服务器和磁盘阵列和服务器连接是直接用网线连接吗

  DAS(Direct Attached Storage—直接连接存储)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上

  DAS的适用环境为:

  1)服务器在地理分布上很分散,通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子);

  2)存储系统必须被直接连接到应用服务器(如Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的“原始分區”)上时;

  3)包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用它们需要直接连接到存储器上,群件应用和一些邮件服务也包括在内

  当服务器在地理上比较分散,很难通过远程连接进行互连时直接连接存储是比较好的解决方案,甚至可能是唯一的解决方案利鼡直接连接存储的另一个原因也可能是企业决定继续保留已有的传输速率并不很高的网络系统。

  NAS和SAN的出现响应了三种重要的发展趋势:网络正成为主要的信息处理模式;需要存储的数据大量增加;数据作为取得竞争优势的战略性资产其重要性在增加

  Network Attached Storage—网络连接存儲,即将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网)连接到一群计算机上。NAS是部件级的存储方法它的重点在于帮助工作组和部门级機构解决迅速增加存储容量的需求。需要共享大型CAD文档的工程小组就是典型的例子

  NAS产品包括存储器件(例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱動器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和集成在一起的简易服务器,可用于实现涉及文件存取及管理的所有功能简易服务器经优化设計,可以完成一系列简化的功能例如文档存储及服务、电子邮件、互联网缓存等等。集成在NAS设备中的简易服务器可以将有关存储的功能與应用服务器执行的其他功能分隔开

  这种方法从两方面改善了数据的可用性。第一即使相应的应用服务器不再工作了,仍然可以讀出数据第二,简易服务器本身不会崩溃因为它避免了引起服务器崩溃的首要原因,即应用软件引起的问题

  NAS产品具有几个引人紸意的优点。首先NAS产品是真正即插即用的产品。NAS设备一般支持多计算机平台用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS设备无需妀造即可用于混合Unix/Windows NT局域网内其次,NAS设备的物理位置同样是灵活的它们可放置在工作组内,靠近数据中心的应用服务器或者也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来无需应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能

  NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,即备份过程中的带宽消耗与将备份数据流从LAN中转移出去的存储区域網(SAN)不同,NAS仍使用网络进行备份和恢复NAS 的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。这就是说LAN除了必须处理正常的最终用戶传输流外还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。

SAN(存储区域网络)

  SAN(存储区域网络)通过光纤通道连接到一群计算机上在该网络中提供了多主机连接,但并非通过标准的网络拓扑

  SAN则注于企业级存储的特有问题。当前企业存储方案所遇到问题的两个根源是:数据與应用系统紧密结合所产生的结构性限制以及目前小型计算机系统接口(SCSI)标准的限制。大多数分析都认为SAN是未来企业级的存储方案這是因为SAN便于集成,能改善数据可用性及网络性能而且还可以减轻管理作业。

  SAN解决方案的优点有以下几个方面:

  SAN提供了一种与現有LAN连接的简易方法并且通过同一物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议。SAN不受现今主流的、基于SCSI存储结构的布局限制特别重要的是,随着存储容量的爆炸性增长SAN允许企业独立地增加它们的存储容量。

  SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列这样不管数据置放在那裏,服务器都可直接存取所需的数据因为采用了光纤接口,SAN还具有更高的带宽

  因为SAN解决方案是从基本功能剥离出存储功能,所以運行备份操作就无需考虑它们对网络总体性能的影响SAN方案也使得管理及集中控制实现简化,特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候最后一点,光纤接口提供了10公里的连接长度这使得实现物理上分离的、不在机房的存储变得非常容易。

  SAN主要用于存储量大的工莋环境如ISP、银行等,成本高、标准尚未确定等问题影响了SAN的市场不过,随着这些用户业务量的增大SAN也有着广泛的应用前景。

DAS、NAS、SAN是彡种存储模式NAS与SAN都是在DAS的基础上发展起来的,是新型数据存储模式中的两个主要发展方向
 

DAS相对于存储网络需要较低的前期投资。存储網络结构会在本书后文讨论DAS配置简单并且部署容易和快捷。可以

通过基于主机上的工具来进行安装管理例如主机上的操作系统,这使嘚存储管理的任务对于中小型企业来说较容易相

对于其他存储网络模型,DAS是最简单的解决方案所需的管理任务更少,需要设置和操作嘚硬件和软件也更少

但是,DAS不易扩展一个存储设备只有有限的端口,这限制了主机能直接连接的存储设备的数量有限的DAS带宽也

限制叻其可用的I/O处理能力。当达到容量上限的时候服务的可用性就会大打折扣,而且这会引起涟漪效应影响所有

连接到该设备或阵列上的主机的性能。距离首先关系到DAS的部署这可以由光纤通道连接来解决。此外DAS无法优化

资源使用因为它共享前端端口的能力有限。在DAS的环境里未被使用的资源不能方便地重新分配,结果导致过载或

存储设备的磁盘利用率、吞吐率和缓存容量以及主机的虚拟内存一起决定了DAS嘚性能RAID级的配置、存储控制器

协议以及总线的效率则是影响DAS性能的额外因素。由于不存在存储器的互连问题和网络延迟等问题DAS有潜力優于

 
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张二狗被叫到了总经理办公室開始了如下对话。

王总:二狗啊你工作很努力啊

王总:你的业务能力是有目共睹的啊!

王总:你的技术也很扎实啊!

巴拉巴拉一大堆,迋二狗就这么没炒了在美妙的赞扬中被炒了!被炒的原因竟然是作为一个后台开发大拿不懂硬件。

好吧做软件开发为什么要懂硬件呢,不懂不行吗其实作为后端工程师,不至于面面俱到但我们最起码应该懂一些硬件基本内容。下面我们慢慢道来

我们所说的后端开發其实就是服务端,以某宝为例可能就是其后台服务这些后台服务通常运行在一个数据中心,有很多服务器构成除了服务器之外还有佷多配套的设备。等一下,什么是服务器

好吧,让我们慢慢道来如果我们去数据中心,一进去的感觉应该是这个样子的

这一排排的就昰机柜,我们平时所谓的服务器、交换机和存储等设备都放在这里面这张图并不能看到实际的设备。我们先给一张总图具体如图2所示,这张图包含我们平时使用的最近的设备如图所示包括服务器、光纤交换机、磁盘阵列和服务器连接和磁带库等。其中上层的设备是服務器中层的设备是光纤交换机,下层的设备是存储设备包含磁盘阵列和服务器连接和磁带库。

如果我们简化一下做成逻辑图如图3所礻。可以看到服务器通过HBA卡和光纤交换机相连而存储设备也通过HBA卡和光纤交换机相连;服务器之间通过以太网交换机互联。

上述只是一個简单的拓扑结构实际数据中心要复杂的多,除了包含上述设备外还包括核心路由器、核心交换机、防火墙和负载均衡器等等设备。這还不包括上述机柜、无烟灭火器和UPS等辅助设备本文先介绍主要内容,后续再介绍其它设备

服务器是一种计算设备,其构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等和通用的PC机其实没什么本质区别,但是由于需要提供高可靠的服务因此在处理能力、稳定性、可靠性、咹全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

下面这个是塔式服务器从起外观来看跟我们家里的台式机并没有太大的区别。

我们在看┅它的内部可以看到里面有CPU和内存条等组件,只不过更复杂一些本图中就包含2颗CPU和22条内存。由于塔式服务器占用空间较大因此在数據中心用的比较少了。

下图是机架服务器它可以想抽屉一样插入机柜中,计算密度比塔式服务器高很多这个是目前比较主流的服务器。

还有一种密度更高的服务器成为刀片服务器。这种服务器组成一组放在一个框里面,可以整框使用如图所示为整框的刀片服务器,其中竖条是计算单元可以单独拿出来。

交换机分是一种连接设备用于实现多个设备之间的互联互通。最为常见的是以太网交换机叧外还有专门用于存储领域的光纤交换机。当前现在也有基于光纤的以太网交换机(例如万兆交换机)但存储光纤交换机和万兆光纤交換机还是不同的,主要差异是通信协议

如图8所示的是用于存储的光纤交换机。这个是24口的交换机还有48口等其他规格的。

下面这个是以呔网交换机就是我们平时所说的交换机。

交换机介绍完了那怎么连接起来呢?网线就不用介绍下面我们看看光纤线。

其实除了上面介绍的以太网交换机和光纤交换机外还有其它类型的交换机,比如PCI-e交换机和IB交换机等本文暂时不做介绍。

进行设备之间连接除了上述交换机和线之外,还需要另外一样设备成为适配卡。网卡其实也可以理解为适配卡的一种除此之外还有FC-HBA和SAS-HBA,也就是光纤卡和SAS卡

如圖是光纤卡的实物图,这里是4口的光纤卡也就是可以同时插4条线。最早的光纤卡只有一个接口后来出现了2口和4口的光纤卡。

如图12是SAS卡嘚实物图SAS连接通常是磁盘阵列和服务器连接控制器与JBOD之间的连接方式。

磁盘阵列和服务器连接是存储装置目前常见的存储装置有SAN、NAS和統一存储,统一存储是在一个设备中同时具备SAN和NAS的功能从外观上来看,三者并没有本质的区别样子跟机架式服务器很像。如图13是一个磁盘阵列和服务器连接的正面图NAS是网络连接存储,它可以通过以太网接入用户的网络空间因此这里不做过多介绍。

这里重点介绍一下SAN也就是存储区域网络。这种存储设备需要专门的存储网络也就是上文介绍的光纤网络(当然目前有基于iSCSI的SAN,也就是IP-SAN可以通过以太网接入)。SAN设备通常除了存储功能外还有很多附加功能,从而实现对数据的可靠保护通过存储网络建立服务器与存储设备的连接之后,茬服务器上就可以看到存储设备划分的空间其形式就是一个磁盘,跟本地磁盘没有任何差异

图13 磁盘阵列和服务器连接SAN正面

如图14是磁盘陣列和服务器连接的后端,可以看出该设备包含的接口有FC接口、千兆口、万兆口和SAS口其中前三者用于和服务器相连,也就是组成FC-SAN或者IP-SAN洏后者则与JBOD相连。

我们从图13可以看出该设备有一些磁盘但数量并不多。因此可能存在扩展空间的情况这个时候就用到了JBOD。JBOD(Just a Bunch Of Disks磁盘簇)是在一个底板上安装的带有多个磁盘驱动器的存储设备。通常又称为Span 和RAID阵列不同,JBOD没有前端逻辑来管理磁盘上的数据分布相反,每個磁盘进行单独寻址作为分开的存储资源。JBOD的磁盘资源会映射给磁盘阵列和服务器连接的控制器从而实现统一的管理。

当然除了上媔介绍的存储,还可以通过普通服务器搭建分布式存储这个不属于本文介绍范围。需要介绍的设备太多了今天先到这,后面再进一步介绍

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  1、NAS含义:
NAS(Network Attached Storage)网络存储基于标准网絡协议实现数据传输为网络中的Windows / Linux / Mac OS 等各种不同的计算机提供文件共享和数据备份。
2、结构:
各种小型NAS网络存储技术(Network Storage Technologies)基于标准网络协议實现数据传输为网络中的Windows / Linux / Mac OS 等各种不同的计算机提供文件共享和数据备份; 支持24小时不断电BT、FTP、HTTP、eMule 及 NZB 下载。
作为多媒体中心为SONY /微软Xbox / 苹果 iPad iPhone/Android掱机平板提供多媒体文件串流服务;为建设个人网站提供HTTP/FTP服务;支持/Mac mini/Mac Pro/MacBook/Mac Air (包括黑苹果)TimeMachine备份还原。全球多个知名NAS品牌厂家在西南地区都有总代理网络存储结构大致分为三种:直连式存储(DAS:Direct Attached Storage)、网络连接式存储(NAS:Network Attached Storage)和存储网络(SAN:Storage Area Network)。
3、优点:
NAS是通过网线连接的磁盘阵列和服務器连接具备磁盘阵列和服务器连接的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。
①、NAS 具有安装容易、快速的特点
②、易于维护。
③、非常好的可扩展性
④、具有更快的响应速度和更高的数据带宽。
⑤、对服务器的要求降低可大大降低服务器的成本,有利于高性能存储系统在更广的范围内普及及应用
⑥、支持不同的平台。
4、NAS功能
①、文件共享
文件共享(即)是NAS最基本的应用我们可以在“”中找到设備,并在它的共享目录中存储公用文件此外,部分NAS也内置了功能我们可以通过浏览器访问和管理NAS中的文件,并以HTTP方式上传和下载文件就像访问软件下载网站一样方便。
②、备份/容灾
的另一项重要功能是备份/容灾大多数NAS都具有多种备份功能,包括本地备份(将电脑上的數据通过局域网备份到NAS中)、异地备份(将异地电脑上的数据通过广域网备份到NAS中)和NAS间备份(NAS与NAS之间复制数据)等等部分NAS还具有一键备份功能,將USB存储设备(如闪盘和外置硬盘)插入NAS上特定按一下备份按钮就能把USB存储设备上的文件备份到NAS中。此外具有两个硬盘位的NAS可以组建 0和 1系统,其中 0系统具有较好的磁盘性能RAID 1系统具有较好的安全性。具有4个硬盘位的NAS则可以组建更高级的RAID 5系统在保障数据安全的同时还能提高磁盤性能。
③、网络打印
共享也是家庭用户常用的功能将普通打印机通过与NAS相连,开启的功能我们就能在局域网中共同使用这台打印机。
④、文件共享
只要把照片和录像存放在NAS网络存储器的指定目录中就能通过浏览器登陆NAS的Web网站进行观看,就像访问“”一样
⑤、媒体垺务器
2012年以后针对家庭和个人用户的NAS网络存储器产品普遍具有UPnP-AV功能(或称流媒体功能),在网络中可以被Windows MCE系统、Xbox360和PS3等设备发现无须额外的操莋就能播放存储在NAS中的多媒体文件。该功能让NAS变成了一台媒体服务器供网络中的各种客户端使用。
NAS设备在数据必须长距离传送的环境中鈳以很好地发挥作用
第二,NAS设备非常易于部署可以使NAS主机、客户机和其他设备广泛分布在整个企业的网络环境中。NAS可以提供可靠的文件级数据整合因为文件锁定是由设备自身来处理的。
第三NAS应用于高效的文件共享任务中,例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS其中基于网络的文件级锁萣提供了高级并发访问保护的功能。
NAS能够满足那些希望降低存储成本但又无法承受SAN昂贵价格的中小企业的需求具有相当好的性能价格比。究竟哪些行业可以使用到NAS设备呢首先,看这个单位的核心业务是否建立在某种信息系统上对数据的安全性要求很高;其次,看该信息系统是否已经有或者将会有海量的数据需要保存并且对数据管理程度要求较高;最后,还可以判断一下网络中是否有异构平台或者鉯后会不会用到。如果上述有一个问题的答案是肯定的那么就有必要重点考虑使用NAS设备。
因NAS系统的技术重点是存储以及网络存储效率系统缺乏更精细化的安全策略、安全管理及安全措施,按照水桶原理因网络存储系统的使用,使总体安全达不到国家分级保护标准的要求“Rier NasSafety文件集中存储安全管理系统”就是在这样的一种背景下开发的网络安全存储系统,该系统部署在网络存储系统和之间成为网络存儲系统访问的安全网关设备。
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