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Network Storage System 網路儲存系統. 指導教師:林學儀老師 組員: 吳宗佑- NO.08 張文韋- NO.34 柯嘉良- NO.33. Network Storage System. Network Storage System. 以往每個新伺服器都要有它自己的儲存設備。這樣造成 數據處理複雜 ,隨著應用伺服器的不斷增加,網路系統效率會急劇下降。. Network Storage System.
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Network Storage System網路儲存系統 指導教師:林學儀老師 組員:吳宗佑-NO.08 張文韋-NO.34 柯嘉良-NO.33
Network Storage System • 以往每個新伺服器都要有它自己的儲存設備。這樣造成數據處理複雜,隨著應用伺服器的不斷增加,網路系統效率會急劇下降。
Network Storage System • 針對I/O是整個網路系統效率低下的瓶頸問題,專家們提出了許多種解決辦法。其中抓住癥結並經過實踐檢驗為最有效的辦法是:將數據從通用的應用伺服器中分離出來以簡化存儲管理。
Network Storage System • 網路儲存(Storage Networks)因應而生,將儲存設備從應用伺服器中分離出來,進行集中管理。
Network Storage System • 使用存儲網路的好處: ※在邏輯上是完全一體的。 ※實現數據集中管理。 ※容易擴充。 ※具有容錯功能,整個網路無單點故障。
Network Storage System 網路儲存採取了兩種不同的實現方法,即: • NAS (Network Attached Storage) 附加式網路儲存裝置 • SAN (Storage Area Networks) 存儲區域網路。
NAS-network attached storage • NAS(Network Attached Storage) • 附加式網路儲存裝置 • 通過TCP/IP協定 • 可以將資料集中管理,讓使用者透過區域網路進行儲存空間的共享。
NAS-network attached storage • 用戶使用TCP/IP協定,能夠支援業界標準文件共用協定(如NFS、CIFS、FTP、HTTP等),而且能夠支援各種作業系統。通過任何一台工作站,採用IE或Netscape瀏覽器就可以對NAS設備進行直觀方便的管理。 • TCP/IP • NFS • HTTP • FTP • CIFS
NAS-network attached storage • NAS被定義為一種特殊的專用數據儲存伺服器,包括儲存裝置和內嵌系統軟體,可提供跨平台文件共用功能。 • NAS通常在一個LAN上佔有自己的節點,無需應用伺服器的干預,允許用戶在網路上存取資料,在這種配置中,NAS集中管理和處理網路上的所有數據,將負載從應用或企業伺服器上卸載下來。
NAS-network attached storage • NAS直接接到交換機或集線器上,磁片陣列接到伺服器後端。NAS不依賴於伺服器,NAS有自己的文件管理系統。
NAS-network attached storage • NAS是一台伺服器,有自己的核心,如CPU、記憶體、作業系統、磁片系統,而磁碟陣列(RAID)只是一個存儲介質。 • 在有NAS的系統中,應用程式需要進行I/O操作時,能有效率的對硬碟做寫入。
NAS-network attached storage • 硬碟操作慢的原因在於磁頭臂的搜尋是機械動作,所以減少磁頭臂的移動次數是提高效率的關鍵。 • 提升硬碟效率—NAS的作業系統是專用的,它只管硬碟I/O,演算法效率最高。
SAN-storage area network • SAN(Storage Area Network) • 儲存區域網路 • 通過專用光纖通道交換器存取資料 • 採用SCSI介面。
SAN-storage area network • iSCSI是沿襲既有乙太網路的架構和IP技術,因此簡化了網路管理,降低了在建置SAN時的複雜度和管理成本。 • iSCSI透過現有IP網路,藉著在Host及SAN節點之間使用TCP/IP 來傳輸SCSI指令及資料,進而讓SAN能有效的廣泛應用及延展。
SAN-storage area network • SAN只對資料流進行管理,其FS仍然位於伺服器端,由伺服器進行檔案的配置。 別小看它,它可是光纖通道(Fiber channel)喔!
SAN-storage area network • 由於光纖(Fiber)所費不貲,施工需精細,非一般企業用戶所能接受。 • SAN就是將磁碟陣列及其他儲存設備,透過光纖通道(Fiber Channel)直接連上網路,把儲存設備當作是網路上的獨立元件,所以在網路中存取資源時,並不會佔用主機的頻寬空間。
SAN-storage area network • 整合伺服器及儲存設備 • 加速備援及還原速度 • 確保服務連續性及可靠度 • block傳輸模式會讓遠端的儲存系統,仍然被伺服器主機視為本機硬碟。 • 以下介紹三種SAN連結方式:
SAN-storage area network • 點對點拓蹼:伺服器直接與儲存裝置相連,優點是沒有其他裝置的干擾,為目前最常見SAN拓蹼。
SAN-storage area network • FC-AL拓蹼:藉由集線器位於SAN中心來形成環狀拓蹼。 若就實體架構來看,因為有一集線器位於SAN的中心,促使FC-AL拓墣看起來像是星型拓墣,但是就邏輯上而言,FC-AL卻為一環狀拓墣,最高可連結126個節點。
SAN-storage area network • 光纖拓蹼:交換器為SAN中心,任一節點只要與此交換器連結即可與光纖中所有節點相通 。
Network Storage System • 網路儲存裝置完整架構圖
NAS 標準文件共用協議 TCP/IP協定網路 FS resides in NAS. 可由clients端管理 一般網路設備即可 SAN 無共用標準協定 光纖通道 FS resides in server 管理不易 成本較高且建置費時 (已有iSCSI協定) What’s different
異地備援 • 異地備援是將企業內所需之資料,分開存放;可讓不同地點之資料,隨時做同步化動作,於災難發生時,提供即時運作服務,當一地的設備發生問題,另一地備援設備可立即接手取代繼續運作。 • 以下介紹三種備份技術
遠程鏡像 • 遠程鏡像複製技術是在主數據中心和備援中心之間的數據備份時用到。遠程鏡像又叫遠程複製,是容災備份的核心技術,同時也是保持遠程數據同步和實現災難恢復的基礎。 • 遠程鏡像按請求鏡像的主機是否需要遠程鏡像站點的確認資訊,又可分為同步遠程鏡像和異步遠程鏡像。
遠程鏡像-同步複製技術 • 同步遠程鏡像(同步複製技術)是指通過遠程鏡像軟體,將本地數據以完全同步的方式複製到異地,傳輸後均需等待遠端完成確認複製的資訊後,才算完成。 • 它存在往返傳輸造成延時較長的缺點,只限於在相對較近的距離上應用。
遠程鏡像-異步複製技術 • 異步遠程鏡像(異步複製技術)遠程的數據複製是以後臺同步的方式進行的,傳輸結束不需等待端確認即結束。 • 若傳輸失敗,將導致資料不一致的問題。 • 目前大多採用延遲複製的技術(本地數據複製均在後臺日誌區進行),即在確保本地數據完好無損後進行遠程數據更新。
互連技術 • 早期的主數據中心和備援數據中心之間的數據備份,主要是基於SAN的遠程複製,即通過光纖通道FC,把兩個SAN連接起來,進行遠程複製。當災難發生時,由備援數據中心替代主數據中心保證系統工作的連續性。 • 成本高、設備的互操作性差、距離限制等為其缺點。
Snapshot-磁碟快照 • 磁碟快照是針對整個磁碟卷冊進行快速的檔案系統備份,與其他備份方式最主要的不同點在於「速度」。進行磁碟快照時,並不牽涉到任何檔案複製動作。就算資料量再大,一般來說,通常可以在一秒之內完成備份動作。
Snapshot-磁碟快照 • 磁碟快照的備份直接存在NAS伺服器磁碟上,為線上備份。 • 備份所需時間極短 • 使用“寫入同步複製”(Copy-On-Write, COW)技術。
未使用快照,對檔案進行修改,會直接寫入原有磁碟區塊。未使用快照,對檔案進行修改,會直接寫入原有磁碟區塊。 建立磁碟快照備份後,目前使用中的磁碟區塊會被全部保留 Snapshot-磁碟快照
當使用者修改檔案時,修改資料部分會被寫入到新的磁碟位置。 檔案系統中會同時紀錄檔案的原有版本,與修改過後的版本。 Snapshot-磁碟快照
Conclusion • NAS與SAN在架構上確有不同,但若能搭配使用,將具有互補效果。 • SAN較適合用來備份大量重要資訊或數據使用,而NSA則偏重於檔案文件的共用與便利的管理。 • NAS可不限定於區網(LAN)喔,要架設網路儲存裝置建議從NAS著手。
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NFS • 所謂的 NFS 就是 Network FileSystem 的縮寫,最早之前是由 Sun 這家公司所發展出來的。他最大的功能就是可以透過網路,讓不同的機器、不同的作業系統、可以彼此分享個別的檔案 ( share file ),所以,您也可以簡單的將他看做是一個 file server 呢! • 這個 NFS Server 可以讓您的 PC 來將網路遠端的 NFS 主機分享的目錄,掛載到本地端的機器當中,所以,在本地端的機器看起來,那個遠端主機的目錄就好像是自己的一個磁碟分割槽一樣 ( partition )!使用上面相當的便利!
TCP/IP • TCP/IP 是指用於網路上的一種最常用的標準傳輸協定。 • 而TCP/IP 本身主要包含了兩個協定即是IP (Internet Protocol) 及TCP (Transmission Control Protocol)。 • 同時 TCP/IP 本身亦是由一多個網際網路上的通訊協定組和而成,也就是說, TCP/IP是以IP網際網路協定與TCP傳輸控制協定為基礎,訂出來的一組Internet上的通訊協定.
HTTP • WWW 就是使用所謂的 http 這個協定來傳送資料的,HTTP 即是 HyperText Transfer Protocol 的簡寫,亦即是目前 WWW 的資料傳遞主流協定啦!而在網站上面供人瀏覽的網頁,則大部分需要符合 HyperText Markup Language (HTML) 的語法囉!
CIFS • CIFS (Common Internet File System)是Microsoft Windows的一個標準規格, 也就是說不管是Windows 95、 98、NT 4.0以及2000的作業系統都已“內建” CIFS了 • 註:在 Unix Like 上面可以分享檔案資料的 file system 是 NFS,那麼在 Windows 上面使用的『網路上的芳鄰』所使用的檔案系統則稱為 Common Internet File System, CIFS )
FTP • FTP全名為File Transfer Protocol(檔案傳輸協定) • FTP是所謂的「File Transfer檔案傳輸」,主要用來傳輸檔案所使用的協定,目前學術網路上所提供的網路資源當中,最常使用的項目之一。 • 明白來說FTP就是用來的規範電腦之間傳輸檔案的共同協定(也就是規則),因此兩部不同的電腦之間傳遞檔案時,雖然檔案格式或本身電腦系統不同,但透過FTP協定就可以很容易讓兩部電腦檔案傳送順利進行。