存储基础3 存储阵列NAS SAN

Posted 2023-04-22

参考技术A 存储阵列在IT架构下主要有两种：
盘控一体化架构和盘控分离化架构

管理口的默认IP地址是A控 192.168.128.101 B控 192.168.128.102

存储结构：直接连接存储（DAS）、网络连接存储（NAS）、存储区域网络（SAN）

通过存储的通道不同分为IP SAN 和FC SAN
而无论是IP SAN还是FC SAN都有三种组网结构：
1、直连组网

主机和存储之间通过专用的通道去连接，这个通道可以基于是IP的，也可以是FC。这种通道的实现方式主要是把存储资源通过这个通道提供给上层服务器使用
缺点：所有的存储资源只能为一台服务器提供存储
2、单交换组网

它可以通过网络侧的交换机或者说FC的交换机实现把存储资源共享给多台服务器提供存储
缺点在于应用服务器和交换机以及存储 资源之间只有一条承载链路，任何一条链路出现问题都会导致服务器和应用之间连接失败

3、双交换组网

采用的是两台或主备的方式去实现交换机的连接，所有的应用服务器和存储之间也是通过两条链路去连接，中间断开任何一条链路都不影响整个存储和应用服务之间应用的访问

注意：提到SAN存储，默认指的是FC SAN

无论是IP SAN 还是FC SAN都有以下四个组件：

采用的是光纤作为承载通道。
FC协议栈

我们大多用的是FC-0 FC-1 FC-2这三层，也可以称FC是大二层架构
FC-0主要是定义了物理层的介质，比如：光纤或者铜线、相应的标准、距离等
FC-1主要是定义了协议的编解码的过程
FC-2主要是定义了帧、流控制以及质量控制方面
FC-3主要是加密
FC-4主要是上层协议的封装，比如SCSI，完成SCSI协议到FC协议的转换传输

FC的三种拓扑架构
1、点对点

通过主机侧安装的hub卡以及光纤线缆和设备去连接
缺点：所有的存储只能为一台应用服务器提供服务

2、仲裁环

通过光纤集线器去完成把存储资源共享给多台服务器，提供存储。
缺点：它们都在环路上工作，任何环路上的设备出问题都会导致环路出问题，安全性不高
3、FC-SW

采用交换式的方式去实现FC的组网，这种方式采用FC交换机去实现为更多的上层服务器提供存储资源，同时也可以实现双交换组网的一种方式

它的承载通道采用TCP/IP协议进行承载
实现IP SAN有三种方式：
第一种：

软件主要实现的是从SCSI协议封装成iSCSI的过程
以太网卡主要实现的是把数据传输到外界
第二种：

与第一种的区别就是TOE网卡分担了网卡的一些功能
第三种：

iSCSI卡即完成了数据的封装也完成了数据的发放
不占用任何的主机资源

FC SAN与IP SAN的区别

FC SAN因为距离原因，大多只能在数据中心去做
IP SAN因为是TCP/IP做承载，所以可用于大区域数据

FC SAN速度快，传输效率高
FC SAN成本高
FC SAN采用的是专用的HBA卡 不会被外界攻击

FC SAN更多用在容灾备份的场景

NAS（Network Attached Storage）网络附加存储 ：是一种将分布、独立的数据进行整合，集中化管理，以便与对不同主机和应用服务器进行访问的技术。

SAN的所有文件存储都是在主机这侧完成的。
而NAS是把自己的文件系统和自己的操作系统都是在内部实现的，也就是说NAS有自己的文件系统和自己的操作系统去管理自己的内部数据。

NAS对不同操作系统开放的协议不同
Windows是CIFS
Linux是NFS

NAS还支持FTP和HTTP，对外提供文件共享

CIFS(Common Internet File System),通用Internet文件系统，NAS对Windows系统提供文件共享所用的一个协议。
它使程序可以访问远程Internet计算机上的文件并要求此计算机的服务，CIFS可以看做是应用程序协议，如文件传输协议和超文本传输协议的一个实现
架构：C/S
应用：Windows系统共享文件的环境
传输协议：TCP/IP
对网络性能要求较高，如果丢包高的话，会访问失败

NFS （Network File System）网络文件系统。
应用在Linux/Unix文件系统中，通过使用NFS，用户和程序可以像访问本地文件一样访问远端系统上的文件。
架构：C/S
传输：TCP或者UDP
因为支持两种传输协议，所以网络的可靠性安全性方面比CIFS要低
因为Windows上的软件是集成的所以不需要安装，而Linux和Unix则需要安装软件

NAS内部的组成:

NAS文件系统IO与性能影响
主机、网络、NAS本身内部的性能

NAS和SAN的区别：

NAS与SAN存储

NAS和SAN都属于非直连式存储

NAS网络附属存储
NAS服务器是连接在网络上，具备资料存储功能的服务器，一种专用数据存储服务器。网络附属存储基于标准网络协议（Tcp/IP）实现数据传输，为网络中的Windows/Linux/Mac OS 等各种不同操作系统的计算机提供文件共享和数据备份。
目前国际著名的NAS企业有Netapp、EMC、OUO等
优点：1、I/O消耗由前端服务器转移到后端的存储设备上
2、扩展方便
缺点：1、以前网络会成为瓶颈。（但是现在使用10Gb光纤卡，就可以解决这个问题）
常见的技术：NFS和CIFS
NAS采用了NFS技术实现类UNIX系统之前存储共享。使用CIFS实现windows与类UNIX系统之前数据共享。samba服务器就是使用CIFS技术。

SAN存储
SAN即存储区域网络，是一种高速网络，提供在计算机与存储系统之间的数据传输。存储设备是指一台或多台用以存储计算机数据的磁盘设备，通常指磁盘阵列。
SAN存储采用网状通道技术，通过FC交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络。
SAN由于其基础是一个专用网络，因此扩展性很强，不管是在一个SAN系统中增加一定的存储空间还是增加几台使用存储空间的服务器都非常方便。
目前常见的SAN有FC-SAN和IP-SAN，其中FC-SAN为通过光纤通道协议转发SCSI协议，IP-SAN通过TCP协议转发SCSI协议。

NAS与SAN的区别
1、从网络架构来说，NAS直接使用TCP/IP传输数据；SAN使用SCSI或iSCSI协议传输数据。
2、从文件读写实现方法上来说，NAS采用了NFS和CIFS技术实现文件共享。说明NAS是基于操作系统的“文件级”读写操作；SAN中计算机和存储间的接口是底层的快协议，它按照协议头的“块地址+偏移地址”来定位。共享的存储和前端的操作系统类型没有关系。任务服务器操作系统，都可以正常识别。