Z-SAN:实现IP存储的新途径(二)

日期: 2008-01-21 来源:TechTarget中国

  IP分区的组合消除了物理边界,提高了可扩展性


  IP分区由一个或更多磁盘驱动器上的一系列LBA组成,通过IP地址对其进行寻址,任何PC客户端都可通过标准IP网络对其进行访问。通过使用标准IP单播或组播模式,Z-SAN对IP分区进行单独或分组编址,并以一个或更多逻辑卷的形式将其呈现在操作系统中。其中,IP分区组可以很简单(只包括一个或两个IP分区),也可以很复杂(包括数千个IP分区)。因为IP网络能够自动和无缝的为Z-SAN指令提供路由,所以这些IP分区组不受磁盘本身所在物理位置的限制。通过组合IP分区,Z-SAN技术可以生成大型卷,而组成这些卷的磁盘可以位于不同的磁盘柜、机房甚至城市。目前,单一分区的最大存储容量可达128PB。


  将IP分区组合为逻辑卷可以提供以下优点:



  ※ 能够创建大容量逻辑卷,无论存储磁盘在什么位置或尺寸大小;
  ※ 可灵活创建复杂结构,如镜像卷、条带卷、跨区卷和多重RAID结构;
  ※ 每当在条带中增加一个新的虚拟组件,都可以令带宽增加(性能也会提升);
  ※ 跨条带的高性能数据传输,无需受专用RAID控制器在成本、性能或可扩展性方面的限制;
  ※ 可自由将不同型号磁盘组合为单一的可用卷。


  分布式控制器架构可实现不受限制的调节性能


  Z-SAN技术不需要使用中央RAID控制器作为中间存储模块,而使用一种分布式控制器架构,Z-SAN以配对方式通过IP交换机为每一磁盘匹配一个模块化控制器。Z-SAN平台中的控制器扮演四重角色:


  ※ 监视与其配对磁盘上的IP分区为目标地址的数据包网络流量;
  ※ 如果数据包流量以其任意IP分区为目的地,那么就对相关指令进行处理并发出应答信息;
  ※ 如果数据包的目的地不是属于其IP分区,则以静默的方式丢弃该数据包;
  ※ 起到DHCP客户端的作用,获取配对磁盘上所有分区的IP地址。


  磁盘的增加显然可以带来更大的存储容量,与此同时也会成比例增加逻辑控制器的数量,进而增加了磁盘阵列的处理能力和智能。分布式控制器架构所独有的优势包括:


  ※ 磁盘容量的增加可导致性能和智能的线性增加;
  ※ 控制器相互之间可以进行通信和数据传输,不会给主机带来负担;
  ※ 无需定制ASIC或其它昂贵的电子设备;
  ※ 摒弃了有可能成为单故障点的传统控制器,增加了可靠性;
  ※ 消除了中央RAID控制器带来的传统性能瓶颈和可扩展性限制。


  无需RAID控制器的优异硬件RAID技术


  传统RAID控制器提供以下三种主要功能:
  ※ 将磁盘阵列虚拟为一个或更多的逻辑卷;
  ※ 计算每段数据所在驱动器和数据块的位置;
  ※ 进行奇偶计算,支持数据的写入和重建。


  Z-SAN技术将分布式控制器架构与IP分区组合能力结合在一起,这种结合在不需要传统RAID控制器的情况下提供了优异的硬件RAID功能。通过组合IP分区并将一组IP分区以单一逻辑卷的形式呈现在操作系统中,Z-SAN技术可以实现非常复杂的RAID结构。使用Z-SAN技术提供硬件RAID功能所能带来的独特优势包括:


  ※ 通过使用分布式RAID处理可对RAID组件进行线性扩展,卷的大小几乎不受限制;
  ※ 可在无需改变网络或RAID配置的情况下重新对RAID结构中的磁盘进行部署;
  ※ 建立大型可扩展数据条块、镜像和高级RAID结构,不受单一物理设备或地点的限制;
  ※ 可在RAID结构中混合使用异构驱动器,无需考虑驱动器的制造厂商、存储容量和转速(RPM)如何;
  ※ 能够管理单一物理磁盘上的数据条块和移动镜像,在不降低可靠性的情况下创建范围更广的数据条块,防范数据丢失。


  Z-FS?文件系统可在块设备上实现文件和卷共享


  Z-SAN技术包括一个拥有多个启动程序的文件系统,可在块级设备上实现文件和卷共享。Z-FS文件系统可在不降低性能和可管理性的情况下允许多个用户同时读写文件。Z-FS文件系统基于来自合作伙伴公司DataPlow(www.dataplow.com)的技术,优于传统的基于服务器和NAS的文件共享方法,创造了一个比传统技术更易于管理且扩展成本更低的数据存储环境。


  Z-FS文件系统的优势包括:


  ※ 高性能文件和卷共享与优异的可管理性相结合;
  ※ 通过日志提供先进错误恢复功能;
  ※ 直接多用户访问,不需要访问控制服务器的干预,消除了性能瓶颈;
  ※ 可在异构计算环境中支持多种常见的操作系统;
  ※ 自动碎片整理。


  基于Z-SAN技术的Vicount存储产品带来切实的利益


  IDC认为,支持网络存储系统取得成功的基本因素有四个,它们分别是:


  ※ 成本。用户安装、维护和使用网络存储系统的总成本;
  ※ 可扩展性。随着企业需求增长向整个系统添加容量以实现系统扩展的能力;
  ※ 性能。系统为应用和用户提供数据的能力;
  ※ 可靠性。确保数据完整,以免系统发生故障。


  虽然有可能为满足特殊目标市场或应用的需要而对这些因素中的一两个进行优化,但同时对所有四个因素进行优化就困难得多了。正因如此,现有的各种网络存储架构才因为自己在某些方面所进行的取舍而在市场上占据了一定的地位:


  ※ 光纤通道的优化目标是提供高性能和可扩展性,但由于使用了专用交换机和HBA而增加了成本,并在管理方面提出了很高的要求。
  ※ iSCSI是光纤通道的低成本替代品,其优化目标是低成本,但降低了性能。
  ※ NAS的优化目标是成本,但降低了性能和可扩展性。


  虽然NAS、光纤通道和iSCSI都在努力满足特定市场的需求或应用的需要,但它们有着共同的缺陷——它们都受累于成本高昂而性能受限的用作物理存储模块的定制硬件。


  而Z-SAN的SoIP架构所特有的优势令其能够同时针对所有四个关键因素进行优化。


  更快的性能


  基于Z-SAN技术的解决方案不会因为使用定制硬件(如RAID控制器或专用交换机)而受到瓶颈的限制。另外,Z-SAN也不会受到那些需要求服务器进行干预的文件传输技术(如CIFS或NFS)的拖累。在一个Z-SAN系统中,每一磁盘都拥有到IP网络的专用连接。当网络中添加了更多磁盘时,网络中也同时添加了更多的连接。因为每一磁盘都能够以线速直接访问网络,所以整个系统的性能会随着每一磁盘的添加而直接得到提升。简而言之,磁盘越多,性能(速度)越高。



  性能组合: Z-SAN技术跨多条网络通信通道对磁盘驱动器进行条块化处理,提供了前所未有的性能,并消除了RAID控制器和NAS 机头导致的性能瓶颈。注:Windows?和其它操作系统对卷进行了不同的实际限制


  更好的可扩展性


  Z-SAN技术解决方案的可扩展性不会受到物理设备或RAID控制器上可用端口的限制。它通过为每一逻辑卷的IP地址分配的数据块数量来定义该逻辑卷的可寻址存储容量。Z-SAN技术使用48-位长的逻辑块地址(LBA)。在使用48-位LBA和512-字节大小数据块的情况下,基于Z-SAN技术的解决方案能够支持高达128PB的逻辑卷容量。


  优异的RAID结构提供了更好的可靠性


  基于Z-SAN技术的网络存储设备所提供的RAID结构规模不受物理磁盘、机箱或RAID控制器上开放端口的限制。通过将IP分区集中为单一的RAID保护卷,RAID阵列中的个体磁盘可位于不同的物理位置,或分布在多个磁盘阵列之中。


  基于Z-SAN技术的产品在无需RAID控制器的情况下提供了硬件RAID功能。Z-SAN技术可支持以下传统RAID架构:


  ※ RAID 0(条带化)
  ※ RAID 1(镜像)
  ※ RAID 5(奇偶条带)
  ※ RAID 6(双奇偶条带)


  另外,Z-SAN技术可以将磁盘分解为虚拟IP分区,实现在同一物理驱动器上将数据条带与镜像结合在一起的独特RAID架构。这种被称为Z-RAID的架构具有以下显著优势:


  ※ 与RAID 5相比,Z-RAID可提供同样的性能和统计意义上的优异可靠性,可防范由于大型磁盘阵列中的驱动器故障而导致的数据丢失。
  ※ 与RAID 10相比,Z-RAID能够在同样的可靠性下提供两倍的数据读取性能。


  价格更合理


  Z-SAN技术不需要专用光纤通道交换机、RAID控制器、HBA或TOE这样的专用硬件,其成本架构的组成优于与其竞争的网络存储技术。另外,Z-SAN技术基于标准IP网络,无需进行大量专业培训。下图显示了现有的存储技术以及由于使用这些专用设备而导致的成本负担。



  成本和性能优势: Z-SAN技术在磁盘和使用磁盘的客户端之间消除了所有的瓶颈和缩减了不必要的硬件成本。


  易于安装和使用


  对使用者来说,基于Z-SAN技术的产品安装、配置和管理起来都很简便。在安装过程中,使用者只要求了解有关标准IP网络和路由器的知识就可以了。配置和管理则由于使用了基于Web的供应和管理工具而得到了简化。另外,使用Z-SAN技术创建的卷以本地磁盘驱动器的形式提供给操作系统(其行为也与本地磁盘驱动器一样),用户可使用驱动器盘符的方式对其进行访问,因此,最没有经验的用户使用起来也会感到很舒服。


  真正的虚拟


  基于Z-SAN的产品可提供全面的虚拟,同时避免了复杂和昂贵的虚拟软件所带来的负担。利用IP内在的强大威力,无论磁盘本身的物理大小及其所在的地点如何,Z-SAN技术都可以实现强大的存储结构。

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