存储区域网（SAN）技术分析

1 引言

随着Internet 的迅猛发展，特别是以电子商务、数据仓库、网络娱乐等网络应用的蓬勃兴起和广泛使用，积极地推动了计算机技术的进步，对现有的计算机技术提出了更高的要求。尤其在存储方面，不光容量呈指数增加，并且对存储性能、存储安全性、稳定性、易管理性等诸方面有了进一步的要求。目前，国际上存储技术的发展十分迅速，存储技术被认为是继处理技术、网络技术之后，IT 行业的第三次技术浪潮。

当新的存储技术推向市场时，必须要与现有的存储兼容。假如新的存储设备的接口和管理改变很多，不仅技术本身的实现难度很大，而且也很难在市场上立足。几乎所有的计算机存储技术，无论是文件服务器的NAS类型的存储网络，还是光纤通道SAN 类型的存储网络都遵从这个规律。而虚拟化是最常见的提供这种兼容性的技术，它能够提供存储、I / O 产品和过程的兼容性。

2 存储区域网（SAN）技术分析

按照SNIA（存储网络工业协会）定义，SAN 是一种利用FC 等互连协议连接起来的，可以在服务器与存储设备之间以及存储设备与存储设备之间直接传送数据的网络。独特的体系结构和构建技术使SAN 具有很多优点：如高性能、高可用性、高可扩展性；便于集中存储和管理；实现LAN-free Backup，数据备份不占用LAN 带宽；支持更远的距离等。但具体应用中，SAN 有着自身的一些缺陷：

①设备的互操作性较差。目前采用的最早和最多的SAN 互连技术还是Fibre Channei，对于不同的制造商，光纤通道协议的具体实现是不同的，这在客观上造成不同厂商的产品之间难以互相操作。目前虽然有些厂商组成了联盟来保证他们的产品互操作，但因为具体实现的不同以及联盟范围的有限，这样做的效果也很有限。

②构建和维护SAN 需要有丰富经验的，并受过专门训练的专业人员，这大大增加了构建和维护费用。

③在异构环境下的文件共享方面，SAN 中存储资源的共享一般指的是不同平台下的存储空间的共享，而非数据文件的共享。这些都阻碍了SAN 技术的普及应用和推广。目前SAN 研究的一个热点就是SAN 的存储虚拟化技术，通过SAN 的存储虚拟化来根据需要分配存储资源，整合不同设备商提供的存储产品，提供可选择性的配置功能来获得更高的可用性和减少用户总成本。

3 存储虚拟化技术分析

（1）存储设备的虚拟化。这种虚拟化在设备层实现，最常见的虚拟存储设备是RAID。它将多个物理磁盘按不同的分块级别组织在一起，屏蔽了具体的物理磁盘，为用户提供了一个统一的逻辑磁盘，用户对RAID 的操作就像对普通磁盘一样。RAID 的虚拟化是由RAID控制器实现的，它解释用户的I / 0 指令并将它们发给物理磁盘执行。由于使用数据分块技术，RAID 提供给用户的是具有容错能力的高性能虚拟设备。

（2）SAN 内部的虚拟化。SAN 的虚拟化是存储系统的发展趋势，它在文件系统层实现。SAN 虚拟化的目的就是让用户和应用系统把SAN 作为一个单一的、同构的资源池来存取和控制。其中包括根据不同应用系统的需要对SAN 中的数据进行管理、保护、使用和操作，对设备进行监控，从而充分利用SAN 的存储能力。SAN 的虚拟化需要在原有体系结构中加入一个新结构层，即虚拟化层，这个新的层次将为用户和应用系统提供SAN 的虚拟化视图。在用户和应用程序看来，SAN 是一个结构相对简单的、具有统一界面的虚拟存储池。存储池中逻辑存储单元的具体情况只是系统管理员关心的问题，对用户和应用程序则是完全透明的。

（3）多个SAN 之间的虚拟化。随着IP 存储的兴起，FC SAN 和IP 存储结构之间的联系越来越紧密，IP 存储可以作为FC SAN 的重要补充。现在，多个SAN 之间可以通过FCIP 协议实现互连，即多个独立的SAN 可以通过IP 网络连接成一个统一的SAN。如何实现多个SAN之间的虚拟化，这个问题已经摆在人们面前。

（4）广域的存储资源虚拟化。广域的存储虚拟化是存储资源最高的抽象形式，它将全球范围的存储资源统一成一个巨大的逻辑存储池。它的出现将使大规模存储和计算彻底分离，导致存储服务提供商（SSP）和存储服务代理（SSA）的诞生。实现了广域的存储虚拟化，用户的计算机将只需要计算功能和传输功能，当需要使用大规模数据存储时，可以向存储服务代理提出请求；后者将从广域的虚拟存储池中选择合适的存储资源，并向相应的存储服务提供商提出具体的存储需求；存储服务提供商将按需分配相应存储资源给用户，并提供各种功能服务。广域的存储资源虚拟化是数据网格研究的主要内容。

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