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舊 2006-08-05, 02:52 PM   #2 (permalink)
psac
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應用iSCSI技術解決微軟應用程式方案
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盧廷偉
前言
2001年IBM推出了IP Storage 200i,同年Cisco也推出了針對iSCSI應用的SN5420路由器,兩家設備廠商期望此技術能解決傳統NAS設備因為使用File Protocol帶來的在應用軟體上的問題,同時促成能與傳統光纖通道技術抗衡的廉價SAN技術。然而事實證明在過去二至三年的期間兩家公司在iSCSI的推廣與應用上卻似乎不盡理想,先不提「整體效能」、「與尚未成為公定標準」這兩問題,同時缺乏應用軟體廠商配合「實際應用」造成空有技術但缺少應用解決方案。
不過,進入2004年,iSCSI的相關應用開始蓬勃發展(註一),這一波潮流由應用軟體大廠微軟所領導,2003年六月微軟正式宣佈用戶端及伺服器軟體提供iSCSI支援,微軟更邀請超過六十家軟體硬體廠商如Adaptec Inc., Broadcom Corp., Cisco Systems Inc., DataCore Software Corp., EMC Corp., FalconStor Software Inc., Network Appliance Inc., Promise Technology Inc.,等,結合這些廠商儲存領域的技術,共同提供以iSCSI為基礎的解決方案。同時IDC的報告更樂觀的指出,iSCSI儲存設備的市值將在2007年上看30億美元,可預期未來乙太網路技術有機會蠶食原有光纖通道技術的市場,成為未來的主流。

除了符合經濟效能外還提供什麼
市售的應用軟體如微軟Exchange Server和SQL Server、 Cluster Service等只支援Block Protocol資料存取方式,在iSCSI技術未成熟前企業欲將這些應用軟體建置於SAN的儲存架構上,必須選用昂貴光纖通道技術。現在iSCSI技術提供企業另一種SAN的選擇,不需購買昂貴光纖通道技術,利用現有且成熟超高速乙太網路環境,同樣可以提供Block Protocol的資料存取。 何謂IP-SAN(iSCSI SAN)與FC-SAN,差異在建構的儲存網路是以光纖通道技術還是乙太網路技術,兩者同樣都提供Block Protocol資料存取。
綜觀市面上提供iSCSI技術的儲存產品,大致分為兩種iSCSI Target儲存伺服器和iSCSI Target 硬碟陣列櫃。iSCSI Target 硬碟陣列櫃大部分為儲存硬體廠商如Overland Storage、喬鼎、建聯所推出,設備具備簡易的儲存管理軟體,單純提供iSCSI SAN環境下大容量的磁碟空間。
而iSCSI Target儲存伺服器則有兩種設備類型的可讓企業作選擇。一、Windows Storage Server 2003(WSS)儲存作業系統+儲存虛擬化軟體,微軟提供WSS供硬體廠商OEM,廠商利用此作業系統搭配儲存虛擬化軟體如(FalconStor IPStor、DataCore SANmelody)。目前如國內廠商Acer、技嘉、建聯、精業國外廠商如EMC、HP、Dell等。二、另一類廠商如Network Appliance(NetApp),提供專為資料存取單一用途設計的作業系統和檔案系統,系統核心極小(microkernel) 資料交換效率達到最佳化。且內建儲存虛擬化功能,並不需額外整合儲存虛擬化軟體廠商的產品。
各家iSCSI Target儲存伺服器皆提供:
l可同時提供NAS和iSCSI的資料傳輸,也可額外安裝SCSI或光纖通道控制卡,即可直接和光纖
通道SAN相連結。
l具備線上擴充磁碟空間(online expanding)功能,儲存空間不夠用,利用GUI管理畫面或配合簡
單的CLI指令,不必停機或重新開機就能延伸磁碟分割區的空間。NetApp產品更強調可瞬間擴
充磁碟空間,完全不需等待。
l 具備磁碟鏡像(Mirror)技術,資料同時寫入兩組硬碟或磁碟陣列的邏輯磁碟區,一組硬碟或
磁碟陣列故障時,伺服器仍然可以不受影響的存取資料。
l支援即時性的資料保護技術快照技術。NetApp與FalconStor IPStor強調可針對磁碟分割區
(LUN)進行快照動作。
l不受距離限制的異地備援,利用內建遠端資料複製,可以運用乙太網路上建立異地備援系
統。

微軟應用軟體解決方案
iSCSI未能在2001年順利受到市場接受的原因,有大部分是應用方面的問題,現在除了微軟大力支持外,各家儲存軟硬體廠商也紛紛提出解決應用軟體方案。以NetApp為例,產品結合微軟發展的 iSCSI Initiator提供微軟作業系統實現虛擬化的存儲管理,針對微軟應用服務如Cluster Service、Exchange Server和SQL Server。以下是Netpp提供的解決方案

Microsoft Cluster Service
微軟的Cluster Service強調資料維持在高可擴展性、高可用性和Failover保護的機制下運行,目前有兩種方案可以在iSCSI儲存架構下執行該服務。一種是網路設備如網卡、網路交換器需支援IEEE 802.3ad搭配Microsoft iSCSI Initiator Drive透過NetApp SnapDrive軟體。另一種則是安裝iSCSI HBA搭配NetApp SnapDrive軟體即可。NetApp SnapDrive軟體,獲得微軟針對iSCSI的MPIO的資格認證,過去微軟認證的Multipath Input/Output(MPIO)技術只適用於光纖通道SAN環境(註三),NetApp在業界首先使企業能夠在iSCSI的儲存網路架構執行Microsoft Cluster Service。

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主要特點
存儲虛擬化
由 SnapDrive 軟體管理NetApp存儲系統空間,使用者使用起來就是本機磁碟機,而實際上資料在儲
存系統內的虛擬磁碟。
動態的管理儲存空間
當虛擬磁碟空間不足時,不需要停止任何應用軟體服務也不會影響應用程式或系統性能。同時支援
磁碟分割區(LUN)的資料複製與鏡射複製。
真正實現叢集功能
前面提到SnapDrive軟體經過微軟MPIO的認證,且支援將虛擬磁碟使用作 quorum Disk,提升iSCSI技
術的實現高可用性
即時性的資料保護技術快照技術
整合微軟MMC管理控制或以DOS命令行進行管理

SnapDrive Disks Management
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Windows MMC Disk Manager
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支援的軟體與平臺:
☉ Microsoft Windows 2000 /2003 Cluster Service
☉ Microsoft iSCSI Initiator
☉ Network Appliance FAS200、F800 和 FAS900 系列存儲系統
☉ NetApp SnapDrive® 軟體

Microsoft Cluster Service +SQL Server快速備份和恢復功能以及高可用性解決方案
企業內的 SQL Server 環境的複雜度越高,資料庫管理人員除了要管理多台伺服器外,同時要備份各個設備上所存儲的資料庫,也是一項繁雜的任務。為此NetApp針對Microsoft SQL Server 資料庫提出SnapManager® for Microsoft® SQL Server軟體解決方案,可針對資料庫應用程式進行不間斷服務的快照備份和快速恢復功能。
備份以 NetApp Snapshot™ 快照備份為基礎,可在數秒內同時備份任意大小的多個資料庫,,SnapManager for SQL可使企業在數分鐘(而非數小時或若干天)內從 SQL Server 中斷中完全恢復。
再與上述iSCSI的儲存網路架構所執行Cluster Service整合,更能確保SQL Server資料庫能提供不間斷的服務。
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主要特點
l不中斷服務的線上完整備份和快速恢復,將備份和恢復時間從幾小時甚至是幾天縮短到幾分
鐘。
l實現了存儲任務的自動化,減少資料庫管理人員的負擔並能自動完成日常備份任務,使得管理
員可以將更多的時間花在程式開發與資料庫效能微調的工作上。
l即時的容量擴展性,升級容量空間時不需使 SQL Server服務停止也不會影響正常服務效能,既可
方便地擴展存儲容量。
l可利用現有的超高速乙太網路建設。
l支援Microsoft Cluster Service +SQL Server備份方案

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支援的軟體與平臺:
☉ Microsoft Windows 2000 /2003 Server
☉ Microsoft Windows 2000 /2003 Cluster Service
☉ Microsoft SQL Server 2000 Server/ Enterprise Server
☉ Microsoft iSCSI Initiator
☉ Network Appliance FAS200、F800 和 FAS900 系列存儲系統
☉ NetApp SnapDrive® 軟體
☉ NetApp SnapManager® for Microsoft® SQL Server

Microsoft Cluster Service +Exchange Server快速備份和恢復功能以及高可用性解決方案
Exchange 管理員最痛苦任務從備份中回復各個郵箱或回復每封郵件。為了準備隨時能夠滿足各個郵件使用者,管理員必須進行複雜而耗時備份。準備這些備份工作需購買額外的軟硬體搭配導致許多額外的費用。同樣為了減少管理人員負擔NetApp 提供Exchange 用戶SnapManager® for Microsoft® Exchange。
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主要特點
lNetApp SnapManager for Exchange 使用 NetApp Snapshot™ 技術快速且頻繁地對 Exchange進行完整
的備份。每次備份皆屬於個增量備份對於需準備多少備份容量的要求是最小的。
l可快速的回復Exchange原件如、資料庫、檔案、單一使用者郵箱或單一信件。
l無需設置和維護額外的備份伺服器或備份空間減少開銷。
l可利用現有的超高速乙太網路建設。
l支援Microsoft Cluster Service +Exchange Server備份方案

SnapManager for Exchange 2000
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Backup SnapManager for Exchange
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Schedule Backup SnapManager for Exchange 
Restore SnapManager for Exchange
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Single Mailbox Restore
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支援的軟體與平臺:
☉ Microsoft Windows 2000 /2003 Server
☉ Microsoft Windows 2000 /2003 Cluster Service
☉ Microsoft Exchange 5.5、2000、2003
☉ Microsoft iSCSI Initiator
☉ Network Appliance FAS200、F800 和 FAS900 系列存儲系統
☉ NetApp SnapDrive® 軟體
☉ NetApp SnapManager® for Microsoft® Exchange Server

 
(註一)iSCSI通訊協定在2003年2月11日通過IETF(Internet Engineering Task Force,網際網路工程工作小組)認可正式成為業界標準的網路通訊協定,此傳輸協定主要的功能是將SCSI 的命令及資料,透過 iSCSI的協定在的乙太網路環境上傳送,藉由iSCSI協定,將使乙太網路亦可成為儲存網路。
(註二) 一個IP SAN大致需要這幾個原件:
1、安裝iSCSI網路卡的主機,也可利用微軟提供免費的iSCSI驅動程式,稱做Initiator 端。
 2、支援iSCSI的磁碟陣列,或是裝有iSCSI Target軟體的儲存伺服器。
 3、高速乙太網路交換器負責將主機(Initiator)與儲存裝置(Target)連結。
(註三) Multipath Input/Output(MPIO)可以使用多於一個的物理路徑如(光纖控制卡、乙太網路卡)同時存取一個存儲設備,通過容錯或I/O流量負載均衡的方式提供更高的系統可靠性和可用性。
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