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                SNIA共享存储架构研讨

                2015-07-10 11:42泉源:中国存储网
                导读:共享存储体系构造次要分别为SAN(Storage Area Network) 和 NAS(Network Attached Storage)两大类。

                一. 以效劳器和存储的为中央的架构

                在讲SNIA 共享存储模子之前,先看其他的2集体系构造:

                1. 以效劳器为中央的IT 体系构造

                在传统的IT 体系构造中,存储设置装备摆设通常只衔接到单个效劳器,为了添加容错才能,偶然也会衔接到两个效劳器,但在任临时刻仅一个效劳器能实践地间接运用存储设置装备摆设。 在这种办法中,效劳器和存储之间普通经过SCSI(The Small Computer System Interface)电缆衔接在一同的。

                在这种体系下,假如一切效劳器都生效,就无法读取存储设置装备摆设了。 固然如今技能提高,磁盘都是白菜的价钱,容量也是大增,从72G 到300G,但是每台效劳器只能装置无限数据的I/O卡(如SCSI卡),而且SCSI 电缆长度最大只容许25m。 以是, 用这种办法衔接到效劳器的存储数目是无限的。

                2. 以存储为中央的IT 体系构造

                存储网络将多个存储设置装备摆设衔接到一同,在盘算机和存储设置装备摆设之间的衔接,经过这个网络就可以完成。 如许存储设置装备摆设也会强化。存储网络也处理以效劳器为中央的IT体系构造的题目。

                二.  SNIA 共享存储模子

                在传统意义上,每个盘算机都可以设置装备摆设间接附接的存储设置装备摆设(DAS:Direct Attached Storage)。 但是为了在多个效劳器和任务站之间共享存储资源,就需求一个衔接目的呆板和源呆板的对等网络。

                普通来说,共享存储体系构造次要分别为SAN(Storage Area Network) 和 NAS(Network Attached Storage)两大类。

                (1)关于SAN,网络根底设备可以是光纤通道,也可以是千兆或许万兆以太网,其上传输的数据范例是SCSI块。

                (2)NAS: 典范的网络根底设备因此太网,其上传输的存储数据范例基于文件。

                SNIA 把一个共享存储情况从上到下分别为三层:

                Application(使用)

                File/Record(文件/记载)

                Block(块)

                SNIA共享存储架构研讨     

                (1)SNIA 对使用没有进一步的描绘,它被当作是该模子的用户。 普通来说,使用支持诸如在线事件处置,数据发掘或Web 效劳等用户举动。

                (2)文件/记载层包括数据库和文件零碎。

                (3)块层:包罗存储设置装备摆设和块聚合。 SNIA 共享存储模子运用术语“聚合”替代通常运用的术语“存储假造化”。

                (4)效劳子零碎,这也是SNIA的一局部。 它界说了办理其他部件的功用,包罗存储特性的使用,比方办理,平安,备份,可用性维护以及容量计划等。 

                SNIA 共享存储模子(SSM: Shared Storage Model)为运转在盘算机上的用户使用与底层的存储设备树立了广泛的联络。       详细地讲,它界说了下列身分。

                1. 互联网络

                互联网络表现存储网络,即把共享存储情况的各个身分相互衔接的根底设备,网络必需可以提供高的功能和易于扩展的衔接。在实践的装置中,以后次要运用光纤通道、千兆位或万兆位以太网以及InfiniBand等传输技能。

                2. 主盘算机

                主盘算机是至多会从共享存储情况获取存储的盘算机零碎,在它们下面能够要完成某些跟存储相干的功用。主盘算机经过主机总线适配器或网卡衔接到存储网络。

                3. 物理存储资源

                物理存储资源包罗复杂的硬盘驱动器、磁盘阵列、磁盘子零碎和控制器,以及磁带驱动器和磁带库。物理存储资源借助冗余数据通路,诸如抽点快照和镜像如许的复制功用,以及 RAID (Redundant Array oflndependent Disks,独立磁盘冗余阵列)等步伐来防备其生效。

                4. 存储设置装备摆设

                存储设置装备摆设是存储数据的专门的物理存储资源。

                5. 逻辑存储资源

                逻辑存储资源是物理存储资源、存储办理功用或许它们的联合的效劳或笼统分解。典范的例子有卷、文件和数据挪动器。

                6. 存储办理功用

                存储办理功用是一种效劳,它监督和反省共享存储情况,或许完成逻辑存储资源。这些功用典范地是用在物理存储资源或主盘算机上的软件完成。

                SNIA共享存储模子界说的 4个条理,即存储设置装备摆设、块聚合层、文件/记载层和使用。此中,文件/记载层又包罗数据库和文件零碎。块聚合功用可以完成在共享存储情况的差别的点上,可以在主机上,可以在存储网络上,也可以在存储设置装备摆设中。存储设置装备摆设和块聚合层加在一同又被称作块层。

                把实践上是模子的用户的使用也作为模子的一个条理,次要是为了阐明它们被链接的地位。因而,上面我们次要讨论其他 3个条理。

                文件/记载层由数据库和文件零碎组成。诸如 SQL Server和 Oracle如许的数据库运用记载款式作为处置单位,而大少数的其他使用则广泛运用文件作为处置单位。

                文件/记载层把数据库记载和文件映射到存储设置装备摆设的面向块的卷。文件由很多个字节构成,因而在SNIA共享存储模子中被当作是字节向量。文件零碎和数据库操纵文件目次或记载、反省拜访、分派存储空间弛缓存数据。因而文件/记载层任务在由它上面的块层提供的卷上任务。卷自身由被称作块向量的多个块组成。数据库零碎经过表和表空间把一个或多个记载映射到卷,即

                记载组 —> 表 —> 表空间 —> 卷

                异样地,文件零碎借助文件把多个字节映射到卷,即:

                字节 --> 文件 --> 卷

                某些数据库零碎也能运用文件即字节向量任务。在这种状况下,块向量经过文件零碎被组分解字节向量,这是另一个条理的笼统。由于这个附加的笼统条理耗费功能,以是仅小的数据库以面向文件的方法任务。在大的数据库中,出于功能的思索免去了字节到块的附加映射层。

                文件/记载层的功用可以在差别的点上完成:

                1. 全部在主机上

                在这种状况下,文件/记载层完全在主机上完成。数据库和面向主机的文件零碎便是   以这种方法任务的。

                2. 既有客户身分也有效劳器身分的完成

                文件/记载层也可以用散布式方法完成。在这种状况下,功用被散布到客户机和效劳器上。客户身分在一台客户盘算机上完成,而效劳器身分在下列设置装备摆设上完成:

                (1) NAS/文件效劳器

                一个 NAS/文件效劳器是一台特殊的主盘算机,它通常在当地衔接专有的存储设置装备摆设。

                (2) NAS头湍

                NAS头端也提供文件效劳,但它可以拜访经过存储网络衔接的内部存储。NAS头端也被称作NAS 网关。

                在运用散布式方法的完成中,客户和效劳器身分在诸如 NFS(Network File System,网络文件零碎或 CIFS (CommonInteriiet File System,通用因特网文件零碎)如许的网络文件零碎上任务。

                关于高层使用而言,有效的信息无论因此记载照旧文件的方式呈现,终极都要以延续的数据字节的方法存储到磁盘或磁 上,人们把这些延续的数据字节称作数据块 (block)。数据块的巨细以及把记载或文件映射到块上的方法,都能够因零碎而异。但是在任何状况下都需求接纳一种办法来把数据块来跟记载或文件相干联。这种功用由块聚合层实行。术语“块聚合”也常被称作存储假造化。

                块聚满意味着把物理的块或块向量聚分解逻辑的块或块向量。为此,块层把磁盘存储设置装备摆设的物理块映射成逻辑块,并使得它们可以以卷 (块向量)的方式提供应高层。这可以是 1:1 的间接映射,也可以是起首把物理块聚分解逻辑块,然后再以卷的方式通报到高层。在SCSI的状况下,存储设置装备摆设层的存储设置装备摆设以一个或多个称作逻辑单位 (LU:Logical Unit)的方式出现给用户。

                存储设置装备摆设是存储数据的物理存储资源,包罗磁盘、磁带等。

                块层的其他义务是运用所谓的逻辑单位号(LUN:Logical Unit Number)给逻辑单位做标志,缓存以及拜访控制。 块聚合可以用于多种差别的目标,如:

                (1)卷/空间办理

                卷办理的典范义务是聚合多个小的块向量构成一个大的块向量。 在SCSI条理上,这就以为着聚合多个逻辑单位构成一个大的卷,卷又被传到诸如文件/记载层如许的高层。

                (2)条块

                在条块中,差别存储设置装备摆设的物理块被聚分解一个卷。 如许做可以添加读和写操纵的I/O 吞吐量,由于负载被散布到多个物理存储设置装备摆设上。

                (3)冗余

                为了防备物理数据存储设置装备摆设的生效,可以接纳RAID 和近程镜像。 别的,抽点快照(即时复制)技能也可用于数据的冗余存储。

                块层和块聚合功用可以在共享存储情况的差别点上完成:

                (1)在主机上

                在主机上的块聚合功用可以在逻辑卷办理(LVM:logical Volume Management)软件中,也可以完成在设置装备摆设驱动顺序中或主机总线适配卡中。

                (2)在存储网络中

                在存储网络中的块聚合功用可以放在存储网络的衔接设置装备摆设中,也可以放在存储网络中的特殊的效劳器中。

                (3)在存储设置装备摆设中

                块聚合功用也可以用诸如RAID 或卷办理功用如许的方式完成在存储设置装备摆设中。

                普通来说,种种块聚合功用也可以在共享存储情况的差别点上联合设置装备摆设。 如,在磁盘子零碎中运用RAID的同时,可以在主盘算机上的卷办理顺序附加从一个磁盘子零碎到另一个磁盘子零碎的镜像。 如许,RAID 防备物理磁盘的生效,主机上卷办理顺序完成的镜像防备一个磁盘子零碎的完全生效。 这种设置装备摆设还可以加强读操纵的功能,由于卷办理顺序可以同时从镜像的双方读取数据。

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