DAS、NAS、SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)分析

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DAS、NAS、SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)分析
目前磁盤(pán)存儲(chǔ)市場(chǎng)上，存儲(chǔ)分類(lèi)根據(jù)服務(wù)器類(lèi)型分為：封閉系統(tǒng)的存儲(chǔ)和開(kāi)放系統(tǒng)的存儲(chǔ)，封閉系統(tǒng)主要指大型機(jī)，AS400等服務(wù)器，開(kāi)放系統(tǒng)指 基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系統(tǒng)的服務(wù)器；開(kāi)放系統(tǒng)的存儲(chǔ)分為：內(nèi)置存儲(chǔ)和外掛存儲(chǔ)；開(kāi)放系統(tǒng)的外掛存儲(chǔ)根據(jù)連接的方式分為：直 連式存儲(chǔ)（Direct-Attached Storage，簡(jiǎn)稱(chēng)DAS）和網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)（Fabric-Attached Storage，簡(jiǎn)稱(chēng)FAS）；開(kāi)放系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)根據(jù)傳輸協(xié)議又分為：網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（Network-Attached Storage，簡(jiǎn)稱(chēng)NAS）和存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，簡(jiǎn)稱(chēng)SAN）。由于目前絕大部分用戶(hù)采用的是開(kāi)放系統(tǒng)，其外掛存儲(chǔ)占有目前磁盤(pán)存儲(chǔ)市場(chǎng)的70%以上
開(kāi)放系統(tǒng)的直連式存儲(chǔ)（Direct-Attached Storage，簡(jiǎn)稱(chēng)DAS）已經(jīng)有近四十年的使用歷史，隨著用戶(hù)數(shù)據(jù)的不斷增長(zhǎng)，尤其是數(shù)百GB以上時(shí)，其在備份、恢復(fù)、擴(kuò)展、災(zāi)備等方面的問(wèn)題變得日益困擾系統(tǒng)管理員。
主要問(wèn)題和不足為：
直 連式存儲(chǔ)依賴(lài)服務(wù)器主機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的IO讀寫(xiě)和存儲(chǔ)維護(hù)管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機(jī)資源（包括CPU、系統(tǒng)IO等），數(shù)據(jù)流需要回流主 機(jī)再到服務(wù)器連接著的磁帶機(jī)（庫(kù)），數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機(jī)資源20-30%，因此許多企業(yè)用戶(hù)的日常數(shù)據(jù)備份常常在深夜或業(yè)務(wù)系統(tǒng)不繁忙時(shí)進(jìn)行，以 免影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行。直連式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量越大，備份和恢復(fù)的時(shí)間就越長(zhǎng)，對(duì)服務(wù)器硬件的依賴(lài)性和影響就越大。
直連式存儲(chǔ)與服務(wù)器主 機(jī)之間的連接通道通常采用SCSI連接，帶寬為10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，隨著服務(wù)器CPU的處理能力越來(lái)越強(qiáng)，存儲(chǔ)硬 盤(pán)空間越來(lái)越大，陣列的硬盤(pán)數(shù)量越來(lái)越多，SCSI通道將會(huì)成為IO瓶頸；服務(wù)器主機(jī)SCSI ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限。
無(wú) 論直連式存儲(chǔ)還是服務(wù)器主機(jī)的擴(kuò)展，從一臺(tái)服務(wù)器擴(kuò)展為多臺(tái)服務(wù)器組成的群集(Cluster)，或存儲(chǔ)陣列容量的擴(kuò)展，都會(huì)造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機(jī)，從而給 企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于銀行、電信、傳媒等行業(yè)7×24小時(shí)服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這是不可接受的。并且直連式存儲(chǔ)或服務(wù)器主機(jī)的升級(jí)擴(kuò)展，只能由原設(shè)備廠 商提供，往往受原設(shè)備廠商限制。
存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，簡(jiǎn)稱(chēng)SAN）采用光纖通道（Fibre Channel）技術(shù)，通過(guò)光纖通道交換機(jī)連接存儲(chǔ)陣列和服務(wù)器主機(jī)，建立專(zhuān)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。SAN經(jīng)過(guò)十多年歷史的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)成熟，成為業(yè) 界的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)（但各個(gè)廠商的光纖交換技術(shù)不完全相同，其服務(wù)器和SAN存儲(chǔ)有兼容性的要求）。SAN存儲(chǔ)采用的帶寬從100MB/s、200MB/s，發(fā) 展到目前的1Gbps、2Gbps。
網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（Network-Attached Storage，簡(jiǎn)稱(chēng)NAS）采用網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP、ATM、FDDI）技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接存儲(chǔ)系統(tǒng)和服務(wù)器主機(jī)，建立專(zhuān)用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)私 網(wǎng)。隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍。早期80年代末到90年代初的10Mbps帶寬，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)作為文件服務(wù)器存 儲(chǔ)，性能受帶寬影響；后來(lái)快速以太網(wǎng)（100Mbps）、VLAN虛網(wǎng)、Trunk(Ethernet Channel) 以太網(wǎng)通道的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)的讀寫(xiě)性能得到改善；1998年千兆以太網(wǎng)（1000Mbps）的出現(xiàn)和投入商用，為網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）帶來(lái)質(zhì)的變化 和市場(chǎng)廣泛認(rèn)可。由于網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，TCP/IP是IT業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不同廠商的產(chǎn)品（服務(wù)器、交換機(jī)、NAS存儲(chǔ)） 只要滿足協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)就能夠?qū)崿F(xiàn)互連互通，無(wú)兼容性的要求；并且2002年萬(wàn)兆以太網(wǎng)（10000Mbps）的出現(xiàn)和投入商用，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)帶寬將大大提高NAS 存儲(chǔ)的性能。NAS需求旺盛已經(jīng)成為事實(shí)。首先NAS幾乎繼承了磁盤(pán)列陣的所有優(yōu)點(diǎn)，可以將設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，擺脫了服務(wù)器和異構(gòu)化構(gòu)架的 桎梏；其次，在企業(yè)數(shù)據(jù)量飛速膨脹中，SAN、大型磁帶庫(kù)、磁盤(pán)柜等產(chǎn)品雖然都是很好的存儲(chǔ)解決方案，但他們那高貴的身份和復(fù)雜的操作是資金和技術(shù)實(shí)力有 限的中小企業(yè)無(wú)論如何也不能接受的。NAS正是滿足這種需求的產(chǎn)品，在解決足夠的存儲(chǔ)和擴(kuò)展空間的同時(shí)，還提供極高的性?xún)r(jià)比。因此，無(wú)論是從適用性還是 TCO的角度來(lái)說(shuō)，NAS自然成為多數(shù)企業(yè)，尤其是大中小企業(yè)的最佳選擇。
1、DAS與NAS存儲(chǔ)方案的比較
    DAS是大型服務(wù)器采用的主要存儲(chǔ)方式，從提高存儲(chǔ)利用率的角度來(lái)看，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的DAS勢(shì)在必行，因此導(dǎo)致了SAN的出現(xiàn)。與DAS相應(yīng)的另外一種存儲(chǔ)方式就是NAS，NAS在多用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
    首先，我們可以先對(duì)比DAS與NAS的典型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：

Typical LAN using DAS

Typical LAN using NAS
NAS與DAS在其它方面的差異可通過(guò)下面的表格體現(xiàn)：

NAS與DAS差異圖表
2、NAS與SAN存儲(chǔ)方案的比較
    NAS與SAN都是在DAS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式中的兩個(gè)主要發(fā)展方向。當(dāng)要求給提供許多客戶(hù)提供文件共享的接入時(shí)，NAS一般來(lái)說(shuō)是 可選的方法�，F(xiàn)在NAS設(shè)備在滿足此種要求上有極大的功效。因?yàn)镹AS系統(tǒng)是建立在現(xiàn)有的LAN和文件系統(tǒng)協(xié)議之上的。同SAN相比，NAS 技術(shù)是相對(duì)成熟的。盡管有一些SAN文件共享解決方案存在，它們一般是針對(duì)特定的要求，多個(gè)服務(wù)器要求高速的的接入通過(guò)私有的輕量級(jí)的協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)共享數(shù) 據(jù)。

SAN

SAN & NAS Coexistence
    NAS是在RAID的基礎(chǔ)上增加了存儲(chǔ)操作系統(tǒng)，而SAN是獨(dú)立出一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸率很快，但操作系統(tǒng)仍停留在服務(wù)器端，用戶(hù)不是在 直接訪問(wèn)SAN的網(wǎng)絡(luò)，因此這就造成SAN在異構(gòu)環(huán)境下不能實(shí)現(xiàn)文件共享。SAN是只能獨(dú)享的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)池，NAS是共享與獨(dú)享兼顧的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)池。因此， NAS與SAN的關(guān)系也可以表述為：NAS是Network-attached，而SAN是Channel-attached。
SAN結(jié)構(gòu)中，文件管理系統(tǒng)（FS）還是分別在每一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器上；而NAS則是每個(gè)應(yīng)用服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享協(xié)議（如：NFS、CIFS）使用同一個(gè)文件管理系統(tǒng)。換句話說(shuō)：NAS和SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)的區(qū)別是NAS有自己的文件系統(tǒng)管理。
    NAS是將目光集中在應(yīng)用、用戶(hù)和文件以及它們共享的數(shù)據(jù)上。SAN是將目光集中在磁盤(pán)、磁帶以及聯(lián)接它們的可靠的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。將來(lái)從桌面系統(tǒng)到數(shù)據(jù)集中管理到存儲(chǔ)設(shè)備的全面解決方案將是NAS加SAN。
    三、編后語(yǔ)
    總的來(lái)說(shuō)，DAS、NAS、SAN三種存儲(chǔ)模式，已經(jīng)很好地滿足目前企業(yè)信息化應(yīng)用在單服務(wù)器擴(kuò)容、服務(wù)器雙機(jī)高可用集群、高性能、高可用、高擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò) 存儲(chǔ)和簡(jiǎn)單易用的網(wǎng)絡(luò)文件共享等方面的需求。隨著信息化建設(shè)朝深度和廣度發(fā)展，新興的存儲(chǔ)模式也必將會(huì)逐步走向普及應(yīng)用。
    NAS和SAN的優(yōu)劣已經(jīng)停止了爭(zhēng)論，現(xiàn)在一個(gè)比較一致的看法是：NAS可以很經(jīng)濟(jì)地解決存儲(chǔ)容量不足的問(wèn)題，但難以獲得滿意的性能，對(duì)于關(guān)鍵事務(wù)應(yīng)用而 言，它必須使用專(zhuān)用的寬帶網(wǎng)絡(luò)。因此，如果公司的發(fā)展將需要大量的NAS設(shè)備或是網(wǎng)絡(luò)帶寬需求超過(guò)千兆以太網(wǎng)，就應(yīng)該考慮最高端的存儲(chǔ)解決方案SAN。 SAN與NAS體系的融合正在積極發(fā)展。這種融合存在其合理性，SAN提供速度，NAS提供由文件處理帶來(lái)的協(xié)作性。
    對(duì)SAN來(lái)說(shuō)，點(diǎn)到點(diǎn)之間光纖通道的最大距離不得超過(guò)10km限度是一個(gè)瓶頸，但這種缺陷可以被NAS的IP連結(jié)所彌補(bǔ)。也就是說(shuō)，可以通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 光纖通道命令（FC/IP）。借助于先進(jìn)的以太網(wǎng)技術(shù)，這種處理方法最終變成了現(xiàn)實(shí)。融合NAS/SAN技術(shù)的呼聲很高，但要實(shí)現(xiàn)這種融合可能需要兩三年 或者更長(zhǎng)的一段時(shí)間。


本文來(lái)自ChinaUnix博客，如果查看原文請(qǐng)點(diǎn)：http://blog.chinaunix.net/u/10951/showart_2055224.html

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