上期中提到，在資訊爆炸的今日，儲存於資料中心的多媒體資訊(圖像、聲音、視訊)以每年一倍的速度成長，使得總儲存容量將以Terabyte為單位計算。此外，隨著電子商務的來臨，一個具有組織化的客戶基礎能比以前更迅速的成長，當資料中心管理者企圖架馭迅速且無法預測的儲存設備時，他們得尋求更合適的解決方式。

這使得儲存區域網路（SAN）成為這種新資料中心的要件。由於SAN提供了一個能同時兼顧到提昇網路效能、資料可獲性、儲存管理能力、儲存擴充能力、以及容錯能力的數據資料管理方案，預料在不久的將來，SAN將會為現今對於所有的網路資料之儲存、獲取與分享帶來革命性的變化。

在了解SAN的拓樸架構及提供的優勢後，本文將為各位介紹它的實際效益與應用範圍。

SAN的實際效益

1.提升可靠性卻而成本卻無須同時以指數成長

對於新一代以網際網路為導向的資料中心而言，實現高水準之可靠度而成本卻無須依指數性的成長是非常重要的課題。儲存區域網路（SAN）透過三種技術承諾達成此一目標：多伺服器之可靠性叢集、儲存區域網路（SAN）資源之虛擬化而使應用程式中斷的可能性降至最低、以及將手動儲存裝置管理工作自動化以避免像是重新啟動這種管理作業。

2.將實體儲存設備虛擬化而降低應用程式中斷的可能性

將應用程式中斷降至最低的同時改變儲存設備的架構是達成幾近不中斷之可靠性以及效能的關鍵。這樣的目標是一種挑戰，隨著容量需求的增加，新的儲存設備必須持續被加入，或是必須修改儲存裝置的設定以便進行效率最佳化或提昇可靠性。以傳統單機掛載儲存裝置的方式而言，外部磁碟陣列的控制器能夠將設定的改變隔絕於主機之外以維持應用程式的運作。但是，當進行新增磁碟陣列，以及將新的儲存設備對應給應用程式的這類工作時，計劃性的停機仍然是不可避免的工作。

如前所述，透過SAN，外部儲存裝置可被加入到Fibre Channel Hub或是Switch，並且該新加入的儲存裝置的部分可被對應至一或多部伺服器上。Fibre Channel的這種特性讓這些新的儲存週邊設備可在不切斷SCSI電路的狀況之下被加入。但是因為伺服器必須重新啟動以後才可存取新的儲存空間導致伺服器上的應用程式仍然即時無法察覺出新增的儲存設備。因而儲存設備虛擬化軟體，像是Advanced logical volume managers，便可允許現今的應用程式卷冊在無須重新啟動的情況之下將新的SAN-attached儲存裝置加入以便動態的成長。如此當在伺服器上完成新增儲存裝置的程序時便無須中斷應用程式的運作。配合邏輯卷冊管理作業，使得應用程式卷冊可實體存在一部以上的週邊設備或是不同的週邊設備類型中。將實體儲存裝置虛擬化成邏輯卷冊便是將中斷降至最低的關鍵。

儲存區域網路亦允許將大量不同類型的儲存設備提供給伺服器群集使用。被提供的儲存設備在價格，效能，所在區域，以及可靠特性這些關係上可以完全無關。透過SAN-attached將儲存設備的特性虛擬化，系統管理員便可依據儲存設備的屬性來新增並且重新架構儲存設備，而無須透過裝置所提供的對應工具來進行效能設定。如此允許系統管理員動態的設定並調整儲存裝置而應用程式維持於運作狀態的同時提昇其效能並且大大的降低非預期停機時間的可能。除此之外，這些特性允許系統管理者設定策略使其在必要時自動的分配未使用的儲存空間給伺服器以及應用程式。

3.同時以多重路徑與儲存裝置連接以便降低提昇可靠性時的建構成本

要實施高可靠性便需要伺服器上的應用程式在故障時盡可能快速的還原。傳統的伺服器叢集配合資料複製便是被用來確保當Fail over軟體將該應用程式在另一部新伺服器上重新啟動時，最新複製的資料立即可用並因此該應用程式便可快速的重新啟動。更高階的叢集工具則允許當發生錯誤時可在多部伺服器之間進行切換，以便提供更高的彈性以及健全的實施特性。但是如此亦增加了儲存設備的成本，因為每一部伺服器皆必須擁有單一伺服器所包含資料的一份副本。

Fibre Channel網路讓多部伺服器與多台週邊設備的多對多連接變的更為容易，如此意味著各伺服器皆可具備實體路徑連接至可靠性叢集內各伺服器的儲存設備上。當一應用程式因為錯誤而發生切換時，連接至新伺服器的路徑仍可供應故障伺服器的資料，因此應用程式便可重新啟動。因為儲存設備並不需要在各伺服器後端複製一份，因而使得實施更高層級可靠性卻無須大量增加儲存設備成本的目標成為可能。

4.利用策略以便讓人工作業自動化

之前的範例已說明了儲存設備管理軟體如何作業，與SAN-attached儲存裝置相結合，將可降低應用程式可靠性的管理成本。增進這類工作的自動化程度將進一步降低管理成本。策略的管理則代表著策略管理工具的使用，如此代表在IT部門的管理者對於儲存設備的管理應用以及儲存設備資源所指定的最高原則的同時，亦對策略代理器（程式）實施這些規則。

舉例說明，儲存容量管理程式定義將所有加入到儲存區域網路（SAN）的儲存設備總容量的百分之五十配置給重要的應用程式。在此儲存區域網路（SAN）上執行的策略代理者（程式）將偵測出新加入的儲存裝置，並且自動地將卷冊對應至策略所指定的伺服器，然後擴展其應用程式卷冊並將新的容量容納進去。同時，資料保護應用程式亦可定義每當檔案系統成長至特定容量時，將利用掛載至儲存區域網路（SAN）上的磁帶櫃以最大的效能開始執行備份作業。

儲存區域網路（SAN）提供非常多的資源來監視以及設定資訊，因而使得建立更為複雜的儲存環境變的容易。透過利用策略來將儲存設備的管理自動化，IT管理者便可以確保儲存區域網路（SAN）的優勢完全的實現，同時用於管理這些新系統的成本並未因為系統的複雜度增加而提昇。

SAN的應用範圍

1.High Availability（高可靠度）

現今，企業的運作已跨越區域的限制並且依賴著IT部門持續不斷提供的服務。當無法存取資訊時，您便無法查詢庫存、出貨、甚至是對客戶提供服務。對於所有組織而言，SAN將可提供更佳的High Availability能力。

SAN可在無須重複投資另一套完整系統之成本的要求提供HA架構。僅需單純的增加替代連接路徑，使用者便能夠選擇不同的HA架構，進而提供所需的效能及延展性。點對點連接提供一種簡單的方式將給伺服器和儲存設備連接起來。兩條相互備援的100MB Fibre Channel仲裁環將200MB的頻寬提供給環內的伺服器以及儲存設備共享。交換式系統則提供了幾近無限大的延展性。

在HA系統中，特定軟體將監視各儲存設備與處理器元件。當某元件發生故障或是離線時，系統將重新配置元件以便維持運作。整體系統的運作能力將完全依據所有的運算以及儲存元件之狀態而決定。而透過SAN，HA架構將可在不損失效能或是與應用妥協的情況之下延展HA系統之間的距離（舉例說明：傳統之HA架構無法在不損失效能以及額外考慮處理資料交易之傳輸的情況下實施長距離HA架構）。(圖一)

《圖一　透過SAN，HA架構將可在不損失效能或是與應用妥協的情況之下延展HA系統之間的距離》

2.File Sharing（檔案共享）

現今的企業擁有各種特定功能的平台以及電腦系統，而新的伺服器持續的被加入到企業各部門中，這些伺服器內部的Web系統以前所未有的速度迅速的相互交換資訊。

在單一場所管理一種平台的傳統架構已經消失了，現今的架構通常是高階UNIX系統與特定功能的Windows NT系統混合於同一網路中，並期待這兩種平台上的資料能夠緊密的結合。此時，像是FTP和臨時的E-Mail服務便成為“常用”的互連技術。而直接使用檔案系統層面互動以便完全遮罩實際提供資料之伺服器－甚至是異質平台伺服器的目標已成為可能。應用程式已經成熟到擁抱這種跨平台的能力。舉例說明：開啟一個UNIX平台上分享裝置內的PhotoShop文件並且在Windows NT平台上進行編輯已不是夢想（甚至在兩者基礎裝置架構完全不同的情況下）。文字、圖片、視訊、音訊以及其他類型的媒體格式已經成熟到沒有平台異質化差異的程度。而現在的挑戰則是如何提供高速通透性的共享服務。

3.區域網路的缺陷

或許對於跨平台、伺服器對伺服器共享而言最普遍的構想便是在伺服器間引進gigabit技術並且於其上執行多種的通訊協定。許多企業引進gigabit Ethernet並在各系統之間執行TCP/IP協定。如此提供了Ethernet/IP通訊的所有效益；一般來說，TCP/IP具備有豐富的應用程式沿革、跨平台能力、透通性掛載（像是：SMB / CIFS / SAMBA）以及大量的工具。但是TCP/IP一直有個非常基礎的不良問題：效能。雖然TCP/IP能夠符合現今10BaseT以及100BaseT之應用，但是該協定本身的處理負擔將導致速度高於100BaseT時出現瓶頸。絕大部分gigabit的設置（特別是在Windows NT平台上）僅使用到這種技術的小部分頻寬。而更糟的是，為了達成高效能，處理TCP/IP協定的作業程序便將大量消耗處理器的效能，嚴重的影響伺服器上其他程序的執行。

在此我們假定各伺服器之間必須相互進行通訊，特別是針對那些從其他伺服器上取得資料之用途。而當確定其最主要的目標是在異質伺服器之間共享資料時，便建議使用更為單純的架構：直接將各伺服器與儲存裝置連接（例如Storage Area Network）。

4.SAN架構下之檔案共享

實際上利用SAN將多部電腦與儲存設備群集相連接之技術將使得這些電腦能夠存取儲存設備群集中的任何資料。不過，同時由多部主機掛載同一捲冊將立即導致問題。這是因為電腦作業系統從未被設計成允許未經管理的多部伺服器直接同時掛載同一捲冊。因此將使得配置新的儲存範圍、各系統間的快取一致性、以及其他各種問題立刻浮現。只要儲存設備上有一個位元的儲存位置不適當便會導致整個資料的混亂。簡單的說，實際上並無法如此單純的共享檔案。

透過File Sharing技術，網路上的任何電腦便可利用SAN（或是SCSI）的高傳輸效能同時通透性的共享檔案。感覺上就如同您傳統區域網路上的檔案伺服器，Windows NT、Mac OS、以及UNIX(r)系統可同時存取同一資訊，但是取得資料的路徑則改為儲存設備通道，而其效率卻是傳統區域網路的十倍或百倍。不論是應用在視訊檔案的即時資料流存取或是在前置作業流程時移動Gigabyte的檔案，使用File Sharing將可創造全新的應用程式以及工作流程，卻同時降低多部伺服器環境的配置成本。此技術將可降低或是完全排除儲存設備的重複投資以及在多重主機環境下資料同步的資源消耗（像是大型的Web服務或是檔案伺服器）。(圖二)

《圖二　透過File Sharing技術，網路上電腦可利用SAN{或SCSI}共享檔案》

5.Computer Clusters（電腦叢集）

電腦叢集此概念已經成立並且實際應用超過十年了，早期叢集技術的創造者：G. Pfister將叢集定義成「集合一群平行或是分散式系統所組成的完整電腦，此電腦提供統一、整合的運算資源」。

如此將一群伺服器集合成單一整體叢集將使得運算負載共享成為可能，同時卻無須使用者或是系統管理員深入瞭解伺服器間的複雜性。舉例說明，當叢集內任何伺服器上的資源出現故障時，叢集將使用其他伺服器上的相同資源持續的對使用者提供健全的服務，無論故障的資源是屬於硬體還是軟體元件。

透過叢集化的虛擬伺服器，電腦叢集將可提供更佳的穩定性、延展性以及管理能力。但是實際上叢集架構仍然受到傳統儲存設備連接架構的影響，因而無法擺脫硬體架構上的限制。傳統的SCSI叢集架構如(圖三)。

《圖三　傳統的SCSI叢集架構》

此架構所衍生出的限制有：

* 架構擴充性會受到儲存設備可同時連接Channel數量的限制

* 大部分儲存設備無法不停機變更組態，導致擴充架構時仍須停機

* 儲存設備管理不易

* 具備多重主機通道之中、高階儲存設備價格不斐

* 架構擴充成本昂貴

而利用Storage Area Network，便可突破傳統受到SCSI限制的叢集架構。(圖四)

《圖四　利用SAN便可突破傳統受到SCSI限制的叢集架構》

上述之叢集架構將提供以下優勢：

* 架構擴充性不會受到儲存設備可同時連接Channel數量的限制

* 可容許儲存設備停機變更組態，但仍同時維持叢集架構之運作

* 架構擴大時仍可維持儲存設備管理便利性

* 破除需使用高階儲存設備之限制

* 架構擴充成本將依據架構的擴大而降低

透過在叢集架構中引進Storage Area Network，將可有效降低叢集架構建構成本、提升管理性、以及突破傳統限制；因而將可擴大叢集架構應用範圍並提高投資效益比。

6.Enterprise Backup（企業備份）

備份是任何資料管理架構的核心。觀念上，備份並不困難。系統管理員僅需決定何時哪些資料需要使用，以便進一步決定如何在對資料使用影響最小的情況下，利用何種備份軟體來完成備份作業；最後將備份副本存放於安全的位置以備非常態事件發生時的復原作業需要。在觀念上備份確實很容易，但是實際上困難的是在備份工作之中的細節：像是備份用戶端的價值、是否可穩定的執行、媒體的錯誤處理、以及執行復原的壓力。

現今的備份方式已經從傳統單機備份轉移成透過網路的備份方式，而其架構如(圖五)。

《圖五　傳統單機備份已轉移成透過網路的備份方式》

在上述分散式的網路備份架構之下，備份作業的完成速度則完全受到備份用戶端負載、網路負載、備份伺服器負載、以及磁帶裝置的傳輸速率這些變數的影響，而是否能夠有效的利用備份媒體亦為重要的考慮因素之一。

7.Disaster Recovery（災難復原）

現今絕大部分有價值的財產皆是被儲存的資訊，這些資訊以有效並且即時的方式被移動、利用、並且分享。像是銀行記錄、信用卡交易、庫存狀態等等。無論盡多大的努力，誰也無法避免災害威脅不會到公司的生存，像是暴風、洪水、火災、外部電力失調、或是人為因素損害。

災害發生的損失有多大？硬體的維修以及銷售的損失僅是明顯的成本而已；其他還包含有：生產力以及雇員閒置的損失、技術支援增加的成本、對客戶服務保證的損失、客戶服務名聲的降低、信譽以及客戶信賴的損失、以及法律上的責任。

現在企業對於備份以及還原的需求已經是眾所周知。無論企業選擇何種方案，備份資料皆須持續被更新並且保存於另一安全的地點。SAN在使用標準傳輸模組的情況下其距離長達10公里，而利用Extender的連結距離則可高達30公里。而未來位於不同地區的Switch更可利用ATM或是Synchronous Transfer Mode（STM）跨SONET進行傳輸因而完全解除距離上的限制，使得備份以及還原作業的效率大大的提升。SAN亦使得即時性備份成為可能，以及大量資料搬移的作業時間降低。SAN將加速還原作業所需的時間，降低生產力以及成本的損失。(圖六)為SAN還原備份架構案例。

《圖六　SAN還原備份架構案例》