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1、存储知识讲座：浅议存储知识讲座：浅议 DASDAS、NASNAS、SANSAN 三三 种存储架构种存储架构M.Y 2005-03-28 存储在线目前磁盘存储市场上，存储分类（如下表一）根据服务器类型分为：封闭 系统的存储和开放系统的存储，封闭系统主要指大型机，AS400 等服务器，开 放系统指基于包括 Windows、UNIX、Linux 等操作系统的服务器；开放系统的存 储分为：内置存储和外挂存储；开放系统的外挂存储根据连接的方式分为：直 连式存储（Direct-Attached Storage，简称 DAS）和网络化存储（Fabric- Attached Storage，简称 FAS）；开
2、放系统的网络化存储根据传输协议又分为： 网络接入存储（Network-Attached Storage，简称 NAS）和存储区域网络 （Storage Area Network，简称 SAN）。由于目前绝大部分用户采用的是开放 系统，其外挂存储占有目前磁盘存储市场的 70%以上，因此本文主要针对开放 系统的外挂存储进行论述说明。 表一：今天的存储解决方案主要为：直连式存储（DAS）、存储区域网络（SAN）、 网络接入存储（NAS）。 如下表二：开放系统的直连式存储（Direct-Attached Storage，简称 DAS）已经有近 四十年的使用历史，随着用户数据的不断增长，尤其是数百 GB
3、 以上时，其在备 份、恢复、扩展、灾备等方面的问题变得日益困扰系统管理员。 主要问题和不足为：主要问题和不足为： 直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的 IO 读写和存储维护管理， 数据备份和恢复要求占用服务器主机资源（包括 CPU、系统 IO 等），数据流需 要回流主机再到服务器连接着的磁带机（库），数据备份通常占用服务器主机 资源 20-30%，因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙 时进行，以免影响正常业务系统的运行。直连式存储的数据量越大，备份和恢 复的时间就越长，对服务器硬件的依赖性和影响就越大。 直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用 SCSI 连接，带
4、宽为 10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s 等，随着服务器 CPU 的处理能力越来越强， 存储硬盘空间越来越大，阵列的硬盘数量越来越多，SCSI 通道将会成为 IO 瓶 颈；服务器主机 SCSI ID 资源有限，能够建立的 SCSI 通道连接有限。 无论直连式存储还是服务器主机的扩展，从一台服务器扩展为多台服务器 组成的群集(Cluster)，或存储阵列容量的扩展，都会造成业务系统的停机，从 而给企业带来经济损失，对于银行、电信、传媒等行业 724 小时服务的关键 业务系统，这是不可接受的。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展，只能 由原设备厂商提供，往往受原设备厂商限制。
5、存储区域网络（Storage Area Network，简称 SAN）采用光纤通道（Fibre Channel）技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于 数据存储的区域网络。SAN 经过十多年历史的发展，已经相当成熟，成为业界 的事实标准（但各个厂商的光纤交换技术不完全相同，其服务器和 SAN 存储有 兼容性的要求）。SAN 存储采用的带宽从 100MB/s、200MB/s，发展到目前的 1Gbps、2Gbps。 网络接入存储（Network-Attached Storage，简称 NAS）采用网络 （TCP/IP、ATM、FDDI）技术，通过网络交换机连接存储系统和服务器
6、主机，建 立专用于数据存储的存储私网。随着 IP 网络技术的发展，网络接入存储 （NAS）技术发生质的飞跃。早期 80 年代末到 90 年代初的 10Mbps 带宽，网络 接入存储作为文件服务器存储，性能受带宽影响；后来快速以太网（100Mbps）、 VLAN 虚网、Trunk(Ethernet Channel) 以太网通道的出现，网络接入存储的读 写性能得到改善；1998 年千兆以太网（1000Mbps）的出现和投入商用，为网络 接入存储（NAS）带来质的变化和市场广泛认可。由于网络接入存储采用 TCP/IP 网络进行数据交换，TCP/IP 是 IT 业界的标准协议，不同厂商的产品 （服务器
7、、交换机、NAS 存储）只要满足协议标准就能够实现互连互通，无兼 容性的要求；并且 2002 年万兆以太网（10000Mbps）的出现和投入商用，存储 网络带宽将大大提高 NAS 存储的性能。NAS 需求旺盛已经成为事实。首先 NAS 几乎继承了磁盘列阵的所有优点，可以将设备通过标准的网络拓扑结构连接， 摆脱了服务器和异构化构架的桎梏。 其次，在企业数据量飞速膨胀中，SAN、大型磁带库、磁盘柜等产品虽然都 是很好的存储解决方案，但他们那高贵的身份和复杂的操作是资金和技术实力 有限的中小企业无论如何也不能接受的。NAS 正是满足这种需求的产品，在解 决足够的存储和扩展空间的同时，还提供极高的性价
8、比。因此，无论是从适用 性还是 TCO 的角度来说，NAS 自然成为多数企业，尤其是大中小企业的最佳选 择。 NASNAS 与与 SANSAN 的分析与比较的分析与比较 针对 I/O 是整个网络系统效率低下的瓶颈问题，专家们提出了许多种解决 办法。其中抓住症结并经过实践检验为最有效的办法是：将数据从通用的应用服务器中分离出来以简化存储管理。 问题：图 1由图 1 可知原来存在的问题：每个新的应用服务器都要有它自己的存储器。 这样造成数据处理复杂，随着应用服务器的不断增加，网络系统效率会急剧下 降。 解决办法：图 2从图 2 可看出：将存储器从应用服务器中分离出来，进行集中管理。这就 是所说的存
9、储网络（Storage Networks）。 使用存储网络的好处： 统一性：形散神不散，在逻辑上是完全一体的。 实现数据集中管理，因为它们才是企业真正的命脉。 容易扩充，即收缩性很强。 具有容错功能，整个网络无单点故障。 专家们针对这一办法又采取了两种不同的实现手段，即 NAS（Network Attached Storage）网络接入存储和 SAN(Storage Area Networks)存储区域网 络。 NAS：用户通过 TCP/IP 协议访问数据，采用业界标准文件共享协议如： NFS、HTTP、CIFS 实现共享。 SAN：通过专用光纤通道交换机访问数据，采用 SCSI、FC-AL 接口。 什么是 NAS 和 SAN 的根本不同点？ NAS 和 SAN 最本质的不同就是文件管理系统在哪里。如图：图 3由图 3 可以看出，SAN 结构中，文件管理系统（FS）还是分别在每一个应 用服务器上；而 NAS 则是每个应用服务器通过网络共享协议（如：NFS、CIFS） 使用同一个文件管理系统。换句话说：NAS 和 SAN 存储系统的区别是 NAS 有自 己的文件系统管理。 NAS 是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。SAN 是将目 光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。将来从桌面系统到数据 集中管理到存储设备的全面解决方案将是 NAS 加 SAN。
