【正文】 制器。 在 windows 系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)采用外置移動硬盤，容量多達幾百個 G，隨之 USB和 IEEE1394接口的移動硬盤解決方案應運而生，使用最新的 Serial ATA(串行 )作為移動硬盤的傳輸接口，理論傳輸速度能達到 1500Mbps,比起目前最快的 ，甚至是 IEEE1394 的速度最快上許多，在利用 SATA設備可熱插拔的技術后讓 SATA移動硬盤能象 USB/1394 移動硬盤一樣使用。它依賴于服務器，其本身是硬件的堆疊，不帶有任何存儲操作系統(tǒng)。 I/O（輸入 /輸入）請求直接發(fā)送到存儲設備。中文翻譯成 “ 直接附加存儲 ” 。 NAS（ Network Attached Storage，附網(wǎng)存儲）和 SAN（ StorageArea Network，存儲區(qū)域網(wǎng)）是兩種主要的網(wǎng)絡存儲技術，NAS 與 SAN 的融合同 IP 存儲（ IP Storage）、存儲虛擬化（ StorageVirtualization）一起被看作是未來存儲發(fā)展的趨勢。網(wǎng)絡存儲的核心思想是存儲與主機的分離，而此前則是以計算機為核心，存儲只是計算機（或服務器）的外設。人們把網(wǎng)絡存儲稱為信息技術發(fā)展的第三次浪潮（前兩次分別是 PC 和網(wǎng)絡）。作為信息的載體，現(xiàn)代存儲系統(tǒng)應具備資源整合、數(shù)據(jù)共享、分散存儲、集中管理、快速配置、高可用性等特點；它能夠抵御來自系統(tǒng)外部或內(nèi)部的非法操作；還應能夠隨著存儲容量的增長線性擴展它們的性能。 浙江傳媒學院本科生畢業(yè)論文 SAN 和 NAS 存儲網(wǎng)絡的研究和設計 9 RAID3的校驗盤在系統(tǒng)接受大量的寫操作時容易形成性能瓶頸，因而適用于有大量讀操作如 web系統(tǒng)以及信息查詢等應用或持續(xù)大塊數(shù)據(jù)流（例如非線性編輯）的應用。 RAID3系統(tǒng)在完整的情況下讀取時沒有任何性 能上的影響，讀性能與 RAID0 一致，卻提供了數(shù)據(jù)容錯能力，但是，在寫時性能大為下降，因為每一次寫操作，即使是改動某個數(shù)據(jù)盤上的一個數(shù)據(jù)塊，也必須根據(jù)所有同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)來重新計算校驗值寫入到校驗盤中，一個寫操作包含了寫入數(shù)據(jù)塊，讀取同一帶區(qū)的數(shù)據(jù)塊，計算校驗值，寫入校驗值等操作，系統(tǒng)開銷大為增加。 RAID3采用一個硬盤作為校驗盤，其余磁盤作為數(shù)據(jù)盤，數(shù)據(jù)按位或字節(jié)的方式交叉的存取到各個數(shù)據(jù)盤中。 RAID2稱為糾錯海明碼磁盤陣列，陣列中序號為 2N的磁盤（第 6?? ）作為校驗盤，其余的磁盤用于存放數(shù)據(jù)，磁盤數(shù)目越多，校驗盤所占比率越少。 RAID1稱為鏡像（ mirror），它將數(shù)據(jù)完全一致的分別寫到工作磁盤和鏡像磁盤，因此它的磁盤空間利用率為 50％，在數(shù)據(jù)寫入時時間會有影響，但是讀的時候沒有任何影響， RAID0提供了最佳的數(shù)據(jù)保護，一旦工作磁盤發(fā)生故障，系統(tǒng)自動從鏡像磁盤讀取數(shù)據(jù)，不會影響用戶工作。 但由于總線帶寬等多種因素的影響，實際的提升速率會低于理論值，但是，大量數(shù)據(jù)并行傳輸與串行傳輸比較，性能必然大 幅提高。通過建立 RAID 0，原先順序的數(shù)據(jù)請求被分散到四塊硬盤中同時執(zhí)行。 且磁盤空間的存儲效率最大（ 100％） RAID0有一個明顯的缺點：不提供數(shù)據(jù)冗余保護，一旦數(shù)據(jù)損壞，將無法恢復。不同 RAID 級 別代表著不同的存儲性能、數(shù)據(jù)安全性和存儲成本，下面將介紹如下 RAID級別： 0、 0 10。 RAID級別 RAID技術經(jīng)過不斷的發(fā)展，現(xiàn)在已擁有了從 RAID 0 到 5等 6種明確標準級別的 RAID 級別。 RAID技術將一個個單獨的磁盤以不同的組合方式形成一個邏輯硬盤，從而提高了磁盤讀取的性能和數(shù)據(jù)的安全性。對于主機寫入的數(shù)據(jù)，只寫在緩存中，主機可以 立即完成寫操作。主機與磁盤陣列的緩存交互，緩存與具體的磁盤交互數(shù)據(jù)。一個主機連接陣列的不同端口可提升傳輸速度 。 磁盤陣列的主流結(jié)構(gòu)： 磁盤陣列作為獨立系統(tǒng)在主機外直連或通 過網(wǎng)絡與主機相連。掌握網(wǎng)絡存儲設備的安裝、操作使用也是網(wǎng)管員必須要學會的。磁帶庫是像自動加載磁帶機一樣的基于磁帶的備份系統(tǒng)，磁帶庫由多個驅(qū)動器、多個槽、機械手臂組成，并可由機械手臂自動實現(xiàn)磁帶的拆卸和裝填。由上述可知，現(xiàn)在 IDE磁盤陣列大行其道的道理； IDE接口硬盤的穩(wěn)定度與效能表現(xiàn)已有很大的提升，加上成本考量，所以采用 IDE接口硬盤來作為磁盤陣列的決解方案，可說是最佳的方式 。內(nèi)接式磁盤陣列卡，因為價格便宜，但需要較高的安裝技術，適合技術人員使用操作。 磁盤陣列其樣式有三種，一是外接式 磁盤陣列柜、二是內(nèi)接式磁盤陣列卡，三是利用軟件來仿真。所以，利用局域網(wǎng)絡來傳遞數(shù)據(jù)，服務器所使用的硬盤顯得非常重要，除了容量大、速度快之外，穩(wěn)定更是基本要求。所以，為了加 速計算機整體的數(shù)據(jù)流量，增加儲存的吞吐量，進階改進硬盤數(shù)據(jù)的安全，磁盤陣列的設計因應而生。 磁盤陣列，時事所趨：自有 PC以來，硬盤是最常使用的儲存裝置。另外，研究小組也設計出容錯 (faulttolerance)，邏輯數(shù)據(jù)備份 (logicalpdatapredundancy)，而產(chǎn)生了 RAIDp理論。研究小組希望能找出一種新的技術，在短期內(nèi)，立即提升效能來平衡計算機的運算能力。柏克萊大學研究其研究目的為，反應當時 CPU快速的性能。 磁盤陣列 的由來 ： 由美國柏克萊大學 (UniversitypofpCaliforniaBerkeley)在 1987年，發(fā)表的文章： “ApCasepforpRedundantpArrayspofpInexpensivepDisks” 。同時，在儲存數(shù)據(jù)時，利用這項技術，將數(shù)據(jù)切割成許多區(qū)段，分別存放在各個硬盤上。磁盤陣列主要針對硬盤，在容量及速度上，無法跟上 CPU及內(nèi)存的發(fā)展，提出改善方法。 網(wǎng)絡存儲設備 磁盤陣列簡介 ： 磁盤陣列簡稱 RAID(RedundantpArrayspofpInexpensivepDisks)，有 “ 價格便宜且多余的磁盤陣列 ” 之意。 SAN由于采用不同的傳輸介質(zhì)又可以 分成 FCSAN和 ESAN。 NAS實現(xiàn)了操作系統(tǒng)和文件服務器功能的 專門化 ,為網(wǎng)絡存儲提供了最優(yōu)的價格和性能 。 NAS NAS的定義是 :“ NAS是一個存儲單位 ,連接在網(wǎng)絡上提 供文件訪問服務 ”。 DAS，也可稱為 SAS（ ServerAttached Storage，服務器附加存儲）。顧名思義，在這種方式中，存儲設備是通過電纜（通常是 SCSI接口電纜）直接到服務器的。 DAS DAS即直連方式存儲，英文全稱是 Direct Attached Storage。由于目前絕大部分用浙江傳媒學院本科生畢業(yè)論文 SAN 和 NAS 存儲網(wǎng)絡的研究和設計 5 戶采用的是開放系統(tǒng)，其外掛存儲占有目前磁盤存儲市場的 70%以上，因此本文主要針對開放系統(tǒng)的外掛存儲進行論述說明。 銅纜接口分為 DB9和 HSSDC 兩種，其中DB9為 1Gb接口， HSSDC分為 1Gb和 2Gb兩種； Fibre Channel 還包括三種獨立于介質(zhì)的接口： Gigabit Link Modules—— 將并行信號轉(zhuǎn)換為串行信號，包括串行編碼和串行解碼功能； Gigabit Interface Converters—— 提供一個串行編碼和串行解碼的串行接口，可以熱插拔 ，常見接口為 SC和 DB9兩種；銅纜接口分為 DB9和 HSSDC兩種，其中 DB9為 1Gb接口， HSSDC分為 1Gb和 2Gb兩種； FCPH 定義 FC0、 FC1和 FC2的級別 (物理上 ) 浙江傳媒學院本科生畢業(yè)論文 SAN 和 NAS 存儲網(wǎng)絡的研究和設計 4 FCFS 說明 FC幀格式和光纖通道的基本控制特性 FCGS 定義多種與服務器類似的功能 SCSIFCP 定義使用光纖通道接口的 SCSI3指令協(xié)議的操作 FCFG 定義光纖通道交換架構(gòu)的常性 FCSW 描述光纖通道交換架構(gòu)的交換組件 FCAL 是仲裁環(huán)路拓撲結(jié)構(gòu)標準 FC HBA相關知識： 光纖信道主機總線適配器的縮寫，主要用于主機與 FC設備之間的連接； FC HBA卡使用的傳輸介質(zhì)可以分為光纜和銅纜兩種；光纜分為單模長波和多模短波兩種，單模長波最大傳輸距離十公里 ，多模短波最大傳輸距離 500米（直徑 50微米）、 175米（直徑 ）；銅纜最大傳輸距離 30米 。 iSCSI HBA相關知識： iSCSI主機總線適配器的縮寫，將硬件 iSCSI initiator 集成到板卡上，利用 TCP/IP卸載引擎在適配卡上完成數(shù)據(jù)處理，作用在于減輕主機 CPU負載， 也提供了高可用環(huán)境下硬件多通道功能和服務器遠程引導功能 ： 接口類型與以太網(wǎng)原有接口完全相同；大多數(shù) iSCSI HBA卡都具有 TOE功能；TCP/IP卸載引擎的縮寫， TOE網(wǎng)卡將 TCP/IP處理脫離主機 CPU，在 TOE網(wǎng)卡上由專用芯片完成 TCP/IP處理和數(shù)據(jù)包創(chuàng)建，減輕主機 CPU的負載 ； iSCSI HBA 也同時具備 TOE功能，把二者的優(yōu)點整合在一起。實現(xiàn)起 來也比 FCIP復雜。 iFCP在 FC與 IP之間建立網(wǎng)關到網(wǎng)關的連接，使 FC幀可以路由到正確的目的地址。（ 5）得益于以太網(wǎng)設備的價格優(yōu)勢和 TCP/IP網(wǎng)絡的開放性和便利的管理性，設備擴充和應用調(diào)整的成本付出小。（ 3）以太網(wǎng)知識的普及為基于 iSCSI技術的存儲技術提供了大量的管理人才?？梢韵拗?initiator 僅向 target列表中的目標發(fā)登錄請求，再由 target確認并返回響應，之后才允許通信； 通過 IPSec將數(shù)據(jù)包加密之后傳輸，包括數(shù)據(jù)完整性、確定性及機密性檢測等； 浙江傳媒學院本科生畢業(yè)論文 SAN 和 NAS 存儲網(wǎng)絡的研究和設計 3 iSCSI的優(yōu)勢 ： （ 1）廣泛分布的以太網(wǎng)為 iSCSI的部署提供了基礎。 系統(tǒng)提取出數(shù)據(jù)或命令，并把它們傳回 SCSI子系統(tǒng)。 接收方從 TCP/IP 包中抽取 SCSI命令并執(zhí)行相關操作。 iSCSI的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)： 工作流程： iSCSI系統(tǒng)由 SCSI適配器發(fā)送一個 SCSI命令。 基于 iSCSI的存儲系統(tǒng)只需要不多的投資便可實現(xiàn) SAN存儲功能，甚至直接利用現(xiàn)有的 TCP/IP網(wǎng)絡。 iSCSI繼承了兩大最傳統(tǒng)技術： SCSI和 TCP/IP 協(xié)議。對于以局域網(wǎng)為網(wǎng)絡環(huán)境的用戶，只需要不多的投資，就可以方便 、快捷的對信息和數(shù)據(jù)進行交互式傳輸和管理。 IP存儲技術包含： iSCSI、 FCIP、 iFCP等 ； 光纖通道技術包含 FCPH、 FCP、 FCSW、 FCFS、 FCFG等。 浙江傳媒學院本科生畢業(yè)論文 SAN 和 NAS 存儲網(wǎng)絡的研究和設計 1 緒 論 隨著互聯(lián)網(wǎng)絡的發(fā)展和計算機技術的廣泛應用，存儲技術產(chǎn)品受到業(yè)界及專家們的高度重視 . 對大多數(shù)依靠計算機運行關鍵商務程序的現(xiàn)代企業(yè)來說，信息已經(jīng)成為一種超越其競爭對手的戰(zhàn)略資產(chǎn)，數(shù)據(jù)的有效使用和管理越來越成為企業(yè)。 參考文獻 ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 數(shù)據(jù)管理 ....................................... 錯誤 !未定義書簽。 建立存儲系統(tǒng)的 3個目的 ............................. 錯誤 !未定義書簽。 SAN和 NAS融合的實際應用 ............................ 錯誤 !未定義書簽。 SAN作為 NAS的一部分 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