NetApp FAS2040 存储整合方案和配置清单
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所有NetApp产品－（包括NearStore近线存储与SnapLock，NetApp法规遵从解决方案的标志）－被设计用于服务于多平台，分布的计算环境并能够熟练地控制复杂的数据存储与管理需求。正象越来越多的企业所发现的，所有NetApp解决方案的优势非常清晰：快速、更可靠、无缝集成、简单地安装与维护、以及比传统的存储技术更经济的成本。
NAS所使用的是存储设备自己的文件系统，数据传输协议是TCP/IP over GbE，交换机是Ethernet Switch，资料存取的协议则有NFS、CIFS、HTTP、DAFS。
图表51：FS SAN (NAS)
5.2
FC SAN（Fibre Channel Storage Are Network）光纤存储局域网络是允许存储设备和服务器之间建立直接的FC光纤连接，通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。SAN可以被看作是存储总线概念和DAS（Direct Attached Storage）直连存储的一个扩展，通过FC光纤通道，前端的服务器象使用本地硬盘一样使用后端的存储。
原有存储设备使用了服务器本地磁盘存放数据，此次工程中，可以通过整合的方式将所有不同连接方式的存储统一整合到1台网络存储设备中。存储整合会带来如下的好处：
减少维护成本
减少维护复杂度
提升整个系统性能
提高系统可靠性
统一数据备份管理
考虑到揭阳榕城区政府业务系统的连续性，不应该对主机和数据库软件进行改动，而应该只对存储部分进行更新换代来避免影响整个核心业务系统的稳定性。
由以上分析可整理成以下的比较表：
与主机连接的传输协议
Fibre Channel
Gigabit Ethernet
使用的资料存取协议
Block Protocol
SCSI over FCP
File Protocol
NFS, CIFS, HTTP
文件系统
由所连接的主机决定
由NAS设备决定
集中化共享的项目
存储设备
在大容量的文件系统（如单一volume为16TB或更高时）高负载运作下，文件系统不会损毁。在不正常断电及关机时，文件系统不会损毁，也能快速激活并立刻提供服务。
能随时扩增所需硬盘数量（一颗或多颗）至使用中的文件系统，不用等待，就立刻可使用扩充后的新容量，同时不对系统造成停顿和效率的影响。
虽有一些名为NAS的设备在市场上出现，但是尚不能满足NAS的标准，也无法支持Microsoft Windows Cluster和SQL / Exchange Cluster，以至于企业不能将所有类型的资料全部集中存储在NAS上面，于是只能使用SAN先暂时解决资料存储设备集中化与资料集中备份的问题。理想中GbE-SAN的NAS一直无法实现。
存储设备及档案
兼容性
需考虑HBA、HUB、Switch、Router、Integrator、software
整合的兼容性
TCP/IP
IEEE802.3z (1000Base-SX)
IEEE802.3ab (1000Base-T)
IEEE802.3ac(VLAN TAG)
IEEE802.3ad (Link Aggregation)
另外对NAS而言，主机在进行资料存取时，并未透过主机的文件系统，因此主机并不需要负担存取资料时的硬盘区块(Block) I/O；而SAN所连接的主机仍必需负担硬盘区块(Block) I/O的负载，在相同的磁盘阵列系统和硬盘数量下的SAN和DAS，使用SAN的主机其效率将和DAS相同。倘若NAS的文件系统效率够高、够稳定，主机的CPU就可以全速执行应用程序的运算，不必负担文件系统和底层的硬盘子系统的负载，就可缩短应用程序执行所需的时间。
目录
1前言3
2NetApp公司介绍4
3系统需求分析5
4方案设计原则6
5网络存储架构的选择7
5.1以太网文件系统存储区域网NAS（FS SAN）7
5.2光通道数据块存储区域网SAN（FC SAN）7
5.3SAN（FC SAN）与NAS（FS SAN）的比较8
5.4以太网数据块存储区域网iSCSI（IP SAN）9
目前有三种主要的网络存储技术：SAN，NAS，iSCSI，各自有优缺点，针对揭阳榕城区政府的业务系统的实际情况，需要针对不同平台运行环境选择合适的网络存储技术。但同时不应增加太多系统成本。同时应用SAN和NAS技术的时候，对于存储设备来讲，系统能够动态灵活的调配SAN和NAS的使用空间来适应前端业务系统的变化。
概略而言，以上列举出的三种存储网络架构是互相联系又互有区别的，在不同的业务应用环境之下，它们能够发挥不同的功用，分别提供各自独特的优势。我们有必要对SAN(FCP SAN和iSCSI SAN)、NAS，以及它们之间的比较进行简要的介绍。
5.1
NAS（Network Attached Storage）网络存储，简单的说，NAS是通过TCP/IP以太网络连接的存储设备。NAS存储设备通过标准的网络拓扑结构（Ethernet）连接到一群计算机或者服务器上，而不象FC SAN那样需要昂贵复杂的光纤交换机，NAS使用普通的以太网络交换机，即ຫໍສະໝຸດ Baidu即用。
IEEE802.3ae (10Gb/s Ethernet)
传输速度
1Gb, 2Gb
100Mb, 1Gb, 10Gb
交换机平均单端口成本倍数
3x ~ 5x
1x
资料集中备份
可以
可以
实时性档案共享
无法提供
可以
移除应用程序服务器对Disk I/O
的负载
无法提供
可以
无使用上的距离限制
无法提供
可以
表格51：FC SAN和NAS的比较
5.高性能
整个存储系统应该提供较高的文件读写速率，IO操作次数，非常短的响应时延；而不是只提供单个指标的高性能，从而在整体上提升性能。
5
数据存储是已经成为整个信息化建设的重要组成部分，需要提供多功能、多用途的存储资源整合、备份、容灾等能力。在设计一个复杂的存储系统解决方案时，用户往往会在采用何种网络结构上举棋不定。是采用光纤通道FCP SAN方式，是采用iSCSI SAN方式，还是采用NAS方式？这需要根据前端的业务类型、主机平台以及具体的应用需求，经过仔细的分析、评估之后才能够决定。
系统性能是整个系统设计的另一个要点，考虑到已有的windows系统运行相对平稳，能够承载已有的业务系统。因此新购系统的性能必须远好于原存储系统，来保证新购系统的性能可以满足业务系统要求。
数据安全性是存储系统最核心的问题，这里需要详细描述整个系统的数据保护能力。
4
1．标准性
存储系统设计应完全基于现有计算机和网络设备业界的开放标准，适应揭阳榕城区政府存储整合工程现有网络系统硬件环境要求。
支持邮件服务器的资料：MS-Exchange Cluster、Lotus Notes、Domino、Sendmail。
支持跨平台（NFS及CIFS）锁定的安全资料共享，以防止资料损毁和读取错误的资料。
支持网络数据管理协议(NDMP)，以达到网络无负载(LAN-free)及服务器无负载(Server-free)的备份方式，同时也能够支持具扩展性的Tape SAN（包括FC及GbE）架构的备份方式。
图表52：FC SAN
5.3
以FC-SAN的架构来看，存储媒体的集中解决了磁带集中备份恢复与资料集中管理的问题，但仍无法解决资料共享与改善应用程序执行速度的问题。以GbE-SAN架构的NAS来看，因为资料存取是透过存储设备本身的文件系统，并且提供安全的跨平台档案锁定，因此所有不同的主机（或不同平台的主机）皆可同时存取同一个档案，达到了实时性资料共享的目的。
FC-SAN的存储设备使用连接主机的文件系统，常见的主机文件系统有UFS (Unix File System)、NTFS (NT File System)、VxFS (Veritas File System)，数据传输协议是FCP (Fibre Channel Protocol)，交换机是Fibre Channel Switch，资料存取的协议是SCSI。
4．可管理性和可维护性
存储设备可以通过多种技术和方式实现了高可靠性，同时也增加了系统的复杂性，从而容易导致维护和管理的复杂性。因此在方案设计中在提供高可靠性的同时，也要注重提供存储系统的可管理性和可维护性。
整个系统应该有灵活的系统扩容方案，能够进行不影响系统和应用工作的在线扩容。能够采用基于Web的界面对存储设备进行配置管理。系统配置工作应该简单明了，流程清晰。系统应该能够提供远程告警。
2．可扩展性
在满足当前的业务需求的同时，还考虑到今后业务发展的需求，确保在未来扩容时能够扩展到更多的存储容量支持。同时能够充分利用现有的资源，保护投资。
3．高可靠性
在确保系统可靠工作和数据的可靠性的原则基础上，尽可能的做到高起点，选用先进的技术和设备，使构建的存储系统有较高的技术水平，以适应今后的发展。
文中FAS / Filer是指NetApp的统一网络存储设备。
2
NetApp (NASDAQ: NTAP)是全球公认的存储界的领导厂商，提供统一的、可高度扩展的、高可用的以及可完全互操作的存储与数据管理解决方案。NetApp的数据存储管理解决方案，构建于业界领先的硬件、软件与服务之上，经过充分测试并经过长期使用，充分证明能够使企业获得更好的竞争优势，改进盈利能力。
作为一个1995年上市的公司，NetApp建立起了稳健成长的良好记录，达到了连续10个季度的与上年相比的收入与利润双增长。NetApp在FY08年的年收入超过30亿美元，最近还被美国财富杂志评选为“增长最快的公司”。NetApp公司还是美国标准普尔500与NASDAQ股市100的指标股成员。
99,00，01连续三年被财富杂志评为全美最快成长公司前十位;
6.2.1Flexible Volumes的概念18
6.2.2性能的提高19
6.2.3灵活的容量规划20
6.2.4FlexVol的技术优势21
6.3数据保护22
6.3.1增强型RAID-422
6.3.2RAID-DP23
6.4FlexShare数据卷优先级别管理25
6.5A-SIS重复数据删除技术25
被商业周刊杂志评为99年全美最佳业绩公司第19位；
99,00年连续两年名列高速增长公司前100位(20th/00)
http://www.businessweek.com/2000/00_13/bw50.htm http://www.businessweek.com/2000/00_22/b3683022.htm
6.6系统扩展性26
6.7系统管理27
6.7.1FilerView27
7NetApp FAS存储系统介绍29
7.1FAS2020/A29
7.1.1系统概述29
7.1.2硬件特性29
7.2FAS2000系列产品技术规格30
1
本文描述了NetApp公司针对揭阳榕城区政府的服务器整合存储工程的整体技术方案。
系统需求分析揭阳榕城区政府目前有多个业务系统企业办公财务邮件网站服务文件服务等业务运行在window2000windows2003平台上数据主要存储在服务器主机的内置硬盘或磁盘阵列中随着业务的不断增长和关键业务系统的性能提升目前基于分布式存储的存在一定的安全性可用性及管理问题揭阳榕城区政府希望把多台服务器系统的存储进行整合进一步提高数据安全性可用性和性能提高整个系统维护效率和降低系统维护成本避免数据管理的风险
虽然看起来NAS的确有它的优势，但是扮演一个信息时代转变的重要角色，要能够对现有资料满足存储、存取、备份恢复等所有数据管理的需求。一个存储设备是否能担任NAS的角色，至少需符合以下的条件：
支持数据库的资料：Oracle8i、9i、9iRAC、MS-SQL Cluster、DB2、Sybase、Informix。
其数据存储设备-FILER占2006年NAS存储市场的57%，处于绝对优势地位；占IP SAN市场的30%，处于市场领先位置；除此之外，NetApp公司在存储业界中率先实现了在同一物理设备上IP SAN与SAN结构的融合，成为一体化的存储解决方案的厂商。
3
揭阳榕城区政府目前有多个业务系统（企业办公、财务、邮件、网站服务、文件服务等业务）运行在Window2000、Windows2003平台上，数据主要存储在服务器主机的内置硬盘或磁盘阵列中，随着业务的不断增长和关键业务系统的性能提升，目前基于分布式存储的存在一定的安全性、可用性及管理问题，揭阳榕城区政府希望把多台服务器系统的存储进行整合，进一步提高数据安全性、可用性和性能，提高整个系统维护效率和降低系统维护成本，避免数据管理的风险。目前有多个业务系统的数据存储要求，考虑未来的数据增量，可用数据量在1TB，考虑到存储系统投资成本和总体拥有成本的因素，揭阳榕城区政府希望用基于统一的网络存储架构来整合本次工程中的业务系统。
5.5SAN（FC SAN）与NAS（FS SAN）的融合10
6技术方案建议13
6.1方案总体设计13
6.1.1iSCSI整合方案15
6.1.2NAS整合方案（可选）15
6.1.3配置列表15
6.1.4卷组容量和RAID划分16
6.1.5iSCSI的容量调整17
6.1.6IP网络相关设计17
6.2存储虚拟化管理18
NAS所使用的是存储设备自己的文件系统，数据传输协议是TCP/IP over GbE，交换机是Ethernet Switch，资料存取的协议则有NFS、CIFS、HTTP、DAFS。
图表51：FS SAN (NAS)
5.2
FC SAN（Fibre Channel Storage Are Network）光纤存储局域网络是允许存储设备和服务器之间建立直接的FC光纤连接，通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。SAN可以被看作是存储总线概念和DAS（Direct Attached Storage）直连存储的一个扩展，通过FC光纤通道，前端的服务器象使用本地硬盘一样使用后端的存储。
原有存储设备使用了服务器本地磁盘存放数据，此次工程中，可以通过整合的方式将所有不同连接方式的存储统一整合到1台网络存储设备中。存储整合会带来如下的好处：
减少维护成本
减少维护复杂度
提升整个系统性能
提高系统可靠性
统一数据备份管理
考虑到揭阳榕城区政府业务系统的连续性，不应该对主机和数据库软件进行改动，而应该只对存储部分进行更新换代来避免影响整个核心业务系统的稳定性。
由以上分析可整理成以下的比较表：
与主机连接的传输协议
Fibre Channel
Gigabit Ethernet
使用的资料存取协议
Block Protocol
SCSI over FCP
File Protocol
NFS, CIFS, HTTP
文件系统
由所连接的主机决定
由NAS设备决定
集中化共享的项目
存储设备
在大容量的文件系统（如单一volume为16TB或更高时）高负载运作下，文件系统不会损毁。在不正常断电及关机时，文件系统不会损毁，也能快速激活并立刻提供服务。
能随时扩增所需硬盘数量（一颗或多颗）至使用中的文件系统，不用等待，就立刻可使用扩充后的新容量，同时不对系统造成停顿和效率的影响。
虽有一些名为NAS的设备在市场上出现，但是尚不能满足NAS的标准，也无法支持Microsoft Windows Cluster和SQL / Exchange Cluster，以至于企业不能将所有类型的资料全部集中存储在NAS上面，于是只能使用SAN先暂时解决资料存储设备集中化与资料集中备份的问题。理想中GbE-SAN的NAS一直无法实现。
存储设备及档案
兼容性
需考虑HBA、HUB、Switch、Router、Integrator、software
整合的兼容性
TCP/IP
IEEE802.3z (1000Base-SX)
IEEE802.3ab (1000Base-T)
IEEE802.3ac(VLAN TAG)
IEEE802.3ad (Link Aggregation)
另外对NAS而言，主机在进行资料存取时，并未透过主机的文件系统，因此主机并不需要负担存取资料时的硬盘区块(Block) I/O；而SAN所连接的主机仍必需负担硬盘区块(Block) I/O的负载，在相同的磁盘阵列系统和硬盘数量下的SAN和DAS，使用SAN的主机其效率将和DAS相同。倘若NAS的文件系统效率够高、够稳定，主机的CPU就可以全速执行应用程序的运算，不必负担文件系统和底层的硬盘子系统的负载，就可缩短应用程序执行所需的时间。
目录
1前言3
2NetApp公司介绍4
3系统需求分析5
4方案设计原则6
5网络存储架构的选择7
5.1以太网文件系统存储区域网NAS（FS SAN）7
5.2光通道数据块存储区域网SAN（FC SAN）7
5.3SAN（FC SAN）与NAS（FS SAN）的比较8
5.4以太网数据块存储区域网iSCSI（IP SAN）9
目前有三种主要的网络存储技术：SAN，NAS，iSCSI，各自有优缺点，针对揭阳榕城区政府的业务系统的实际情况，需要针对不同平台运行环境选择合适的网络存储技术。但同时不应增加太多系统成本。同时应用SAN和NAS技术的时候，对于存储设备来讲，系统能够动态灵活的调配SAN和NAS的使用空间来适应前端业务系统的变化。
概略而言，以上列举出的三种存储网络架构是互相联系又互有区别的，在不同的业务应用环境之下，它们能够发挥不同的功用，分别提供各自独特的优势。我们有必要对SAN(FCP SAN和iSCSI SAN)、NAS，以及它们之间的比较进行简要的介绍。
5.1
NAS（Network Attached Storage）网络存储，简单的说，NAS是通过TCP/IP以太网络连接的存储设备。NAS存储设备通过标准的网络拓扑结构（Ethernet）连接到一群计算机或者服务器上，而不象FC SAN那样需要昂贵复杂的光纤交换机，NAS使用普通的以太网络交换机，即ຫໍສະໝຸດ Baidu即用。
IEEE802.3ae (10Gb/s Ethernet)
传输速度
1Gb, 2Gb
100Mb, 1Gb, 10Gb
交换机平均单端口成本倍数
3x ~ 5x
1x
资料集中备份
可以
可以
实时性档案共享
无法提供
可以
移除应用程序服务器对Disk I/O
的负载
无法提供
可以
无使用上的距离限制
无法提供
可以
表格51：FC SAN和NAS的比较
5.高性能
整个存储系统应该提供较高的文件读写速率，IO操作次数，非常短的响应时延；而不是只提供单个指标的高性能，从而在整体上提升性能。
5
数据存储是已经成为整个信息化建设的重要组成部分，需要提供多功能、多用途的存储资源整合、备份、容灾等能力。在设计一个复杂的存储系统解决方案时，用户往往会在采用何种网络结构上举棋不定。是采用光纤通道FCP SAN方式，是采用iSCSI SAN方式，还是采用NAS方式？这需要根据前端的业务类型、主机平台以及具体的应用需求，经过仔细的分析、评估之后才能够决定。
系统性能是整个系统设计的另一个要点，考虑到已有的windows系统运行相对平稳，能够承载已有的业务系统。因此新购系统的性能必须远好于原存储系统，来保证新购系统的性能可以满足业务系统要求。
数据安全性是存储系统最核心的问题，这里需要详细描述整个系统的数据保护能力。
4
1．标准性
存储系统设计应完全基于现有计算机和网络设备业界的开放标准，适应揭阳榕城区政府存储整合工程现有网络系统硬件环境要求。
支持邮件服务器的资料：MS-Exchange Cluster、Lotus Notes、Domino、Sendmail。
支持跨平台（NFS及CIFS）锁定的安全资料共享，以防止资料损毁和读取错误的资料。
支持网络数据管理协议(NDMP)，以达到网络无负载(LAN-free)及服务器无负载(Server-free)的备份方式，同时也能够支持具扩展性的Tape SAN（包括FC及GbE）架构的备份方式。
图表52：FC SAN
5.3
以FC-SAN的架构来看，存储媒体的集中解决了磁带集中备份恢复与资料集中管理的问题，但仍无法解决资料共享与改善应用程序执行速度的问题。以GbE-SAN架构的NAS来看，因为资料存取是透过存储设备本身的文件系统，并且提供安全的跨平台档案锁定，因此所有不同的主机（或不同平台的主机）皆可同时存取同一个档案，达到了实时性资料共享的目的。
FC-SAN的存储设备使用连接主机的文件系统，常见的主机文件系统有UFS (Unix File System)、NTFS (NT File System)、VxFS (Veritas File System)，数据传输协议是FCP (Fibre Channel Protocol)，交换机是Fibre Channel Switch，资料存取的协议是SCSI。
4．可管理性和可维护性
存储设备可以通过多种技术和方式实现了高可靠性，同时也增加了系统的复杂性，从而容易导致维护和管理的复杂性。因此在方案设计中在提供高可靠性的同时，也要注重提供存储系统的可管理性和可维护性。
整个系统应该有灵活的系统扩容方案，能够进行不影响系统和应用工作的在线扩容。能够采用基于Web的界面对存储设备进行配置管理。系统配置工作应该简单明了，流程清晰。系统应该能够提供远程告警。
2．可扩展性
在满足当前的业务需求的同时，还考虑到今后业务发展的需求，确保在未来扩容时能够扩展到更多的存储容量支持。同时能够充分利用现有的资源，保护投资。
3．高可靠性
在确保系统可靠工作和数据的可靠性的原则基础上，尽可能的做到高起点，选用先进的技术和设备，使构建的存储系统有较高的技术水平，以适应今后的发展。
文中FAS / Filer是指NetApp的统一网络存储设备。
2
NetApp (NASDAQ: NTAP)是全球公认的存储界的领导厂商，提供统一的、可高度扩展的、高可用的以及可完全互操作的存储与数据管理解决方案。NetApp的数据存储管理解决方案，构建于业界领先的硬件、软件与服务之上，经过充分测试并经过长期使用，充分证明能够使企业获得更好的竞争优势，改进盈利能力。
作为一个1995年上市的公司，NetApp建立起了稳健成长的良好记录，达到了连续10个季度的与上年相比的收入与利润双增长。NetApp在FY08年的年收入超过30亿美元，最近还被美国财富杂志评选为“增长最快的公司”。NetApp公司还是美国标准普尔500与NASDAQ股市100的指标股成员。
99,00，01连续三年被财富杂志评为全美最快成长公司前十位;
6.2.1Flexible Volumes的概念18
6.2.2性能的提高19
6.2.3灵活的容量规划20
6.2.4FlexVol的技术优势21
6.3数据保护22
6.3.1增强型RAID-422
6.3.2RAID-DP23
6.4FlexShare数据卷优先级别管理25
6.5A-SIS重复数据删除技术25
被商业周刊杂志评为99年全美最佳业绩公司第19位；
99,00年连续两年名列高速增长公司前100位(20th/00)
http://www.businessweek.com/2000/00_13/bw50.htm http://www.businessweek.com/2000/00_22/b3683022.htm
6.6系统扩展性26
6.7系统管理27
6.7.1FilerView27
7NetApp FAS存储系统介绍29
7.1FAS2020/A29
7.1.1系统概述29
7.1.2硬件特性29
7.2FAS2000系列产品技术规格30
1
本文描述了NetApp公司针对揭阳榕城区政府的服务器整合存储工程的整体技术方案。
系统需求分析揭阳榕城区政府目前有多个业务系统企业办公财务邮件网站服务文件服务等业务运行在window2000windows2003平台上数据主要存储在服务器主机的内置硬盘或磁盘阵列中随着业务的不断增长和关键业务系统的性能提升目前基于分布式存储的存在一定的安全性可用性及管理问题揭阳榕城区政府希望把多台服务器系统的存储进行整合进一步提高数据安全性可用性和性能提高整个系统维护效率和降低系统维护成本避免数据管理的风险
虽然看起来NAS的确有它的优势，但是扮演一个信息时代转变的重要角色，要能够对现有资料满足存储、存取、备份恢复等所有数据管理的需求。一个存储设备是否能担任NAS的角色，至少需符合以下的条件：
支持数据库的资料：Oracle8i、9i、9iRAC、MS-SQL Cluster、DB2、Sybase、Informix。
其数据存储设备-FILER占2006年NAS存储市场的57%，处于绝对优势地位；占IP SAN市场的30%，处于市场领先位置；除此之外，NetApp公司在存储业界中率先实现了在同一物理设备上IP SAN与SAN结构的融合，成为一体化的存储解决方案的厂商。
3
揭阳榕城区政府目前有多个业务系统（企业办公、财务、邮件、网站服务、文件服务等业务）运行在Window2000、Windows2003平台上，数据主要存储在服务器主机的内置硬盘或磁盘阵列中，随着业务的不断增长和关键业务系统的性能提升，目前基于分布式存储的存在一定的安全性、可用性及管理问题，揭阳榕城区政府希望把多台服务器系统的存储进行整合，进一步提高数据安全性、可用性和性能，提高整个系统维护效率和降低系统维护成本，避免数据管理的风险。目前有多个业务系统的数据存储要求，考虑未来的数据增量，可用数据量在1TB，考虑到存储系统投资成本和总体拥有成本的因素，揭阳榕城区政府希望用基于统一的网络存储架构来整合本次工程中的业务系统。
5.5SAN（FC SAN）与NAS（FS SAN）的融合10
6技术方案建议13
6.1方案总体设计13
6.1.1iSCSI整合方案15
6.1.2NAS整合方案（可选）15
6.1.3配置列表15
6.1.4卷组容量和RAID划分16
6.1.5iSCSI的容量调整17
6.1.6IP网络相关设计17
6.2存储虚拟化管理18