SAN存储区域网络

前言2008年11月27日15:57虽然存储区域网络（SAN）为日益增长的信息存储和管理提供了光明的前景，但在这迅速变化的市场上选择适合的解决方案却令人苦恼。很少公司有内部专家能够从这些纷繁的产品中择其所需。MarcFarley的这本书从各个集成组件出发，为读者理解和评价存储网络提供了一个综合指导。存储的传统、趋势及未来传统的存储和管理方法主要强调限制花费和信息的访问。因此，使用传统的存储管理原则，信息存储量受到极大的限制，甚至存储的积累数据量不超过百天；同时，信息的访问也局限于单个的服务器。近来的记录技术发展很快，可以用相对低廉的价格实现大量的存储。网络时代正在产生新的应用和新的商业模型，它们不仅要求信息在公司内部共享，也要求在其合作伙伴及用户之间共享。这种挑战已经不再是存储信息的花费，而是寻求合算的管理巨量存储资源的方案，以及使可供访问的数据变成有价值的信息。随着存储量的持续增长，熟练的存储管理员也变得越来越短缺。因而，传统的存储与管理方案面临着日益增长的数据、信息访问的需求以及管理人才缺乏的挑战，这促进了存储区域网络的发展。这个方案将提供对最广泛的服务器平台、操作系统和应用的支持，事实上，在容量、连接性、性能和可用性等方面，它也有着广阔的发展空间。存储价格：容量增长的催化剂国际数据公司（IDC）预言：若按磁盘的每兆字节价格计算，在2003年之前，磁盘存储系统的价格平均每年将下降40%。事实上，不考虑其他的因素，仅考虑新的硬盘驱动器一项，就能得出上述结论，因为磁盘的记录密度每12～18个月就增加一倍。这些价格的下降使公司能够提供更广泛的商业需要，包括企业资源计划、销售自动化、数据仓库、数据市场等。同时，存储价格的下降也加速了信息的数字化，而在过去，许多信息仅能以模拟形式或书写的形式存在，如出版物以及从各种视频和音频应用产生的输出。这些变化导致每年需要新增存储容量达到90%。既然所有这些信息都以数字化形式存在，那么我们每一个人都想享用它们。网络世界的商业现在，几乎没有人对网络互联的价值提出什么疑问了，可是在几年前，公司都牢牢地控制存储信息的容量及其访问范围。Internet的出现增强了公司的联网意识，也使公司认识到采取信息保护主义态度的危险，同时，Internet和电子商务模型也带来了不可预测的挑战。Internet决定了交易时间和地点由顾客决定。在Internet世界中，存储总是开放的，而且商业的拥有者完全不能控制潜在的顾客数量，Internet已经成为客户服务的越来越重要的通信手段，受到新增用户极大的青睐，而传统的电话却被大为冷落。除此之外，Internet也消除了阻挡用户选择供应商的许多壁垒，地理距离的远近概念正在消失。竞争者们容易发现，他们之间的惟一差别就是应用的可用性，因此，应用显示出新的重要意义。集成方法驱动数据共享可连接性的大规模增长是发生在公司信息系统中的最重大变化之一。越来越多的传统计帐系统正与销售定单处理、库存系统和账单系统连接起来，不仅提高了效率，而且可以支持急剧增长的事务处理量，使系统之间的数据移动和共享的需要巨增。然而，更为重要的是，公司与其供应商及客户间的集成和连接大规模地增加。历史上，公司尽力限制对系统的访问和保护有价值的信息。但现在公司认识到如果不能提供范围更广阔的系统和信息的访问，将更加危险。在Internet世界中，过去花费数年建设的基础设施现在必须一夜之间完成，对于那些正在加入Internet、电子商务策略的公司，面临的挑战更为严峻，它们要么紧密地将Internet与传统的系统连接在一起，要么就有倒闭的危险。存储增长及其对员工的影响存储的爆炸性增长使存储管理面临巨大的挑战，应用和服务器要求更多的数据，因而，也需要更多的存储。每一个应用可能需要不同的存储要求。存储管理员必须面临管理各种不同存储方案的挑战。随着重要应用的扩展，管理这些环境的熟练IT资源却很短缺；事实上，今天对于CIO的主要挑战之一是发现和留住熟练的IT员工。然而，主要的存储供应商正不断向市场推出新的方案，这些方案可以提供存储的基础设施，由此实现多服务器和多应用间的共享，也使在分立的应用间移动和共享数据更容易。通过集中化的管理，管理的花费将大幅度下降，同时，它也提供对容量和性能变化的快速响应能力。通过使用企业级的存储管理方案，公司可以更有效地利用现有的员工。通过新方案的智能化，可以解放员工，以至于他们能集中精力处理应用价值的策略问题，而不是数据可用性、容量计划、性能管理等繁琐和重复性的问题。建设存储区域网络存储区域网络是一个不断发展的技术，能够为今天的IT管理带来快速的效益。存储区域网络能够提供存储和服务器的统一，以及不受干扰的备份，同时也消除了传统技术的距离限制。此外，与许多传统技术比较，SAN还能大大地改善应用的性能。1999年末，已经出现几个企业级的SAN方案。现在，各工业组织正在努力消除早期SAN实现存在的互操作性问题，希望提供更广泛的SAN存储和信息管理应用。企业SAN方案必须能够简化繁杂的和重复性的存储管理任务，或者使这些工作完全自动化。至少，这些解决方案必须支持广泛的服务器平台，包括传统的支持办公用的服务器，因此，把存储管理员从兼容性的担忧中解放出来。方案也必须在容量、性能和可用性方面具有可扩展性。虽然每个用户都可能说，他们需要最高级的可用性和性能，但却没有一个愿意为此付出代价；因此，方案必须灵活地提供多种服务。SAN方案必须提供自管理能力，尤其在错误恢复、数据可用性以及性能管理方面，纠错和失败恢复也是企业存储的关键问题，RAID使存储管理员从由于硬盘失败而引起的数据丢失的担心中解脱出来。自动的负载平衡减轻了对存储管理员的管理要求。数据复制和数据移动正变得越来越重要，通过数据复制、数据共享和数据移动，企业SAN方案也必须在分立的应用之间容易地交换信息。为了提供花费适中的应用恢复和容灾，企业的SAN必须提供存储系统间数据拷贝的能力，既可以是本地的，也可以是远程的；既可以是同步的，也可以是异步的。最后，由于备份、应用测试以及其他经安排的或未经安排的活动等影响，使应用、系统和数据可用性的持续性的最终目标受到冲击，因此，企业SAN方案必须具有接近即时的瞬间数据拷贝，以减少应用的停止时间。最后的思考今天，各公司正面临着信息管理和存储爆炸的挑战，而传统的存储管理方案只能支持单一的应用、服务器和操作系统，仅适合公司最为静态的部分。由于电子商务和变化的客户需求，公司正在经受着巨大的挑战，为了有效的信息管理，必须要有一套新的方案。企业存储系统能够支持多个应用、服务器和操作系统，是一个完备的信息管理解决方案，代表了未来10年支持公司需求的有效方案。SAN满足公司的信息传输需求，提供了网络时代理想的存储与管理方案。第一部分网络存储介绍2008年11月27日16:03第1章网络存储概述11.1作为商用价值数据角色的改变11.1.1建立数据的相对价值21.1.2大量的流体数据41.2传统存储方法概述81.2.1开放系统客户/服务器存储81.2.2开放系统服务器的数据存储101.2.3大型机系统中的数据121.3SCSI：开放系统服务器的主要I/O路径技术141.3.1I/O路径141.3.2SCSI的起源151.3.3SCSI的局限性151.4扩展I/O路径的新的存储连接161.4.1网络连接存储171.4.2光纤路径191.4.3存储区域网络201.5小结23第2章建立存储I/O路径242.1认识物理I/O构件242.1.1系统内存总线242.1.2主机I/O总线262.1.3主机I/O控制器302.1.4I/O总线和网络连接342.1.5存储设备和子系统362.1.6介质402.2SCSI总线集成的可变因素402.3I/O路径的逻辑成分442.3.1应用软件452.3.2操作系统452.3.3文件系统和数据库系统462.3.4卷管理器472.3.5设备驱动程序492.4组合硬件和软件的I/O“栈”492.5小结50第3章图解客户/服务器网络中从应用到存储的I/O路径523.1本地存储的I/O路径523.1.1工作站的本地I/O523.1.2本地I/O路径详解533.1.3网络服务器的本地I/O603.1.4本地I/O路径的讨论及变化623.2客户/服务器I/O653.2.1I/O重定向653.2.2服务器端的网络I/O673.3在I/O路径中实现设备虚拟化703.4小结73第1章网络存储概述2008年11月27日16:08第1章网络存储概述11.1作为商用价值数据角色的改变11.1.1建立数据的相对价值21.1.2大量的流体数据41.2传统存储方法概述81.2.1开放系统客户/服务器存储81.2.2开放系统服务器的数据存储101.2.3大型机系统中的数据121.3SCSI：开放系统服务器的主要I/O路径技术141.3.1I/O路径141.3.2SCSI的起源151.3.3SCSI的局限性151.4扩展I/O路径的新的存储连接161.4.1网络连接存储171.4.2光纤路径191.4.3存储区域网络201.5小结23file://D:\我的文档\学习教程\存储\SAN存储区域网络\01.pdf第2章建立存储I/O路径2008年11月27日16:12第2章建立存储I/O路径242.1认识物理I/O构件242.1.1系统内存总线242.1.2主机I/O总线262.1.3主机I/O控制器302.1.4I/O总线和网络连接342.1.5存储设备和子系统362.1.6介质402.2SCSI总线集成的可变因素402.3I/O路径的逻辑成分442.3.1应用软件452.3.2操作系统452.3.3文件系统和数据库系统462.3.4卷管理器472.3.5设备驱动程序492.4组合硬件和软件的I/O“栈”492.5小结50file://D:\我的文档\学习教程\存储\SAN存储区域网络\02.pdf第3章图解客户/服务器网络中从应用到存储的I/O路径2008年11月27日16:13第3章图解客户/服务器网络中从应用到存储的I/O路径523.1本地存储的I/O路径523.1.1工作站的本地I/O523.1.2本地I/O路径详解533.1.3网络服务器的本地I/O603.1.4本地I/O路径的讨论及变化623.2客户/服务器I/O653.2.1I/O重定向653.2.2服务器端的网络I/O673.3在I/O路径中实现设备虚拟化703.4小结73file://D:\我的文档\学习教程\存储\SAN存储区域网络\03.pdf第二部分建立网络存储应用2008年11月27日16:14第4章数据保护、可用性及性能的磁盘镜像754.1用磁盘镜像保护数据754.2选择磁盘镜像方案794.2.1软件镜像794.2.2外部磁盘子系统中的镜像814.2.3主机I/O控制器镜像824.2.4使用双主机I/O控制器增强数据保护834.3使用磁盘镜像获得最大的性能844.3.1磁带驱动器和磁盘镜像混用时避免性能问题854.3.2使用磁盘镜像增加I/O性能874.3.3安排镜像配置904.4镜像外部磁盘子系统914.4.1数据快照914.4.2校园环境的镜像944.4.3广域网环境的镜像964.5存储和网络速度的比较994.6小结100第5章使用高速缓存及其他技术增强性能1015.1缓存的更多讨论1015.1.1缓存命中和缓存未命中1025.1.2缓存与缓冲间的差异1035.1.3磁盘缓存的性能估计1045.1.4磁盘缓存的算法1055.1.5磁盘缓存的组件1115.1.6通过定位优化磁盘缓存1125.1.7存储网络中的独立缓存1175.1.8配置缓存1185.2固态磁盘1195.2.1SSD的优越性及使用1195.2.2SSD的局限性1205.2.3非易失SSD1205.3标记命令排队1205.3.1在磁盘驱动器中使用智能处理器1215.3.2标记命令排队的效果1225.4I/O路径对系统性能提高的重要性1225.5小结126第6章使用RAID和磁盘子系