企业数据存储与备份解决方案

来源:网络 作者:网友
  概述
    随着网络应用规模的扩大和信息化应用程度的深入,企业数据存储量呈爆炸式增长,企业用户的存储系统日益庞杂,存储管理的成本也在大幅上升。数据备份、灾难恢复和存储资源管理等存储理念正在得到用户的接受,网络存储也逐渐得到更广泛的应用。
    存储与备份技术简介
    企业存储应用的体系结构主要有直连式存储(Direct Attached Storage简称DAS)、网络接入存储(Network  Attached  Storage,简称NAS)和存储区域网(Storage  Area Network,简称SAN) 三种模式。
1. DAS方式
    DAS 又称以服务器为中心的存储体系,其拓扑结构如图2-1所示。外部数据存储设备(如磁盘阵列、光盘机、磁带机等)作为存储设备服务器的一部分,通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接挂接在服务器内部总线上。该服务器同时提供应用程序的运行,即数据访问与操作系统、文件系统和服务程序紧密相关。
    DAS方式能够解决单台服务器的存储空间扩展、高性能传输需求,此外,DAS还可以构成基于磁盘阵列的双机高可用系统,满足数据存储对高可用的要求。从趋势上看,DAS仍然会作为一种存储模式,继续得到应用。
    但是,DAS已远远不能满足企业的需求。对于多个服务器或多台PC的环境,使用DAS方式设备的初始费用可能比较低,但服务器单独拥有自己的存储磁盘,容量的再分配困难;对于整个环境下的存储系统管理,工作烦琐而重复,没有集中管理解决方案,所以整体的拥有成本(TCO)较高。当用户数量增加或服务器正在提供服务时,其响应速度会变慢。在网络带宽足够的情况下,服务器本身会成为数据输入输出的瓶颈。这种连接方式在企业的解决方案中甚少采用了。
 
 

2. NAS方式

    NAS是一种专业的网络文件存储及文件备份设备,或称为网络直联存储设备、网络磁盘阵列。NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接,可以无需服务器直接上网,整个系统的管理和设置较为简单。其拓扑结构如图2-2所示。

    NAS的存储设备提供网络接口将其直接连接到TCP/IP网络上,应用服务器通过NFS格式(Unix, Linux的网络文件系统)和CIFS格式(基于Windows的普通互联文件系统)、HTTP等访问该存储设备,在LAN环境下,NAS可实现异构平台之间的数据级共享。

    采用NAS网络存储结构,需要在NAS上建立应用服务器所需的文件系统,数据的访问以文件的形式进行,数据的传输通过现有的TCP/IP网络。通过NAS服务器可设定用户的访问权限,控制文件的读写,以保证数据的安全性。

    NAS存储网络操作简单,易管理、安全,数据备份简单,配置灵活;适于文件共享,以及分布式的应用环境。但NAS占用现有网络带宽,不太适合数据库应用,并且扩展性能差,备份速度慢。对数据量较小,数据存取速度要求不高的企业,可采用该方案建立数据存储备份系统。

3. SAN方式

    SAN采用光纤通道(Fibre Channel)技术,通过光纤通道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,然后这个网络再与企业现有局域网进行连接,数据存取通过SAN网络在相关服务器和后台的存储设备之间高速传输,对于LAN的带宽占用几乎为零,而且服务器可以访问SAN上的任何一个存储设备,提高了数据的可用性。SAN专注于企业级存储的特有问题,主要用于存储量大的工作环境。其拓扑结构如图2-3所示。

 

 
图2 NAS拓扑结构示意图
 
 

 在对性能和可靠性要求较高的场合,采用SAN数据存储网络,可以使数据的存储、备份等活动独立在原先的局域网之外,从而将减轻LAN的负载,保证原有网络应用的顺畅进行; 同时SAN网采用光纤传输通道,可以得到高速的数据传输率。

    S AN将企业的存储和服务器平台分开,可实现24 x 7不间断的系统可用性和集中管理,在这个平台的基础上,还可以应用一套统一的灾难恢复解决方案,同时可经济高效地扩展存储环境。因此SAN非常适用于非线性编辑、服务器集群、远程灾难恢复、因特网数据服务等多个领域。

4. 三种储存方式比较

    DAS方式最大弊病在于,各部分的存储资源相互隔离,容易形成孤岛,并且依赖于服务进行数据的I/O读写和存储维护管理,数据备份和恢复占用服务器资源(包括CPU、系统I/O等),会影响各应用服务器的性能。存储的数据量越大,备份和恢复的时间就越长,对服务器硬件的依赖性和影响就越大。

    NAS方式的主要缺点来自于数据的存储必须依赖现有的网络结构。当进行大数据量存储时,增加了网络的负载,从而影响了整个网络的传输速率,同时当有海量数据或实时性要求较高的数据进行存储时,不能提供快速数据服务。总之,NAS最大的问题就是数据存储的整个过程不能脱离LAN,一旦网络出现问题,数据存储就将停止,同时它还增加了网络流量,容易给数据传输造成瓶颈。

    SAN方式的最大优势则在于,可以把异构环境下不同厂商的存储设备整合在一起,实现资源的共享,同时,消除了对网络带宽的顾虑,大幅度地减少管理费用支出,减少了备份系统的总体拥有成本,较好地解决了数据的高可用行、安全性及存储性能方面的问题。由于SAN具有管理方便、扩展性强、容错能力好、高可靠性、配置灵活、支持异构服务器等优点,已经被越来越多地使用在存储系统的建构中。

    但SAN方式要发挥其最大优势,还需要专用的备份与存储管理软件来支持,SAN交换机的端口数量随服务器数量的增加而增加,每个接入的服务器还须配置较昂贵的HBA卡,除此以外,其复杂的管理软件需要定制安装和配有专业人员维护,这使得SAN的建设费用大为增加。并且随着网络环深度的增加,方案的规模和复杂度也会增加,所需要的费用也随之增加。

结束语

    总的来说,NAS、SAN 存储模式能较好地满足目前信息化应用在单服务器扩容、服务器双机高可用集群、高性能、高可用、高扩展的网络存储和简单易用的网络文件共享等方面需求。

    值得一提的是,各种现实需求表明,单纯采用SAN或NAS还是难以令人满意。SAN和NAS并非是完全对立的存储技术,为保证数据在不同硬件平台、不同操作系统下流转的畅通,存储架构的开放性、存储硬件的兼容性、存储软件的适应性归结在一起,就表现为存储的融合,SAN与NAS融合是大势所趋;SAN提供速度,NAS提供在文件处理时的协作性,它们的结合为关键存储系统的实施提供了完美的解决方案。另一方面,虚拟存储使主机操作系统看到的存储与实际物理存储分开,虚拟存储技术可提高存储设备利用率,通过动态地管理磁盘空间,虚拟存储技术可以避免磁盘空间被无效占用。目前虚拟技术已经引起了几乎所有存储系统厂商的关注,采用虚拟存储技术的设备将成为市场的新主流。

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