網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)研究：NAS和SAN的融合狀態(tài)
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| 發(fā)布時間：2008.01.03 04:45 來源：賽迪網(wǎng) 作者：賽迪網(wǎng) |
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網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)如網(wǎng)絡(luò)連接存儲(NAS)和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)可將數(shù)據(jù)存儲至專用機器上，從而解決了DAS設(shè)備存在的主要問題。有一段時間，這些存儲技術(shù)似乎是唯一的選擇。NAS和SAN之間最大的相似之處是它們名字的字母順序正好相反。
Gartner存儲研究副總裁Bob Passmore指出："四五年前，如果你的文件服務(wù)器壞了想進行合并，顯然你會采用NAS。而如果你有其它任何一種運行在塊存儲上的應(yīng)用，你就會構(gòu)建SAN進行合并。"
NAS最初是作為一種采用IP協(xié)議的專用文件服務(wù)器。相反，SAN則可以一站式購買一大堆基于塊的存儲，并且往往可以達到增強型光纖通道速度(光纖通道將存儲設(shè)備互聯(lián)，讓他們進行高速通信--未來將達到10Gbps。不過目前4Gbps更常見)?；谖募拇鎯κ窍榷x文件然后提供文件，由此來保存客戶系統(tǒng)的工作。相反，基于塊的存儲則把描繪數(shù)據(jù)塊文件的工作留給了客戶機的CPU。
所以有一段時間，NAS完全表示利用IP的文件傳送，而SAN則表示光纖通道，或者可以假設(shè)，就是采用新iSCSI標準直接進行連接。光纖通道是無須消耗處理器時間尋找網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的唯一存儲協(xié)議，這是因為iSCSI和基于IP的協(xié)議都需要用軟件分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流，這就占用了寶貴的CPU時間。
但是NAS和SAN的不同最近已經(jīng)在幾方面有所變化，這主要歸功于NAS創(chuàng)導(dǎo)廠商Network Appliance的努力。當(dāng)這家廠商向其NAS設(shè)備增添了光纖通道和iSCSI功能后，NAS看起來就很象SAN了。
iSCSI和NAS
除了讓NAS更象SAN以外，Network Appliance為NAS技術(shù)引入iSCSI功能還需要其它一些理由。
Network Appliance開始向其NAS設(shè)備增添類似SAN的光纖通道和iSCSI功能，是為了滿足Exchange等應(yīng)用的認證標準，Exchange的開發(fā)人員很反感基于文件的存儲。據(jù)Gartner的Passmore說，為了達到這一目的，在標準推出之前，NetApp就向其設(shè)備中引入了iSCSI。
這一優(yōu)勢滾雪球般不斷增長。當(dāng)微軟和Novell慎重地推出iSCSI驅(qū)動器時，Linux開發(fā)人員已經(jīng)更早地采用了這一技術(shù)，那是在Network Appliance推出唯一的iSCSI NAS產(chǎn)品時。Passmore表示："NetApp成了試驗用的飛行器，這意味著人們不會管它對標準實施的正確與否--這其實無關(guān)緊要。"他認為實際標準出臺后，Network Appliance的iSCSI產(chǎn)品將很快成為唯一可以得到部署的產(chǎn)品。
Network Appliance在定義市場方面的優(yōu)勢可與它在現(xiàn)場部署方面的優(yōu)勢相媲美。Passmore認為："Network Appliance是NAS領(lǐng)域的一頭大猩猩。"他引述說，Gartner Dataquest的研究表明該公司以市場份額總收入獨占鰲頭。Network Appliance的客戶基礎(chǔ)達到25,000至30,000人，以示對NAS的支持。
EMC謹慎前進
Network Appliance的iSCSI事實標準并不適合于每個人，存儲巨頭EMC寧愿采取更謹慎的辦法。EMC負責(zé)NAS市場的高級主管Tom Joyce指出："走進實驗室，在一種不能重復(fù)的應(yīng)用環(huán)境中進行測試，加入一個陣列，下載iSCSI驅(qū)動器，然后進行部署，這是一回事。而進行數(shù)千次這樣的部署并有效地管理則是另一回事。"
他繼續(xù)說道："我們認為我們正在迎合客戶對這一市場的需求，他們希望能夠真正部署iSCSI，而且我們正接近技術(shù)真正發(fā)揮作用的地方。"
Joyce表示，目前EMC的Symmetrix DMX擁有iSCSI功能，并且其CLARiiON和Symmetrix產(chǎn)品最終目標也是iSCSI，Celerra NS700和NS700G則應(yīng)在2004年第三季度支持iSCSI。
EMC競爭力分析師Brian Maher認為，iSCSI更是一個SAN方面的問題，"iSCSI基本上是采用低成本互聯(lián)的SAN技術(shù)。"這樣看來，EMC的SAN專家應(yīng)該展望iSCSI長遠的美好前景。也許披著SAN外衣的NAS真的應(yīng)該被認為是SAN。
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SAN和NAS共同合作
對SAN的關(guān)心當(dāng)然解釋了EMC在進入網(wǎng)關(guān)NAS時更大膽的舉措，在網(wǎng)關(guān)NAS技術(shù)中，NAS設(shè)備作為基于文件的守護者監(jiān)視著基于塊的SAN網(wǎng)絡(luò)。EMC的Joyce表示："當(dāng)你的桌子下面已經(jīng)塞滿了幾千臺NAS設(shè)備，而又希望能夠用對付塊存儲一樣的方法管理文件服務(wù)能力時，網(wǎng)關(guān)NAS就對NAS整合非常有用，"
簡單地說，NAS把SAN當(dāng)作NAS展示給客戶，客戶最好配置有與NAS交互的接口--比如說通過IP。
Passmore指出，NAS和SAN之間的含糊不清是EMC所歡迎的，到目前為止，其主要的NAS客戶一直都是那些已經(jīng)"擁有EMC產(chǎn)品并熱愛EMC產(chǎn)品"的人。EMC長期以來一直以其Celerra群集面向極高端市場，并且已經(jīng)在過去幾年為中端市場帶來了諸如高可用性等功能，令中高端市場之間的界線越來越不清晰。
NAS看向小企業(yè)
由于早期NAS產(chǎn)品面向大中型企業(yè)，EMC最近將重心轉(zhuǎn)移到了更低端的存儲市場，可能將面向一個以前由好勝的NAS競爭者Snap Appliance所占領(lǐng)的市場。Gartner Dataquest顯示該廠商的許多產(chǎn)品都在這一市場領(lǐng)先。Passmore感嘆道："你購買了其中一種產(chǎn)品，把它接到網(wǎng)絡(luò)中，打開電源，哇，你有了一臺文件服務(wù)器。"
Snap負責(zé)市場和業(yè)務(wù)發(fā)展的副總裁Mark Pollard認為，其公司內(nèi)置的Linux操作系統(tǒng)是另一項特別之處。
他表示："由于擁有自己的操作系統(tǒng)，Snap Appliance可以作出任何需要增加新功能或新特點的改變，此方面的范例就是一年多前推出的嵌入式反病毒功能......如果Snap Appliance沒有自己的操作系統(tǒng)，是不可能做到這一點的。"
NAS的仿冒者?
NAS市場上另一個重要玩家是微軟，雖然迄今為止它已經(jīng)獲得了大約20%的NAS市場，但是Gartner認為，微軟并沒有提供真正的NAS產(chǎn)品。Passmore指出："那其實是一張?zhí)厥獾腃D，里面有安裝向?qū)?，可以更輕松地啟動Windows作為一臺文件服務(wù)器。但是一旦啟動并運行起來，一切還是Windows--你知道，就是那種老掉牙的Windows。"
最后的思考
隨著NAS和SAN之間的界線越來越模糊，其中更重要的區(qū)別可能就是你在NAS/SAN混合系統(tǒng)中所采用的協(xié)議了：IP、光纖通道，或者iSCSI。
如何選擇協(xié)議取決于你的企業(yè)。Passmore主張："如果你的應(yīng)用無須太多的I/O，或者你的服務(wù)器有太多過量的CPU周期，那么IP網(wǎng)絡(luò)可以完美地做好你的工作，你就可以高高興興地去露營了。"這種情況下，你會希望部署基于IP的傳統(tǒng)NAS。
Passmore提醒說："而如果另一方面，你的CPU壓力特別大，并且一直在用SCSI或基于光纖通道的存儲系統(tǒng)，但是你想部署基于IP的存儲系統(tǒng)，因為你聽說過有關(guān)它的所有美妙的宣傳，說它多么多么便宜，那你的麻煩可就大了。"如果你是這一類客戶，你會希望避免基于IP的處理器密集型NAS，而選擇光纖通道NAS或SAN。
責(zé)任編輯：楊宇佳
DAS
來自ITwiki，開放的信息技術(shù)大百科
DAS即直連方式存儲，英文全稱是Direct Attached Storage。中文翻譯成“直接附加存儲”。顧名思義，在這種方式中，存儲設(shè)備是通過電纜（通常是SCSI接口電纜）直接到服務(wù)器的。I/O（輸入/輸出）請求直接發(fā)送到存儲設(shè)備。DAS，也可稱為SAS（Server-Attached Storage，服務(wù)器附加存儲）。它依賴于服務(wù)器，其本身是硬件的堆疊，不帶有任何存儲操作系統(tǒng)。
DAS的適用環(huán)境
1） 服務(wù)器在地理分布上很分散，通過SAN（存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）或NAS（網(wǎng)絡(luò)直接存儲）在它們之間進行互連非常困難時(商店或銀行的分支便是一個典型的例子)；
2） 存儲系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器（如Microsoft Cluster Server或某些數(shù)據(jù)庫使用的“原始分區(qū)”）上時；
3） 包括許多數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用，它們需要直接連接到存儲器上，群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi)。
典型DAS結(jié)構(gòu)如圖所示
對于多個服務(wù)器或多臺PC的環(huán)境，使用DAS方式設(shè)備的初始費用可能比較低，可是這種連接方式下，每臺PC或服務(wù)器單獨擁有自己的存儲磁盤，容量的再分配困難；對于整個環(huán)境下的存儲系統(tǒng)管理，工作煩瑣而重復(fù)，沒有集中管理解決方案。所以整體的擁有成本（TCO）較高。目前DAS基本被NAS所代替。下面是DAS與NAS的比較。
淺議DAS、NAS、SAN三種模式
廠家技術(shù)資料
2005-3-21 14:49:00 文/
目前磁盤存儲市場上，存儲分類（如下表一）根據(jù)服務(wù)器類型分為：封閉系統(tǒng)的存儲和開放系統(tǒng)的存儲，封閉系統(tǒng)主要指大型機，AS400等服務(wù)器，開放系統(tǒng)指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系統(tǒng)的服務(wù)器；開放系統(tǒng)的存儲分為：內(nèi)置存儲和外掛存儲；開放系統(tǒng)的外掛存儲根據(jù)連接的方式分為：直連式存儲（Direct-Attached Storage，簡稱DAS）和網(wǎng)絡(luò)化存儲（Fabric-Attached Storage，簡稱FAS）；開放系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化存儲根據(jù)傳輸協(xié)議又分為：網(wǎng)絡(luò)接入存儲（Network-Attached Storage，簡稱NAS）和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，簡稱SAN）。由于目前絕大部分用戶采用的是開放系統(tǒng)，其外掛存儲占有目前磁盤存儲市場的70%以上，因此本文主要針對開放系統(tǒng)的外掛存儲進行論述說明。
表一：
今天的存儲解決方案主要為：直連式存儲（DAS）、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）、網(wǎng)絡(luò)接入存儲（NAS）。如下表二：
開放系統(tǒng)的直連式存儲（Direct-Attached Storage，簡稱DAS）已經(jīng)有近四十年的使用歷史，隨著用戶數(shù)據(jù)的不斷增長，尤其是數(shù)百GB以上時，其在備份、恢復(fù)、擴展、災(zāi)備等方面的問題變得日益困擾系統(tǒng)管理員。
主要問題和不足為：
直連式存儲依賴服務(wù)器主機操作系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的IO讀寫和存儲維護管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機資源（包括CPU、系統(tǒng)IO等），數(shù)據(jù)流需要回流主機再到服務(wù)器連接著的磁帶機（庫），數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機資源20-30%，因此許多企業(yè)用戶的日常數(shù)據(jù)備份常常在深夜或業(yè)務(wù)系統(tǒng)不繁忙時進行，以免影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運行。直連式存儲的數(shù)據(jù)量越大，備份和恢復(fù)的時間就越長，對服務(wù)器硬件的依賴性和影響就越大。
直連式存儲與服務(wù)器主機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的處理能力越來越強，存儲硬盤空間越來越大，陣列的硬盤數(shù)量越來越多，SCSI通道將會成為IO瓶頸；服務(wù)器主機SCSI ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限。
無論直連式存儲還是服務(wù)器主機的擴展，從一臺服務(wù)器擴展為多臺服務(wù)器組成的群集(Cluster)，或存儲陣列容量的擴展，都會造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機，從而給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失，對于銀行、電信、傳媒等行業(yè)7×24小時服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這是不可接受的。并且直連式存儲或服務(wù)器主機的升級擴展，只能由原設(shè)備廠商提供，往往受原設(shè)備廠商限制。
存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，簡稱SAN）采用光纖通道（Fibre Channel）技術(shù)，通過光纖通道交換機連接存儲陣列和服務(wù)器主機，建立專用于數(shù)據(jù)存儲的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。SAN經(jīng)過十多年歷史的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)成熟，成為業(yè)界的事實標準（但各個廠商的光纖交換技術(shù)不完全相同，其服務(wù)器和SAN存儲有兼容性的要求）。SAN存儲采用的帶寬從100MB/s、200MB/s，發(fā)展到目前的1Gbps、2Gbps。
網(wǎng)絡(luò)接入存儲（Network-Attached Storage，簡稱NAS）采用網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP、ATM、FDDI）技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)交換機連接存儲系統(tǒng)和服務(wù)器主機，建立專用于數(shù)據(jù)存儲的存儲私網(wǎng)。隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接入存儲（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)接入存儲作為文件服務(wù)器存儲，性能受帶寬影響；后來快速以太網(wǎng)（100Mbps）、VLAN虛網(wǎng)、Trunk(Ethernet Channel) 以太網(wǎng)通道的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)接入存儲的讀寫性能得到改善；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（NAS）帶來質(zhì)的變化和市場廣泛認可。由于網(wǎng)絡(luò)接入存儲采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換，TCP/IP是IT業(yè)界的標準協(xié)議，不同廠商的產(chǎn)品（服務(wù)器、交換機、NAS存儲）只要滿足協(xié)議標準就能夠?qū)崿F(xiàn)互連互通，無兼容性的要求；并且2002年萬兆以太網(wǎng)（10000Mbps）的出現(xiàn)和投入商用，存儲網(wǎng)絡(luò)帶寬將大大提高NAS存儲的性能。NAS需求旺盛已經(jīng)成為事實。首先NAS幾乎繼承了磁盤列陣的所有優(yōu)點，可以將設(shè)備通過標準的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(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、磁盤柜等產(chǎn)品雖然都是很好的存儲解決方案，但他們那高貴的身份和復(fù)雜的操作是資金和技術(shù)實力有限的中小企業(yè)無論如何也不能接受的。NAS正是滿足這種需求的產(chǎn)品，在解決足夠的存儲和擴展空間的同時，還提供極高的性價比。因此，無論是從適用性還是TCO的角度來說，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。
NAS與SAN的分析與比較
針對I/O是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效率低下的瓶頸問題，專家們提出了許多種解決辦法。其中抓住癥結(jié)并經(jīng)過實踐檢驗為最有效的辦法是：將數(shù)據(jù)從通用的應(yīng)用服務(wù)器中分離出來以簡化存儲管理。
問題：
圖 1
由圖1可知原來存在的問題：每個新的應(yīng)用服務(wù)器都要有它自己的存儲器。這樣造成數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，隨著應(yīng)用服務(wù)器的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效率會急劇下降。
解決辦法：
圖 2
從圖2可看出：將存儲器從應(yīng)用服務(wù)器中分離出來，進行集中管理。這就是所說的存儲網(wǎng)絡(luò)（Storage Networks）。
使用存儲網(wǎng)絡(luò)的好處：
統(tǒng)一性：形散神不散，在邏輯上是完全一體的。
實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理，因為它們才是企業(yè)真正的命脈。
容易擴充，即收縮性很強。
具有容錯功能，整個網(wǎng)絡(luò)無單點故障。
專家們針對這一辦法又采取了兩種不同的實現(xiàn)手段，即NAS（Network Attached Storage）網(wǎng)絡(luò)接入存儲和SAN(Storage Area Networks)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。
NAS：用戶通過TCP/IP協(xié)議訪問數(shù)據(jù)，采用業(yè)界標準文件共享協(xié)議如：NFS、HTTP、CIFS實現(xiàn)共享。
SAN：通過專用光纖通道交換機訪問數(shù)據(jù)，采用SCSI、FC-AL接口。
什么是NAS和SAN的根本不同點？
NAS和SAN最本質(zhì)的不同就是文件管理系統(tǒng)在哪里。如圖：
圖3
由圖3可以看出，SAN結(jié)構(gòu)中，文件管理系統(tǒng)（FS）還是分別在每一個應(yīng)用服務(wù)器上；而NAS則是每個應(yīng)用服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)共享協(xié)議（如：NFS、CIFS）使用同一個文件管理系統(tǒng)。換句話說：NAS和SAN存儲系統(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、磁帶以及聯(lián)接它們的可靠的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。將來從桌面系統(tǒng)到數(shù)據(jù)集中管理到存儲設(shè)備的全面解決方案將是NAS加SAN。
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