SAN,NAS,DAS及其架構之間區別

　　隨著計算機技術的發展和廣泛應用，存儲技術已經得到了業界和各個應用領域專業人 士的重視。數據量的迅速增長為企業的發展提出了新的問題和要求，如何確保數據的一致 性、安全性和可靠性，如何實現不同數據的集中管理，如何實現網絡上的數據集中訪問， 如何實現不同主機類型的數據訪問和保護等等。所有這些都呼喚著新的網絡存儲技術及其 產品的出現。 　　SAN與NAS技術和產品的出現不僅僅拓展了網絡發展的空間，更為重要的是，它們將網 絡技術與新興的存儲領域有機地結合起來，在IT業發展過程中起到了不可忽視的作用。 　　SAN和NAS經常被視為兩種競爭技術，實際上，二者還能夠很好地相互補充，以提供對 不同類型數據的訪問。SAN針對海量、面向數據塊的數據傳輸，而NAS則提供文件級的數據 訪問功能。 　　這兩種技術不但可以滿足靈活的存儲訪問的需要，而且SAN和NAS都基於開放的、業界 標准的網絡協議：用於SAN的光纖通道協議和用於NAS的網絡協議（如TCP/IP）。 SAN的應 用范圍更為廣泛，而且可以提供對NAS設備的存儲，而NAS一般只限於文件級數據訪問的應 用。如果不考慮它們之間的差別，SAN和NAS在今天的企業級存儲中都發揮著重要的作用， 比傳統的服務器連接存儲擁有更多的優勢。 　　SAN和NAS在數據中心領域對傳統的服務器連接存儲是強有力的補充和替代。因而，企 業級用戶逐漸認識到其眾多的優點，包括改進的靈活性、更方便的存儲部署，以及更低的 總體擁有成本。盡管SAN和NAS技術可以提供競爭優勢，但是它們都是為特定的環境和應用 而設計的。 SAN的關鍵特性 　　SAN作為網絡基礎設施，是為了提供靈活、高性能和高擴展性的存儲環境而設計的。 SAN通過在服務器和存儲設備 （例如磁盤存儲系統和磁帶庫）之間實現連接來達到這一目 的。 　　高性能的光纖通道交換機和光纖通道網絡協議可以確保設備連接既可靠且有效。這些 連接以本地光纖或SCSI（通過SCSI-to-Fibre Channel轉換器或網關）為基礎。 一個或多 個光纖通道交換機以網絡拓撲（SAN架構）形式為主機服務器和存儲設備提供互聯。 　　由於SAN是為在服務器和存儲設備之間傳輸大塊數據而進行優化的，因此SAN對於以下 應用來說是理想的選擇: 　　關鍵任務數據庫應用，其中可預計的響應時間、可用性和可擴展性是基本要素。 　　集中的存儲備份，其中性能、數據一致性和可靠性可以確保企業關鍵數據的安全。 　　高可用性和故障切換環境可以確保更低的成本、更高的應用水平。 　　可擴展的存儲虛擬化，可使存儲與直接主機連接相分離，並確保動態存儲分區。 　　改進的災難容錯特性，在主機服務器及其連接設備之間提供光纖通道高性能和擴展的 距離（達到150公裡）。 SAN的主要長處 　　面對迅速增長的數據存儲需求， 大型企業和服務提供商漸漸開始選擇SAN作為網絡基 礎設施，因為SAN具有出色的可擴展性。事實上，SAN比傳統的存儲架構具有更多顯著的優 勢。例如，傳統的服務器連接存儲通常難於更新或集中管理。每台服務器必須關閉才能增 加和配置新的存儲。相比較而言，SAN不必宕機和中斷與服務器的連接即可增加存儲。SAN 還可以集中管理數據，從而降低了總體擁有成本。 　　利用光纖通道技術，SAN可以有效地傳輸數據塊。 通過支持在存儲和服務器之間傳輸 海量數據塊，SAN提供了數據備份的有效方式。因此， 傳統上用於數據備份的網絡帶寬可 以節約下來用於其他應用。 　　開放的、業界標准的光纖通道技術還使得SAN非常靈活。SAN克服了傳統上與SCSI相連 的線纜限制，極大地拓展了服務器和存儲之間的距離，從而增加了更多連接的可能性。改 進的擴展性還簡化了服務器的部署和升級，保護了原有硬件設備的投資。 　　此外，SAN可以更好地控制存儲網絡環境， 適合那些基於交易的系統在性能和可用性 方面的需求。SAN利用高可靠和高性能的光纖通道協議來滿足這種需要。 　　SAN的另一個長處是傳送數據塊到企業級數據密集型應用的能力。在數據傳送過程中， SAN在通信結點（尤其是服務器）上的處理費用開銷更少， 因為數據在傳送時被分成更小 的數據塊。因此，光纖通道SAN在傳送大數據塊時非常有效， 這使得光纖通道協議非常適 用於存儲密集型環境。 　　今天，SAN已經漸漸與NAS環境相結合，以提供用於NAS設備的高性能海量存儲。 事實 上，許多SAN目前都用於NAS設備的後台，滿足存儲擴展性和備份的需要。 SAN帶來的好處 　　SAN的一個好處是極大地提高了企業數據備份和恢復操作的可靠性和可擴展性。 基於 SAN的操作能顯著減少備份和恢復的時間，同時減少企業網絡上的信息流量。 　　通過將SAN拓展到城域網基礎設施上，SAN還可以與遠程設備無縫地連接，從而提高容 災的能力。SAN部署城域網基礎設施以增加SAN設備間的距離，可達到150公裡， 而且幾乎 不會降低性能。企業可以利用這一點，通過部署關鍵任務應用和用於關鍵應用服務器的遠 程數據復制來提高容災能力。備份和恢復設備是實現遠程管理的需要。 　　另外，基於交易的數據庫應用從SAN部署中獲益頗多。 其無縫增加存儲的能力可以減 少數據備份的時間。 SAN存在的問題


　　近兩年來，SAN這一概念已經漸入人心。SAN可以取代基於服務器的存儲模式，性能更 加優越。然而，時至今日，互操作性仍是實施過程中存在的主要問題。SAN本身缺乏標准， 尤其是在管理上更是如此。雖然光纖通道（Fibre Channel）技術標准的確存在， 但各家 廠商卻有不同的解釋，於是，互操作性問題就像沙塵暴一樣迎面撲來，讓人猝不及防。 　　一些SAN廠商通過SNIA等組織來制定標准。 還有一些廠商則著手大力投資興建互操作 性實驗室，在推出SAN之前進行測試。另一種途徑便是外包SAN。 盡管SAN廠商在解決互操 作性問題上已經取得了進步，不過，專家仍建議用戶采用外包方式，不要自己建設SAN。 NAS的關鍵特性 　　NAS解決方案通常配置為作為文件服務的設備，由工作站或服務器通過網絡協議 （如 TCP/IP）和應用程序（如網絡文件系統NFS或者通用Internet文件系統CIFS） 來進行文件 訪問。大多數NAS連接在工作站客戶機和NAS文件共享設備之間進行。這些連接依賴於企業 的網絡基礎設施來正常運行。 　　為了提高系統性能和不間斷的用戶訪問， NAS采用了專業化的操作系統用於網絡文件 的訪問，這些操作系統既支持標准的文件訪問，也支持相應的網絡協議。 　　NAS使文件訪問操作更為快捷，並且易於向基礎設施增加文件存儲容量。因為NAS關注 的是文件服務而不是實際文件系統的執行情況，所以NAS設備經常是自包含的， 而且相當 易於部署。 　　NAS設備與客戶機之間主要是進行數據傳輸。今天在LAN/WAN上傳輸的大量數據被分成 許多小的數據塊。傳輸的處理過程需要占用處理器資源來中斷和重新訪問數據流。如果數 據包的處理占用太多的處理器資源，則在同一服務器上運行的應用程序會受到影響。由於 網絡擁堵影響NAS的性能，所以，其性能局限性之一是網絡傳輸數據的能力。 　　NAS存儲的可擴展性也受到設備大小的限制。增加另一台設備非常容易， 但是要像訪 問一台機器上的數據那樣訪問網絡環境中的內容並不容易， 因為NAS設備通常具有獨特的 網絡標識符。由於上述這些限制，NAS環境中的數據備份不是集中化的， 因此僅限於使用 直接連接設備（如專用磁帶機或磁帶庫）或者基於網絡的策略，在該策略中，設備上的數 據通過企業或專用LAN進行備份。 NAS與DAS方式的區別 　　作為一種新興的存儲技術，NAS有著傳統直接連接方式所無法比擬的優勢。表1對這兩 種方式進行了一個簡單的比較。 表1 NAS與DAS的比較 　　網絡附加存儲（NAS） 　　通過文件系統的集中化管理能夠實現網絡文件的訪問。 　　用戶能夠共享文件系統並查看共享的數據。 　　專業化的文件服務器與存儲技術相結合，為網絡訪問提供高可靠性的數據。 　　直接連接存儲（DAS） 　　只能通過與之連接的主機進行訪問。 　　每一個主機管理它本身的文件系統，但不能實現與其他主機共享數據。 　　只能依靠存儲設備本身為主機提供高可靠性的數據。 NAS的技術特點 　　NAS為那些訪問和共享大量文件系統數據的企業環境提供了一個高效、 性能價格比優 異的解決方案。數據的整合減少了管理需求和開銷，而集中化的網絡文件服務器和存儲環 境—包括硬件和軟件—確保了可靠的數據訪問和數據的高可用性。可以說， NAS提供了一個 強有力的綜合機制。 　　NAS技術能夠滿足特定的用戶需求。例如當某些企業需要應付快速數據增長的問題， 或者是解決相互獨立的工作環境所帶來的系統限制時，可以采用新一代NAS技術， 利用集 中化的網絡文件訪問機制和共享來解決這些問題，從而達到減少系統管理成本，提高數據 備份和恢復功能的目的。 NAS的主要長處 　　NAS適用於那些需要通過網絡將文件數據傳送到多台客戶機上的用戶。NAS設備在數據 必須長距離傳送的環境中可以很好地發揮作用。 　　此外，NAS設備非常易於部署，可以使NAS主機、客戶機和其他設備廣泛分布在整個企 業的網絡環境中。正確地進行配置之後，NAS可以提供可靠的文件級數據整合， 因為文件 鎖定是由設備自身來處理的。盡管其部署非常簡單， 但是企業仍然要確保在NAS設備的配 置過程中提供適當的文件安全級別。 NAS帶來的好處 　　NAS應用於高效的文件共享任務中，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS，其中基 於網絡的文件級鎖定提供了高級並發訪問保護的功能。NAS設備可以進行優化， 以文件級 保護向多台客戶機發送文件信息。 　　在某些情況下，企業可以有限地為數據庫應用部署NAS解決方案。 這些情況一般只限 於以下的應用：大量的數據訪問是只讀的；數據庫很小；要訪問的邏輯卷也很少; 所要求 的性能也不高。在這些情況下，NAS 解決方案有助於減少用戶的總體擁有成本。 互為補充的兩種技術 　　盡管它們之間存在著區別，但是SAN和NAS是兩種互為補充的存儲技術。例如， SAN在 數據塊傳輸和擴展性方面表現優秀，並能夠有效地管理設備。 企業可以從將SAN應用於關 鍵任務應用、存儲集中、備份恢復和高可用性計算等方面受益無窮。 　　與SAN相比，NAS支持多台對等客戶機之間的文件共享。 NAS客戶機可以在企業中任何 地點訪問共享的文件。因為在NAS環境中文件訪問的邏輯卷較少， 對於響應時間要求也不 是很高，所以其性能和距離要求也相對較低。 表2 SAN與NAS關鍵特性比較 　　SAN NAS

　　協議 Fibre Channel Fibre Channel-to-SCSI TCP/IP 　　應用 *關鍵任務，基於交易的數據庫應用處理 *NFS和CIFS中的文件共享 　　*集中的數據備份 *長距離的小數據塊傳輸 　　*災難恢復 *有限的只讀數據庫訪問 　　*存儲集中 　　優點 *高可用性 *距離的限制少 　　*數據傳輸的可靠性 *簡化附加文件的共享容量 　　*減少遠網絡流量 *易於部署和管理 　　*配置靈活 　　*高性能 　　*高可擴展性 　　*集中管理 　　NAS和SAN之間的許多原有差別開始消失。例如，NAS設備逐漸采用SAN來解決與存儲擴 展和備份恢復相關的問題。盡管這兩種技術類似，但是NAS不能提供SAN所帶來的全面的商 業優勢。然而，與傳統的服務器附加存儲相比，不管是SAN還是NAS技術都能減少用戶的總 體擁有成本，並能提供更好的投資回報。

　　*災難恢復 *有限的只讀數據庫訪問 　　*存儲集中 　　優點 *高可用性 *距離的限制少 　　*數據傳輸的可靠性 *簡化附加文件的共享容量 　　*減少遠網絡流量 *易於部署和管理 　　*配置靈活 　　*高性能 　　*高可擴展性 　　*集中管理 　　NAS和SAN之間的許多原有差別開始消失。例如，NAS設備逐漸采用SAN來解決與存儲擴 展和備份恢復相關的問題。盡管這兩種技術類似，但是NAS不能提供SAN所帶來的全面的商 業優勢。然而，與傳統的服務器附加存儲相比，不管是SAN還是NAS技術都能減少用戶的總 體擁有成本，並能提供更好的投資回報。