淺談服務(wù)器虛擬化環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)

摘 要：利用vSphere進(jìn)行服務(wù)器虛擬化平臺(tái)的搭建由于具有大幅提高服務(wù)器資源利用率，降低硬件的采購(gòu)和維護(hù)成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，正在被越來越多的數(shù)據(jù)中心所采用。本文基于VMware vSphere環(huán)境，分析比較多種存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)缺點(diǎn)，為構(gòu)建企業(yè)級(jí)、高可用的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)尋找一種較為經(jīng)濟(jì)可行的實(shí)用性方案。

關(guān)鍵詞：VMware vSphere；網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)；FC；iSCSI；NAS；SAN

中圖分類號(hào)：TP333

vSphere是VMware公司推出一套服務(wù)器虛擬化解決方案。vSphere將應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)從底層硬件分離出來，從而簡(jiǎn)化了IT操作。用戶現(xiàn)有的應(yīng)用程序可以看到專有資源，而服務(wù)器則可以作為資源池進(jìn)行管理。當(dāng)然如果你想搭建無網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的虛擬環(huán)境是完全可能的，但是這種方式很難擴(kuò)展，而且這將會(huì)限制你無法使用虛擬環(huán)境中的高級(jí)特性如vMotion、高可用性（HA）等。NAS和SAN的出現(xiàn)適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)正成為主要的信息處理模式的發(fā)展趨勢(shì)，那不同存儲(chǔ)方案之間到底有什么區(qū)別？該如何選擇適合我們的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方案呢？下面就讓我們來比較下目前主流的存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。

1 DAS、NAS、SAN的含義和區(qū)別

當(dāng)今存儲(chǔ)解決方案主要為：直連式存儲(chǔ)（DAS）、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）、網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）三種。它們的關(guān)系如下圖：

圖1 存儲(chǔ)分類

1.1 直連式存儲(chǔ)（Direct Attached Storage，簡(jiǎn)稱DAS）在這種方式中，存儲(chǔ)設(shè)備是通過電纜（通常是SCSI接口電纜）直接到服務(wù)器的。I/O（輸入/輸入）請(qǐng)求直接發(fā)送到存儲(chǔ)設(shè)備。它依賴于服務(wù)器，其本身是硬件的堆疊，不帶有任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。

直連式存儲(chǔ)與服務(wù)器主機(jī)之間的連接通道通常采用SCSI連接，帶寬為40MB/s、80MB/s等，隨著服務(wù)器CPU的處理能力越來越強(qiáng)，存儲(chǔ)硬盤空間越來越大，陣列的硬盤數(shù)量越來越多，SCSI通道將會(huì)成為IO瓶頸，未來將會(huì)逐漸被淘汰。

1.2 網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（Network-Attached Storage，簡(jiǎn)稱NAS），采用網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP、ATM、FDDI）技術(shù)，通過以太網(wǎng)交換機(jī)連接存儲(chǔ)系統(tǒng)和服務(wù)器主機(jī)，建立專用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)私網(wǎng)，提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù)。NAS服務(wù)器一般由存儲(chǔ)硬件、操作系統(tǒng)以及其上的文件系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成，它具備了磁盤陣列的所有主要特征：高容量、高效能、高可靠。NAS將存儲(chǔ)設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，可以無需服務(wù)器直接上網(wǎng)，不依賴通用的操作系統(tǒng)，而是采用一個(gè)面向用戶設(shè)計(jì)的、專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)，內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議，因此使整個(gè)系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡(jiǎn)單。其次NAS是真正即插即用的產(chǎn)品，并且物理位置靈活，可放置在工作組內(nèi)，也可放在其他地點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)連接。因此，用戶選擇NAS解決方案，原因在于NAS價(jià)格低廉、便于管理、靈活且能實(shí)現(xiàn)文件共享。

1.3 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，簡(jiǎn)稱SAN），即通過特定的互連方式連接的若干臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器組成一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，提供企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)。SAN存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)的是直接對(duì)物理硬件的塊級(jí)存儲(chǔ)訪問，提高了存儲(chǔ)的性能和升級(jí)能力。早期的SAN采用的是光纖通道（FC，F(xiàn)iber Channel）技術(shù)，所以，以前的SAN多指采用光纖通道的存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò)，到了iSCSI協(xié)議出現(xiàn)以后，為了區(qū)分，業(yè)界就把SAN分為FC SAN和IP SAN。

1.3.1 FC SAN采用光纖通道（Fibre Channel）技術(shù)，使用專用光纖通道設(shè)備在鏈路中使用光纖介質(zhì)，不僅完全可以避免傳輸過程中的各種電磁干擾，而且可以有效實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的I/O通道連接。通過2條甚至4條冗余的后端光纖磁盤通道，可以獲得一個(gè)非常高的磁盤讀寫帶寬，而且FC的磁盤讀寫協(xié)議不存在一個(gè)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的問題，因?yàn)樗麄儍?nèi)部采用的都是SCSI協(xié)議傳輸，避免了效率的損失。而且FC-SAN存儲(chǔ)設(shè)備由于光纖交換和數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝裕⒉恍枰艽蟮木彺婢湍軌颢@得一個(gè)好的數(shù)據(jù)命中率和讀寫性能，一般2Gb或者4Gb即可滿足要求。另外由于具備專門的硬件RAID校驗(yàn)控制芯片，所以磁盤RAID性能將比軟件RAID性能好很多，并且可靠性更好。是企業(yè)級(jí)高負(fù)載應(yīng)用的理想選擇。

1.3.2 IP SAN基于iSCSI（是一種在TCP/IP上進(jìn)行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)）標(biāo)準(zhǔn)，可直接利用現(xiàn)有的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，只需要不多的投資便可實(shí)現(xiàn)SAN存儲(chǔ)功能。相對(duì)于FC SAN，它最大優(yōu)點(diǎn)就是投資合理、開放易用，而且隨著萬兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的推出，使其性能大幅提高。

2 NAS與SAN的分析與比較

NAS：（NetworkAttachedStorage：網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)）是一種將分布、獨(dú)立的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化管理的數(shù)據(jù)中心，以便于對(duì)不同主機(jī)和應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行訪問的技術(shù)。

SAN：是一個(gè)存儲(chǔ)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。是由光纖以及SAN交換機(jī)HBA卡存儲(chǔ)組成。

那么NAS和SAN到底有什么不同呢？

SAN是一種網(wǎng)絡(luò)，NAS產(chǎn)品是一個(gè)專有文件服務(wù)器或一個(gè)只能文件訪問設(shè)備，他們之間最本質(zhì)的不同就是文件管理系統(tǒng)在哪里。如圖2：

圖2

由圖可以看出，NAS有自己的文件系統(tǒng)管理。NAS是將目光集中在應(yīng)用、用戶和文件以及它們共享的數(shù)據(jù)上。SAN則是將目光集中在磁盤、磁帶以及聯(lián)接它們的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上。由此可見，SAN相對(duì)于DAS和NAS而言在性能上更具優(yōu)勢(shì)。對(duì)于那些要求大量磁盤訪問的操作來說，SAN具有更好的性能。雖然SAN的性能優(yōu)勢(shì)明顯，但這并不代表它沒有缺陷，最顯著的兩大缺陷體現(xiàn)在：成本和復(fù)雜性，在光纖信道中，這兩個(gè)缺陷尤其突出。

最后在綜合考慮性能與價(jià)格因素后得出結(jié)論是，就目前而言，對(duì)于性能要求不高的數(shù)據(jù)中心最適合選用性價(jià)比較高的IP-SAN方案，而對(duì)于那些性能要求非常高的數(shù)據(jù)中心來講，最理想的方案就是IP-SAN方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]http：//www.vmware.com/cn vmware公司官網(wǎng)[OL].

[2]馬博峰.Vmware、Citrix和Microsoft虛擬化技術(shù)詳解與應(yīng)用實(shí)踐[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：320-637.

作者簡(jiǎn)介：李曉旭（1984-），男，天津人，教師，助理講師，研究方向：計(jì)算機(jī)。

作者單位：天津藝術(shù)職業(yè)學(xué)院，天津 300181