网络存储技术介绍 ( based on zt)

Posted 2020-08-05 e_shannon

http://www.educity.cn/tx/429084.html

互联网技术DAS、NAS和SAN存储方案的比较

 

按照设备位置和接入方式，磁盘存储可以分为内置存储和外挂存储，外挂存储又分为直连存储和网络存储（Fabric-Attached Storage，FAS)等方式，如图10-31所示。

 

yxr注：其实是存储历史发展的一个过程，从附属部分走向独立，从单独硬件走向网络！

 

　　1.DAS与NAS存储方案的比较
　　DAS是大型服务器主要采用的外挂存储方式，由于存储利用率和扩展的原因, DAS必须朝网络化的方向发展，因此导致了SAN的出现。
　　DAS与NAS具有不同的网络结构，典型的网络架构如图10-32和图10-33所示。

　　NAS与DAS在其他方面的差异主要如表10-7所示。

　　2.NAS与SAN存储方案的比较
　　NAS与SAN都是在DAS的基础上发展起来的，是新型数据存储模式中的两个主要发展方向。
　 　针对DAS的I/O瓶颈问题，人们提出了将数据从通用的应用服务器中分离出来的存储方案，即网络存储NAS。NAS系统是建立在现有的LAN和文件系统 协议之上，NAS服务器作为一个网络设备直接接入网络，用户通过TCP/IP访问数据，采用NFS、HTTP、CIFS等文件 共享协议实现共享，本质上，NAS设备是一个专用数据服务器。相反地，SAN存储设备通过专用光纤通道交换机接入网络、访问数据。本质上，SAN是一个独 立于服务器网络系统之外的髙速信息存储网络。
　　NAS在文件级别上处理数据，而SAN以块为单位进行数据管理。SAN结构中，文件宵理系统 （FS)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NASff自己的文件系统管理。
　　NAS和SAN都有自 己的优势与不足。NAS经济、可以实现文件级共享，基于IP,连接距离长；而SAN价格昂贵，传输距离短（10km之内），但具有高速信息存储能力。二者 各有特点，难以互相替代。目前业界普遍认为，NAS与SAN融合可能成为未来磁盘存储解决方案的一个趋势。

http://storage.it168.com/a2012/0217/1313/000001313394.shtml

深入浅出谈存储:如何区别NAS、SAN与DAS

yxr注：错别字不少，但是胜在图多，且有些道理

 

　　本文要介绍的是SAN (Storage Area Network)，即存储区域网络。为什么写NAS就不得不提到SAN呢?原因之一是它们的名字有关系，容易混淆;之二是NAS和SAN既竞争又合 作，很多高端NAS的后端存储就是SAN(yxr:这就好理解)。NAS和SAN的整合也是存储设备的发展趋势，比如EMC的新产品VNX系列。右图展示了一台NAS的逻辑结 构：双虚线框表示一台NAS。它通过Fibre Channel从后端SAN获得存储空间，创建文件系统后，再通过以太网共享给服务器。SAN提供的存储单位是LUN，属于block级别的。经过NAS 创建成文件系统后，就变成文件级别的了。

　　如果上边的逻辑图还不够清楚，可以看看下面的物理连接。NAS通过FC Switch连到SAN上，应用服务器再通过Ethernet Switch连到NAS上。同时SAN也直接提供block级别的存储给应用服务器。

　 　关于NAS和SAN的区别，可以列出很多来。比如带宽大小，距离长短，共享优劣等等。几乎所有区别都是由两个因素衍生出来的。一个是FC与 Ethernet，另一个是block与file system。简而言之，如果用户需要通过FC访问block，就用SAN;如果需要通过Ethernet访问file system，就用NAS。

　 　除了NAS和SAN，还有一类存储设备经常被提到。那就是DAS (Direct Attached Storage) ，即“直连存储”。“直连”指服务器和存储设备之间没有FC网络，而是直接相连。比如我们都熟知的个人电脑就是DAS，因为磁盘被直连到了主板上。DAS 已经存在很多年了，就算到今天也是很多服务器的理想选择。但是它的问题很多，而且也跟不上IT技术，比如虚拟化的发展。下面列举几个：

　　1.可管理性差：每台服务器都使用自己的存储，光硬件的监控和维护就要花费不少时间。如果都要做容灾或备份，对于管理员简直是噩梦。

　　2. 可扩展性差：在服务器安装结束后，如果发现存储空间分配过多，就造成了浪费。如果发现空间不足，要扩展也很麻烦。

　　3. 跟不上IT发展趋势，比如不支持VMware VMotion等高级功能。

　　SAN解决了这些问题。因为它既提供了统一的存储，同时又是一个网络。统一性和网络性给SAN带来了很多优势：

　　1.可管理性：由一台SAN统一给多台服务器提供存储。无论是硬件的监控维护，还是数据的容灾备份，都只要在SAN上进行。使存储管理变得更轻松。

　　2.可扩展性：在物理层面，SAN支持数以百计的磁盘(比如EMC的CX4可以支持960块磁盘)，提供了海量的存储空间。在逻辑层面，这个海量空间可以按需要分成不同大小的LUN，再分配给服务器。LUN是逻辑设备，所以很容易扩展或迁移。

　　3. 符合IT发展趋势：比如对炙手可热的虚拟化有很好的支持。

　　当然，除了解决DAS的这些问题，SAN还有其他明显的优势：

　　1. 高性能:

　 　a. SAN 更好的支持RAID，因为它拥有更多硬盘和更强的控制器。下图展示了RAID0对性能提升的基本原理：当有一大块数据写到RAID Group上，它可以被分成数小块，同时写到几个磁盘上。这就象有一批档案需要录入到电脑上，经理一个人打字需要做5天。分给5位员工一起做，一天就可以 做完了。我们将在以后分析NAS性能的时候详细解释。

　　b. SAN有更大的cache。比如CX4的write cache可以达到10.7 GB。Cache对性能的提高也有明显的作用，我们也会在以后分析NAS性能的时候详细讲解。

　　2. 更稳定：多机头，热备盘，多路径等机制杜绝了单点故障。

　　3. 更安全：统一的容灾，备份和远程复制保证了数据的安全性。

　　此外还有很多新技术，比如VNX的FASTCache和FASTVP。因为今年主要介绍NAS，SAN就不深入讨论了。

　　文章的最后，不再有冷酷的机架和Vera Wang的美丽模特。写博客的目的不是吸引眼球，上一篇《NAS是什么?》有点舍本逐末了。最后献给诸位读者一个DAS，SAN和NAS的对比图。希望对理解这三种存储有帮助。如果有任何问题，欢迎在博客中留言。

 

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http://www.bing.com/knows/search?q=%e5%ad%98%e5%82%a8&mkt=zh-cn

DAS、NAS和SAN三种存储方式比较

存储应用最大的特点是没有标准的体系结构，这三种存储方式共存，互相补充，已经很好满足企业信息化应用。

从 连接方式上对比，DAS采用了存储设备直接连接应用服务器，具有一定的灵活性和限制性；NAS通过网络（TCP/IP,ATM,FDDI）技术连接存储设 备和应用服务器，存储设备位置灵活，随着万兆网的出现，传输速率有了很大的提高；FC-SAN则是通过光纤通道（Fibre Channel）技术连接存储设备和应用服务器，具有很好的传输速率和扩展性能。三种存储方式各有优势，相互共存，占到了磁盘存储市场的70%以上。 SAN和NAS产品的价格仍然远远高于DAS.许多用户出于价格因素考虑选择了低效率的直连存储而不是高效率的共享存储。

客 观的说，SAN和NAS系统已经可以利用类似自动精简配置（thin provisioning）这样的技术来弥补早期存储分配不灵活的短板。然而，之前它们消耗了太多的时间来解决存储分配的问题增加内链，以至于给DAS留 有足够的时间在数据中心领域站稳脚跟。此外，SAN和NAS依然问题多多，至今无法解决。但是SAN常用于大型网络存储的建设，并且在混合存储技术成熟的 未来，是颇具潜力的。

 

问

DAS

DAS(Direct Attached Storage)直接附加存储

DAS架构

DAS这种存储方式与我们普通的PC存储架构一样，外部存储设备都是直接挂接在服务器内部总线上，数据存储设备是整个服务器结构的一部分。

DAS存储方式主要适用以下环境：

(1)小型网络

因为网络规模较小，数据存储量小，而且也不是很复杂，采用这种存储方式对服务器的影响不会很大。并且这种存储方式也十分经济，适合拥有小型网络的企业用户。

(2)地理位置分散的网络

虽然企业总体网络规模较大，但在地理分布上很分散，通过SAN或NAS在它们之间进行互联非常困难，此时各分支机构的服务器也可采用DAS存储方式，这样可以降低成本。

(3)特殊应用服务器

在一些特殊应用服务器上，如微软的集群服务器或某些数据库使用的原始分区，均要求存储设备直接连接到应用服务器。

(4)提高DAS存储性能

在 服务器与存储的各种连接方式中，DAS曾被认为是一种低效率的结构，而且也不方便进行数据保护。直连存储无法共享，因此经常出现的情况是某台服务器的存储 空间不足，而其他一些服务器却有大量的存储空间处于闲置状态却无法利用。如果存储不能共享，也就谈不上容量分配与使用需求之间的平衡。

DAS结构下的数据保护流程相对复杂，如果做网络备份，那么每台服务器都必须单独进行备份，而且所有的数据流都要通过网络传输。如果不做网络备份，那么就要为每台服务器都配一套备份软件和磁带设备，所以说备份流程的复杂度会大大增加。

想 要拥有高可用性的DAS存储，就要首先能够降低解决方案的成本，例如：LSI的12Gb/s SAS，在它有DAS直联存储，通过DAS能够很好的为大型数据中心提供支持。对于大型的数据中心、云计算、存储和大数据，所有这一切都对DAS存储性能 提出了更高的要求，云和企业数据中心数据的爆炸性增长也推动了市场对于可支持更高速数据访问的高性能存储接口的需求，因而LSI 12Gb/s SAS正好是能够满足这种性能增长的要求，它可以提供更高的IOPS和更高的吞吐能力，12Gb/s SAS提高了更高的写入的性能，并且提高了RAID的整个综合性能。

与 直连存储架构相比，共享式的存储架构，比如SAN（storage-area network）或者NAS（network-attached storage）都可以较好的解决以上问题。于是乎我们看到DAS被淘汰的进程越来越快了。可是到目前为止，DAS仍然是服务器与存储连接的一种常用的模 式。事实上，DAS不但没有被淘汰，近几年似乎还有回潮的趋势。

 

NAS(Network Attached Storage)网络附加存储

NAS的存储架构

NAS方式则全面改进了以前低效的DAS存储方式。它采用独立于服务器，单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器来连接所存储设备，自形成一个网络。这样数据存储就不再是服务器的附属，而是作为独立网络节点而存在于网络之中，可由所有的网络用户共享。

NAS的优点：

(1)真正的即插即用

NAS是独立的存储节点存在于网络之中，与用户的操作系统平台无关，真正的即插即用。

(2)存储部署简单

NAS不依赖通用的操作系统，而是采用一个面向用户设计的，专门用于数据存储的简化操作系统，内置了与网络连接所需要的协议，因此使整个系统的管理和设置较为简单。

(3)存储设备位置非常灵活

(4)管理容易且成本低

NAS数据存储方式是基于现有的企业Ethernet而设计的，按照TCP/IP协议进行通信，以文件的I/O方式进行数据传输。

NAS的缺点：

(1)存储性能较低 (2)可靠度不高

 

 

 

SAN(Storage Area Network)存储区域网络

san架构

1991 年，IBM公司在S/390服务器中推出了ESCON(Enterprise System Connection)技术。它是基于光纤介质，最大传输速率达17MB/s的服务器访问存储器的一种连接方式。在此基础上，进一步推出了功能更强的 ESCON Director(FC SWitch)，构建了一套最原始的SAN系统。

SAN 存储方式创造了存储的网络化。存储网络化顺应了计算机服务器体系结构网络化的趋势。FC-SAN的支撑技术是光纤通道(FC Fiber Channel)技术。它是ANSI为网络和通道I/O接口建立的一个标准集成。FC技术支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多种高级协 议，其最大特性是将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开，这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送。当然SAN也可以使用IP通道进行部署 ---IP-SAN。

FC-SAN的硬件基础设施是光纤通道，用光纤通道构建的SAN由以下三个部分组成：

(1)存储和备份设备：包括磁带、磁盘和光盘库等。

(2)光纤通道网络连接部件：包括主机总线适配卡、驱动程序、光缆、集线器、交换机、光纤通道和SCSI间的桥接器

(3)应用和管理软件：包括备份软件、存储资源管理软件和存储设备管理软件。

FC-SAN的优势：

(1)网络部署容易；

(2)高速存储性能。因为SAN采用了光纤通道技术，所以它具有更高的存储带宽，存储性能明显提高。SAn的光纤通道使用全双工串行通信原理传输数据，传输速率高达1062.5Mb/s。

(3)良好的扩展能力。由于SAN采用了网络结构，扩展能力更强。光纤接口提供了10公里的连接距离，这使得实现物理上分离，不在本地机房的存储变得非常容易。