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IT高薪领域数据存储系统完全分析（二）
针对I/O是整个网络系统效率低下的瓶颈问题，专家们提出了许多种解决办法。其中抓住症结并经过实践检验为最有效的办法是: 将数据从通用的应用服务器中分离出来以简化存储管理。
存在的问题是每个新的应用服务器都要有它自己的存储器。这样造成数据处理复杂，随着应用服务器的不断增加，网络系统效率会急剧下降。如果将存储器从应用服务器中分离出来，进行集中管理，这就是所说的存储网络(Storage Networks)。
使用存储网络的好处是统一性好，形散而神不散，在逻辑上是完全一体的。实现数据集中管理，因为它们才是企业真正的命脉。而且容易扩充，即收缩性很强。具有容错功能，整个网络无单点故障。专家们针对这一办法又采取了两种不同的实现手段，即NAS(Network Attached Storage)网络接入存储和SAN(Storage Area Networks)存储区域网络。NAS是用户通过TCP/IP协议访问数据，采用业界标准文件共享协议如：NFS、HTTP、CIFS实现共享。SAN是通过专用光纤通道交换机访问数据，采用SCSI、FC-AL接口。
NAS和SAN的根本不同点就是文件管理系统在哪里。SAN结构中，文件管理系统(FS) 还是分别在每一个应用服务器上，而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议(如：NFS、CIFS) 使用同一个文件管理系统。换句话说，NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。
NAS是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。SAN是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。将来从桌面系统到数据集中管理到存储设备的全面解决方案将是NAS加SAN。
SAN是千兆位速率的网络，它依托光纤通道(Fibre Channel) 为服务器和存储设备之间的连接提供更高的吞吐能力、支持更远的距离和更可靠的连通。SAN可以是交换式网络，也可以是共享式网络。
以目前的技术，其中任何一种网络都能够提供更好的伸缩性、故障恢复和诊断信息;此外，以其中任何一种网络为基础建设SAN都不需要对现有设施进行全面升级。由于降低了管理成本，SAN的基本设施的最初成本也就变得并不昂贵。SAN的组成通常包括服务器(主机)、存储设备(磁带或者磁盘阵列)以及桥接器和多路复用器，并且所有这些设备都连接在光纤通道的交换机上。
在LAN和WAN环境中，交换机为连接着的所有设备提供主干，其中的一个或多个交换机称为光纤通道交换矩阵(Switching Fabric)。SAN的交换矩阵允许数以千计的结点进行连接。SAN还可以组成FC-AL环网(Fibre Channel Arbitrated Loop)，这是一种共享介质的网络。
FC-AL环网结构在每个环上允许多达126个设备，可以直接连接到光纤通道的交换机上，也可以连接到和交换机相连的集线器上。此外，光纤通道还有助于分担服务器的负载，以前服务器一直要承担向存储设备和LAN传输数据的负担;而现在，服务器可以将传输数据的工作交给SAN。
要进行SAN网络的安装，任务是相当简单的。光纤通道SAN可以设计成共享介质的网络，也可以设计成交换式访问的网络。在共享介质的网络中，所有设备共享同一个千兆位的环，这种结构的问题在于随着设备的增加，网络的吞吐能力会下降。尽管对于小型应用环境来说这也许是可以接受的，但基于光纤通道交换机的主干将大大增加SAN的总带宽。
建立交换矩阵SAN可以使用一个或多个光纤通道交换机，然而只有当所有存储设备的网卡象操作系统和应用一样能够连接到这一交换矩阵上，才有可能访问由这一交换矩阵所提供的服务。这是因为首先网卡要通过登录到这一交换矩阵来成为网络的一个成员，这一过程称作Fabric Login。因而显而易见，在组建SAN时选用支持Fabric Login的网卡是非常重要的。
对于连接到SAN中的设备，另外一个关键的问题是发现整个交换矩阵中的所有设备的能力。光纤通道定义了一种发现机制SNS (Simple Name Service)，它能够知道连接在这一体系结构上的设备的地址、类型以及特征。SNS信息驻留在光纤通道交换机中，而网卡和存储控制器则从交换机中查询SNS数据，因而网络管理员同时还应该寻求支持SNS的光纤通道网卡和存储控制器。
对于错误恢复和故障隔离，光纤通道有着一个称为RSCN(Registered State Change Notification)的可选功能，能够对设备进行配置更改。假如RAID (Redundant Array of Independent Disks) 或者是JBOD (Just a Bunch of Disks，没有RAID控制器的磁盘集)、磁带设备和主机是直接连接到一个交换阵列矩阵上，而不是同处于一个共享访问的连接环上，则RSCN所起的作用会更大。因为故障结点不会影响到其他任何连接到这一交换矩阵体系上的设备。同时由于有问题的设备或是连接能够被隔离，因而交换式网络的故障恢复速度也要比共享介质的网络要快得多。
此外，光纤通道本身还具有多点传送的功能特性。别名服务器是一个可选的交换矩阵的服务，它的角色相当于一个光纤通道多点传送场所，进行多点发送组的创建和删除。但是光纤通道的多点传送和IP多点传送并不相同，在IP多点传送中，是由主机来建立多点传送组，而且这一团组也仅仅工作在网络层；然而交换矩阵本身能够帮助进行多点传送，这种团组关系基于光纤通道的物理地址，对上层的协议是完全透明的。
由于光纤通道能够结合许多不同的协议，网络管理员可以通过建立SAN来满足最大规模的数据中心的存储需求。例如，通过使用SNA到光纤通道的网关和光纤通道到SSA(Serial Storage Architecture)的桥接设备，完全可以将Escon (Enterprise Systems Connection)设备和SSA设备集成到SAN中。未来的大型主机和SSA设备将支持到光纤通道的直接连接。通过使用分布式锁管理软件或者一些分区机制，这些数据中心的SAN甚至可以允许存储设备为企业环境中的所有服务器共享，而不管他们所运行的操作系统是Unix操作系统还是NT。
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