iSCSI与各类型存储方案综合评比
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摘要 FC和iSCSI是目前存储区域网络SAN(Storage Area Network)的两个主流协议。
该文介绍FC(Fibre Channel:光纤通道)和iSCSI(Internet SCSI)协议的协议结构以及流量控制和发现机制,在零复制和流量控制等方面对FC 和iSCSI的协议功能进行了分析比较。
关键词存储区域网络; FC;iSCSI;零复制。
1 引言SAN是一种专用网络,是网络服务器群的后端,可采用光纤通道或iSCSI等存储专用协议连接成高速专用网络,使网络服务器与多种存储设备直接连接。
SAN的最大特点就是可以实现网络服务器与存储设备之间的多对多连接,而且,这种连接是本地的高速连接。
SAN 架构的优势在于,强大的扩展性、多种存储设备的集中和新架构支撑下的新型数据应用方式,在安全意义下负责可持续的存储和数据传输。
目前,FC和iSCSI是应用于存储区域网吉比特速率的两种主要技术。
2 FC协议分析2.1 FC协议结构光纤通道按协议层进行分层,各层之间技术相互独立,留有增长空间,并且由被认可的标准化机构进行开发,分层结构共分5层,如图1所示。
图1 FC协议层次⑴FC-0(物理层底层): FC-0层定义了连接的物理端口特性,包括介质和连接器(驱动器、接收机、发送机等)的物理特性、电气特性和光特性、传输速率以及其它的一些连接端口特性。
⑵FC-1(传输协议):规定了8B/10B编码方式和传输协议.包括串行编码、解码规则、特殊字符和错误控制。
⑶ FC-2(帧协议):规定了具体的传输机制,包括帧格式,节点间的信息交换。
⑷ FC-3(公共服务):提供高级特性的公共服务,即端口间的结构协议和流动控制,它定义了三种服务:条块化(Striping)、搜索组(Hunt Group)和多路播放(Broadcast Multicast)。
⑸FC-4(ULP映射):定义了Fibre Channel和IP,SCSI-3以及其他的上层协议(ULP)之间的接口。
网络存储技术》课程标准《网络存储技术》 是高等职业院校计算机网络技术专业均开设的 一门专业技术课程, 是高职素质教育中的重要组成部分, 本课程注重 培养高职学生的计算机应用能力, 是操作性和实践性很强的课程。
通 过学习,使学生掌握必要的网络存储技术基础知识,具备调试技能, 提高网络存储各部件的组装、设置、日常维护、维修及管理系统安装 等使用技术能力,重点培养学生的综合处理能力。
2.设计思路本课程以构建学生信息化基础核心能力、 为职业能力提供信息化 工具为出发点、打破传统的学科知识体系, 重构教学做一体式的课程, 以情境式案例为载体,逐步推进学生计算机基本能力的培养。
3.课程目标通过本课程的学习, 使学生能够掌握网络存储和虚拟化技术的基 础知识。
通过实际项目及任务,典型案例分析与实战操作为手段,培养学课程名称: 网络存储技术 课程类别:专业必修课 授课单位: 术专业信息与软件工程系 适用专业:高职高专网络技时: 40 学时分:41.写 人:盛建军 2014年 8 月审 定 人:尹光辉 课程性质生进行网络存储与虚拟化实现方案系统分析与实践实施的能力,实现高职院校学生的自主学习、工作以及完成综合任务的能力,对职业素质养成起非常重要的作用。
4.教学内容组织和编排通过对企业调研,了解到企业中与信息化相关的职业岗位,结合工作实际,根据需要掌握的基本技能,形成8个学习案例和3个综合实训项目,针对网络技术专业学生设计选修内容。
《网络存储技术》学习案例及课时分配表5.课程内容与教学要求在教学过程中,教师根据每个案例中的典型任务给学生布置任务,明确要达到的能力目标,进行知识点的引导,通过学生自己对任务的实施和讨论,教师对任务的评价,强化训练学生的操作能力,沟通能力,团队协作能力。
课程案例与工作任务和知识点之间的对应关系:任务任务一:掌握理论基础知识4术案例四:精益 求精-存储协 议及接口技案例三:万全之策-RAID 技 术盘控制系统的基础知识2. 了解衡量存储系统性能的参3.了解SATA SCS 硬盘接口和 SAS SSA FC 战术1.掌握RAID 勺基础知识和实现方案2.了解RAID 系统的硬件构成3.熟悉RAID 的技术术语4.掌握各种RAID 级别技术的实现方法5.掌握RAID 各种级别故障分析及修复方法、阵列崩溃通用处 理方案、阵列危机状态下有无 热备份盘的通用处理方案1 .了 解 SCSI 总线、Fibre Channel 及iSCSI 协议,并能将术案例五:神奇的纸张-存储的文件系统案例六:共享的资源-DAS SAN NAS技术详解iSCSI与光纤通道进行比较2.掌握SCSI总线信号、的使用状态、同步传输与异步传输及SCSI命令描述等知识1. 了解文件系统的概念和主流文件系统的特点2.熟悉NFS和CIFS网络文件系统工作原理和特点、共享文件系统特点以及存储系统与文件系统的关系1.了解存储分类、直连式存储DAS网络接入存储NAS存储区域网络SAN的基础知识,并能对DAS NAS与SAN S行分析和比较2.熟悉iSCSI SAN、iSCSI 与各类型存储方案综合评比、iSCSI、SAN及NAS的比较4案例七:有备 无患-数据容 灾、备份技术1掌握数据备份、数据复制、数据一致性、容灾方案评价指 标、备份与拷贝、归档的区别、 备份的实现方式、LAN Free 和Serverless 备份2. 了解主流备份软件和介质及备份技术新趋势任务 案例 知识点 学时任务二:掌 握虚拟化 技术 案例八:给航空公司建个虚拟平台-虚 拟化技术1.了解虚拟化技术、虚拟化存储技术2.掌握计算机虚拟化、多计算机虚拟成一台计算机、一台计算机虚拟成多台计算机的方法3.掌握数据中心应用的虚拟化技术VMware vSphere 存储阵 列的特殊虚拟应用-虚拟磁带 库、企业如何选择虚拟磁带库2供的虚拟磁盘3. VMwarevCenter 安装并建立数据中心和集群4. VMwareData Recovery 安装 配置及部署全过程6. 教学方法及手段本课程采用项目导向,任务驱动,案例引导,学生做中学,学中 教的一体化教学模式。
宏杉,EMC,NETAPP都可以实现SAN+NAS统一存储,不需要再外装NAS机头或者扩展选件,原理是在块数据操作系统之上再装一个文件操作系统,来支持该应用NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)网络连接的磁盘存储系统,它具备了磁盘阵列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。
NAS通过标准的网络拓扑结构连接到一群计算机上,所以NAS可以无需服务器直接上网,采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统,内置了与网络连接所需的协议,因此使整个系统的管理和设置更为简单。
其次NAS是真正即插即用的产品,并且物理位置灵活,可放置在工作组内,也”(file level∙∙∙∙∙∙NAS网络附加存储设备恰恰是解决上述需求的最佳方式。
而且,在绝大多数用户环境中的数据大多数是以文件(file)形式存在的,因此,NAS在解决文件级(file)数据集中存储与共享需求上是不可或缺的一部分。
*********************************************SAN(Storage Area Network)存储区域网络。
它是一种类似于普通局域网的一种高速存储网络,它通过专用的集线器、交换机和网关建立起与服务器和磁盘阵列之间的直接连接。
SAN不是一种产品而是配置网络化存储的一种方法。
这种网络技术支持远距离通信,并允许存储设备真正与服务器隔离,使存储成为可由所有服务器共享的资源。
实现SAN的硬件基础设施是光纤通道,它把数据以块为单位进行管理,采用具有更高传输速率的光纤通道(Fibre Channel简称FC)连接方式和相关基础结构。
光纤通道构筑的SAN,由3部分构成:存储和备份设备,包括磁带库、磁盘阵列和光盘库等;光纤通道网络连接部件,包括主机总线适配卡(HBA: Host Bus Adapter)和驱动程序、光缆(线)、集线器、交换机、光纤通道与SCSI间的桥接器(Bridge)等;应用和管理软件包括:备份软件、存储资源管理软件、设备管理软件。
iSCSI与各类型存储方案综合评比作者:来源:xfbbs 发布时间:2006.08.14【Java专区】【网络安全】【网管专区】【linux专区】【数据库专区】【进入论坛】【IT博客】【Eclipse】【PHP】【DB2】【Ajax】【Struts】【Spring】iSCSI、SAN及NAS大比拼一般来说,企业在面临iSCSI SAN存储解决方案时,多半喜欢拿FC SAN及NAS与其做一番比较。
在此先就FC与iSCSI做一比较,基本两者同属走Block协议的SAN架构,只不过前者透过光纤,后者藉由IP传输数据罢了,而两者在管理及应用上也大同小异,其间只不过优劣好坏的差异。
至于SAN与NAS的差异而言,笔者走访了许多iSCSI厂商,大部分厂商对于此比较,多半都面露疑惑不解的表情,他们认为SAN与NAS是完全不同架构的存储方案,前者支持Block协议,后者则支持File协议,所以拿两个完全不同协议及架构的标准相比,是不太适宜的。
如果硬要从中做个区别的话,精业公司产品技术处存储产品整合服务部产品经理邱显进倒提出了一个简显易懂的区别方法,那就是SAN的精髓在于分享存储配备(Sharing Storages);NAS则在于分享数据(Sharing Data)。
总而言之,NAS与SAN因为架构及应用领域的不同,所以不会相互取代,而会共存于企业存储网络之中。
不论如何,为了让读者进一步了解iSCSI、FC及NAS的差异,在此还是尽量做一番归纳整理,以供读者参考:接口技术:iSCSI和NAS一样透过IP网络来传输数据,FC则不一样,数据是透过光纤通道(Fibre Channel)来传递。
数据传输方式:同为SAN的iSCSI及FC都采用Block协议方式,而NAS则采用File协议。
传输速度:就目前的传输速度而言是FC(2Gb)最快、iSCSI(1Gb)次之,NAS居末。
基本上,FC及iSCSI的Block Protocol会比NAS的File Protocol来得快,这是因为在操作系统的管理上,前者是一个“本地磁盘”,后者则会以“网络磁盘”的名义显示。
宏杉,EMC,NETAPP都可以实现SAN+NAS统一存储,不需要再外装NAS 机头或者扩展选件,原理是在块数据操作系统之上再装一个文件操作系统,来支持该应用NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)网络连接的磁盘存储系统,它具备了磁盘阵列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。
NAS通过标准的网络拓扑结构连接到一群计算机上,所以NAS可以无需服务器直接上网,采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统,置了与网络连接所需的协议,因此使整个系统的管理和设置更为简单。
其次NAS是真正即插即用的产品,并且物理位置灵活,可放置在工作组,也可放在其他地点与网络连接。
NAS的典型组成是使用TCP/IP协议的以太网文件服务器,数据处理是“文件级”(file level)。
你可以把NAS存储设备附加在已经存在的以太网上。
不管是在Internet 服务提供商或是其他领域,数据都是以文件(file)或数据块(Block)的形式存在的。
基于应用的不同需求,对数据的形式也有不同的要求。
关键业务数据存储通常是在数据库的基础上进行存储与管理,其相应的数据存储形式主要是数据块(Block)的形式,中小型数据库也可能采用文件形式(file)。
而作为数据库以外的大多数数据平台,如容,企业系统,办公自动化,企业部网络存储平台,程序开发与测试,财务系统,工资系统等需要文件级(file)的集中存储与共享时,则需要所对应的方案具备以下特征:•满足最终用户有大量文件级数据共享的需求•提供强劲的存储容量的扩展•提供方便快捷的备份与恢复功能•充分利用现有网络资源•在最短时间以较少的IT投入解决集中存储问题•对企业部IT资源要求低,从而进一步降低整体拥有成本NAS网络附加存储设备恰恰是解决上述需求的最佳方式。
而且,在绝大多数用户环境中的数据大多数是以文件(file)形式存在的,因此,NAS在解决文件级(file)数据集中存储与共享需求上是不可或缺的一部分。
iscsi协议iSCSI协议。
iSCSI(Internet Small Computer System Interface)是一种基于TCP/IP网络的存储协议,它将SCSI协议封装在TCP/IP协议之上,使得SCSI命令可以在TCP/IP网络上进行传输,从而实现远程存储访问。
iSCSI协议的出现,极大地简化了存储网络的部署和管理,为企业提供了更加灵活和高效的存储解决方案。
iSCSI协议的特点。
1. 灵活性,iSCSI协议可以在现有的IP网络基础上进行部署,不需要单独建立存储网络,大大降低了存储网络的部署成本。
2. 高性能,通过使用高速以太网技术,iSCSI可以提供与Fibre Channel相媲美的性能,满足企业对存储性能的需求。
3. 易管理,iSCSI协议的部署和管理相对简单,可以通过标准的网络管理工具进行管理,降低了对专业存储人员的需求。
4. 兼容性,iSCSI协议可以与现有的存储设备兼容,无需更换现有的存储设备,降低了存储升级的成本。
iSCSI协议的工作原理。
iSCSI协议的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1. 初始化连接,客户端发起连接请求,与存储设备建立连接。
2. 登录认证,客户端进行登录认证,验证身份并获取访问权限。
3. 数据传输,客户端通过iSCSI协议发送SCSI命令到存储设备,存储设备执行命令并返回结果。
4. 连接释放,数据传输完成后,客户端释放连接,断开与存储设备的连接。
iSCSI协议的应用场景。
iSCSI协议广泛应用于企业存储网络中,主要包括以下几个方面:1. 数据中心存储,企业可以通过iSCSI协议实现数据中心存储的部署,提供高性能、高可靠性的存储解决方案。
2. 虚拟化存储,虚拟化环境中的存储可以通过iSCSI协议进行访问,为虚拟机提供高性能的存储服务。
3. 远程备份,通过iSCSI协议,企业可以实现远程备份,将数据备份到远程存储设备上,提高数据的安全性和可靠性。
4. 数据共享,iSCSI协议可以实现多台服务器共享存储设备,提供统一的存储服务,简化存储管理。
创建iSCSI存储应用COMSTAR与iSCSI挑大梁COMSTAR 简介COMSTAR 是一种可以实现将任何 Solaris 主机转变为 SCSI 目标的软件框架。
COMSTAR 框架使所有 SCSI 设备类型(磁带、磁盘及类似设备)都可以连接到传输路径(如光纤通道),实现并行访问所有逻辑单元号 (logical unit number, LUN) 和单点管理。
在 SCSI 目标模式框架 (SCSI Target Mode Frame work, STMF) 和 SCSI 块设备 (SCSI Block Device, SBD) 中,COMSTAR 也已添加了 DTrace 探测器。
COMSTAR全称Common Multiprotocol SCSI TARget,支持iSCSI,Fiber Channel,FCoE,Infiniband,SAS等协议。
COMSTAR提供了一个基于OpenSolaris的企业级的存储框架,它可以将各种存储介质(磁盘、磁带)结合各种通信信道(光纤、iSCSI, iSER, SAS, FcoE等)构成一个存储系统。
COMSTAR具有以下关键特性:OpenSolaris:COMSTAR被集成进OpenSolaris,这意味着只要你安装了最新版的OpenSolaris,就内置了STMF模块COMSTAR具有丰富的API,并且支持多种平台COMSTAR遵循T10技术委员会对SCSI存储接口的规范,并支持多路径为每个SCSI 命令并行传输COMSTAR的设计目标是为用户创建存储服务时,提供添加新传输协议和不同存储设备的一个简单易用的框架。
这使用户能快速的向存储系统中添加新特性。
虽然Windows、Linux上也有类似的服务,但它们并没有提供一个框架使不同的存储设备(像磁盘、软盘、SES等)能与多种传输信道(光纤, iSCSI, iSER, SAS, FcoE 等)配合使用。
详解SAN存储技术 光纤通道(FC)与 iSCSI光纤通道(FC)vs iSCSI技术光纤通道是一种存储区域网络技术,它实现了主机互连,企业间共享存储系统的需求。
可以为存储网络用户提供高速、高可靠性以及稳定安全性的传输。
光纤通道是一种高性能,高成本的技术。
iSCSI是一种基于IP的存储网络技术。
它的性能比较广泛并且价格低廉。
本手册深入讲解了FC和iSCSI技术,在提高iSCSI性能方面给予了技巧性的建议,针对SAN可用性,可靠性,给出了全面的分析。
光纤通道(FC)技术介绍由于应用的不断要求,光纤通道技术已经确立成为SAN(存储局域网)互连的精髓,可以为存储网络用户提供高速、高可靠性以及稳定安全性的传输。
光纤通道技术是基于美国国家标准协会(ANSI)的X3.230-1994标准(ISO 14165-1),而创建的基于块的网络方式。
该技术详细定义了在服务器、转换器和存储子系统(例如,磁盘列阵或磁带库)之间建立网络结构所需的连接和信号。
光纤通道几乎可以传输任何大小的流量。
z详解光纤通道技术iSCSI技术介绍2003年,互联网工程任务组(IETF)批准iSCSI(互联网SCSI)协议后,很多人开始将以太网作为分块存储网络使用(成为“基于IP的存储”)。
一直以来,人们采用iFCP 和FCIP等现有协议发送基于IP的SCSI命令行,主要允许FC存储区域网络(SAN)通过IP交换数据。
凭借iSCSI,SCSI命令行可以“端对端”地传送到世界各地的以太网中。
z详解iSCSI技术z iSCSI故障查询列表z如何提高iSCSI性能光纤通道(FC)、iSCSI技术集成ISCSI SAN技术正改变着SAN网络的经济承受力。
光纤通道SAN技术不但价格昂贵,而且配置管理起来非常复杂。
对于中小型企业来说,SAN是不切合实际的,即便是企业级数据中心的预算也会对增加到光纤通道SAN的服务器或存储系统的数量进行限制。
但iSCSI改变了这一切,它支持基于块的SAN,使用现有以太网技术,成本大大降低。
iSCSI直存解决方案目录第一章. 概述 (3)第二章. 需求分析 (4)2.1 背景挑战 (4)2.2 主体需求 (5)2.3 补充需求............................................. 错误!未定义书签。
第三章. 方案架构.. (6)第四章. 业务流程 (7)4.1 直存配置流程 (7)4.2 录像存储流程 (7)第五章. 方案特点 (8)第六章. 产品介绍 (11)第一章概述当今视频监控技术伴随着计算机、网络、存储、芯片技术的进步而迅速发展,从模拟视频监控逐渐往IP网络监控发展,监控图像的高清化需求也日益强烈,监控的规模也从原来的一个园区扩大到整个城市,甚至是跨省联网监控。
但随着监控规模、监控点位、监控质量的提升,海量的高清视频数据该如何传输,以什么样的方式进行存储,如何才能提高存储业务的可靠性和高效性,是业内亟需解决的问题。
基于市场急需一套安全、可靠、高效、稳定并且便于维护的解决方案来管理整个监控数据存储业务,大华依托强大的研发实力,推出了iSCSI直存解决方案,将视频监控的视频数据采取“时间索引+块数据”的数据管理方式,能够帮助用户在提高存储业务的可靠性与高效性的同时降低系统复杂度,并且减少投入与运行的成本,满足大规模可靠性应用的需求。
第二章需求分析2.1背景挑战业界目前较为典型的监控存储的数据管理方案是:“视频编码器+媒体服务器+存储系统”。
其中媒体服务器是系统的核心,由其负责媒体数据流的分发、录像、以及VOD点播,前端设备采集的视频流经流媒体服务器转发以打包的形式写入到存储设备。
如下图:这种流媒体服务器+存储系统方案中,数据管理基于文件系统,所有的录像数据通过媒体服务器时,被转成了标准的流媒体文件,再进行存储。
存储方式利用了传统文件系统自身的特点,系统开发较为简单,但降低了监控存储的效率。
除文件系统自身的不足之外,方案还会受到流媒体服务器能力的影响。
目前服务器所使用的专业存储方案有DAS、NAS、SAN、iSCSI几种。
存储根据服务器类型可以分为:封闭系统的存储和开放系统的存储:(1)封闭系统主要指大型机.(2)开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器;开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储;(3)开放系统的外挂存储根据连接的方式分为:直连式存储(DAS:Direct-Attached Storage)和网络化存储(Fabric-Attached Storage:FAS)(4)开放系统的网络化存储根据传输协议又分NAS:Network-Attached Storage和SAN:Storage Area Network。
由于目前绝大部分用户采用的是开放系统,其外挂存储占有目前磁盘存储市场的70%以上.一、直接附加存储(DAS:Direct-Attached Storage)DAS网络存储知识:直接附加存储是指将存储设备通过SCSI接口直接连接到一台服务器上使用。
DAS购置成本低,配置简单,使用过程和使用本机硬盘并无太大差别,对于服务器的要求仅仅是一个外接的SCSI口,因此对于小型企业很有吸引力。
DAS的不足之处:(1)服务器本身容易成为系统瓶颈;直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接,带宽为10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等,随着服务器CPU 的处理能力越来越强,存储硬盘空间越来越大,阵列的硬盘数量越来越多,SCSI 通道将会成为IO瓶颈;服务器主机SCSI ID资源有限,能够建立的SCSI通道连接有限。
(2)服务器发生故障,数据不可访问;(3)对于存在多个服务器的系统来说,设备分散,不便管理。
同时多台服务器使用DAS时,存储空间不能在服务器之间动态分配,可能造成相当的资源浪费;(4)数据备份操作复杂。
二、网络附加存储(NAS:Network Attached Storage)NAS网络存储知识:NAS实际是一种带有瘦服务器的存储设备。
三大主流iSCSI Initiator软件对比分析iSCSI(Internet SCSI)是2003年IETF(InternetEngineering Task Force,互联网工程任务组)制订的一项标准,这种指令集合可以实现在IP网络上运行SCSI协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。
SCSI(Small Computer System Interface)是块数据传输协议,在存储行业广泛应用,是存储设备最基本的标准协议。
从根本上说,iSCSI协议是一种利用IP网络来传输潜伏时间短的SCSI 数据块的方法,iSCSI使用以太网协议传送SCSI命令、响应和数据。
iSCSI可以用我们已经熟悉和每天都在使用的以太网来构建IP存储局域网。
通过这种方法,iSCSI克服了直接连接存储的局限性,使我们可以跨不同服务器共享存储资源,并可以在不停机状态下扩充存储容量。
iSCSI的工作过程:当iSCSI主机应用程序发出数据读写请求后,操作系统会生成一个相应的SCSI命令,该SCSI命令在iSCSI Initiator层被封装成iSCSI消息包并通过TCP/IP传送到设备侧,设备侧的iSCSI Target层会解开iSCSI消息包,得到SCSI命令的内容,然后传送给SCSI设备执行;设备执行SCSI 命令后的响应,在经过设备侧iSCSI Target层时被封装成iSCSI响应PDU,通过TCP/IP网络传送给主机的iSCSI Initiator层,iSCS Initiator会从iSCSI 响应PDU里解析出SCSI响应并传送给操作系统,操作系统再响应给应用程序。
要实现iSCSI读写,除了使用特定硬设备外,也可透过软件方式,将服务器仿真为iSCSI的发起端或目标端,利用既有的处理器与普通的以太网络卡资源实现iSCSI的连接。
目前多数的iSCSI Target仿真软件多为需付费的商业软件,而iSCSI Initiator则已有许多免费软件可供选用。
mpio与mcs对比过数年的发展后,iSCSI已成为IP SAN的代名词,大幅促进了存储局域网络(SAN)的普及应用。
但相较于FC SAN,iSCSI虽然有建置价格低的优点,但也被认为存在着许多不足,包括易受攻击、可用带宽低,且缺乏高可用性的冗余访问机制等。
事实上,若有适当的环境配合,iSCSI也能实现多路径I/O (Multi-Path Input/Output,MPIO,多路径输入输出)与多重连结(Multiple Connections per Session,MC/S)两种多重路径存取的机制,可建立负载平衡、故障失效切换等带宽聚合应用,提供更可靠的存储网络环境。
SCSI的2种多路径访问机制MPIO与MC/S都是利用多条实体存取通道,在服务器(iSCSI Initiator段)与存储设备(iSCSI T arget端)之间建立逻辑通道,可透过轮替的存取动作,避免单一实体通道中断时,连带导致存取中断;或是平衡多个实体通道间的传输负载,避免传输负荷集中在单一实体通道上。
但2种机制间又有所不同:多重路径MPIOMPIO可允许1个iSCSI Initiator透过多个Session连入同1个iSCSI T arget设备,以便利用多网卡或iSCSI HBA启用负载平衡与故障失效切换机制,也可称作Multiple Sessions per Initiator。
多重连接MC/SMC/S可允许在同一个Session中,在iSCSI Initiator与iSCSI T arget间建立多个TCP/IP连接,同样也能让用户利用多张网卡或iSCSI HBA启用负载平衡与故障失效切换机制。
简而言之,MPIO是在更高的网络堆栈层上运作(即在iSCSI层上的SCSI指令层),且多条存取路径间的负载平衡机制,是针对1个指定的独立逻辑驱动器(LUN)运作;而MC/S则是iSCSI RFC中所定义的方法,是在iSCSI层上运作,具有更好的传输验证能力(Error Recovery Levels),另外MC/S的负载平衡是“同时”针对所有的逻辑驱动器运作,这点也与MPIO不同。
常用存储iSCSI/FC/SAN对比企业计算领域里,数据库、ERP等系统的应用使数据量呈几何级数地增长,迅速地填满了系统内一切可用的空间,有统计甚至达到了每年125%增长率。
传统的解决办法就是安装一套光纤存储区域网络(FC SAN)。
这是一套利用光电信号传送数据的高速传输方案。
虚拟化、池化的概念在企业级用户中快速地普及开,越来越多的用户开始考虑把分散的子系统统一起来,做成大的计算能力池与存储池。
在SAN环境下,所有的存储空间整合到一个存储池内,共享所有的资源,用户可根据服务器的实际需求来分配资源。
而且,用户还可以扩大逻辑分区的容量大小,为应用程序分配一个临时的磁盘分区,等任务结果之后,再将这部分资源重新收回来,归还存储池。
成本昂贵,是部署光纤存储区域网络的最大缺点。
如果用户想将一台服务器接入到FC SAN当中,需要购买一个主机总线适配器(售价约在1,000美元左右),而且,光纤交换机每增加一个端口,需要花费800-4,000美元不等,具体数目视情况而定。
当多数企业由于Fiber Channel 的高成本而对SAN 敬而远之时,iSCSI技术的出现,一下子拉近了企业与SAN 之间的距离。
目前,大多数中小企业都以TCP/IP 协议为基础建立了网络环境。
对于他们来说,投入巨资利用FC 建设SAN 系统既不现实,也无必要。
但在信息时代,信息的采集与处理将成为决定企业生存与发展的关键,面对海量数据,许多企业已感到力不从心。
iSCSI的实现可以在IP 网络上应用SCSI 的功能,充分利用了现有IP 网络的成熟性和普及性等优势,允许用户通过TCP/IP 网络来构建存储区域网(SAN),为众多中小企业对经济合理和便于管理的存储设备提供了直接访问的能力。
也就是说,用户可使用标准的千兆级以太网传输协议,通过5类线缆和任意的交换机产品,将服务器与磁盘阵列连接在一起。
这样一种相对便宜的高性能存储解决方案,一下受到许多企业的欢迎。
NFS和iSCSI,孰优孰劣?作者:暂无来源:《计算机世界》 2013年第2期这是两种主要的IP 存储协议,但它们却有着全然不同的优缺点。
那么,到底谁能更胜一筹呢?SymQuest 集团系统和网络架构师Matt Prigge其实像之前大家热议的许多IT 话题一样,对于在任何两种流行的竞争技术之间做一个选择,其关键不是比较哪一种技术在整体上更佳,而是要看哪一种技术最适合解决所面临的挑战。
NFS 和iSCSI 也不例外,它们各自都有优缺点,究竟选择哪一种,这要具体情况具体分析。
不过,选择哪一种协议对存储的未来大有影响。
文件VS. 数据块无论是从实现方法还是发展历史看,NFS 和iSCSI 都有着天壤之别。
NFS 由Sun公司在上世纪80 年代初开发,当时作为一种通用的文件共享协议,让网络客户端可以通过网络从服务器读取文件,或将文件写入到服务器。
而iSCSI 的问世要晚得多,它出现在2000 年年初,作为光纤通道之外的一种基于IP 的替代协议,与光纤通道一样,iSCSI 对数据块级的SCSI 命令进行封装,然后通过网络发送。
两者的区别主要在于对文件系统在哪里加以实现和管理。
对于像NFS 这样的文件级协议而言,由服务器或存储阵列托管文件系统,在客户端读取文件,并将文件写入到该文件系统中。
而对于像iSCSI 和光纤通道这样的数据块级协议而言,存储阵列为客户端提供数据块集合,然后客户端根据它决定需要使用的文件系统,对该原始存储数据进行格式化。
虽然这种区别具有许多影响,但最重要的影响可能在于,在像iSCSI 和光纤通道这些数据块级协议中,存储阵列通常并不明白自己在存储什么内容,它只知道自己分配了数据块集合,哪个或哪些iSCSI 客户端可能访问它们。
反之,在像NFS 这些基于文件的协议中,存储阵列完全了解存储在其上面的应用数据,无论这是一般的文件共享数据,还是组成虚拟机集合的文件。
从实际的角度来看,由于存储阵列端了解存储在基于NFS 的部署环境中的数据,因而存储阵列更容易跟踪实际的存储使用情况,在自动精简配置场合下,就能够拍摄快照或备份单个虚拟机,甚至可以在阵列端对主存储数据进行重复数据删除。
监控存储方式有哪些?IP-SAN、CVR、与NVR哪种好?前面我们曾发布了多个监控项目的案例,对于监控的项目来说,需要考虑四个部分,那就是前端系统,传输系统,存储系统以及显示系统,而对于传输系统我们前面曾多次提到,而存储系统是监控项目中非常重要的一部分,很多朋友问到弱电君也比较多,在弱电VIP技术群中也经常讨论到,那么今天我们来了解下常用的三种存储方式的比较。
一、ip-san存储IP-SAN,即基于IP以太网络的SAN存储架构,它使用iSCSI协议传输数据,直接在IP网络上进行存储,iSCSI协议就是把SCSI命令包在TCP/IP 包中传输,即为SCSI over TCP/IP。
IP SAN也算是SAN的一种,只是服务器和存储之间通过网络交换机互联,性能不算最好,但不受距离的限制,ip存储应用十分广泛,一般也可作为大型监控存储。
IP-SAN可以将存储设备分成一个或多个卷,并导出给前端应用客户端,客户端计算机可以对这些导过来的卷进行新建文件系统(格式化)操作。
客户端计算机对这些卷的访问方式为设备级的块访问,IP-SAN通过把数据分成多个数据块(Block)并行写入/读出磁盘,块级访问的特性决定了iSCSI数据访问的高I/O性能和传输低延迟。
简单的说,它是以块作为存储的,你可以认为它是含阵列功能的硬盘,其实就是磁盘阵列+硬盘。
我们可以看下拓扑图:相比较nvr存储来说,ip-SAN一般会与流媒体服务器一起使用。
其中流媒体服务器的作用是为了有效的解决多用户同时访问同一实时视频数据信息时对网络带宽重复占用的问题,充分节省网络带宽资源,有效降低网络阻塞的发生,需要在联网监控中心配备一台流媒体服务器。
IP-SAN存储模式具有如下特点:1、具有高带宽“块”级数据传输的优势。
2、基于TCP/IP,IP网络技术成熟,具有TCP/IP的所有优点,如可靠传输,可路由等,减少了配置、维护、管理的复杂度。
3、可以通过以太网来部署iSCSI存储网络,易部署,成本低。
《网络存储技术》课程标准课程名称:网络存储技术课程类别:专业必修课授课单位:信息与软件工程系适用专业:高职高专网络技术专业学时:40学时学分:4编写人:盛建军2014年8月审定人:尹光辉1.课程性质《网络存储技术》是高等职业院校计算机网络技术专业均开设的一门专业技术课程,是高职素质教育中的重要组成部分,本课程注重培养高职学生的计算机应用能力,是操作性和实践性很强的课程。
通过学习,使学生掌握必要的网络存储技术基础知识,具备调试技能,提高网络存储各部件的组装、设置、日常维护、维修及管理系统安装等使用技术能力,重点培养学生的综合处理能力。
2.设计思路本课程以构建学生信息化基础核心能力、为职业能力提供信息化工具为出发点、打破传统的学科知识体系,重构教学做一体式的课程,以情境式案例为载体,逐步推进学生计算机基本能力的培养。
3.课程目标通过本课程的学习,使学生能够掌握网络存储和虚拟化技术的基础知识。
通过实际项目及任务,典型案例分析与实战操作为手段,培养学生进行网络存储与虚拟化实现方案系统分析与实践实施的能力,实现高职院校学生的自主学习、工作以及完成综合任务的能力,对职业素质养成起非常重要的作用。
4.教学内容组织和编排通过对企业调研,了解到企业中与信息化相关的职业岗位,结合工作实际,根据需要掌握的基本技能,形成8个学习案例和3个综合实训项目,针对网络技术专业学生设计选修内容。
《网络存储技术》学习案例及课时分配表5.课程内容与教学要求在教学过程中,教师根据每个案例中的典型任务给学生布置任务,明确要达到的能力目标,进行知识点的引导,通过学生自己对任务的实施和讨论,教师对任务的评价,强化训练学生的操作能力,沟通能力,团队协作能力。
课程案例与工作任务和知识点之间的对应关系:6.教学方法及手段本课程采用项目导向,任务驱动,案例引导,学生做中学,学中教的一体化教学模式。
我们根据本课程的能力目标,选择确定应完成的任务,在组织教学中先把相应的任务布置给学生,给学生讲清楚任务要求实现的目标,教师在多媒体教室选择有针对性的案例进行知识点引导,由学生实际完成任务操作,教师巡查学生操作情况,对有共性的问题重点解决。
iSCSI、SAN及NAS大比拼
一般来说,企业在面临iSCSI SAN存储解决方案时,多半喜欢拿FC SAN及NAS 与其做一番比较。
在此先就FC与iSCSI做一比较,基本两者同属走Block协议的SAN 架构,只不过前者透过光纤,后者藉由IP传输数据罢了,而两者在管理及应用上也大同小异,其间只不过优劣好坏的差异。
至于SAN与NAS的差异而言,笔者走访了许多iSCSI厂商,大部分厂商对于此比较,多半都面露疑惑不解的表情,他们认为SAN与NAS是完全不同架构的存储方案,前者支持Block协议,后者则支持File协议,所以拿两个完全不同协议及架构的标准相比,是不太适宜的。
如果硬要从中做个区别的话,精业公司产品技术处存储产品整合服务部产品经理邱显进倒提出了一个简显易懂的区别方法,那就是SAN的精髓在于分享存储配备(Sharing Storages);NAS则在于分享数据(Sharing Data)。
总而言之,NAS与SAN因为架构及应用领域的不同,所以不会相互取代,而会共存于企业存储网络之中。
不论如何,为了让读者进一步了解iSCSI、FC及NAS的差异,在此还是尽量做一番归纳整理,以供读者参考:
接口技术:iSCSI和NAS一样透过IP网络来传输数据,FC则不一样,数据是透过光纤通道(Fibre Channel)来传递。
数据传输方式:同为SAN的iSCSI及FC都采用Block协议方式,而NAS则采用File协议。
传输速度:就目前的传输速度而言是FC(2Gb)最快、iSCSI(1Gb)次之,NAS 居末。
基本上,FC及iSCSI的Block Protocol会比NAS的File Protocol来得快,这是因为在操作系统的管理上,前者是一个“本地磁盘”,后者则会以“网络磁盘”的名义显示。
所以在大量数据的传输上,iSCSI 绝对会比NAS快得多。
资源共享:iSCSI和NAS共享的是存储资源,NAS共享的是数据。
管理门坎:iSCSI和NAS都采用IP网络的现有成熟架构。
所以可延用既有成熟的网络管理机制,不论是建置、管理或维护上,都非常方便及容易。
而FC则完全独立于一般网络系统架构,所以需由FC供货商分别提供专属管理工具软件。
管理架构:透过网络交换机,iSCSI及FC可有效集中控管多台主机对存储资源的存取及利用,善用资源的调配及分享,同时速度上也快于网络磁盘的NAS。
成本:比起FC而言,以太网络是个十分成熟的架构,而熟悉的人才甚多,所以同样采用IP网络架构的iSCSI及NAS,建置成本低廉、管理容易而维护方便。
至于与FC 在建置成本上的进一步比较,可见表1。
传输距离:原则上,三者都支持长距离的数据传输。
FC的理论值可达100公里。
透过IP网络的NAS及iSCSI理论上都没有距离上的限制,但NAS适合长距小档案的传输,iSCSI则可以进行长距大量资料的传递。
系统支持:相较起来,iSCSI仍然比较少。
FC主要是由适配卡供货商提供驱动程序和简单的管理程序。
(二)iSCSI与各类型存储方案综合评比
与Fiber Channel(以下简称FC)一样,iSCSI也属于SAN大家庭中的一员,它的问世显然是冲着FC SAN的缺点而来的。
长久以来,FC几乎成了SAN的代名词,但由于相关软硬件的建置成本偏高、管理技术及门坎也较高,所以几乎只有中大型企业才有能力做这方面的建置与规划,中小企业限于自身规模,也只有望洋兴叹、徒呼负负的份。
无传输距离限制、建置管理成本低是最大特点
iSCSI最重要的就是能在成本上提出大幅改善的方案,也因此打破了SAN为中大型企业禁脔的藩篱,让中小企业也能享受到SAN所带来的好处及便利。
到底是哪些优良特质,让iSCSI成为目前存储业界最热门的话题呢?以下即为读者做一番简赅的归纳及分析:
建置成本低廉:不论是适配卡、交换机或缆线的建置,iSCSI都比FC便宜许多。
其中适配卡部分,只要Host端主机本身内建的一般网络卡或网络芯片,搭配免费下载的iSCSI Initiator驱动程序即可,所以在适配卡方面可以达到完全免费的境界。
管理门坎及维护成本更低:一般来说,FC SAN多半需要特定的工具软件来操作管理,所以需要对人员进行一定时间的教育训练,而且费用不低。
但由于iSCSI乃透过IP 网络来传输数据及分配存储资源,所以只要使用网络现有的管理功能即可,相较起来,的确可以省下大笔管理人力及训练成本。
节省存储资源、做好集中管理:由于iSCSI与FC同样支持区块协议(Block Protocol)的数据存取模式,所以比采用档案协议(File Protocol)的NAS,更能透过集中管理的方式,有效避免存储资源的浪费,进而节省不必要支出。
没有距离的限制:由于iSCSI是透过无远弗届的IP网络来传输数据,所以理论上,传输距离也可达到无限制的境界,这对于异地数据的传输及备援等应用相当有帮助。
传输速度够快:拜GbE以太网络之赐,理论上,iSCSI的速度可达1Gb,虽然速度仍比不上FC SAN的2Gb,但效能上已超越大部分的NAS。
更重要的是,一旦下世代的10Gb以太网络普及的时候,iSCSI就可能以10Gb的高速狂飙,甚至比FC SAN的下世代版本-4Gb还要快。
人才较多:随着因特网的日益兴盛,造就了取之不尽、用之不竭的TCP/IP网络人才,比起门坎较高的FC SAN来说,这对于专走IP网络Base的iSCSI而言,可说是一大利多。
数据碰撞及支持性低等问题成为推展阻力
天底下没有十全十美的事物,虽然iSCSI的优点不少,而且十分抢眼,但仍有许多待解决的缺点,以下就让我们一起分析看看iSCSI到底有哪些缺陷:
1. 扰人的噪声碰撞问题:由于iSCSI走的是IP网络,其中当然充斥着来自全球各地的庞大数据及噪声,所以碰撞情形也就在所难免了,如此一来,在数据传输的过程中,就很容易导致延迟的情形发生,大大影响了传输的效能,甚至数据的正确性。
针对这类问题,不少厂商专研解决之道,其中像是乔鼎信息(Promise)即宣称,该产品提供的Data Digest功能,可有效解决噪声问题。
2. 仍有改进空间的效能瓶颈:这方面可分成下列几项来讨论。
(1) 传输频宽问题:前文已提到,目前的1Gb频宽,尚不及FC的2Gb,这方面待要等到10Gb以太网络普及之后,才有可能赶上。
但就目前企业的网络状况来看,GbE 以太网络的普及率都有待加强了,所以10Gb何时来临,还是未定之数。
(2) 流量控制问题:这方面也没有FC来得好。
(3) I/O端的速度限制:Brocade指出在Host主机及Target存储设备两处的I/O端速度一直提振不上来,所以即使10Gb以太网络真的普及,I/O端的速度瓶颈仍然会拖跨这个传输效能。
(4) 软件iSCSI Initiator效能不彰:其乃透过软件仿真来执行SCSI指令,所以会耗费掉大量的CPU资源,造成整体效能的低落。
这个问题虽然可以透过安装频率较高的CPU来解决,但相对地便会有额外的成本支出。
3. 硬件iSCSI适配卡较贵:如果想要让整体效能有好的表现,那么就必须添置较贵的iSCSI HBA卡或稍贵的TOE HBA卡(TCP Offload Engine),整体成本会因而大幅攀升。
据Brocade指出,不论是FC HBA卡或FC交换机的价格都在逐步调降中,同时该公司会推出价格颇为低廉的FC交换机,如此一来,在寻求高效能的前提下,iSCSI 的成本优势会相对减少。
4. 支援的平台及软硬件仍少:虽然目前Windows、Linux、UNIX、Netware都已陆续推出软硬件的Initiator,但数量及完备性仍不足,尤其是版本特多的Linux,目前只有SuSE及Redhat有解决方案;其中,SuSE只有软件、Redhat只有硬件。
此外,HP-UX 及Novell Netware只有软件,SUN Solaris则只有硬件,而且一些平台上的设定十分复杂困难。
换句话说,目前只有微软Windows平台具备最完备的支持性。
但是目前业界及政府机构的数据中心,有相当数量是采用非Windows平台系统,再加上也有不少公司内部系统是属于多种作业平台环境,所以各平台解决方案的提出,仍是iSCSI急待解决的重要课题。
5. 令人质疑的安全性:IP网络环境复杂,再加上懂IP的人相对的多,所以安全性也相对地令人质疑。
6. 无法兼顾效能及跨平台性:前面已提到iSCSI Initiator可分为三种,亦即软件Initiator驱动程序、硬件的TOE HBA卡及iSCSI HBA卡。
就效能而言,Initiator驱动程
序最差、TOE居中、iSCSI HBA卡最佳。
但是iSCSI HBA只能走iSCSI协议,而无法透过NFS(Network File System,SUN制定)或CIFS(Common Internet File System,微软制定)等档案系统协议与应用服务器沟通。
但Initiator驱动程序及TOE则同时支持iSCSI、NFS及CIFS三种协议。