download from www.apple.com, translated by valkyrie in 2005.

一、绪论(Introduction)

现在大家都有机会对多达几个TB的数据进行快速、并发的访问了：那就是借助于Xsan----运行在Mac OS X上的SAN文件系统。在其优秀的服务器和存储器的产品家族----Xserve G5,Xserve RAID and Mac OS X Server----中再加入Xsan，现在Apple公司可以提供强大的、可扩充的存储局域网络解决方案Xsan。该方案简单易行且安全可靠。

Xsan是一个64位的集群文件系统，专为满足要求高可用性的数据访问而设计，通用于小型和大型计算机系统中。这项特别的技术使得多个Power Mac机和Xserve服务器可以通过高速光纤网络共享RAID存储。每个用户都可以直接读写集中式的文件系统，从而加强了团队间的协作，提高了生产率。

Xsan的企业级的特征，如元数据控制器容错、多重光纤通道和内置的存储集管理，使它取代DAS而成为集中式数据存储的理想选择。经过测试，Xsan最多能支持64个计算机系统----这些系统全部对共享存储器进行读写----证实了Xsan能加速处理电影和视频的工作流。凭借其超低价格，Xsan也可以用于廉价的集群计算环境。

不管是用作数据中心、视频制作还是高性能计算，Xsan都能带来以下好处：

•• 统一存储：由多个冗余磁盘阵列组成的数据池具有高性能和高利用率。

• 高吞吐率：消除了基于局域网的存储系统的瓶颈问题。

• 并发读写：得益于并行文件系统，用户工作组可以更好地协作，尽早完成任务。

• 存储设备易扩充：当需求更大容量时，插入更多RAID磁盘即可。

• 增强的数据可用性：利用元数据控制器容错措施和多重光纤通道技术消除了单点故障。

在人们的期待之中，Apple公司已经发布了这种SAN解决方案。跟它的竞争对手相比，Xsan具有优秀的性能，灵活、可扩充性好而又不十分复杂，并且价格也不高。这种架构在Apple的计算机和服务器上的SAN文件系统业已上市。

二、SAN简介(SAN BASICS)

    在过去的十年中，几乎所有的行业都经历了数据的指数式增长所带来的一系列问题：除了对容量的要求之外，数据的管理、保护以及对关键数据的即时访问也越来越受重视。为了满足这方面的需要，近年来出现了如下三种大容量存储体系结构：直接附加存储(Directed-Attached Storage, DAS)，网络附加存储(Network-Attached Storage, NAS)和存储区域网络(Storage Area Network, SAN)。

为了能更好地认识到使用XSAN所带来的好处，我们有必要对这三种存储结构的不同以及SAN文件系统的优点做一个大概的了解。

1. DAS

在DAS系统中，存储设备（磁盘）通过SCSI总线或光纤通道直接与服务器相连，该服务器使用兼容的磁盘文件系统（如UFS,HFS等）管理存储设备，并通过局域网对外提供共享文件服务，如AFP,SMB/CIFS,NFS等。  

 

2. NAS

NAS看起来更像是一个带有OS的存储设备。与DAS一样，借助于LAN和相应的网络文件协议，不同类型的客户机可以共享存储设备。NAS系统使用一个专用的OS，它在处理文件共享的设置和存储器的维护方面要比通用的OS容易得多。

3. DAS和NAS的局限性

• 单点故障： DAS服务器和NAS设备都是访问存储设备的唯一通道，因而也是发生故障的危险点；

• 性能瓶颈：既然所有的文件访问请求都必须通过一个工作站或服务器，性能瓶颈也就自然而然地产生了。当考虑到网络带宽的限制时，这个瓶颈问题会变得更加严重；

• 扩充性差：在这两种方案中，服务器可连的存储设备的数量是受限的，而且将新的磁盘或RAID 阵列安装到系统中也是一件非常麻烦的事。 

4. SAN

存储局域网络是一种将存储设备集中在一起的技术，它允许服务器和客户机把这些设备视为一个虚拟的整体来进行访问。这样整个海量存储系统看起来就像是直接连接在本地主机上一样（DAS）。但是跟DAS不一样的是，通过使用诸如Xsan这样的SAN文件系统，所有的服务器可以同时访问存储器。这些服务器也可以通过网络文件协议如AFP,SMB/CIFS,NFS等与局域网中的其他机器共享资源。

相对于DAS、NAS,SAN具有以下特点：

• 高性能、并发的文件共享：DAS,NAS是通过文件共享协议来实现网络中的数据共享的。与此不同的是，典型的SAN系统使用高速光纤通道(Fiber Channel, FC)来传递数据。SCSI数据和命令使用高速光纤通道协议(Fiber Channel Protocol)来实现快速文件访问和更高效的文件共享。这样就允许很多用户同时共用一条工作流，从而便利了多用户相互合作，也就提高了生产率；

• 基于网络的存储管理：SAN把所有数据统一为一个整体，使得对存储资源的管理和利用可以更加灵活高效。存储设备可以用光纤交换机和网络上所有的计算机连接起来；

• 消除单点故障：在SAN网络中，有多个服务器连接到存储设备上，因此消除了单点故障。如果一台服务器出了问题，其他的可以取代它的工作；

• 灵活的网络拓扑：使用SAN文件系统，比如说Xsan，网络容量可以很容易地随着存储需求的增长而扩展。要扩展现有SAN的容量或者构建新的网络节点，只需添加一些Xserve RAID即可。

添加更多的运行Xsan的服务器就可以增大网络带宽，提高处理请求的能力。这些新增的系统可以立即获得对存储器块级别的访问和网络中所有服务器的服务，这些服务包括文件共享、媒体流共享、网络服务等。

三、Xsan概述(Xsan Overview)

 1．Xsan如何工作？

    Xsan和Apple的其他一流产品：Xserve RAID, Xserve G5, Power Mac G5,

Mac OS X, and Mac OS X Server等一起向用户提供可靠的、端到端的SAN解决方案。下面是Xsan系统的模型图：

 

   可以看到上述系统有以下几个重要的组成部分：

①    SAN存储集： Xsan把所有存储设备看作一个统一的存储集。要增加它的容量，只需向光纤网络上添加Xserve RAID而已。

②    光纤通道网络： SAN存储集、元数据控制器、Xsan客户机之间的光纤通道由一个或多个光纤通道交换机连接成一个网络，运行光纤通道协议(FCP)。Apple已经认证了许多市面上流行的第三方交换机以用于Xsan。

③    Xsan元数据控制器： 元数据控制器(Metadata Controller)是一种类似于交通警察的软件机制。每当一个Xsan客户机要读写一个文件，它要先从元数据控制器获得许可，然后通过高速光纤通道直接读写存储器。任何一台运行Xsan的Power Mac或Xserve都可以成为元数据控制器。

④    Xsan客户机： 运行Xsan的PC、工作站或服务器。它们都可以对SAN存储集中的文件进行块级别的直接访问，并拥有完全的读写权限。当对性能的要求提高时，可以添加更多的服务器来。

⑤    以太网： 网络文件系统是“无边界的”(out of band)，这意味着所有通过以太网连接在SAN的计算机系统都可以获得文件服务。高速光纤通道可以保证高性能的吞吐率。

⑥    网络客户机： 一个装有Mac OS X和Xsan的Xserve服务器可以支持不限数量的网络计算机共享SAN的数据。这些网络客户机通过相应的文件共享协议：AFP(Apple),SMB/CIFS (Microsoft),NFS(Sun)来实现在异构环境下的文件共享。

2．Xsan解决方案的组件

     Xsan解决方案使用下列优秀的Apple产品来搭建系统：

    • Mac OS X Server： Apple推出的简单易用的基于Unix的OS，目前有超过100项开源项目建立在这一平台上。

    • Xserve G5： 一台组装了64位PowPC G5的处理能力和最大可达1.2TB的存储容量的服务器。该机器免费附带了一个不限制客户端数量的Mac OS X Server。

• Xserve RAID： 支持热拔插的Ultra ATA磁盘阵列，最大容量可至5.6TB，还包括了2Gb的高速双光纤通道。该系统可能不太容易使用，但是也不是很昂贵----平均2$一个GB。

• Power Mac G5：终端视频工作站。

• The Apple Fiber Channel PCI-X Card： Xserve G5和Power Mac G5连接与2Gb光纤通道之间的双向接口。

3．关键特征

Xsan是一个专门的文件系统，它可以管理多大几个TB的存储容量，并提供高可用性、高性能的数据存取。它的一些特性如下：

• 64位的集群文件系统： Xsan支持的最大存储容量可达2 PB，文件数可多达上百万。它允许多个系统对存储集进行高速、并发的读写，并提供文件级别的封锁和块级别的数据存取。多用户甚至可以同时访问非常大的文件，这大大提高了数据密集型工作的效率。由于使用高速光纤通道存储设备，Xsan也节省了数据传输时间。

• 高可用性： Xsan的设计使得即便是一个系统或是光线网出了故障，用户依然可以访问那些关键性的数据。元数据控制器容错设计保证了Xsan服务器down掉时服务依然可用。文件系统日志纪录了所有对元数据的修改，如此一来当服务异常中断时，就可以进行快速恢复。双光纤通道保证了客户机可以在网络故障时动态地选择访问路径。

• 存储管理： Xsan的存储管理及其易扩充性让用户可以最大限度地灵活部署存储设备。同类型的存储器可以逻辑上归为一类，组成一个存储池；具有不同存储特点的存储池结合起来构成存储集。依据服务性能和数据保护的需要，用户可以通过设置数据存放位置或数据间的联系把数据导向不同的存储集。

• 数据访问控制： Xsan灵活的数据特性简化了管理。利用存储集映射，管理员可以控制哪些存储集对SAN上的哪些节点是可见的。Xsan中集成了开放目录、动态目录以及所有其他企业级目录服务，可以集中管理用户和组的访问权限。基于目录的管理很容易就可以限制文件系统的访问数量，从而也决定了如何利用存储：是面向用户、面向组，还是面向应用。

• 远程管理工具： Xsan内置的管理软件集成了存储集管理、SAN文件系统和远程监控软件，这些管理工具使用方便，还可以通过Email或书面报告自动通知管理员系统中的事件。

• 兼容性和互操作性： 考虑到要与底层设备协同工作，Xsan兼容原有的Mac OS X应用程序和许多顶尖的光纤交换机，包括Qlogic, Cisco, Emulex和Brocade等厂家的产品。Xsan也可以与ADIC的StorNext 文件系统交互，使之能与Windows, Linux和Unix系统共享数据。

四、培训和技术支持(Support and Training)           (略)

五、购买咨询(Purchasing Information)

     Xsan的美国建议零售价为$999,相关培训费用$499。更多信息请访问www.apple.com/xsan （本文即从此处获得）或www.apple.com.cn 。

译者言：

    最近一直在关注Cluster和SAN的一些东西，对Appple的这方面的产品尤感兴趣。了解到Mac OS X是现有市场占有率第一的Unix OS，故特意去了解一下Xsan,顺便在Apple的网站上down了一篇介绍Xsan的文章，却因懒惰未能精读。恰逢专外作业上交之际，遂将该文主体部分粗翻至此，却不知滥竽能否充数？由于译者英文水平有限，专业知识欠缺，于文中不足之处，敬望斧正。