远程传输的2种技术 _it知识

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术，它把互联网上分散的资源融为有机整体，实现资源的全面共享和有机协作，使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。当前的互联网只限于信息共享，网络则被认为是互联网发展的第三阶段。远程传输的两种技术优劣各异: 在性能上光纤网络拓朴结构无疑是首选，但在价格上基于IP或利用现有网络拓朴结构的方案更经济，想要鱼与熊掌兼得需要综合考虑，以充分利用高速IP网络和已有的通信链路。
在容灾的本地和远程两端之间的通信链路是远程容灾方案中要考虑的一个重要因素。最大的影响是在TCO方面，这是由于通常在远程容灾方案中通信链路是最昂贵的开销。
RONG>远程传输的需求
距离预防水灾、地震等自然灾害和恐怖袭击等人为灾害，本地数据中心与容灾数据中心之间需要保持几十公里到几百公里的距离。一般同步中心要求100公里左右，异步中心可达几百公里甚至数千公里。
性能任何通信技术能力的两种最基本的衡量手段是:
带宽——在给定的一段时间内通过链路可移动数据的总量。根据SLA（Service-Level Agreement ，服务等级协定）需求，如果容灾中心只需满足远程磁带备份功能，带宽要求< 50Mbps; 如果要实现数据中心整合功能，带宽要求在50Mbps～1Gbps; 而远程磁盘镜像需要的带宽在1Gbps以上。
延迟——将数据从链路的一端移动到另一端所需要的时间总量。在容灾的本地和远程两端之间传输数据产生的延迟主要包括两部分: 一是两地距离导致的延迟，二是两地之间链路带宽导致的延迟。
远程容灾的拓朴结构
从拓扑结构上看，网络存储技术主要有三种: DAS、NAS和SAN ，远程容灾方案一般采用后两种。
NAS（图1）是一种特殊的专用数据存储服务器，内嵌文件服务管理工具，可提供跨平台文件共享功能。它是基于LAN（局域网）的，使用TCP/IP协议进行通信，以文件级的I/O方式进行数据传输。

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图1
【远程传输的2种技术】NAS (Network Attached Storage)拓朴结构
SAN（图2）实际上是一个专门的网络，独立于传统的LAN之外，通过网关设备和LAN连接。SAN采用了面向网络的存储结构，数据处理和数据存储分离，具有寻址灵活、可远距离传输数据、I/O性能高、存储设备利用率高和用户的高共享性等特点，是一种全新的存储体系结构。

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图2
SAN (Storage Area Network)拓朴结构
远程传输技术设计
协议远程容灾方案如何使用通信链路和链路本身一样重要，协议有着调整带宽利用率的能力，这是任何远程容灾解决方案的一个显著优点。这个特性允许用户指定每个应用可以使用多少带宽，就是说允许一个单独的链路共享给多种应用，每种应用根据自己的需求来选择带宽。而且，协议还能够根据当前状态进行自动调节。
现有的远程容灾方案中使用的数据传输协议主要有FCP（Fiber Channel Protocol ，光纤信道协议）、FCIP（Fiber Channel over IP ，基于IP的光纤信道协议）、iFCP（Internet Fiber Channel Protocol ， Internet 光纤信道协议）和iSCSI（Internet SCSI）等协议。
FCP（光纤信道协议）
光纤信道标准（FCS）定义了一种用于连接主机和存储设备的高速数据传输机制，光纤信道协议则是在光纤信道上的 SCSI 接口协议。光纤信道网络拓朴支持三种架构: 点对点、仲裁环和交换式架构。传输率可以达到10 Gbps ，支持光介质和电介质，可以传送多种接口命令集，包括 IP、SCSI、IPI、HIPPI-FP 以及音频 / 视频。如果用光纤做传输介质的话，本地与远程之间距离可达到10公里。
FCIP（基于IP的光纤信道协议）
基于TCP/IP的FCIP协议利用TCP/IP数据包封装Fiber Channel命令和数据，通过IP网络传输Fiber Channel命令和数据。FCIP协议能够通过 IP 网络将各个孤立的光纤信道SAN连接起来，形成一个统一的存储区域网络，因此可以用来克服光纤通道目前存在的距离限制因素，跨越大于光纤通道支持的距离连接SAN孤岛。
iFCP（Internet光纤信道协议）
Internet 光纤信道协议（iFCP）是一种网关到网关的协议，为 TCP/IP 网络上的光纤设备提供光纤信道通信服务。iFCP能够使用TCP提供的拥塞控制、差错监测与恢复功能。iFCP 主要目标是使现有的光纤信道设备能够在IP网络上以线速互联与组网，其中 IP 组件和技术取代了光纤信道交换和路由选择结构。
iSCSI（Internet SCSI协议）
iSCSI（互联网小型计算机系统接口）是一种基于IP协议进行数据块传输的标准。它是由Cisco 和IBM两家发起的，并且得到了IP存储技术拥护者的大力支持。iSCSI 的主要功能是在 TCP/IP 网络上的主机系统（启动器 initiator）和存储设备（目标器 target）之间进行大量数据的封装和可靠传输。相对于以往的网络接入存储， iSCSI的出现解决了开放性、容量、传输速度、兼容性、安全性等问题，其优越的性能与低廉的成本使其自发布之日始便受到市场的关注与青睐。
链路失效处理
一个远程容灾方案如何处理通信链路的临时失效是评测该方案是否满足商业需求的另一个因素。实现链路失效处理有两种通用的方案: I/O日志和指针记录。对于I/O日志方案，如果链路失效，每个I/O会在它从主机到达的时候拷贝一个日志文件。当链路恢复可用后，日志文件会传输到远程站点。对于指针记录方案，源LUN被分解为块; 如果链路失效，将形成一个指针表，其中显示哪些块被修改过。当链路恢复后，修改过的块再重新传输到远程位置。
鱼与熊掌如何兼得
远程容灾系统对距离的要求一般在100公里以上，而这种对距离的要求使得传输成为容灾系统中最为关键的因素。
SAN是目前公认的最佳数据传送手段，按照基础网络的不同又分为FC SAN和IP SAN两种。FC SAN采用全光纤信道，可以满足远程数据传输的高性能需求。但部署基于FC SAN的远程容灾系统的成本极其昂贵，非中小企业用户所能承担得起。而且光纤信道技术也有其致命的弱点: 光纤可以保证的有效传输范围仅为10公里，这对于远程容灾系统是远远不够的。尽管有人提出了在物理上增加SFP信号强度、采用SAN over SONET(SDH)方式等增强远程容灾（超过100公里）数据传输性能的手段，但这样使得容灾方案的部署成本进一步提高。在远程容灾系统中通过IP协议传输数据是最为便宜的一种数据传输方式，这种技术可以在某种程度上实现远程容灾，但是由于IP网络在带宽和可靠性上存在局限性，导致数据传输的性能较低，所需的数据恢复时间也较长。
iSCSI、FCIP和iFCP等协议的提出可以克服光纤信道技术和IP技术各自的缺点，并将其优点融合在一起，为获得远程容灾系统的最优性价比提供了一个可行的方案。采用iSCSI等技术实现的IP SAN并融合已有的FC SAN和NAS来构建远程容灾系统将不存在性能问题，它既可以利用已有的容灾系统设施，也可以利用价格低廉的iSCSI SAN部署全新的容灾系统，其成本可以为各种用户所接受。
随着万兆以太网的推广与普及，相信远程容灾的鱼与熊掌兼得的时代离我们不远了。