共享存儲、C/S和B/S架構、存儲的分類和區別(SAN、NAS、DAS)、存儲共享的過程


存儲

1、共享存儲。我們集群中的主機雖然都有本地磁盤,但是為了保證業務的連續性和高可用性能,本地磁盤中一般不會往里邊寫業務數據,因為如果主機出現故障,如果里邊有業務數據,那么業務肯定受影響,所以本地磁盤更多用來放操作系統等。如果使用共享存儲,業務數據都放在共享存儲上邊,那么即使有主機出現故障,業務也能正常運行。但是共享存儲怎么分空間給每個主機使用呢?這就用到了LUN這個概念。

LUN: logic unit number. 邏輯單元號。共享存儲會將存儲資源划分成一個一個LUN,再將LUN分給主機使用。

 

 

2、C/S架構、B/S架構區別

當我們部署我們的環境時,一般有兩種架構,C/S架構:client/server, B/S架構:browser/server,之前大多采用C/S架構,現在隨着技術的不斷發展,B/S架構使用的越來越多。那么這兩者有什么區別呢?

如下圖所示,C/S架構是:我們把服務器、操作系統、數據庫等都部署在server端,在每個客戶端我們都需要部署一個應用,即client.exe。而B/S架構是在每個客戶端使用網站來代替應用,只需要打開一個網頁就可以。

 

 3、全冗余組網

我們在規划我們的集群建設時,需要用到不同的網絡平面。例如我們的VRM需要管理網絡來對我們的資源進行管理,我們跑業務的虛擬機所用的資源需要通過業務網絡,而我們所用到的存儲資源則需要通過存儲網絡。在規划網絡時,比如我們的主機同一個業務口需要連接到兩台交換機上,保證冗余,以此類推整個集群中的連接都是要保證冗余的,這就是全冗余組網。優點是可以保證業務聯系性和高可用性能。

 

 

4、存儲分類

存儲可分為三類,DAS存儲、SAN存儲、和NAS存儲

DAS: direct-attached storage。直連存儲。是指將外置存儲通設備通過SCSI或FC接口直接連接到應用服務器上,中間沒有任何轉換交換設備,存儲設備是整個服務器結構的一部分。在這種情況下,數據和操作系統往往都未分離。假設有一台服務器,服務器上邊有本地硬盤,通過服務器板子上的總線來連到本地硬盤上,也就是說業務數據、存儲數據等都放到本地硬盤上,這種方式就類似於直連存儲。哪怕在服務器上外掛了一個移動硬盤,或者外掛了一個存儲,這都稱為直連式存儲。(即通過服務器的內部總線或其他線直接連接存儲設備,就稱為直連式存儲)。這種連接方式底層走的是scsi協議,那么用到scsi協議就要用到scsi接口。、

scsi協議:小型計算機系統接口(SCSI,Small Computer System Interface)是一種用於計算機及其周邊設備之間(硬盤軟驅光驅打印機掃描儀等)系統級接口的獨立處理器標准。這里要注意周邊設備這幾個字,使用scsi接口需要用scsi線,這種線一般很短,所以很容易受到距離限制。所以因為直連式存儲就是通過線直接連接的,走的是scsi協議,所以如果有異地存儲的話,是不能連接的。這也是DAS的缺點。

NAS: Network Attached Storage。共享文件系統。NAS采用網絡技術(TCP/IP、ATM、FDDI),通過網絡交換機連接存儲系統和服務器主機來建立存儲私網。其主要特征是把存儲設備、網絡接口和以太網技術集成在一起,直接通過以太網網絡存取數據。也就是把存儲功能從通用文件服務器中分離出來。NAS存儲也通常被稱為附加存儲,顧名思義,就是存儲設備通過標准的網絡拓撲結構(例如以太網)添加到一群計算機上。NAS是文件級的存儲方法,它的重點在於幫助工作組和部門級機構解決迅速增加存儲容量的需求。如今更多公司采用NAS較多的功能是用來文檔共享、圖片共享、電影共享等等。

SAN:Storage Area Network。存儲區域網絡。物理主機通過交換機連接到存儲設備,這個網絡被主機專門用來往存儲寫數據。這個網絡結構就是SAN網絡(即存儲區域網絡),下圖藍色圓圈內的結構就是一個SAN網絡。而如果我們的主機安裝了光纖卡,而且交換機是光纖交換機,他們之間的連線都是用的光纖,那么這個就是FC-SAN。但是光纖交換機是很貴的,如果為了節約成本,采用普通的交換機和普通的網線,那么這個就是IP-SAN。IPSAN的底層用的是iscsi協議,那么什么是iscsi協議呢?前邊我們提到scsi協議的缺點是傳輸距離受限,只能用於周圍設備,所以科學家們想了一張辦法,他們把scsi協議封裝在internet(網絡中),通過IP來傳輸,這就是iscsi。而IP-SAN就是基於iscsi協議的。

 

這里有一個額外的知識點,如果我們使用光纖交換機的話,那么主機是需要有光纖口的,所以主機必須要有光纖卡,即HBA。HBA: Host Bus Adapter,一般叫做光纖通道卡,主機上有了這個,才可以連接光纖。HBA卡如下圖所示,前邊那兩個口就是光纖口。

 

每一個光纖設備都有一個WWN號,WWN又包括WWNN和WWPN。這三者是什么意思呢?又有什么區別呢?

WWN:world wide number 是硬件的全球唯一標示。WWN是HBA卡用的編號,每個光纖通道設備都有一個惟一的標識,稱為WWN(world wide name),由IEEE負責分配。在有多台主機使用磁盤陣列時,經過WWN號來肯定哪台主機正在使用指定的LUN(或者說是邏輯驅動器),被使用的LUN其余主機將沒法使用。

WWPN: world wide port number 是指端口號

WWNN: world wide node number 是指節點號

WWN概念包含WWPN、WWNN。一個不可拆分的獨立的設備有WWNN,一個端口有WWPN。好比一台SAN交換機,不可拆分,有一個WWNN,它有一堆端口,每一個端口有一個WWPN。一塊多口光纖HBA,卡自己有一個WWNN,每一個端口有一個WWPN,單口的HBA也是,不過只有一個WWNN和一個WWPN。

 

4、NAS,DAS,SAN的區別 

NAS和SAN最本質的區別就是文件管理系統在哪里。SAN結構中,文件管理系統(FS)分別在每一個應用服務器上面,而NAS則是每個應用服務器通過網絡共享協議,使用同一個文件管理系統。即NAS和SAN存儲系統的區別就是NAS有自已的文件管理系統。

三者的具體區別可以看下圖

 

 

DAS雖然比較古老了,但是還是很適用於那些數據量不大,對磁盤訪問速度要求較高的中小企業;

NAS多適用於文件服務器,用來存儲非結構化數據,雖然受限於以太網的速度,但是部署靈活,成本低;

SAN則適用於大型應用或數據庫系統,缺點是成本高、較為復雜。

 

5、存儲共享的過程

在華為Ocenstor存儲界面上,我們可以看到整個存儲資源被使用的過程。如下圖所示。

 

 

其中第一步就是創建硬盤域,這一步的作用是把最底層所有硬盤(物理資源)聯合在一起,組成一個域;下一步是創建存儲池,即從硬盤域中划分成一個一個存儲池。

 

 

然后在從存儲池中划分LUN給主機使用,這里有一個LUN組的概念。那么什么是LUN組呢?比如我們把一個LUN映射給了一個主機,如果這個LUN的空間用完了,那么我們還要在划分一個LUN給到主機,而且還要在映射一遍。所以如果我們直接把一個LUN組映射給一個主機,再有新的LUN給到這個主機的話,直接把這個LUN加到這個LUN組里就可以了,不用再重新映射。這就是LUN組的作用。主機組也是一個道理,當一個LUN要給多個主機使用的時候,如果這些主機都在一個主機組里,那么我們映射一遍就可以了。所以最理想的情況是主機組合LUN組直接形成映射關系。

總結:整個過程一共11個步驟,詳見下圖。這里的iqn指的是:iSCSI Qualified Name。指的是iscsi唯一標識符。

 


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