行存储虚拟化功能软件，基于交换机的存储虚拟化系统以软件方式提供管理功能模块，这种方法不存在基于设备或基于主机环境中可能需遇到的安全性问题。同时，在异构环境中也能提供更多的互操作性。但是，交换机仍然是一个瓶颈，也可能成为故障的敏感点。当然，如果不在意较高的附加费用，可以引入备用交换机，用于数据通道上的故障接替。
3. 基于路由器的虚拟化
基于路由器的方法是在路由器固件上实现存储虚拟化功能。供应商通常也提供运行在主机上的附加软件来进一步增强存储管理能力。在此方法中，路由器被放置于每个主机到存储网络的数据通道中，用来截取网络中任何一个从主机到存储系统的命令。由于路由器潜在地为每一台主机服务，大多数控制模块存在于路由器的固件中，相对于基于主机和大多数基于互联设备的方法，这种方法的性能更好、效果更佳。由于不依赖于在每个主机上运行的代理服务器，这种方法比基于主机或基于设备的方法具有更好的安全性。当连接主机到存储网络的路由器出现故障时，仍然可能导致主机上的数据不能被访问。但是只有联结于故障路由器的主机才会受到影响，其他主机仍然可以通过其他路由器访问存储系统。路由器的冗余可以支持动态多路径，这也为上述故障问题提供了一个解决方法。由于路由器经常作为协议转换的桥梁，基于路由器的方法也可以在异构操作系统和多供应商存储环境之间提供互操作性。
谁能胜出？
每一种方法都由其优缺点。
基于主机和基于存储的方法对于初期的采用者来说魅力最大，因为他们不需要任何附加硬件，但对于异构存储系统和操作系统而言，系统的运行效果并不是很好。对于那些要求最大限度进行互操作的企业来说，基于交换机或基于路由器的方法可能更为恰当。对那些要求更高可扩充性的用户来说，基于路由器的方法是最优选择。基于互联设备的方法处于两者之间，它回避了一些安全性问题，存储虚拟化的功能较强，能减轻单一主机的负载，同时可获得很好的可扩充性。
不同供应商的存储虚拟化实现方法不同，一些偏重于复制，一些擅长备份，而另外一些在恢复和访问控制方面性能更为优越。存储管理软件供应商趋向于提供最完善的管理套餐。但是，多平台的支持和最佳的性能特性并不容易达到最优。
在数据复制方面已经发展出多种镜像方法。许多存储供应商提供三层镜像结构，Veritas公司甚至能够提供四层镜像结构。镜像在一些方面受到推崇，全面镜像能在另一个驱动器上
产生完全相同的副本。这个附加的副本有时也称为快照，只存储以前版本的数据。有时，在不同地理位置上存在的副本驱动器，通过IP相连能产生远程或异步副本。
在存储网络中，存储访问控制经常在分区（Zoning）式的主机和存储系统中进行。只有属于同一个分区的主机能够访问这个分区的存储设备。主机和存储设备经常是多分区的一员。分区制的理念与虚拟专用存储网络相似。
分区有多种方法。随着共享存储的粒度和管理难易程度不同，分区方法的差异很大。基于端口的分区经常在交换机中实现，交换机内部的访问必须在指定的端口之间进行。这种分区的特色是分区之间不能重叠。当指定的端口分区成员发生变动时，分区需要重新配置。这种方式有着明显的缺陷，因为大多数情况下，即使交换机端口发生调整，也不允许改变分区成员的一致性。
子系统分区或卷映射经常由内部磁盘子系统的控制器来实现，它允许整个或部分驱动器成为其数据出口，使得单一存储子系统看起来好像是多驱动器和多主机。基于逻辑单元设备号掩码（LUN masking）之上的分区在主机I/O控制器、主机软件或路由器上得以实现。LUN 掩码像一个过滤器，只允许主机访问特定的存储资源，它也允许一个存储子系统中单一驱动器能够属于不同的分区，从而产生设备层面的分区。
存储虚拟化功能的复杂性很容易在许多供应商中产生一种“人人都能做虚拟化”的错觉，其实是各商家采取了不同的标准来定义“虚拟化”。供应商之间技术的整合和合作随时都可能发生。因此要求数据中心经理们具备良好的技术知识，以便清楚地了解自己需要的是什么。
在评估虚拟化解决方案时，您应该思考以下问题：
1. 能够支持异构操作系统和不同的存储供应商吗？
2. 适合于成百上千TB的数据存储吗？3. 便于管理吗？4. 能提供方便的分区管理吗？5. 能支持灵活的容量扩充吗？6. 安全可靠吗？


事实上，在当今几乎没有哪一家供应商能对上述所有问题真正自豪地说“是”。  

存储专家

欢迎大家探讨！

Basten

很好！就是版式能不能有清楚一点点啊！呵呵

Basten

一些问题：
1.在介绍IP存储时，有这么一段“俯拾皆是的IP网络工具，使IP-SAN的网络维护轻松而方便”，但是在文章前面有提到过“由于无法识别嵌入IP数据包中的光纤通道协议帧，因此使得一些很好的管理控制机制无法应用于这种服务”，那么对于IP网络工具来说，是否能够适用于使用的存储隧道技术的IP SAN？
2.文中有一段“任何位置的主机就都可以访问任何位置的数据，无论是在同一机房中，相隔几米，还是数公里外的异地。访问的方式可以是类似NAS结构中，通过NFS、CIFS等共享协议访问”，NFS、CIFS应该是指文件系统，能定义它们为共享协议吗？这是不是一个概念上的错误？
3.“用户可以单纯使用本地IP存储技术，来扩展已有的存储网络，或构建新的存储网络。以千兆以太网甚至万兆以太网为骨干的网络连接，保证了本地IP存储网络，能够以令人满意的效率工作”，请问以太网的传输延迟会因为连接带宽的提高而减小吗？
4.在介绍虚拟存储一文中有这样一段“软件控制的虚拟化存储还可能由于不同存储厂商软硬件的差异而带来不必要的互操作性开销”，请问这段话应该这么理解？可否举例说明一下！
谢谢！

Basten

没有人愿意解惑吗？......

jaki

现在用的多吗