SAN完全手册(连载)：探索SAN解决方案

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有时候，您会面临严重的存储问题。但是，您并不是唯一面对这些问题的人。今天，大部分系统管理员都会遇到相同的问题：

<1>; 在削减成本时，面临的压力更大
<2>; 管理服务器和存储设备孤岛非常困难
<3>; 存储资源利用率低
<4>; 昂贵的系统意外中断
<5>; 缓慢的备份导致LAN拥塞
<6>; 更加需要制定灾难恢复计划

了解SAN如何提供核心业务解决方案

实践证明，对于IT主管所碰到的大部分复杂问题，SAN都可提供杰出的解决方案。这些解决方案包括：

备份和恢复
光纤通道SAN提供了高性能、海量数据传输能力，它非常适合于备份和恢复。SAN卸除了LAN的数据备份和恢复压力，从而减少了LAN拥塞、极大地缩短了备份时间，提高了存储资源的利用效率。

业务连续性
为了保持业务运营的连续性，SAN提供了多种多样经济合算的途径，包括消除单点故障、采用容错软件、整合数据备份和恢复，实现高性能远程备份、电子链接和镜像等。

高可用性
内置的冗余、动态容错保护（N+1）、自动再路由能力和集群是SAN的主要特性，它们帮助SAN满足服务水准协议、行业规范和其它业务需求所提出的高可用性要求。

服务器和存储设备整合
SAN能够支持存储设备池配置，这些存储设备由SAN中的服务器共享。它提高了存储利用率、减少了因需要扩大存储容量而购买服务器的需求、允许在不中断业务的情况下，添加存储设备，提高了管理效率，降低了服务成本。

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改进备份和恢复，更好地保护数据
当企业数据成为价值更高的企业财富时，保证数据的稳定性和安全性就更为重要。许多机构面临着这样一个挑战?越来越多的数据需要备份，而备份时间却需要继续缩短。事实上，许多机构已经意识到不能像他们所期望地那样高效、低成本地备份数据。因此，他们被迫对不同的企业数据根据其重要程度采用不同的备份策略。


图1. 传统的备份和恢复模型：存储资源为单一服务器所用。


传统的备份和恢复模型的一个特点：每台特定的主机服务器都有专用的光盘和磁带系统，每台主机将自己的数据备份到本地磁带设备或者库中（见图1）。这种设计对于磁带资源的利用率非常低，因为一台服务器上的磁带设备正在闲置，而另外一台服务器却不能使用。另外，不同的操作系统平台使用不同的备份和恢复应用软件，这种机制使得全面管理存储资源、备份和恢复非常复杂。与当今的企业存储系统相比，这些光盘和磁带系统就显得太慢、太不可靠、容量太小，因为大部分机构不可能为每一台服务器提供更快、更可靠的存储资源。


图2. 传统的备份和恢复模型：通过局域网和主用服务器控制所有存储资源。


在传统的模型中，一个更加适合企业需求的备份和恢复途径克服了专用磁带方案的一些缺点（见图2）。这种途径引入了一个主用备份和恢复服务器用于控制磁带资源。一些高级应用，例如 VERITAS NetBackup、Legato NetWorker和 Tivoli Storage Manager，可控制备份和恢复流程。备份服务器通过LAN或WAN接收来自其它服务器的数据，然后将数据存储在公用的磁盘和磁带上。这种集中式管理方式提高了磁带的使用率，加快了部署、提高了磁带设备和彩带库的可靠性和性价比。

这种方法的主要的缺点在于，网络可能会成为备份和恢复过程的瓶颈，还有可能影响系统满足备份和恢复时间的能力。另外，使用主用LAN或WAN实现备份和恢复可能降低同一网络上的其它工作的效率。

与此不同，SAN能够简化数据备份和恢复流程，确保按时快速备份和恢复所有的企业数据。SAN是一个理想的备份密集型环境，特别是在需要突出备份工作负荷的时候。

光纤通道构架支持每秒2G字节的交换速度，它能够显著地提高备份和恢复性能。另外，光纤通道被设计用于传输海量数据，相比基于IP的网络而言，其效率和可靠性更高。两种基于SAN的备份和恢复模型分别被称作??AN??免服务器备份和存储。


图3 基于SAN的免LAN备份和存茨模型

从备份和存储流程中排除LAN有很多优点。因为SAN连接了磁带设备和磁带库，所以每台服务器能够将其备份数据直接发送到共享的磁带资源中，而不是通过网络传送到备份服务器。

高级的备份和恢复应用软件仍然可以控制这个过程、跟踪备份和恢复数据。SAN能够让每台服务器向共享SAN存储设备传送大量数据，其中LAN仅仅用于服务器之间的通信，而不是数据传输（见图 3）。其结果是一个速度更快、扩展性更好和可靠性更高的备份和恢复解决方案，此外还提高了存储、服务器和LAN资源的利用效率。


图4.基于SAN的免服务器备份和存储模型

免服务器模型是一个正在发展的SAN备份和恢复模型。数据在存储设备（例如，从光盘到磁带）之间直接传输，而不用使用主机服务器。一种正在发展、被称做?谌?娇奖?的技术使这种过程成为可能，某些SAN工具（例如，Crossroads和Pathlight桥）、某些主机系统（例:Legato Celestra）和某些存储设备本身（将来）都实现了这种技术。免服务器备份和恢复模型很大程度上减少了对应用主机CPU的使用，节省了大量宝贵的CPU时间，从而提高了CPU运作效率，并可使其在整个企业内承担更高的工作负荷（见图4）。然而，它仍然是一种尚在发展的技术。在将来，为了支持商用级的备份和恢复，我们需要与操作系统、数据库和应用程序进行集成。

免LAN??免服务器备份和恢复模型的优点十分显著。例如，北美某大型医院在基于Windows NT交换服务器环境中部署了免LAN备份解决方案，备份时间从18小时缩短至4-6个小时。很多其它公司也有相似的经历。

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     针对业务连续性需求方方面面的可行方案
全球各机构都在寻找办法以改善企业关键数据的可用性，它们逐渐将注意力转向了存储区域网络（SANs）。许多机构已经认识到：SAN作为业务连续性战略解决方案的重要组成部分，具备重大的优势。
SAN具备集成新设备和应用的能力，SAN为需要以经济有效的方式支持各种业务连续性活动的机构提供了大量高可用性特性。特别地，SAN的分布式网络架构可克服任何易受灾难的存储环境面临的最大难题之一：数据恢复能力和故障后快速将系统恢复到在线状态的能力。如果不能实现这一级别的保护，哪怕系统仅仅中断几分钟，都将给机构带来严重的损失（见图5）。


图5. 系统故障导致的经济损失（不同类型应用每小时的平均成本)


为了防止这类系统中断发生并降低业务风险，可行的SAN解决方案必须考虑到业务连续性需求的各个方面，例如：
<1>; 降低单点故障，提高系统的灾难恢复能力和最大化数据可用性
<2>; 采用容错软件，防止或更好地兼容系统故障
<3>; 数据备份和恢复流程，缩短恢复时间
<4>; 高性能的远程备份、电子链接、在远端数据中心建立镜像

通过远距离访问数据是任何业务连续性解决方案的关键组成部分。本地光纤通道技术将最大连接距离扩展到120公里。这样企业用户即可异地维护故障恢复设备或进行镜像操作。当SAN用于大型光纤通道网络时，它可以利用广域网（WAN）或者城域网（MAN）覆盖更远的距离（见图6）。


图6. 带有本地光纤通道连接的城域网（更长距离）

今天，采用SAN结构的机构以实现业务连续性最大化为战略目标。他们付出了技术投资，目前正在收获相当可观的回报，并且确保企业数据和业务运营得到妥善的保护。

例如，某大型私营银行最近建立了欧洲最大的全冗余异构SAN环境，该环境完全基于20台博科SilkWorm 2800 16端口交换器。结果，该银行得到了一个连接了320多台光纤通道设备的高度可用的计算机系统。SAN具备长距离连接特性，使得备份节点与主数据中心的距离可远达35公里。

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高可用性确保业务连续性
当今时代，为了实现对服务级别的承诺、满足行业规则或其它商业需求，各机构对系统的可用性提出了前所未有的超高要求。实际上，以前被认为是很微小的事故都可能对当前的业务运营产生严重影响。针对这一需求，人们提出了SAN（存储区域网络）设计，目的是提供一个高可用性的环境，从而帮助防止（或更好地容忍）系统故障。

SAN在可用性方面具备众多突出优点：内置冗余、动态失效保护、自动路由能力。例如，灵活的连接选项使得SAN不会出现单点故障。此外，博科Fabric操作系统软件可以自动监测网络故障并使数据流绕过失效的链接，从而确保持续、可靠的数据通路。最后，SAN还支持热插拔操作，服务器无需停止工作即可在线进行安装、配置并添加存储设备。结合使用Fabric操作系统和多台联网交换器，您可以构造伸缩自如的战略性SAN，从而实现出色高可用性。

SAN还通过增强集群应用来提高可用性。集群的典型用途是：确保在宿主服务器发生故障时，应用仍能够持续运行。通常，典型的非SAN集群环境包括两台共享磁盘存储的服务器。如果其中一台服务器发生故障，另一台需承担起故障服务器的工作负载并继续运行应用。这台容错型服务器通过共享磁盘存取数据。这是一种灵活性相对较差的设计，因为通常限制了只有两个服务器共享存储，且故障发生时才启用的服务器平时都是空闲的，直到急需时才投入使用。此外，服务器和存储设备通常靠得很近，这种架构只能提供有限的灾难保护能力。


图7. 具备交换容错能力的高可用性集群模型


使用SAN集群，有更多的服务器可以共享SAN的存储资源。在一些配置中，当一台服务器不可用时，任何其它服务器都可以处理额外的工作负载，确保没有闲置的服务器资源（见图7）。设备之间保持更长的距离促使灾难恢复变得更为有效。

某大型电信公司（正如前面所描述的）采用SAN基础设施、VERITAS集群服务器以及博科SilkWorm交换器创建了一个具有很高的数据及应用可用性的环境。在采用SAN之前，该环境包含三个集群，每个集群由两台SUN服务器构成。三台备用服务器平时都处于闲置状态，应用负载或数据都没有在集群之间得到共享，因此，资源被浪费了。采用SAN以后，只需要有三台服务器（而不是六台）即可，同时对存储资源的需求量也下降了一半。这三台服务其中的任何一台都可以承担失效服务器的负载。如今，该公司可以动态分配存储和应用，并在不中断业务的前提下对服务器和存储器进行维护，从而有效地管理SAN。

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过去，由于技术的限制，特定的服务器有专门与之配对的存储资源。由于存储资源被分配给了单个的服务器，而不是在服务器之间共享，导致了存储资源的浪费。例如，一个服务器磁盘子系统上空闲的磁盘空间不能被其它存储资源紧缺的服务器所利用。

实践证明，这种服务器?存储设备配对模式在进行扩充的时候是非常不灵活的。随着需求的增长，简单地增加一些资源往往会导致难以管理的局面，并且资源利用效率低下。此外，企业在不得不购买更多服务器和存储设备时，它们倾向于选择更便宜、更慢和可靠性相对较低的设备。

为了避免这种状况，SAN提供了灵活的连接方式，从而更有效地利用存储和服务器资源，增强了可扩展性和可管理性。实际上，SAN为存储环境提供了空前的灵活性，改变了存储资源购买和管理的方式。SAN利用交换器支持服务器和存储设备之间多对多的连接，拆散了原本成对的设备，促进了存储资源的共享。这一高性价比的开放系统实现了资源?墒踊?并促使机构选择最佳的异构服务器及存储设备（见图8）。


图 8. 由多厂商服务器和存储设备组成的最佳SAN基础设施

SAN能帮助机构快速建立和扩展存储和服务器环境，因为存储容量的增加不依赖于服务器数量的增加。这一途径在不中断系统服务的前提下，大大提高了资源利用效率。例如，某大医院在部署了SAN后，将Windows NT服务器的数量从50台减少到7台，在降低了运行成本的同时显著提高了自动化程度并改善了管理。此外，某大电信公司最近采用了SAN，因此将以前的存储设备需求量降低了一半，服务器数量减少了1/3。

大山

也有吹嘘的成分吧？

bird_man

辛苦了

yddll

这是brocade的宣传资料吧，把文档传到ftp上就好了吧，这样贴太辛苦了吧

pamire

方案倒不错，我看成本也不低

admirer

辛苦辛苦！