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网络存储技术总结:DAS、NAS及SAN

目前,主流的网络存储技术主要有三种,分别是直接附加存储(DAS:Direct Attached Storage)、网络附加存储(NAS:Network Attached Storage)和存储区域网络(SAN:Storage Area Network)。

DAS、NAS和SAN的对比(来源:维基百科

一、直接附加存储(DAS)

DAS是将存储设备通过SCSI等接口直接连到服务器,其本身是硬件的堆叠,存储操作主要依赖于服务器,不带有任何的存储操作系统。

DAS的优缺点:

优点:
1.能实现大容量存储,通过RAID等技术将多个磁盘合并成一个逻辑磁盘,满足海量存储的需求。
2.可实现应用数据和操作系统的分离:操作系统一般存放本机硬盘中,而应用数据放置于阵列中。
3.能提高存取性能:操作单个文件资料,同时有多个物理磁盘在并行工作,运行速度比单个磁盘运行速度高。
4.实施简单:无须专业人员操作和维护,节省用户投资。
缺点:
1.服务器本身容易成为系统瓶颈,传递距离、连接数量、传输速率等都会受到限制。
2.服务器发生故障,会导致数据不可访问。
3.对于存在多个服务器的系统来说,设备分散,不便管理。同时多台服务器使用DAS时,存储空间不能在服务器之间动态分配,可能造成相当的资源浪费;
4.数据备份操作复杂。

DAS的应用场合:

  1. 服务器在地理分布上很分散,通过SAN(存储区域网络)或NAS(网络直接存储)在它们之间进行互连非常困难时;
  2. 存储系统必须被直接连接到应用服务器(如Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的“原始分区”)上时;
  3. 包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,它们需要直接连接到存储器上,群件应用和一些邮件服务也包括在内。

二、网络附加存储(NAS)

较之前面的DAS方式,NAS的存储设备不再通过I/O总线连接到特定的服务器上,而是通过自身的网络接口与网络直接相连,用户则可以通过网络直接访问。它以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本往往远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。目前国际著名的NAS企业有Netapp、EMC、OUO等。NAS本身通常能够支持多种协议(如NFS、CIFS、FTP、HTTP等),而且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站,采用IE或Netscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。

NAS存储优缺点:

优点:

  1. NAS产品是真正即插即用的产品。NAS设备一般支持多计算机平台,用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS设备无需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域网内。
  2. NAS设备的物理位置十分灵活。它们可放置在工作组内,靠近数据中心的应用服务器,或者也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。
  3. NAS无需应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据,这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能。

缺点:

  1. NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,即备份过程中的带宽消耗。与将备份数据流从LAN中转移出去的存储区域网(SAN)不同,NAS仍使用网络进行备份和恢复。NAS 的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。这就是说LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。
  2. 由于存储数据通过普通数据网络传输,因此易受网络上其它流量的影响。当网络上有其它大数据流量时会严重影响系统性能;由于存储数据通过普通数据网络传输,因此容易产生数据泄漏等安全问题;
  3. 存储只能以文件方式访问,而不能像普通文件系统一样直接访问物理数据块,因此会在某些情况下严重影响系统效率,比如大型数据库就不能使用NAS。

三、存储区域网络(SAN)

SAN是通过专用高速网络将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统,其最大的特点就是将存储设备从传统的以太网中分离出来,成为独立的存储区域网络。它没有采用文件共享的存取方式,而是采用块级别存储。

目前一般的SAN提供2Gb/S到4Gb/S的传输数率,同时SAN网络独立于数据网络存在,因此存取速度很快,另外SAN一般采用高端的RAID阵列,使SAN的性能在几种专业存储方案中傲视群雄。由于其基础是一个专用网络,因此扩展性很强,不管是在一个SAN系统中增加一定的存储空间还是增加几台使用存储空间的服务器都非常方便。通过SAN接口的磁带机,SAN系统可以方便高效的实现数据的集中备份。目前常见的SAN有FC-SAN和IP-SAN,其中FC-SAN为通过光纤通道协议转发SCSI协议,IP-SAN通过TCP协议转发SCSI协议。另外还有一种新兴的IB SAN技术也逐渐被使用。

SAN的优缺点:

优点
SAN提供了一种与现有LAN连接的简易方法,并且通过同一物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议。SAN不受现今主流的、基于SCSI存储结构的布局限制。特别重要的是,随着存储容量的爆炸性增长,SAN允许企业独立地增加它们的存储容量。
SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,这样不管数据置放在那里,服务器都可直接存取所需的数据。因为采用了光纤接口,SAN还具有更高的带宽。
因为SAN解决方案是从基本功能剥离出存储功能,所以运行备份操作就无需考虑它们对网络总体性能的影响。SAN方案也使得管理及集中控制实现简化,特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候。最后一点,光纤接口提供了10公里的连接长度,这使得实现物理上分离的、不在机房的存储变得非常容易。

缺点:
成本和复杂性,特别是在光纤信道中这些缺陷尤其明显。使用光纤信道的情况下,合理的成本大约是1千兆或者两千兆大概需要五万到六万美金。从另一个角度来看,虽然新推出的基于iSCSI的SAN解决方案大约只需要两万到三万美金,但是其性能却无法和光纤信道相比较。在价格上的差别主要是由于iSCSI技术使用的是现在已经大量生产的吉比特以太网硬件,而光纤通道技术要求特定的价格昂贵的设备。

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