FC、NAS、DAS系统组合异质化存储环境

surfman

个案研究一：从DAS升级 \r\n　　状况：企业存储系统为Ultra320 SCSI、ATA、SATA等接口所构成的纯粹DAS型基础建设\r\n\r\n　　在此个案中，企业的存储设备已建构多年，因此已经形成数十台甚至上百台计算机并联的运作环境，内含数十甚至上百个存储集区（Pockets）。由于每个节点（Node）的存储容量有极大的变化，使用模式也有相当大的差异，对企业存储环境的使用及维护形成不可忽视的问题。\r\n\r\n　　然而，就许多层面而言，移除现有的存储系统，并全面移转至全新的SAN存储环境，似乎不是适当的替代方案。最主要的原因是实际成本过于昂贵，同时必须耗费相当庞大的IT资源进行数据复制及移转，甚至造成员工生产力难以避免的损失。其次，将现有的DAS存储设备永久除役，在账面上也是代价相当昂贵的策略。\r\n\r\n　　解决方案：虚拟化（Virtualization）存储\r\n\r\n　　目前市面上有许多软件虚拟化产品，能够将现有DAS存储基础建设与SAN相互结合。举例而言，FalconStor提供的IPSTOR产品，能协助企业将现有的DAS存储系统结合各种装置，令原有的存储设备能够连结FC网络。在此过程中，所有数据都将依原始状态保存，因此没有必要进行复制或转移。\r\n\r\n　　再者，原有的节点可搭配2Gb光纤信道主机适配卡。采用SAN的益处在于其具备易于分享、扩充并且在现有存储基础建设上建置的多功能，能够协助企业保护庞大的存储设备投资。采用SAN之后，企业即可在有成长需求的时候随时扩充新的原生型FC存储设备与FC交换器，以便有效地与所有计算机分享可用的存储容量。采用此种解决方案的效果就是拥有一套能够同时支持DAS及SAN组件的异质化存储环境。\r\n\r\n　　个案研究二：从NAS升级\r\n\r\n　　状况：企业存储系统为绝大部分由网络装置所组成的NAS型基础建设\r\n\r\n　　在此个案中，企业使用者可能会惊讶地发现NAS装置将FC等区块型存储环境转变为以太网络上的【文件检视（file view）】资源。当企业使用者能够透过连结NAS检视数据夹与文件，但可能完全不知道其背后有FC的存在。\r\n\r\n　　问题在于Microsoft Exchange等应用若能与FC区块存储直接传输时，由于省略了以太网络与TCP/IP文件处理的一般流程，因此能发挥更好的效能（此仅为范例之一，相同的情形亦发生在NAS快取容量与后续数据及随机数据方面）。FC事实上与Ultra320、SCSI及序列连结SCSI（Serial Attached SCSI，SAS）等其它区块技术同样能将延迟降到极低的程度。\r\n\r\n　　业界对FC技术常见的疑问是：如果希望将现有的企业存储设备升级，必须移除现有系统进行全面升级，或者FC能够建置于已投资的存储设备上成为互补性的装置，以构建一个真正异质化的存储元素。\r\n\r\n\r\n\r\n解决方案：在Filer文件处理技术中加入FC区块存取功能\r\n\r\n　　为将应用做最佳化调整以利用区块式存储技术，企业使用者可在NAS装置中加入FC接口，将经过市场验证的光纤信道主机总线适配卡（Host Bus Adapte，HBA）嵌入在目标模式中运作的文件伺服系统（Filer）。透过此种方式，一个或多个逻辑单元编号（Logical Unit Number，LUN）便能够在SAN内运作。之后，个别的FC HBA就分别安装置每一部等候存取这些LUN的计算机中，并且运用装置所附的图形使用者接口（Graphics User Interface，GUI）管理工具，为每个LUN配置适当的文件伺服系统容量。最终结果就能同时建置出一个异质化的环境，并且支持文件与FC区块层的数据存取。

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个案研究三：FC阵列太贵了\r\n\r\n　　状况：FC存储机架（Racks）对于新兴近线（Near-line）存储应用而言过于昂贵\r\n\r\n　　随着许多企业发现自己的IT环境中累积数兆位（TeraBytes）的数据，因此在正常情况下绝不可能在工作期间一夜之间将所有数据备份至磁带（Tape）。市面上有许多磁带虚拟产品（Tape virtualization），如EMC的CDL（CLARiiON Disk Library）或Neartek的Virtual Storage Engine（VSE2）等，能将RAID磁盘系统转移成虚拟磁带装置，并提供快速到无法想象的高速写入效能。应用软件会以为正在存取磁带装置，但实际上数据是写入至RAID装置中。这些RAID装置的优异速度使IT管理者能轻易地在一夜之间完成完整的数据备份作业，然后隔天早上即可在不影响SAN效能的情况下，将数据真正备分到磁带中。这个解决方案固然不错，但问题却出在原生型FC磁盘驱动器对于这种Near-line存储应用而言成本过于昂贵。\r\n\r\n　　解决方案：运用SAS/SATA磁盘驱动器进行FC存储JBOD\r\n\r\n　　针对上述问题，多家厂商已经推出内部安装SAS/SATA硬盘机的FC JBOD机架型产品，透过在计算机中安装未设定成RAID组态形式的一组磁盘，不论是否运用这类系统，JBOD都能运作的很顺利。当然，使用者也可选择建置可靠度更高但也更昂贵的SAS磁盘，以因应所需的各种企业级的功能，例如冗余式连结埠（redundant ports）、高数量I/O、最高平均无故障时间间隔（Mean Time Between Failure, MTBF）等。然而，对于各种near-line存储应用而言，使用者可选择运用较低廉、高容量（300GB）的SATA磁盘驱动器。SATA适合支持大区块、小I/O负荷的近线式存储，且适合搭配FC前端（front-end）系统。\r\n\r\n　　由于具备简化管理流程、提升使用效率、降低延迟以及增加频宽的超大存储能力，奠定了FC在存储系统中的领导地位。\r\n\r\n　　个案研究四：远程站点服务器怎么办？\r\n\r\n　　状况：企业存储环境拥有大量的FC存储资源，但某些服务器却位于远方站点\r\n\r\n虽然FC能够支持超过10公里的光缆传输距离，但若超过合理的传输　　距离，即使未超过光纤信道的通讯范围限制，仍是不切实际的作法。在此类案例中，企业通常会发现无法建立公司的数据中心与现场服务器之间的联机，使服务器无法融入整体环境。\r\n\r\n　　解决方案：FCIP与iSCSI桥接产品\r\n\r\n　　为了解决上述情况，各家供货商已经推出各式新解决方案，使得原本无法连结的服务器能透过两种模式来存取FC SAN。第一种模式是基于IP协议的光纤信道（Fibre Channel over IP，FCIP）。FCIP是一种专门用于存储网络技术的IP协议，该协议由因特网工程工作特别小组（The Internet Engineering Task Force，IETF）所制定。FCIP机制允许光纤信道在IP网络上的SAN设备间进行更简单的数据传输，协助信息设备布建较为分散的企业能更轻易地进行数据的分享。FCIP协议是通过IP网络进行存储数据传输的一种方式，这个协议提升了存储数据的传输能力和性能，被认为是有助于快速地开发SAN市场的关键技术之一。\r\n\r\n　　另一个也是由IETF提出的标准称为因特网光纤信道协议（Internet Fibre Channel Protocol，iFCP），为FCIP的变化体，用于移动在IP网络上，以iSCSI传输FC数据。这类隧道式（tunneling）技术能在SAN之间建立广域网络（Wide Area Network，WAN）等级距离的链接。举例而言，纯就技术层面讨论，在美国东岸的SAN可透过以太网络将光纤信道资源连结至位在美国西岸的SAN。目前，McData正推出多款具备这种功能的新交换器产品。\r\n\r\n　　第二种模式是运用桥接方式的iSCSI接口。这个方法是把使用者的数据转换成SCSI代码，并将数据封装进IP内并于以太网络上进行传输，以连接地理位置分散的SAN。FC SAN内多余的存储容量被用来以iSCSI LUN的模式在以太网络上传递。远方的服务器可透过硬件型iSCSI适配卡或软件型的iSCSI趋动程序来存取iSCSI LUN。Windows与Linux操作系统都有免费的iSCSI驱动程序。\r\n\r\n　　这些驱动程序运用远程服务器已经具备的以太网络连结资源，使用者可选择购买1Gb iSCSI HBAs，不过这就必须考虑许多远程办公室是否有T1联机，或未经汇整的T1 WAN联机能否持续支持1Gb的传输流量。McData与Maranti Networks在内的众多厂商现正推出具备从光纤信道桥接至iSCSI功能的FC交换器产品。值得一提的是Network Appliance目前亦推出具备iSCSI LUN功能的新装置。\r\n\r\n　　结语\r\n\r\n　　由于具备简化管理流程、提升使用效率、降低延迟以及增加频宽的超大存储能力，奠定了FC在存储系统中的领导地位。在过去十年间，FC产业经历了巨大的整体变革，不但提升了兼容性、降低复杂度，同时也降低了成本。这些变革使得FC不仅更能满足企业用户对数据中心的需求，更协助FC进一步将触角拓展至中小企业（small-to-medium businesses，SMB）的应用领域。\r\n\r\n　　透过以上四个案例，我们可以清楚的了解运用由FC、NAS以及DAS系统等不同方案组合而成的异质化存储环境，绝对能够为企业使用者节省建置及更新企业存储环境的成本，并为企业带来可观的利益。