计算机网络管理技术

1. 计算机网络管理技术 • 第1章 网络管理技术概述 • 第2章 SNMP网络管理架构 • 第3章 网络流量监控技术与方法 • 第4章 磁盘管理 • 第5章 用户管理 • 第6章 组策略管理 • 第7章 补丁管理 • 第8章 IP地址管理 • 第9章 VLAN管理 • 第10章 网络存储管理

2. 计算机网络管理技术 • 第10章 网络存储管理 • 越来越多的用户对网络存储的需求也从单一的存储产品开始提升到整体的解决方案，同时网络存储产品开始走向大众化。 • 本章将介绍网络存储的相关技术，使读者对网络存储有概念、标准和应用上有一个较为全面的认识。

3. 计算机网络管理技术 • 第10章 网络存储管理 • 10.1 存储技术的发展 • 10.2 存储设备 • 10.3 存储设备接口技术--SCSI • 10.4 存储设备接口技术--iSCSI • 10.5 存储设备接口技术--FC

4. 计算机网络管理技术 • 10.1 存储技术的发展 • 从技术角度来看，存储技术经过了内嵌式存储系统、直接连接存储、网络连接存储、存储区域网络几个阶段。本节依据存储技术的发展，对这些概念进行必要的介绍，有关详细内容将在本章随后内容中进行详述。

5. 计算机网络管理技术 • 10.1 存储技术的发展 • 10.1.1 内嵌式存储系统 • 10.1.2直接连接存储 • 10.1.3网络存储系统 • 10.1.4 存储区域网络

6. 计算机网络管理技术 • 10.1.1 内嵌式存储系统 • 在20世纪80年代，各种大型主机厂商有不同的整套系统解决方案，但都是完全不兼容的封闭系统。 • 这时的存储系统都是内嵌式存储系统（embedded storage，ES）。是一个封闭的系统。 • 这些系统后来面临许多挑战： • ·如何降低整体信息管理的成本？ • ·如何连接不同系统并交换彼此的资料？ • ·如何能有更多弹性的选择？

7. 计算机网络管理技术 • 10.1 存储技术的发展 • 10.1.1 内嵌式存储系统 • 10.1.2直接连接存储 • 10.1.3网络存储系统 • 10.1.4 存储区域网络

8. 计算机网络管理技术 • 10.1.2直接连接存储 • 一个计算机系统也由各有专长的厂商所领导，可大体分为：处理器、操作系统、网络、资源共享、数据库等等不同的水平领域。从封闭走向开放的代表是直接连接存储系统的出现和应用。

9. 计算机网络管理技术 • 直接连接存储（Direct Attached Storage，DAS）是指将外部存储设备通过连接电缆直接连接到服务器上。 • 外部数据存储设备采用SCSI、SATA、FC（Fibre Channel）等技术，通过数据连接电缆直接挂接在服务器的内部控制器上。

10. 计算机网络管理技术 • 特点： • DAS的这种直连方式，能够解决单台服务器的存储空间扩展、高性能传输需求， • 单台个DAS存储介质可以被多台服务器所共享。 • DAS产品目前还在广泛应用，尤其是一些中小型企业常使用DAS来存储数据。 • 问题： • DAS拥有较长的使用历史，但是随着数据量及访问人数的不断增多，DAS在备份、恢复、扩展、灾备等方面存在的问题变得日益突出。 • DAS依赖服务器主机操作系统进行数据的I/O读取和存储维护管理，数据备份和恢复要求占用服务器主机的CPU、I/O等资源。 • DAS的数据量越大，备份和恢复的时间就越长，对服务器硬件的依赖性和影响就越大。

11. 计算机网络管理技术 • 10.1 存储技术的发展 • 10.1.1 内嵌式存储系统 • 10.1.2直接连接存储 • 10.1.3网络存储系统 • 10.1.4 存储区域网络

12. 计算机网络管理技术 • 10.1.3网络存储系统（Network Attached Storage，NAS） • 与DAS相比，NAS设备的可靠性和稳定性都要高，特别是NAS的文件管理系统得到了优化，其价格也比DAS低廉。 • 与DAS相比，NAS的最大不同是外部存储介质直接连接到网络上。

13. 计算机网络管理技术 • 特点： • NAS作为一个网络附加存储设备，采用了目前较为流行的嵌入式技术。使得NAS具有无人值守、高度智能、性能稳定等特点。 • NAS设备内置优化的独立存储操作系统，可以更加有效地利用系统总线资源，更好地支持I/O存储。 • 同时，NAS设备一般集成本地的备份软件，可以不经过服务器便将NAS设备中的重要数据进行本地备份。 • 而且NAS设备提供硬盘RAID、冗余的电源和风扇以及冗余的控制器，可以保证NAS的稳定性。 • 主要应用于中小型网络。

14. 计算机网络管理技术 • 安装、调试、使用和管理非常简单。RJ-45或光纤接口。 • 数据从服务器分离，减少了数据管理上的许多问题。 • 有自己专用的管理软件，通过管理软件可以方便地实现设备的配置。 • 支持UNIX、Windows、NetWare、Macintosh等多种操作系统。

15. 计算机网络管理技术 • 与DAS相比，NAS主有存在以下的优点： • ·由于大量的数据访问由NAS设备完成，服务器减少了数据的I/O操作，提高了服务器的性能。 • · NAS设备独立于服务器。如果一个服务器出现故障，其他服务器也可以访问存储设备中的数据。 • ·由于NAS设备直接连接在网络上，而且可以通过管理软件进行配置和管理，所以便于NAS设备的扩展和管理。 • ·可支持UNIX、Windows、NetWare、Macintosh等多种应用平台。 • 从趋势上看， TOE（TCP/IP Offload Engine）技术已经逐步成熟，Intel、Adaptec、EMC等公司都已经有了成熟的产品，并将逐步应用在网络适配器上。同时，iSCSI 技术的产品方案也逐步成熟，这些技术将大大推进NAS的应用。

16. 计算机网络管理技术 • 10.1 存储技术的发展 • 10.1.1 内嵌式存储系统 • 10.1.2直接连接存储 • 10.1.3网络存储系统 • 10.1.4 存储区域网络

17. 计算机网络管理技术 • 10.1.4 存储区域网络 • 存储区域网络（Storage Area Network，SAN）是存储系统的最新的模式。SAN专注于企业级存储的特有问题。 • 目前，企业存储方案所遇到的两个问题是： • 数据与应用系统紧密结合所产生的结构性限制。 • 目前广泛使用的小型计算机系统接口（SCSI）标准的限制。 • 在SAN系统中，存储设备通过专用交换机与多台服务器相连。 • 提供了多主机连接，允许任何服务器连接到任何存储设备,不管数据置放在那里，服务器都可直接访问所需的数据。 • 同时，随着存储容量的增长，SAN也允许企业独立地增加它们的存储设备。

18. 计算机网络管理技术

19. 计算机网络管理技术 • 不同于普通的网络交换机，SAN是基于光纤通道（Fiber Channel，FC）技术的高速传输网络。FC是ANSI为网络和通道I/O接口建立的一个标准，支持SCSI、IP、ATM等多种高级协议。 • FC的最大特性是将网络和设备的通讯协议与传输物理介质隔离开，这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送 • 使高性能存储设备与宽带网络使用单一的I/O接口，使得系统的成本和复杂程度大大降低。 • 光纤通道支持多种拓扑结构，主要有点到点（Links）、仲裁环（FC-AL）、交换式网络结构（FC-XS）等。 • 点对点方式:DAS应用。 • FC-AL:磁盘阵列。 • FC-XS交换式:SAN。

20. 计算机网络管理技术 • 因为采用了FC技术，SAN具有更高的带宽。 • SAN结构具有NAS的所有优点，在提高了服务器性能的同时，便于对数据的管理，也便于系统的扩充，同时支持多种应用平台。 • 但与NAS不同的是，在SAN中服务器与存储设备之间的数据交换是通过SAN网络进行，不会消耗应用网络的带宽资源，所以SAN主要应用于大型网络。 • 随着FC-SW标准的确立，2Gbit/s光纤通道标准下的各种SAN设备已解决了互操作性问题，这已从成本和技术上解决了SAN的应用瓶颈。

21. 计算机网络管理技术 • 第10章 网络存储管理 • 10.1 存储技术的发展 • 10.2 存储设备 • 10.3 存储设备接口技术--SCSI • 10.4 存储设备接口技术--iSCSI • 10.5 存储设备接口技术--FC

22. 计算机网络管理技术 • 10.2 存储设备 • 不管是那一类型的网络技术，都要考虑存储设备及其接口类型。 • 对于SAN来说，还需要考虑存储设备之间相互连接的SAN交换机或SAN路由器等设备。 • 对于存储设备来说，目前使用的主要有磁带库、光盘存储设备和磁盘存储设备。

23. 计算机网络管理技术 • 10.2 存储设备 • 10.2.1 磁带库 • 10.2.2 光盘存储设备 • 10.2.3 磁盘存储设备

24. 计算机网络管理技术 • 10.2.1 磁带库 • 磁带库包括自动加载磁带机和磁带库两部分。 • 磁带库能够提供自动备份和数据恢复功能。 • 磁带库的存储容量可达到数百PB。 • 可以实现自动搜索磁带，实时监控和统计，完全摆脱了人工干涉。

25. 计算机网络管理技术 • 如图是磁带库的一个应用方案： • AMASS（Archival Management and Storage System）是存储解决方案的一个管理工具，能把连接在该服务器上的磁带库转化为网络“磁盘”设备、构成可由网络上各种主机共享的文件系统。 • 网络上各种主机用户和应用程序可以像在普通磁盘文件系统上一样来存取数据。

26. 计算机网络管理技术 • 10.2 存储设备 • 10.2.1 磁带库 • 10.2.2 光盘存储设备 • 10.2.3 磁盘存储设备

27. 计算机网络管理技术 • 10.2.2 光盘存储设备 • 目前使用的光盘存储设备主要有CD-ROM驱动器、CD-RW刻录机、DVD-ROM驱动器、DVD-ROM记录机、光盘拷贝机和CD-R光盘等。 • 这些光盘存储设备的特点是价格低廉、可靠性好、体积小、便于携带、批量复制工艺简单。

28. 计算机网络管理技术 • 1． 光盘拷贝机 • 像复印机一样，光盘拷贝机是一种可对光盘进行小批量复制的光盘复制设备。 • 2． 光盘塔 • 光盘塔（CD-ROM Tower）由几台或十几台CD-ROM驱动器并联构成。 • 3． 光盘库 • 光盘库也称为自动换盘机，它利用机械手从机柜中选出一张光盘送到驱动器中进行读写。

29. 计算机网络管理技术 • 4． 网络光盘库 • 网络光盘库（Network CD Tower）为第二代光盘库，它内置了微处理器和软件，直接连接以太网或令牌网，无须服务器支持即可独立运行。但是，它的体积相对较大，并且不支持并发用户同时访问，传输速度慢且光驱易损坏。网络光盘库已逐渐被淘汰。 • 5． 光盘柜 • 光盘框（Optical Jukebox）是一种非常特殊的光盘集中存放设备，它的体积庞大，价格较高。光盘框一般配置1~36个光驱，可以存放数千张光盘。由于光盘的装载和换片采用精密机械臂完成，所以数据传输速率较慢且不支持多用户并发访问。 • 光盘柜以前多为国内图书馆和档案馆采用，目前已很少使用。

30. 计算机网络管理技术 • 6． 光盘网络镜像服务器 • 光盘网络镜像服务器是继第一代的光盘库和第二代的光盘塔之后出现的一种可在网络上实现光盘信息共享的网络存储设备。 • 光盘网络镜像服务器不仅具有大型光盘库的超大存储容量，而且还具有与硬盘相同的访问速度，其单位存储成本大大低于光盘库和光盘塔。 • 光盘网络镜像服务器已开始取代光盘库和光盘塔，逐渐成为光盘网络共享设备中的主流产品。

31. 计算机网络管理技术 • 10.2 存储设备 • 10.2.1 磁盘库 • 10.2.2 光盘存储设备 • 10.2.3 磁盘存储设备

32. 计算机网络管理技术 • 10.2.3 磁盘存储设备 • 与磁带和光盘存储设备相比，磁盘存储设备具有高性能、高容量、高可靠性等特点，磁盘存储设备是目前存储系统中所使用的主要设备。 • 近年来，磁盘存储技术得到了飞速发展，单个磁盘的容量也在快速增长，目前几百GB的磁盘都已在PC中广泛使用。与此同时，磁盘的价格也在不断下降。 • 为了提高存储设备的容量，每个磁盘存储设备可以包含多个磁盘，从而组成磁盘阵列。在磁盘存储设备中，根据是否存在专用的管理软件，可以分为RAID（redundant array of independent/inexpensive disks）和JBOD（just a bunch of disks，简单磁盘捆绑，或磁盘簇）两种。

33. 计算机网络管理技术 • JBOD通常又称为Span。 • Span是在逻辑上把几个物理磁盘一个接一个串联到一起，从而提供一个大的逻辑磁盘。 • Span上的数据简单的从第一个磁盘开始存储，当第一个磁盘的存储空间用完后， 再依次从后面的磁盘开始存储数据。。 • Span也不提供数据安全保障。它只是简单的提供一种利用磁盘空间的方法。

34. 计算机网络管理技术 • 由于磁带库、光盘存储设备和磁盘存储设备各有其特点，所以在不同的环境中都在应用。 • 磁盘存储设备的应用最为广泛，可用于各种数据的存储和备份； • 磁带库多用于大容量数据的备份； • 而光盘存储设备则主要于网络系统中大容量数据的访问。

35. 计算机网络管理技术 • 第10章 网络存储管理 • 10.1 存储技术的发展 • 10.2 存储设备 • 10.3 存储设备接口技术--SCSI • 10.4 存储设备接口技术--iSCSI • 10.5 存储设备接口技术--FC

36. 计算机网络管理技术 • 10.3 存储设备接口技术—SCSI（ Small computer systems interface ） • 存储设备通过标准化的I/O接口技术与服务器或SAN路由器/交换机进行通信，从而实现开放式的设备互联。 • 在存储系统中，目前最主要使用的存储设备接口技术有SCSI、iSCSI、FC和SATA。

37. 计算机网络管理技术 • 10.3 存储设备接口技术—SCSI • 10.3.1 SCSI技术概述 • 10.3.2 SCSI的工作方式 • 10.3.3 Ultra320 SCSI • 10.3.4 SCSI ID和总线终结器 • 10.3.5 SCSI与IDE的比较

38. 计算机网络管理技术 • 10.3.1 SCSI技术概述 • SCSI（Small computer systems interface，小型计算机系统接口）是一种I/O技术，目前SCSI在存储领域占有主导地位。 • SCSI可以为不同类型的外围设备提供统一的数据交换平台，可以使用硬盘、扫描仪、打印机等设备接入计算机。 • 对系统的CPU资源占用率较少，可以实现高速数据传输。经过多年来的发展，SCSI出现了多种标准。

39. 计算机网络管理技术 • SCSI作为一种I/O技术，具有以下的显著特点： • ·高速总线技术提供可靠的数据传输 • ·方便的存储设备添加和连接 • · SCSI设备间的高兼容性 • ·有效的扩展性 • ·相当的总线长度

40. 计算机网络管理技术 • 10.3 存储设备接口技术—SCSI • 10.3.1 SCSI技术概述 • 10.3.2 SCSI的工作方式 • 10.3.3 Ultra320 SCSI • 10.3.4 SCSI ID和总线终结器 • 10.3.5 SCSI与IDE的比较

41. 计算机网络管理技术 • 10.3.2 SCSI的工作方式 • 与局域网或计算机中的I/O操作方式不同，SCSI的总线经过仲裁后被确定在固定的两个SCSI端口间使用。 • 当某两个SCSI设备获得了总线使用权后，其中一个称为SCSI发起端，另一个称为SCSI目标端，这时数据仅在SCSI发起端和目标端两个设备之间传输。 • 同一时间内在SCSI总线上只允许两个设备之间进行数据交换。所以，SCSI是典型的时分复用工作方式。

42. 计算机网络管理技术 • 每个SCSI设备都需要设置一个唯一的编号，这个编号称为SCSI ID。 • 由于SCSI ID在设计上对应于SCSI总线，总线宽度决定了SCSI ID的个数。根据SCSI总线上可设置的地址数量，并行SCSI又分为8个地址的窄SCSI和16个地址的宽SCSI。 • 另外，在SCSI总线上，SCSI控制器必须拥有一个SCSI ID。

43. 计算机网络管理技术 • 10.3 存储设备接口技术—SCSI • 10.3.1 SCSI技术概述 • 10.3.2 SCSI的工作方式 • 10.3.3 Ultra320 SCSI • 10.3.4 SCSI ID和总线终结器 • 10.3.5 SCSI与IDE的比较

44. 计算机网络管理技术 • 10.3.3 Ultra320 SCSI • Ultra320 SCSI诞生于2001年，在Ultra160的基础之上，将总线频率提升一倍，由此获得翻倍的性能提升。 • Ultra320还增加了诸如SCSI 封包、快速仲裁与选择(QAS)等一系列新特性。 • Ultra320最多允许连接15个设备，此时它的总线长度最大达到12m。

45. 计算机网络管理技术 • 10.3 存储设备接口技术—SCSI • 10.3.1 SCSI技术概述 • 10.3.2 SCSI的工作方式 • 10.3.3 Ultra320 SCSI • 10.3.4 SCSI ID和总线终结器 • 10.3.5 SCSI与IDE的比较

46. 计算机网络管理技术 • 10.3.4 SCSI ID和总线终结器 • 每一个SCSI设备都必须拥有一个ID，同时还需要一个总线终结器 • ID（identify）作为SCSI设备在SCSI总线的唯一识别符，绝对不允许重复， • 目前广泛使用的SCSI设备的可选范围为0~15，其中SCSI主控制器通常占用ID 7，也就是说我们可以用在设备上的ID号共有15个。 • SCSI设备在进行总线仲裁时并非是等同的或随机的，而是依据规定的优先级决定总线仲载的顺序。

47. 计算机网络管理技术

48. 计算机网络管理技术 • 通过检查SCSI ID和总线终结器，我们可以找出大多数冲突现象的解决方法，这是SCSI设备用户必须注意的一点。

49. 计算机网络管理技术 • 10.3 存储设备接口技术—SCSI • 10.3.1 SCSI技术概述 • 10.3.2 SCSI的工作方式 • 10.3.3 Ultra320 SCSI • 10.3.4 SCSI ID和总线终结器 • 10.3.5 SCSI与IDE的比较

50. 计算机网络管理技术 • 10.3.5 SCSI与IDE(Integrated Drive Electronics)的比较 • 在计算机外部设备，尤其是存储设备的接口方面SCSI接口和IDE接口一直是飞速发展的两大阵营。 • IDE接口价格低廉，兼容性好，主板的BIOS一般可以直接支持，使用方便。 • SCSI接口从技术和性能上说，其始终在胜IDE接口一筹。 • IDE接口在PC上拥有绝大多数的市场份额，而SCSI接口却以其优异的性能成为服务器和存储系统的主要选择。