網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(Network Attached Storage,NAS): 是一種專門的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的名稱,它可以直接連接在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上面,對異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)用戶提供了集中式數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。 NAS和傳統(tǒng)的文件存儲(chǔ)服務(wù)或直接存儲(chǔ)設(shè)備不同的地方,在于NAS設(shè)備上面的操作系統(tǒng)和軟件只提供了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)訪問、以及相關(guān)的管理功能;此外,NAS設(shè)備也提供了不止一種文件傳輸協(xié)議。NAS系統(tǒng)通常有一個(gè)以上的硬盤,而且和傳統(tǒng)的文件服務(wù)器一樣,通常會(huì)把它們組成RAID來提供服務(wù);有了NAS以后,網(wǎng)絡(luò)上的其他服務(wù)器就可以不必再兼任文件服務(wù)器的功能。NAS的型式很多樣化,可以是一個(gè)大量生產(chǎn)的嵌入式設(shè)備,也可以在一般的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行NAS的軟件。 NAS用的是以文件為單位的通信協(xié)議,例如像是NFS(在UNIX系統(tǒng)上很常見)或是SMB(常用于Windows系統(tǒng))。NAS所用的是以文件為單位的通信協(xié)議,大家都很清楚它們的運(yùn)作模式,相對之下,存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)用的則是以區(qū)塊為單位的通信協(xié)議、通常是通過SCSI再轉(zhuǎn)為光纖通道或是iSCSI。(還有其他各種不同的SAN通信協(xié)議,像是ATA over Ethernet和HyperSCSI,不過這些都不常見。) NAS計(jì)算機(jī)或設(shè)備用的通常是精簡版的操作系統(tǒng),只提供了最單純的文件服務(wù)和其相關(guān)的通信協(xié)議;舉例來說,有一個(gè)叫FreeNAS的開放源代碼NAS軟件用的就是精簡版的FreeBSD,它可以在一般的計(jì)算機(jī)硬件上運(yùn)行,而商業(yè)化的嵌入式設(shè)備用的則是封閉源碼的操作系統(tǒng)和通信協(xié)議程序。 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network, SAN): 是一種連接外接存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器的架構(gòu)。人們采用包括光纖通道技術(shù)、磁盤陣列、磁帶柜、光盤柜(en)的各種技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。該架構(gòu)的特點(diǎn)是,連接到服務(wù)器的存儲(chǔ)設(shè)備,將被操作系統(tǒng)視為直接連接的存儲(chǔ)設(shè)備。盡管SAN的復(fù)雜度和價(jià)格已經(jīng)下降,但目前在大型企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)方案以外還應(yīng)用不甚廣泛。 與SAN相比較,網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備(NAS, Network Attached Storage)使用的是基于文件的通信協(xié)議,例如NFS或SMB/CIFS通信協(xié)議就被明確的定義為遠(yuǎn)程存儲(chǔ)設(shè)備,計(jì)算機(jī)請求訪問的是抽象文件的一段內(nèi)容,而非對磁盤進(jìn)行的塊設(shè)備操作。 HBA: 我們知道網(wǎng)卡是用于連接計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)卡一般插在計(jì)算機(jī)大總線擴(kuò)展槽上,卡上有連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的接口。網(wǎng)卡物理上連接計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線,例如PCI,PCI-X,PCI-E,SUN的Sbus總線等,和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),例如以太網(wǎng)等。存儲(chǔ)系統(tǒng)中也有類似的用于連接計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。這種位于服務(wù)器上與存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備一般稱為主機(jī)總線適配卡(Host Bus Adaptor)HBA。HBA是服務(wù)器內(nèi)部的I/O通道與存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O通道之間的物理連接。最常用的服務(wù)器內(nèi)部I/O通道是PCI和Sbus,它們是連接服務(wù)器CPU和外圍設(shè)備的通訊協(xié)議。存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O通道實(shí)際上就是光纖通道。而HBA的作用就是實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通道協(xié)議PCI或Sbus和光纖通道協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。 常見的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通訊協(xié)議是IDE,SCSI和光纖通道。為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間的通訊,通訊的兩端都需要實(shí)現(xiàn)同樣的通訊協(xié)議。存儲(chǔ)設(shè)備上通常都有控制器,控制器實(shí)現(xiàn)了一種或幾種通訊協(xié)議,它可以實(shí)現(xiàn)IDE,SCSI或光纖通道等存儲(chǔ)協(xié)議到物理存儲(chǔ)設(shè)備的操作協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。而服務(wù)器的通訊協(xié)議是由擴(kuò)展卡或主板上的集成電路實(shí)現(xiàn)的,它負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器內(nèi)總線協(xié)議和IDE,SCSI等存儲(chǔ)協(xié)議的轉(zhuǎn)換。例如PC機(jī)中,一般主板上都有IDE協(xié)議的功能,IDE磁盤控制器上有IDE協(xié)議的功能。因此IDE磁盤可以連接到PC機(jī)的IDE連接線上。如果磁盤只支持SCSI協(xié)議,那么這種磁盤就不能直接與PC機(jī)連接。這時(shí)就需要在PC機(jī)擴(kuò)展槽上插入一塊SCSI卡,SCSI磁盤可以與卡連接。SCSI卡實(shí)現(xiàn)了PC總線到SCSI的轉(zhuǎn)換。這種SCSI卡實(shí)現(xiàn)的功能就是主機(jī)總線適配卡的功能。如果磁盤只支持光纖通道協(xié)議,那么服務(wù)器上就需要支持光纖通道協(xié)議,因?yàn)楣饫w通道的高速特性一般服務(wù)器主板都不支持,需要專門的主機(jī)總線適配卡。服務(wù)器插入主機(jī)總線適配卡后,就可以與支持光纖通道的磁盤通過光纖通道連接了。 故障轉(zhuǎn)移: 在計(jì)算機(jī)術(shù)語中,故障轉(zhuǎn)移,即當(dāng)活動(dòng)的服務(wù)或應(yīng)用意外終止時(shí),快速啟用冗余或備用的服務(wù)器、系統(tǒng)、硬件或者網(wǎng)絡(luò)接替它們工作。 故障轉(zhuǎn)移與交換轉(zhuǎn)移操作基本相同,只是故障轉(zhuǎn)移通常是自動(dòng)完成的,沒有警告提醒手動(dòng)完成,而交換轉(zhuǎn)移需要手動(dòng)進(jìn)行。 對于要求高可用和高穩(wěn)定性的服務(wù)器、系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò),系統(tǒng)設(shè)計(jì)者通常會(huì)設(shè)計(jì)故障轉(zhuǎn)移功能。 在服務(wù)器級(jí)別,自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移通常使用一個(gè)“心跳”線連接兩臺(tái)服務(wù)器。只要主服務(wù)器與備用服務(wù)器間脈沖或“心跳”沒有中斷,備用服務(wù)器就不會(huì)啟用。為了熱切換和防止服務(wù)中斷,也可能會(huì)有第三臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行備用組件待命。當(dāng)檢測到主服務(wù)器“心跳”報(bào)警后,備用服務(wù)器會(huì)接管服務(wù)。有些系統(tǒng)有發(fā)送故障轉(zhuǎn)移通知的功能。 有些系統(tǒng)故意設(shè)計(jì)為不能進(jìn)行完全自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移,而是需要管理員介入。這種“人工確認(rèn)的自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移”配置,當(dāng)管理員確認(rèn)進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移后,整個(gè)過程將自動(dòng)完成。 負(fù)載均衡: 負(fù)載均衡(Load balancing)是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),用來在多個(gè)計(jì)算機(jī)(計(jì)算機(jī)集群)、網(wǎng)絡(luò)連接、CPU、磁盤驅(qū)動(dòng)器或其他資源中分配負(fù)載,以達(dá)到優(yōu)化資源使用、最大化吞吐率、最小化響應(yīng)時(shí)間、同時(shí)避免過載的目的。 使用帶有負(fù)載均衡的多個(gè)服務(wù)組件,取代單一的組件,可以通過冗余提高可靠性。負(fù)載均衡服務(wù)通常是由專用軟件和硬件來完成。 Cluster: 計(jì)算機(jī)集群(Cluster)簡稱集群是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng), 它通過一組松散集成的計(jì)算機(jī)軟件和/或硬件連接起來高度緊密地協(xié)作完成計(jì)算工作。在某種意義上,他們可以被看作是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。集群系統(tǒng)中的單個(gè)計(jì)算機(jī)通常稱為節(jié)點(diǎn),通常通過局域網(wǎng)連接,但也有其它的可能連接方式。集群計(jì)算機(jī)通常用來改進(jìn)單個(gè)計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度和/或可靠性。一般情況下集群計(jì)算機(jī)比單個(gè)計(jì)算機(jī),比如工作站或超級(jí)計(jì)算機(jī)性能價(jià)格比要高得多。 Switch: 網(wǎng)絡(luò)交換器(英語:Network switch)是一個(gè)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的器材,能為子網(wǎng)中提供更多的連接端口,以便連接更多的計(jì)算機(jī)。交換機(jī)工作于OSI參考模型的第二層,即數(shù)據(jù)鏈路層。交換機(jī)內(nèi)部的CPU會(huì)在每個(gè)端口成功連接時(shí),通過ARP協(xié)議學(xué)習(xí)它的MAC地址,保存成一張ARP表。在今后的通訊中,發(fā)往該MAC地址的數(shù)據(jù)包將僅送往其對應(yīng)的端口,而不是所有的端口。因此,交換機(jī)可用于劃分?jǐn)?shù)據(jù)鏈路層廣播,即沖突域;但它不能劃分網(wǎng)絡(luò)層廣播,即廣播域。 軟分區(qū): 軟分區(qū)的含義是交換機(jī)將設(shè)備的全局名稱放在一個(gè)分區(qū)中,而不管連接的是哪個(gè)端口。例如,如果全局名稱Q和全局名稱Z在同一個(gè)分區(qū)中,那么它們可以互相對話。相同的,如果Z和A又在另一個(gè)分區(qū),那么Z和A可以看到對方,但是A不能看到Q.這是分區(qū)的復(fù)雜性部分;這種特點(diǎn)在以太網(wǎng)交換機(jī)中并不常見。 軟分區(qū)的概念不難理解。它只是簡單的表明架構(gòu)是基于節(jié)點(diǎn)的全局名稱。使用這種軟分區(qū)的好處是,你可以連接到交換機(jī)的任何一個(gè)端口,而且如果你能看到其他節(jié)點(diǎn),那么你也能訪問這些節(jié)點(diǎn)。 從管理性的角度來看,軟分區(qū)環(huán)境簡直是一團(tuán)糟。進(jìn)行維護(hù)時(shí),你必須知道每個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到哪里。如果使用軟分區(qū),在交換機(jī)上就沒有關(guān)于端口的描述,因?yàn)檫@些端口的信息很可能很快就過時(shí)。此外,軟分區(qū)還有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。就每個(gè)人所相信的而言,沒有人曾經(jīng)看到過一個(gè)黑客正在試圖哄騙全局名稱的過程,但是這種行為是可能的。通過改變設(shè)備的全局名稱來改變它的分區(qū)是非常困難的,因?yàn)楹诳筒恢滥男┤置Q可以訪問他所想要進(jìn)入的分區(qū)。你總不會(huì)把自己的交換機(jī)設(shè)置信息放在大庭廣眾之下吧? 硬分區(qū): 硬分區(qū)更類似以太網(wǎng)世界中的虛擬局域網(wǎng)。如果將一個(gè)端口放到一個(gè)分區(qū),任何連接到這個(gè)端口的流量都是來自這個(gè)分區(qū),或所設(shè)置的數(shù)個(gè)分區(qū)。當(dāng)然,如果有人可以移動(dòng)光纜的話,那么這種分區(qū)在面對物理攻擊的時(shí)候就沒那么安全了。但是,你需要擔(dān)心這種情況嗎?因此對于SAN來說,最好的設(shè)置是:交換機(jī)硬分區(qū),并且對可以訪問陣列端(target)邏輯單元號(hào)(LUN)的全局名稱進(jìn)行限制。你的存儲(chǔ)陣列還需要全局名稱屏蔽,以便多個(gè)發(fā)起端(initiator)可以被分區(qū)設(shè)置成可以同時(shí)看到陣列端。 一些人的分區(qū)架構(gòu)想法很奇怪。將相同操作系統(tǒng)放在一個(gè)分區(qū)看起來是個(gè)好主義,但在實(shí)際上沒有任何意義。過去人們總是很容易害怕將Windows服務(wù)器和使用不同操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)陣列放在同一個(gè)分區(qū)。當(dāng)看到新的LUN時(shí),Windows會(huì)彈出“你是否需要初始化新卷?”對話窗口,而且如果Windows管理員順手決定點(diǎn)擊“是”的話,那么他就破壞了其他人的邏輯單元號(hào)。如果存儲(chǔ)陣列有邏輯單元號(hào)屏蔽的話,那么這就不成問題。 SCSI: 小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(SCSI,Small Computer System Interface)是一種用于計(jì)算機(jī)及其周邊設(shè)備之間(硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)、打印機(jī)、掃描儀等)系統(tǒng)級(jí)接口的獨(dú)立處理器標(biāo)準(zhǔn)。SCSI標(biāo)準(zhǔn)定義了命令、通信協(xié)議以及實(shí)體的電氣特性(換成OSI的說法,就是占據(jù)了物理層、鏈接層、通信層、應(yīng)用層),最大部份的應(yīng)用是在存儲(chǔ)設(shè)備上(例如硬盤、磁帶機(jī));但,其實(shí)SCSI可以連接的設(shè)備包括有掃描儀、光學(xué)設(shè)備(像CD、DVD)、打印機(jī)……等等,SCSI命令中有條列出支持的設(shè)備SCSI周邊設(shè)備。理論上,SCSI不可能連接所有的設(shè)備,所以有“1Fh - unknown or no device type”這個(gè)參數(shù)存在。 Fibre Channel: 光纖通道(Fibre Channel,簡稱FC)是一種高速網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)(通常的運(yùn)行速率有2Gbps、4Gbps、8Gbps和16Gbps),主要用于連接計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備。光纖通道由信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)國際委員會(huì)(INCITS)的T11技術(shù)委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化。INCITS受美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ANSI)官方認(rèn)可。過去,光纖通道大多用于超級(jí)計(jì)算機(jī),但它也成為企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)SAN中的一種常見連接類型。盡管被稱為光纖通道,但其信號(hào)也能在光纖之外的雙絞線上運(yùn)行。 光纖通道協(xié)議(Fibre Channel Protocol,F(xiàn)CP)是一種類似于TCP的傳輸協(xié)議,大多用于在光纖通道上傳輸SCSI命令。 iSCSI: iSCSI又稱為IP-SAN,是一種基于因特網(wǎng)及SCSI-3協(xié)議下的存儲(chǔ)技術(shù),由IETF提出,并于2003年2月11日成為正式的標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)的SCSI技術(shù)比較起來,iSCSI技術(shù)有以下三個(gè)革命性的變化: 把原來只用于本機(jī)的SCSI協(xié)同透過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳送,使連接距離可作無限的地域延伸; 連接的服務(wù)器數(shù)量無限(原來的SCSI-3的上限是15); 由于是服務(wù)器架構(gòu),因此也可以實(shí)現(xiàn)在線擴(kuò)容以至動(dòng)態(tài)部署。 FCoE: 以太網(wǎng)路光纖通道標(biāo)準(zhǔn)(英語:Fibre Channel over Ethernet,縮寫為FCoE),是一種通訊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它利用以太網(wǎng)路,傳送光纖通道(Fibre Channel)的訊框,讓光纖通信的資料可以在10 Gigabit以太網(wǎng)路網(wǎng)絡(luò)骨干中傳輸,但仍然是使用光纖通道的協(xié)定。它屬于INCITS T11 FC-BB-5標(biāo)準(zhǔn)的一部份。 SATA: 串行ATA(Serial ATA: Serial Advanced Technology Attachment)是串行SCSI(SAS: Serial Attached SCSI)的孿生兄弟。兩者的排線兼容,SATA硬盤可接上SAS接口。它是一種計(jì)算機(jī)總線,主要功能是用作主板和大量存儲(chǔ)設(shè)備(如硬盤及光盤驅(qū)動(dòng)器)之間的數(shù)據(jù)傳輸之用。 2000年11月由“Serial ATA Working Group”團(tuán)體所制定,SATA已經(jīng)完全取代舊式PATA(Parallel ATA或舊稱IDE)接口的舊式硬盤,因采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而得名。在數(shù)據(jù)傳輸上這一方面,SATA的速度比以往更加快捷,并支持熱插拔,使計(jì)算機(jī)運(yùn)作時(shí)可以插上或拔除硬件。另一方面,SATA總線使用了嵌入式時(shí)鐘頻率信號(hào),具備了比以往更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力,能對傳輸指令(不僅是數(shù)據(jù))進(jìn)行檢查,如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正,提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴2贿^,SATA和以往最明顯的分別,是用上了較細(xì)的排線,有利機(jī)箱內(nèi)部的空氣流通,某程度上增加了整個(gè)平臺(tái)的穩(wěn)定性。 現(xiàn)時(shí),SATA分別有SATA 1.5Gbit/s、SATA 3Gbit/s和SATA 6Gbit/s三種規(guī)格。未來將有更快速的SATA Express規(guī)格。 RAID: 獨(dú)立硬盤冗余陣列(RAID, Redundant Array of Independent Disks),舊稱廉價(jià)磁盤冗余陣列,簡稱硬盤陣列。其基本思想就是把多個(gè)相對便宜的硬盤組合起來,成為一個(gè)硬盤陣列組,使性能達(dá)到甚至超過一個(gè)價(jià)格昂貴、容量巨大的硬盤。根據(jù)選擇的版本不同,RAID比單顆硬盤有以下一個(gè)或多個(gè)方面的好處:增強(qiáng)數(shù)據(jù)集成度,增強(qiáng)容錯(cuò)功能,增加處理量或容量。另外,磁盤陣列對于計(jì)算機(jī)來說,看起來就像一個(gè)單獨(dú)的硬盤或邏輯存儲(chǔ)單元。分為RAID-0,RAID-1,RAID-1E,RAID-5,RAID-6,RAID-7,RAID-10,RAID-50,RAID-60。 簡單來說,RAID把多個(gè)硬盤組合成為一個(gè)邏輯扇區(qū),因此,操作系統(tǒng)只會(huì)把它當(dāng)作一個(gè)硬盤。RAID常被用在服務(wù)器計(jì)算機(jī)上,并且常使用完全相同的硬盤作為組合。由于硬盤價(jià)格的不斷下降與RAID功能更加有效地與主板集成,它也成為了玩家的一個(gè)選擇,特別是需要大容量存儲(chǔ)空間的工作,如:視頻與音頻制作。 最初的RAID分成了不同的等級(jí),每種等級(jí)都有其理論上的優(yōu)缺點(diǎn),不同的等級(jí)在兩個(gè)目標(biāo)間取得平衡,分別是增加數(shù)據(jù)可靠性以及增加存儲(chǔ)器(群)讀寫性能。這些年來,出現(xiàn)了對于RAID觀念不同的應(yīng)用。 |
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