本文主要介绍云计算使用的对象存储的基础知识,是在了解云计算的对象存储之前要知道的必要知识点。
存储可以分为多种类型,按照存储接口分类,可以分为SCSI,I-SCSI,FC,TCP/IP等接口类型;如果按照存储所使用的网络来分类,则有DAS,NAS,SAN,FAS等类型。具体信息如下:
SCSI,Small Computer System Interface,是用于小型机的接口类型,用于连接主机和外部设备(如硬盘、软盘、打印机、扫描仪等)接口,可以同时接入多个设备。
SCSI物理接口长这样:
连接图如下:
顾名思义,使用SCSI接口的存储是SCSI类型。又可以根据后端存储介质,分为SCSI-SATA, SCSI-SCSI存储等,"-"前是接口类型,"-"后为存储介质。
SCSI协议分为三层,物理层-传输层-应用层。物理层使用SCSI线缆传输,也可以使用其他介质比如光纤、以太网、双绞线等。基于IP传输的SCSI是I-SCSI.
I-SCSI,Internet Small Computer System Interface,是基于互联网的小型机系统接口。基于SCSI-3发展而来,SCSI只支持主机连接,不支持TCP-IP,I-SCSI则完全解决了这个问题,是的SCSI可以在IP网络上传输;SCSI-3最多支持连接15个外接设备,I-SCSI则不限制连接数量。
协议栈:
几类协议的协议栈对比:
FC,Fiber Channel光纤通道,通过光纤通道作为传输的存储就是FC存储,协议栈如上图。要注意区分FC存储与SAN存储不是一个概念,SAN存储是从存储网络结构的维度。
根据存储网络的结构,我们可以将存储分为DAS,FAS,NAS和SAN. 主要关系如下:
DAS Direct Attached Storage直连式存储,直连存储一般是主机自身存储或使用SCSI线与主机直连的设备。因为直连,优点是访问速度快;缺点是存储设备连接到一台主机,则只能供这台主机使用,无法共享,成本较高,且安全性较低。随着网络技术的发展,SCSI的传输速度也渐渐成为DAS的劣势。
NAS, Network-attached Storage, 与DAS相比,NAS最大的特点是非直连,通过网络实现主机与存储设备之间的连接。传输介质主要是通过网络,例如TCPIP,FDDI,ATM等。
SAN Storage Area Network,是在NAS基础上做的演进,结构原理如下图。
相对DAS而言,NAS大大提高了存储的安全性、共享性和成本。但是O渐渐成为性能瓶颈。NAS的主要问题是每个新的应用服务器都要有它自己的存储器,这样造成数据处理复杂,随着应用服务器的不断增加,网络系统效率会急剧下降。为了解决这个问题,出现了SAN存储方案。
NAS的主要问题:每个新的应用服务器都要有它自己的存储器。这样造成数据处理复杂,随着应用服务器的不断增加,网络系统效率会急剧下降。如图。
解决方法:将存储的数据从应用服务器中分离出来,对数据进行集中管理,使得存储不再受应用程序限制。如下图,将存储器从应用服务器中分离出来,并做集中管理。
NAS:用户通过TCP/IP协议访问数据,采用业界标准文件共享协议如:NFS、HTTP、CIFS实现共享。
SAN:通过专用光纤通道交换机访问数据,采用SCSI、FC-AL接口。
通俗上理解,SAN是一个网络上的磁盘,NAS是一个网络上的文件系统。根据SAN的定义,即“存储区域网络”,SAN其实只是一个网络,但是这个网络内包含着各种这样的元素,主机、适配器、网络交换机、磁盘阵列前端、盘阵后端、磁盘等。应该说,SAN是一个最大的涵盖,它涵盖了一起后端存储相关的内容。所以从这个角度来看,SAN包含了NAS,因为NAS的意思是“网络附加存储”,是一种网络存储方式,这样NAS没有理由不属于SAN的范畴。
由上图可以看出,SAN结构中,文件管理系统(FS)还是分别在每一个应用服务器上;而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议(如:NFS、CIFS)使用同一个文件管理系统。换句话说:NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。
NAS是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。SAN是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠
综上,今天的存储方案为:
云计算中的几个主要存储的概念:
块存储:DAS和NAS均支持。DAS直接通过LVM作为逻辑盘或者挂着为硬盘;NAS也可实现挂载。
文件存储:更像是NAS,理由是:通过网络访问存储器,文件系统在存储设备上。
对象存储:更像是SAN与NAS的结合,理由是:通过网络存储,文件系统在存储器之外,存储器上只做数据存储;结合了NAS的可共享的优点。
云计算中的存储概念,将在下面一篇整理介绍