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什麼是Storage Area Network (SAN)?運作方式為何?

資料量持續以天文的速度成長。企業需要為使用者提供快速、簡單的重要資訊存取。傳統上,使用者必須經過伺服器才能取得資料。透過儲存區域網路(SAN)提供直接存取功能,可提升效能、簡化管理作業,並提升可靠性。

傳統儲存選項

現今產生的資料量令人難以置信。從 2020 年的 64.2 兆位元組到 2024 年的 147 兆位元組,資料儲存在全球逐漸增加。到 2025 年,全球將達到 181 ZB。

企業都在掌握資訊。隨著資料量的成長,儲存和提供使用者存取的方式也隨之改變。

傳統系統仰賴直連式儲存(DAS)來傳遞資訊。伺服器管理與資料儲存系統之間的互動。由於資訊從一個系統移動到另一個系統的速度受到兩者之間的實體連接限制,因此產生瓶頸。

網路式儲存提供了更好的選擇。這種方法匯集了資料,並允許一台以上的電腦透過網路擷取資料,從而改善資料分享和協作。

出現了兩種類型的網路儲存設備。網路附加儲存(NAS)會在由冗餘儲存容器或獨立磁碟(RAID)冗餘陣列組成的單一裝置中收集資料。

這種技術易於設定。使用者通常透過 IP 網路存取資料。然而,這種設計無法妥善擴展,因為它受限於裝置的處理能力。

什麼是儲存區域網路?

儲存區域網路(SAN)是儲存設備的專用網路,提供多個電腦和伺服器可存取的共用儲存伺服器集區。將資料儲存在像 SAN 這樣的集中式共享 Oracle 架構中,可讓組織從集合位置管理儲存,並針對安全性、資料保護災害復原應用一致的政策。SAN 為多個裝置建立網路,因此比 NAS 提供更多的儲存空間和更快的速度。它們能與大型資料集、大量使用者和複雜工作負載完美配合。另一個優點是 SAN 可消除單一故障點。因此,它們提高了可靠性和系統可用性。

SAN 中的三個元件

SAN 包含三套設備,共同為使用者提供資料: 

網路介面卡(NIC)

網路介面卡(NIC)是專門的電路板,可將儲存系統連接到有線(乙太網路)或無線(Wi-Fi)網路。此硬體元件可確保儲存設備與網路的其餘部分之間的通訊,以利資料傳遞給使用者。

儲存設備

依據應用程式需求或公司需求,在 SAN 內部署各種儲存設備。這些裝置包含資訊,並可能包含硬碟(HDD)、固態硬碟(SSD)、快閃儲存和混合儲存選項。儲存技術的選擇會影響 SAN 的速度、容量和效率。

SAN 交換器

SAN 交換器在將伺服器連接到儲存設備,以及管理網路內的資料流方面,扮演著關鍵的角色。該硬體可包括集線器、交換器、閘道、董事和路由器。它們與 SAN 管理軟體配合運作,可監控並優化整個儲存網路的效能。

SAN 如何運作?

SAN 的元件包括佈線、主機匯流排介面卡,以及連接至儲存陣列和伺服器的 SAN 交換器。SAN 使用區塊式儲存和高速架構,將伺服器連接到邏輯磁碟單元(LUN),從共用儲存集區中提供一系列區塊式儲存,並作為邏輯磁碟顯示到伺服器。 

SAN 由三種不同層級組成:主機、網狀架構和儲存。

主機層

主機層由附加至 SAN 的伺服器組成,SAN 會執行需要存取儲存的企業工作負載(例如資料庫)。 

SAN 主機使用主機匯流排介面卡(HBAs),獨立網路介面卡專用於 SAN 存取,以連接伺服器的作業系統。這讓工作負載得以使用作業系統,將儲存命令和資料傳達給 SAN 及其儲存資源。

Fabric 網路架構

Fabric 網路架構由纜線和網路裝置組成,構成了互連 SAN 主機和儲存設備的網路架構。SAN 網路裝置可包括 SAN 交換器、閘道、路由器和通訊協定橋接。

Fabric 網路架構透過一般網路提供多重替代路徑,從主機到跨網狀架構的儲存設備,來增加備援性。這表示,如果一個路徑發生中斷,SAN 可以使用替代路徑進行通訊。

儲存層

儲存層包含數個儲存設備,通常為 HDD,但可包含 SSD、CD、DVD 和磁帶機。SAN 內的儲存設備可以組織成 RAID 群組,以增加儲存容量並提高可靠性。

SAN 通訊協定

儲存區域網路協定可決定裝置與交換器如何互相通訊。SAN 可以使用一種協定,或許多協定,因為多重協定路由器和交換器以不同的方式將資訊從位置移動到位。SAN 技術支援多種協定,讓各個層級、應用程式和作業系統進行通訊。最常使用的協定是光纖通道協定(FCP),其基於Fibre Channel (FC) 技術。網際網路小型運算系統介面(iSCSI)是 FC 較便宜的替代方案,通常用於中小型組織。我們來深入了解不同類型的 SAN 連線

Internet Small Computer System Interface (iSCSI)

Internet Small Computer System Interface (iSCSI) 是一種基於 IP 的標準,透過網路連結資料儲存設備。熟悉度是一種吸引力。企業在儲存、儲存管理與資料網路使用相同的網路協定,可簡化系統管理。

光纖通道協定(FCP)

光纖通道協定(FCP)是一種超高速網路技術,主要用於儲存網路。該協定是為超級電腦開發,但成為企業資料中心的共同標準。

乙太網路光纖通道(FCoE)

乙太網路光纖通道(FCoE)是一種通訊協定,用於透過乙太網路傳送 FC 封包。這種方法簡化了管理,因為企業 LAN 和 SAN 共享共同的網路基礎架構。

IP 光纖通道 IP(FCIP)

IP 光纖通道 IP(FCIP)是一種通道方法。TCP TCP/IP 網路通訊協定包含光纖通道儲存資訊。許多組織擁有現有的 IP 基礎架構,因此他們發現能以相對低的成本吸引力連結分散在地理上的 SAN。

部署 SAN 的優勢

SAN 相當受歡迎。2022 年,全球銷售額達到 194 億美元,預計在 2032 年將增加至 523 億美元,在此期間的複合年均增長率為 10.7%。廣受好評的源於 SAN 的眾多優勢。

更簡易的管理

SAN 將儲存設備集中。系統資源的叢集讓管理基礎架構成本變得更簡單、成本更低,並降低公司的整體擁有成本

改善應用程式可用性

儲存設備獨立於應用程式和伺服器。由於可透過多種途徑存取,因此可提高可靠性和可用性。

更好的應用程式效能

SAN 將儲存處理從伺服器卸載至個別高速網路。因此,資訊擷取更快速。

增強擴充性

SAN 讓公司能夠更輕鬆地視需要提升儲存效能。因此,隨著業務的成長,它們可以更輕鬆地擴展。

SAN 的使用案例

資料推動企業決策。公司仰賴 SAN 為員工、合作夥伴和客戶提供資料。這種方法也讓他們能夠保護資訊,並在需要時確保資訊可用。該技術支援所有應用程式。其中一些常見包括:

資料合併與存取

從歷史上看,企業以散射的方式管理資料。資訊是儲存在自動化應用程式中。這種方法導致大量的重複和浪費。SAN 會在單一位置收集資訊,進而提升效率,並提高使用者存取所需資訊的可能性。

遠端現場資料傳輸與保存

公司必須保護敏感資訊。SAN 能讓他們建立資料的遠端副本,如果中央系統出現問題,就可以使用這些資料。

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SAN 是公司技術基礎架構的重要組成部分,因為它們能夠快速存取所需資訊。大型企業仰賴 SAN 為使用者提供資訊。中小型企業越來越常部署這些裝置來儲存企業資料。

Pure Storage 提供多種產品,為企業提供強大、符合成本效益的區塊式資料儲存解決方案:

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  • FlashArray//C:中等範圍的選項,平衡效能和成本,以處理較不關鍵的工作負載
  • FlashArray//E:入門級全快閃,以節省成本取代傳統磁碟系統

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