数据存储根本(2)

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数据存储根本(2)

数据存储根本(2)

【作者：佚名文章来源：不详点击数：更新时间：2007-10-22 13:01:04】

文献编号：V131 缩放字体：小大 →提示：双击自动滚屏|鼠标滑轮滚动自动缩放图片

关健词：数据存储根本2

今天企业的数据中心非常复杂，数据保护是其关键。但是，并非所有的数据都具有同样的价值，也并非所有的企业都具有同样的需求。的确如此，通常认为企业中的关键和非关键数据量也符合“二八原则”，就是只有20%的关键数据，而80%都是非关键的。系统中60%至80%的数据经常在一个月，甚至一年中都不会被访问。而在经常访问的数据中，重要性差别也十分突出，有的数据与用户的业务联系紧密，可靠性、可用性及性能要求都很高，有的尽管经常使用但是与业务联系不是特别紧密。一般来说，重用数据的概率自数据创建3天之后就会下降50%，当数据创建30天后，重用的概率通常会降至很低，而高达90%的数据超过90天后就不会或很少被读取。为了提供良好的数据保护，IT部门通常都保留巨大的空余空间，用以防止出现容量不足的现象。

     IT企业总是要面对增长起来无休无止的数据量。各种应用都在创建越来越大的文件，用户也很少删除数据和存档，这就导致要访问旧一些的文件已经变得非常困难。之所以要采取分组存储，是因为它既能最大限度地满足用户随时访问所有需要经常使用的数据，又可使存储成本最小化。综合起来，可以得出分级存储的优点主要体现在以下两个方面：

     1.减少总体存储成本
     在传统的在线存储中，所有数据都存储在一线磁盘存储设备上，而由于绝大多数数据的访问率并不高，占住了大量宝贵的磁盘空间，在一定程度上是一种浪费。如果把这些数据转移到存储性能稍低的磁盘（如IDE或SATA接口磁盘）或光盘存储设备上，存储成本可得以大幅降低。

     2.提高整体系统性能
     由于绝大部分数据转移到下级存储设备上，那需要时刻保持在线的数据就少了，系统资源的占用也就少了许多，整体系统性能自然也就提高了。如果采用了离线存储方式对很少使用的数据保存在像磁带这样的离线存储媒体上时，则不仅可提高系统性能，还可确保数据的安全性。

     iSCSI技术
     随着TCP/IP在互联网上的发展，TCP/IP已经成为了事实上的网络协议标准，现有的架构、标准、协议如果结合FC-SAN，是否能够减低SAN系统成本呢？厂商推出了IP-SAN和ISCSI，IP-SAN主要解决的是SAN的管理问题，ISCSI解决是SAN的成本问题。ISCSI的出现，标志着低价化SAN方案的问世，一圆中小企业也能够建置SAN的梦想。

     自2003年SNIA（存储网络产业协会；The Storage Networking Industry Associate）通过ISCSI协议后，厂商有了统一的IP-SAN方案，另外2003年微软宣布了在Windows 2003中提供ISCSI支持，ISCSI在此之后获得了很大发展。ISCSI理论上可以用在DAS、NAS、SAN各种存储方案上面，不过目前主流还是在SAN上的应用。

     所谓ISCSI就是通过IP协议将SCSI区块数据转换成网络封包的一种传输标准，它和NAS一样透过IP网络来传输数据，但在数据存取方式上，则采用与NAS不同的，而与FC-SAN相同的Block Protocol协议。IP协议使得ISCSI可以使用普通交换机，而不必使用昂贵的光纤交换机，而且懂得IP协议的人很多，比起光纤SAN的人员培训要省不少费用；使用IP协议的另外一个好处是如果随着以太网的速度进一步提升，ISCSI的网络传输速度也会提升，采用10G以太网协议的ISCSI甚至会超过下一代光纤FC-SAN的4G标准；另一方面采用了与FC-SAN相同的Block Protocol协议，虽然无法与FC-SAN想比，不过在存储速度超过使用文件协议的NAS不少。

     左下图是一个比较简单的iSCSI存储系统结构图，这是一个采用统一数据存储中心的结构图，通过上面我们清楚地知道该系统虽然是一个新建的iSCSI存储系统，但它并没有改变原有的网络结构。

     首先我们需要了解的是客户端与数据存储中心的连接，它们之间的连接有两种方式。一种是在客户端上采用普通网卡加协议转换软件的形式，另外一种是直接在客户端采用iSCSI适配卡的连接方式。采用普通网卡加协议转换软件的形式虽然能节约资金投入，不过这种连接方式会造成CPU资源大量被占用，并且转换率也不高。而采用iSCSI适配卡连接的方式，会大大提高数据传输速度，并且占有CPU资源非常小。实际上iSCSI适配卡也相当于一块网卡，不过iSCSI适配卡价格比较昂贵。因此，用户在选择时一定要根据自己的实际情况决定。无论硬件还是软件方式都称为iSCSI Initiator。

     iSCSI服务器主要的作用在于将SCSI指令封包并置入到TCP/IP封包里，也就是当客户端发出请求后，iSCSI命令和数据达到iSCSI服务器进行处理，然后iSCSI服务器根据请求命令调用数据存储中心的数据反馈给客户端用户，它主要用来为客户端调用存储空间或者存储的数据。

     交换机在系统中的作用跟网络中普通的交换机一样，只是起一个连接iSCSI存储服务器和iSCSI存储设备的作用。不过也有厂商推出专用的iSCSI交换机，如思科的5400系列iSCSI交换机。

     iSCSI存储设备主要是用来保存大量的数据，也就是我们通常所说的磁盘阵列等。在交换机与iSCSI存储设备这里我们能看出，如果我们需要增加整个iSCSI系统的存储容量，只需要购买存储设备连接到iSCSI交换机上面就可以了，这样就大大增加了整个iSCSI系统的可扩展性，并且在增加存储设备的同时，我们并不需要关掉服务器等。

     在存储设备这端负责将SCSI协议从IP包中分离出来的设备称为iSCSI Target。iSCSI存储设备已经包含了iSCSI Target，如果仅仅是普通磁盘阵列那么就需要购买一个iSCSI网关作为iSCSI Target连接阵列和iSCSI交换机。

    数据存储的容灾

    容灾分为数据容灾和应用容灾。数据容灾可以保证数据不丢失，但不能保证服务不中断；应用容灾则更上一层楼，它在异地建立一套与本地数据系统相当的冗余系统，当灾难出现后，远程系统可以迅速承接本地应用系统的业务，保证服务不中断。在实际应用中，数据容灾依靠备份技术实现；应用容灾则必须依靠远程镜像技术和集群技术。在这里我们主要讨论的是数据容灾，也就是数据备份。

    数据备份就是将数据复制到独立于工作磁盘的存储介质上面，从而保证数据的安全。从备份方式上面说有离线备份和在线备份，从备份等级上面说有完全备份和增量备份，从备份途径上说有LAN-Free和无服务器备份；从存储介质上面区分有磁盘和磁带。

     离线备份可以说是备份的初级方式，但是由于目前企业环境不允许长时间停机甚至不允许停机，留给备份的时间越来越短，因此在一些关键系统中都是采用的在线备份的方式。快照技术将时间引入了数据存储，用户在使用当前数据的同时，也可以看到以前某个时间点的数据，并能通过它很方便地实现在线备份。

     完全备份顾名思义很好理解，就是把整个数据无论新旧完全备份一次。而增量备份只是备份上一次修改以后的数据。增量备份包含有差别备份和累计备份：差别备份是从上次备份后修改过的文件的拷贝；累积备份是指自上一个完全备份后被修改的全部文件拷贝。如果企业数据量很庞大，完成完全备份的时间会很长，因此企业常常将两种备份方式结合使用。

     目前数据备份主要方式有：LAN 备份、LAN Free备份和SAN Server-Free备份三种。LAN 备份针对所有存储类型都可以使用， LAN Free备份和SAN Server-Free备份只能针对SAN架构的存储。

        基于LAN备份传统备份需要在每台主机上安装磁带机备份本机系统，采用LAN备份策略，在数据量不是很大时候，可采用集中备份。一台中央备份服务器将会安装在 LAN 中，然后将应用服务器和工作站配置为备份服务器的客户端。中央备份服务器接受运行在客户机上的备份代理程序的请求，将数据通过 LAN 传递到它所管理的、与其连接的本地磁带机资源上。这一方式提供了一种集中的、易于管理的备份方案，并通过在网络中共享磁带机资源提高了效率。

     LAN-Free备份由于数据通过LAN传播，当需要备份的数据量较大，备份时间窗口紧张时，网络容易发生堵塞。在SAN环境下，可采用存储网络的LAN-Free备份，需要备份的服务器通过SAN连接到磁带机上，在LAN-Free备份客户端软件的触发下，读取需要备份的数据，通过SAN备份到共享的磁带机。这种独立网络不仅可以使 LAN 流量得以转移，而且它的运转所需的 CPU 资源低于 LAN 方式，这是因为光纤通道连接不需要经过服务器的 TCP/IP 栈，而且某些层的错误检查可以由光纤通道内部的硬件完成。

     SAN Server-Free备份 LAN Free备份对需要占用备份主机的CPU资源，如果备份过程能够在SAN内部完成，而大量数据流无需流过服务器，则可以极大降低备份操作对生产系统的影响。SAN Server-Free备份就是这样的技术。

     备份的物理设备有磁盘和磁带两种。磁盘备份速度快，恢复速度也快，但是备份容量没有磁带大且单位价格高；而磁带备份容量大、单位容量便宜，但是备份和恢复的时间消耗较长，企业可以灵活根据自己的数据量和预算情况灵活选择备份设备。不过随着SATA磁盘的出现情况有所变化，SATA磁盘的单位价格已经大大降低，磁盘有取代磁带的趋势，厂家推出的产品有VTL（Virtual Tape Lib虚拟磁带库），设备备份和恢复速度很快，其价格又接近于传统的磁带库。

     目前有些厂家推出了将磁盘和磁带结合的产品，利用高速磁盘作为缓冲器，先将备份数据写入磁盘，然后再写入磁带，这个就是D2D2T（DISK TO DISK TO TAPE）。

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