什么是存储区域网络？与不同的存储解决方案相比，它有哪些好处？

我提议这是关于企业级存储区域网络的规范问题。

什么是存储区域网络（SAN），它如何工作？
与网络附加存储（NAS）有何不同？
与直接连接存储（DAS）相比，用例有哪些？
哪种方式更好或更坏？
为什么这么贵？
我（或我的公司）应该使用一个吗？

首先，对于DAS，NAS和SAN存储的（广泛）比较，请参见此处。

关于“ SAN ” 一词存在一些常见的误解，“ SAN ”是指“ 存储区域网络 ”，因此严格来说，它仅指连接存储设备（磁盘阵列，磁带库等）和存储用户（服务器）的通信基础架构。 ）。但是，在通常的实践中，术语“ SAN”用于表示两件事：

1. 完整的存储基础架构，包括涉及提供从多个服务器共享访问中央存储设备的所有硬件和软件。尽管并非严格正确，但这种用法是普遍接受的，并且大多数人在谈论“ SAN”时指的是这种用法。该答案的其余部分将集中于此，从而描述企业级存储基础结构的每个组件。
2. 单个存储阵列（请参阅下文）；例如，“我们有一个具有20 TB存储的Brand X SAN”。这种用法从根本上是不正确的，因为它甚至没有考虑“ SAN” 的真实含义，而只是假设它是某种形式的存储设备。

SAN可以由非常不同的硬件组成，但通常可以分解为各种组件：

• 存储阵列：这是实际存储数据的地方（经常被错误地称为“ SAN”）。它们由以下组成：
  • 物理磁盘：它们当然会存档数据。使用企业级磁盘，这意味着它们通常具有较低的每磁盘容量，但具有更高的性能和可靠性。而且，它们比消费级磁盘昂贵得多。磁盘可以使用各种连接和协议（SATA，SAS，FC等）和不同的存储介质（固态磁盘正变得越来越普遍），具体取决于特定的SAN实施。
  • 磁盘盒：这是放置磁盘的位置。它们为它们提供电力和数据连接。
  • 存储控制器/处理器：它们管理磁盘I / O，RAID和缓存（SAN厂商之间术语“控制器”或“处理器”有所不同）。再次使用企业级控制器，因此它们具有比消费类硬件更好的性能和可靠性。它们可以并且通常成对配置以实现冗余。
  • 存储池：存储池是一堆存储空间，包括RAID配置中的一些（通常是许多）磁盘。之所以称为“池”，是因为可以按需分配，调整大小和取消分配其部分，从而创建LUN。
  • 逻辑单元号（LUN）：一个LUN是从存储池，然后将其提供（“赠送”）绘制的空间的一个或多个服务器块。服务器将其视为存储卷，并可以使用其喜欢的任何文件系统对其进行格式化。
• 磁带库：它们可以连接到SAN，并使用相同的通信技术连接服务器和直接存储到磁带的备份。
• 通信网络（以下简称“ SAN”）：存储用户（服务器）可以访问存储设备（存储阵列，磁带库等）；严格来说，这是术语“存储区域网络” 的真正含义，并且应该这样定义存储基础结构的唯一部分。确实有很多解决方案可以将服务器连接到共享存储设备，但是最常见的解决方案是：
  • 光纤通道：一种使用光纤进行高速连接到共享存储的技术。它包括主机总线适配器，光纤电缆和FC交换机，并且可以实现1 Gbit至20 Gbit的传输速度。同样，多路径I / O可用于将多个物理链路组合在一起，从而实现更高的带宽和容错能力。
  • iSCSI：通过IP传输实现 SCSI协议。它在标准以太网硬件上运行，这意味着它可以实现从100 Mbit（通常不用于SAN）到100 Gbit的传输速度。也可以使用多路径I / O（尽管基础网络层会带来一些额外的复杂性）。
  • 以太网光纤通道（FCoE）：介于完整FC和iSCSI之间的一项技术，该技术使用以太网作为物理层，但使用FC作为传输协议，从而避免了中间需要IP层的情况。
  • InfiniBand：一种非常高性能的连接技术，使用较少且价格昂贵，但是可以实现令人印象深刻的带宽。
• 主机总线适配器（HBA）：服务器用于访问连接层的适配器卡；它们可以是专用适配器（如FC SAN中的适配器）或标准以太网卡。还有一些iSCSI HBA，它们具有标准的以太网连接，但可以在硬件中处理iSCSI协议，因此减轻了服务器的负担。

SAN在直接连接（或物理共享）存储上提供了许多其他功能：

• 容错能力：高可用性内置在任何企业级SAN中，并在从存储阵列中的电源到服务器连接的所有级别上得到处理。磁盘更可靠，RAID用于承受单磁盘（或多磁盘）故障，采用冗余控制器，并且即使在发生链路故障的情况下，多路径I / O也允许不间断的存储访问。
• 更大的存储容量： SAN可以包含许多大型存储设备，从而比单个服务器可以实现的存储空间大得多。
• 动态存储管理：可以根据需要创建，调整大小和销毁存储卷（LUN）；它们可以从一台服务器移到另一台；向服务器分配额外的存储空间只需要一些配置，而不是购买磁盘并安装它们。
• 性能：经过适当配置的SAN使用最新的（尽管价格昂贵）技术，可以实现令人印象深刻的性能，并且是从头开始设计的，可以处理来自多台服务器的大量并发负载。
• 存储级复制：可以将两个（或更多）存储阵列配置为同步复制，从而在故障或灾难情况下将服务器I / O完全重定向到另一个。
• 存储级快照：大多数存储阵列都允许对单个卷和/或整个存储池进行快照。然后，可以根据需要还原这些快照。
• 存储级备份：大多数SAN还允许直接从存储阵列向SAN连接的磁带库执行备份，从而完全绕开了实际使用数据的服务器。采用各种技术来确保数据完整性和一致性。

基于以上所有内容，使用SAN的好处显而易见。但是购买一台的成本和管理一台的复杂性呢？

SAN是企业级硬件（尽管即使在中小型公司中，对于小型SAN也可能存在商业案例）；它们当然是高度可定制的，因此范围可以从“几个具有1 Gbit iSCSI和较高可靠性的TB”到“数百个具有惊人速度，性能和可靠性以及完全同步复制到DR数据中心的TB”。成本相应地有所不同，但通常比其他解决方案高（如“总成本”以及“每千兆字节空间的成本”）。没有定价标准，但是即使小型SAN的价格标签都在数万美元（甚至数十万美元）的范围内，这并不少见。

设计和实施SAN（对于高端SAN来说更是如此）需要特定的技能，而这种工作通常是由高度专业的人员完成的。日常操作（例如管理LUN）非常容易，但是在许多公司中，存储管理总要由专人或团队来处理。

不管以上考虑因素如何，SAN是需要高容量，可靠性和高性能的首选存储解决方案。

需要一个吗？要看。每TB英镑或$大大高于DAS。另外，恐怕DAS的性能优于FC / AL和iSCSI SAN（嗯，至少在我对Oracle和SQL Server DB的测试中）。但是，使用DAS，您将无法获得共享存储的好处（适用于群集和VMWare）。

许多存储供应商正在从光纤通道迁移到主机到存储控制器的连接，转而使用基于以太网的iSCSI。这是旧的令牌环与以太网的传奇故事。在以太网上进行了如此多的行业研究和投资，FC不能跟上步伐。10Gbps以太网交换机比8Gbps FC交换机便宜得多，此外，它还可以进行vLANd或其他方式分段以提供存储和非存储数据。

但是，SAN有一些很大的好处：

• SAN快照（服务器或服务器集合的时间点恢复点）
• 现场和非现场块级复制（不涉及主机服务器，因此无需基于软件的复制）
• 直接SAN备份-如果您的备份系统可以挂接到SAN并与之配合使用

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