浅谈基于SAN的存储技术在某厂的应用

计算机数据存储技术的发展，改变了传统的系统观念和存储技术，传统的“以服务器为核心”的系统理念已经逐渐转变为“以存储为核心”的系统观念。数据存储不但冲击着IT行业，而且对其他行业的发展也产生了巨大的影响。使用单纯的存储模式逐渐被使用混合的存储模式取代，即使用SAN(Storage Area Networking，存储区域网)和NAS(Network Attached Storage，网络连接存储)的组合存储模式逐渐被越来越多地应用。某厂为大型国有企业，在自身发展的50多年中，产生了大量宝贵的数据信息，这些对研发有非常大的帮助，是该厂加强自主创新的重要基础。因此，如何更好、更完整地保护数据，是该厂信息化工作面临的主要任务。

1 存储技术比较

当前，较好的存储技术主要包括网络附加存储和区域网络存储。

1.1网络附加存储

NAS是将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接到一批计算机上，无需改变当前的网络结构，通过TCP／IP协议与客户端直接进行数据的传输，具有较好的灵活性和可用性。NAS系统包括处理器、文件服务管理模块和多个用于数据存储的硬盘驱动器。NAS可以应用在任何网络环境当中、主服务器和客户端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件。NAS独立于操作系统，可实现不同类的文件共享，Web界面易于操作和管理，增加和移除服务器时不会中断网络服务。

NAS的主要优势：NAS使文件访问操作更为快捷，并且易于向基础设施增加文件存储容量。因为NAS关注的是文件服务，而不是实际文件系统的执行情况，所以NAS设备经常是自包含的，且易于部署；NAS适用于通过网络将文件数据传送到多台客户机上的应用，尤其在数据长距离传送的环境中优势明显；NAS应用于高效的文件共享任务中。

NAS的主要缺点：NAS来自于数据的存储必须依靠现有的网络结构，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，当有大量数据或实时性要求较高的数据进行存储时，不能提供块数据服务。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。

1.2区域网络存储

SAN是一种专用网络，用于将多个系统连接到存储设备和子系统。SAN可以被看作是负责存储传输的后端网络，而前端的数据网络负责正常的TCP／IP传输。作为一种新的存储连接拓扑结构，光纤通道为数据访问提供了高速的访问能力，它被用来代替现有的系统和存储之间的SCSI I/O连接。

SAN是单独安装在局域网和广域网上的补充设备，可实现服务器和存储系统之间的任意连接。作为信息化建设的基础设施不可分割的一部分。SAN通过一个安全、高速的网络将多个存储系统和服务器连接起来，从而形成了以数据而不是以服务器为中心的网络。SAN的备份与存储管理能力提高了现有网络的性能和资源使用率，同时还增强了数据的可用性，降低了故障成本和管理费用。

SAN可以将存储网络中的所有存储设备及子系统视为一个大的单一的存储池，能够被连接到SAN上的设备数目取决于所使用的技术，光纤路径环网能支持多达126台设备，而具有交换功能的网络在结构上没有寻找的限制，通过交换机的级联可轻易地扩充网络的存储容量。SAN最主要的特征之一在于多个服务器可以访问所有SAN上的设备或子系统，因而可以支持高可用性的群集系统。

1.3 SAN优势

1)扩展性好。SAN采用光纤通道技术。若采用FC-LOOP形式，每个光纤环路可支持126个光纤设备。如果采用FC—SW(光纤交换)的形式，光纤网络理论上可连接1 600万个光纤设备。也就是说，可在光纤网络上增加光纤设备，满足系统的扩展性需要。

2)传输距离远。采用多模光纤传输距离可达500m。采用单模光纤传输距离可达10km。

3)传输速率高。SAN具有200Mb／s的环路带宽，提升了主机系统的存储带宽。由于大量的数据存在于高速的SAN存储池中。减轻了服务器与客户机之间的通信带宽。对于大数据量的访问操作都可以通过SAN来完成。

4)备份效率高。采用LAN-Free的数据备份方式。要备份的数据通过SAN 200Mb／s的速率传输到磁带库，只有少量的控制信息通过TCP／IP网络进行传输，大大节省了TCP/IP网络带宽资源。

5)配置灵活。通过相应的软件可实现基于SAN的网络文件共享，文件访问效率高。

6)安全性好。可通过光纤交换机的ZOONING功能实现，交换机端口的访问控制。通过磁盘阵列的LUN masking实现LUN一级的安全隔离。通过软件实现文件共享访问控制，SAN架构中的所有硬件设备都可以采用冗余结构。在具体应用的实现方式上支持Active／Active和Active／Standby，在每台服务器内部都配置了两块HBA卡，这两块卡分别连接到两台交换机上，如果一块HBA卡发生故障，那么可以启用另一块HBA卡接管其工作。

1.4 SAN在实施过程中存在的问题

基于SAN的存储技术已经逐渐推广到信息化建设的硬件平台上，SAN取代了基于服务器的存储模式，形成了以存储为中心的平台结构。但是在具体实施过程中还存在一些问题。

1)以前的存储设备。如SCSI的磁盘阵列，要想接入SAN的存储网络中有一定的难度，即使花了很大的成本接入SAN中，仍然不能对其进行管理。

2)小型机通过有些品牌的光纤通道卡(HBA卡)接入SAN时，性能上遇到不稳定的现象。

3)SAN本身缺乏统一的标准，不同厂商之间的存储设备各自为阵，厂商的存储管理软件只能管理自己的存储设备，不能管理其他厂商的存储设备，虽然光纤通道技术标准的确存在，但各家厂商却有不同的解释。

4)由于SAN的技术普及时间较短。集成商的技术支持水平参差不齐，而原厂商的维护费用又相当昂贵。

通过上述的比较发现，SAN存储技术一方面能为网络上的应用系统提供丰富、快速、便捷的存储资源；另一方面又能对网络上的存储资源进行集中统一的管理，成为当今理想的存储管理和应用模式。而NAS存储技术较SAN在存储共享方面有不可代替的地位。基于此，根据该厂信息数据的重要程度和使用存储资源的实际，在存储方式选择基于SAN为主，使用SAN和NAS组合的存储模式，即在统一的SAN架构下添加NAS引擎，通过添加的NAS引擎兼顾大量其他业务系统对存储资源的需求，实现真正的存储信息整合。

2 该厂存储系统设计

2.1存储方案

该厂要求存储的数据类型包括生产视频数据、CAD／CAM图形文件和PDM生产数据等，分别发布在Windows服务器内，多个系统需要共享信息数据，传统的分散存储模式已无法满足该厂现在与未来的发展。因此，在该厂的存储中采用SAN+NAS集中存储方式，即采用统一的高性能磁盘阵列存储系统。核心业务数据主机通过SAN方式访问磁盘阵列，须共享的文件透过NAS使用统一的高性能磁盘存储空间，网络中任何用户都可通过NAS共享统一的存储资源，从而规划整体存储系统，最大限度地满足统一的信息管理、信息共享及信息保护的、目的。

2.2方案架构

在该厂存储设备的选择上，需基于以下原则进行：

一是设备选型要满足该厂现有的设备并充分考虑到以后的扩容；

二是品牌要为国际知名品牌，售后及质量好；

三是要注重设备的性价比。

1)FAStT600磁盘阵列系统。在此设计方案中建设采用IBMFAStT600作为集中统一存储平台。单一FAStT600机柜可配置14块磁盘。

2)高性能NAS系统。采用NetStreamer的NAS3150高性能文件服务器作为NAS网关，NAS3 150内部运行Windows Storage Server 2003操作系统，主要用来做数据共享区。根据具体情况，给每个人分配一定的空间做数据存储和交换。

3)SAN核心存储交换机系统。基于该厂的实际环境。应采用2个IBM H16交换机作为SAN，为关键数据整合及连续访问提供高可用性、可管理性、可伸缩性和高性能。作为核心存储区域网络，能配合存储量的迅速增长，满足不可预见的应用需求。

4)磁带库备份系统。由于该厂网络数据量不大，应采用IBM 3581磁带自动加载机作为离线备份设备，并采用Bakbone NetVauh备份管理软件，实现各种数据包括数据库的在线备份与恢复。

3 结束语

SAN作为一种新技术，具有速度快和可扩展性好的优势，但也存在一定的局限性。为了最大限度地保护投资和实现最大资源的集中共享，SAN+NAS存储系统是较好的选择。