試析現代網(wǎng)絡(luò )存儲技術(shù)

　　[論文關(guān)鍵詞]網(wǎng)絡(luò )存儲 DAS NAS SAN
　　[論文摘要]伴隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，資源的共享問(wèn)題、數據的存儲問(wèn)題成為網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的重要問(wèn)題。采用何種方式完成數據的網(wǎng)絡(luò )存儲，如何提高網(wǎng)絡(luò )存儲的安全性、穩定性，如何提高網(wǎng)絡(luò )存儲的效率是現代網(wǎng)絡(luò )存儲最關(guān)心的問(wèn)題。
　　
　　一、概述
　　
　　數據的重要性已經(jīng)得到用戶(hù)的廣泛重視，存儲領(lǐng)域也能夠逆整個(gè)IT的頹勢而前行。因此，存儲被認為是繼PC、服務(wù)器之后，帶動(dòng)整個(gè)IT向前發(fā)展的又一潛力巨大的增長(cháng)點(diǎn)。什么是網(wǎng)絡(luò )存儲?經(jīng)歷過(guò)電腦運算能力和網(wǎng)絡(luò )聯(lián)通能力兩次快速發(fā)展，目前人們對網(wǎng)絡(luò )的需求不再滿(mǎn)足于連通能力，而是更為強大的信息能力。隨著(zhù)越來(lái)越多的關(guān)鍵信息轉化為數字形式并存儲在可管理的介質(zhì)中，網(wǎng)絡(luò )對于存儲和管理信息的能力產(chǎn)生了新的需求�？梢赃@樣說(shuō)：網(wǎng)絡(luò )是否具有高的效率，取決于其數據存儲和管理的能力。在網(wǎng)絡(luò )存儲決定網(wǎng)絡(luò )架構的今天，IT行業(yè)已經(jīng)從PC、網(wǎng)絡(luò )步入了以存儲為核心的時(shí)代。
　　
　　二、網(wǎng)絡(luò )存儲技術(shù)的分類(lèi)
　　
　　早期的存儲系統是計算機系統的一部分，大多以存儲設備形式出現。計算機系統可以通過(guò)總線(xiàn)連接到磁盤(pán)，或者通過(guò)輸入／輸出系統與磁盤(pán)系統相連，或者是計算機基本上是以單機方式工作的。隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展，數據的存儲也逐漸由單機向多機方式和專(zhuān)用機發(fā)展，數據的共享與傳遞也逐漸從依賴(lài)主機系統向依賴(lài)網(wǎng)絡(luò )系統發(fā)展。當前，應用業(yè)務(wù)系統有向多服務(wù)器、多數據源演變的趨勢。在大型企業(yè)應用和Intemet發(fā)布系統中，安裝數十臺服務(wù)器已經(jīng)很常見(jiàn)。但過(guò)于分散的數據資源，會(huì )給訪(fǎng)問(wèn)和管理帶來(lái)困難。因此，數據存儲問(wèn)題備受關(guān)注。存儲系統大致可以分成三種類(lèi)型：
　�。ㄒ唬┲苯右栏酱鎯ο到y(Direct Attached Storage，DAS)。直接依附存儲系統DAS又稱(chēng)為以服務(wù)器為中心的存儲體系。其特征為存儲設備是通用服務(wù)器的一部分，該服務(wù)器同時(shí)提供應用程序的運行，例如視頻流、數據庫等服務(wù)。數據的輸入／輸出由服務(wù)器負責，數據訪(fǎng)問(wèn)與操作系統、文件系統和服務(wù)程序緊密相關(guān)。
　�。ǘ�）網(wǎng)絡(luò )依附存儲系統(Network Attached－torage，NAS)。這種存儲方式多采用專(zhuān)用數據服務(wù)器。該服務(wù)器不再承擔應用服務(wù)，稱(chēng)之為瘦服務(wù)器”(Thin Server)。數據服務(wù)器通過(guò)局域網(wǎng)的接口與應用服務(wù)器連接。由于采用局域網(wǎng)上通用數據傳輸協(xié)議，如NFS，CIFS等，所以能夠在異構的服務(wù)器間共享數據，這一點(diǎn)在Windows和Unix混合下是十分重要的。
　�。ㄈ�）存儲區域網(wǎng)絡(luò )(Storage Area Network， SAN)。存儲區域網(wǎng)絡(luò )SAN采用高速數據連接通道光纖通道(Fiber Channel，FC)連接服務(wù)器和存儲系統。從結構上看，服務(wù)器和數據存儲系統相互獨立。將設備連接到FC集線(xiàn)器或交換機上，便于擴展系統規模。FC的傳輸速率和可靠性極高，能夠滿(mǎn)足當前視／音頻業(yè)務(wù)的需求。在SAN中，所有的存儲設備和存儲數據均可采用中心化管理，使得整個(gè)存儲系統具有可伸縮性。
　　
　　三、NAS、SAN與傳統存儲系統的比較
　　
　�。ㄒ唬┆毩⑿�。存儲系統的獨立性反映了服務(wù)器與存儲系統間的依賴(lài)程度。獨立性越強，服務(wù)器與存儲系統之間的相關(guān)性就越小。實(shí)際上，獨立性強的存儲系統可以自成體系，不必考慮與服務(wù)器連接的細節。
　�。ǘ�）帶寬與瓶頸。在傳統存儲系統中，應用程序必須通過(guò)服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)存儲設備�？紤]到所有的訪(fǎng)問(wèn)都必須穿透服務(wù)器，容易形成瓶頸，因此要求服務(wù)器有很大的吞吐速率。LAN的速率和服務(wù)質(zhì)量(QoS)取決于網(wǎng)絡(luò )類(lèi)型。
　�。ㄈ�）共享性。在傳統存儲服務(wù)器體系中，存儲設備并非直接面向網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)或應用程序，而是以服務(wù)器作為訪(fǎng)問(wèn)的。作為存儲設備，無(wú)論是硬盤(pán)、還是陣列，都是間接地提供數據共享服務(wù)，真正意義上的物理連接只有服務(wù)器的連接。NAS具有數據存儲獨立性，可以通過(guò) LAN上運行的NFS、CIFS協(xié)議實(shí)現數據共享。 SAN直接支持服務(wù)器與存儲系統之間的多對多連接，具有共享特性。
　�。ㄋ模┛蓴U展性。DAS體系只能通過(guò)增加服務(wù)器和磁盤(pán)存儲量來(lái)擴展容量，單一擴展容量幾乎不可行；業(yè)務(wù)增長(cháng)造成的訪(fǎng)問(wèn)流量增加會(huì )使服務(wù)器成為瓶頸，而擴展服務(wù)器價(jià)格過(guò)高且難度加大。NAS可以通過(guò)擴展I／0節點(diǎn)而增加容量，其帶寬可以通過(guò)新增的網(wǎng)絡(luò )接口而得以提高。SAN具有可擴展性，可增加存儲設備而實(shí)現系統擴充。
　�。ㄎ澹┛晒芾硇�。傳統的DAS造成企業(yè)中有大量的服務(wù)器和存儲系統，其異構型和分布性使管理工作難以展開(kāi)。NAS、SAN均采用中心化數據管理，便于控制網(wǎng)絡(luò )上的每一個(gè)存儲點(diǎn)。
　�。�六）存儲介質(zhì)的多樣性。雖然DAS可以采用多種存儲介質(zhì)，但是它與服務(wù)器之間緊密的連接，在使用上受到較多限制�；�于SAN的存儲系統內，存儲設備和文件服務(wù)器被有效地分離，使得整個(gè)系統可以采用多種存儲介質(zhì)；并且利用不同存儲介質(zhì)和設備的特點(diǎn)，通過(guò)統一的中心數據管理，建立多層次的異構存儲體系。
　　
　　四、NAS與SAN的比較
　　
　　NAS、SAN與傳統網(wǎng)絡(luò )存儲技術(shù)相比而言，無(wú)論是從網(wǎng)絡(luò )傳輸帶寬、數據共享性還是從存儲容量的可擴充性、數據的一體化和安全性等個(gè)方面來(lái)說(shuō)，其優(yōu)越性是不言而喻的。所以，現在眾多的用戶(hù)在對其存儲方案進(jìn)行選擇時(shí)，實(shí)際上也就成為對NAS和SAN的選擇了。
　　NAS和SAN有許多共同的特點(diǎn)。它們都提供集中化的數據存儲和整合優(yōu)化，都能有效的存取文件，都允許在眾多的主機間共享并支持多種操作系統，都允許從應用服務(wù)器上分離存儲。而且，它們都提供數據的高可用性，都能通過(guò)冗余部件和RAID保證數據的完整性。
　　NAS和SAN也有著(zhù)一些不同點(diǎn)。首先，實(shí)施和維護的難易程度不同。上面曾提到，NAS的存儲設備與眾多訪(fǎng)問(wèn)客戶(hù)的連接是通過(guò)標準的LAN進(jìn)行的，也就是說(shuō)，直接將NAS存儲設備接入LAN中就可以使用了，管理者所要做的只是來(lái)定義網(wǎng)絡(luò )存取權限或為每個(gè)用戶(hù)定義磁盤(pán)限額。而且由于NAS采用了熱插拔和即插即用技術(shù)，所以在新設備接人時(shí)無(wú)需關(guān)閉數據服務(wù)器或進(jìn)行重新配置，新增的存儲空間可以立即為眾多的應用服務(wù)器和客戶(hù)機所共享。而SAD的存儲設備與客戶(hù)之間的聯(lián)系是通過(guò)專(zhuān)用FC集線(xiàn)器和交換機來(lái)進(jìn)行的，如果客戶(hù)端增加，就要對交換機進(jìn)行級連，這就大大增大了安裝與設置難度。其次，二者的設備管理難易程度不同。由于NAS中每一個(gè)I／O節點(diǎn)都有自己的存儲設備，而這些設備又沒(méi)有一個(gè)統一的管理的界面，所以管理人員就必須逐一管理每個(gè)NAS設備，從而使管理隨網(wǎng)絡(luò )上的NAS設備的增多而線(xiàn)性增加。而SAN對整個(gè)網(wǎng)絡(luò )中的存儲設備的管理，是采用SAN專(zhuān)用管理軟件來(lái)進(jìn)行集中式管理的，用戶(hù)可以通過(guò)簡(jiǎn)單的圖形界面來(lái)管理不同平臺和介質(zhì)上的數據，也就是說(shuō)，在SAN中，其整個(gè)存儲網(wǎng)絡(luò )成為了一個(gè)集中化的存儲池，這樣，管理人員管理起來(lái)就非常簡(jiǎn)單了。再者，NAS和SAN是管理對象也不相同。SAN管理的是磁盤(pán)空間，而NAS管理的是文件，也就是說(shuō)，SAN是個(gè)磁盤(pán)工廠(chǎng)，而NAS只是一個(gè)文件服務(wù)器。最后，也是最重要的一點(diǎn)，那就是二者在性能上有所不問(wèn)。NAS是基于傳統以太網(wǎng)絡(luò )的存取設備，雖然減輕了服務(wù)器所承擔的壓力，但勢必嚴重增加網(wǎng)絡(luò )的負荷。
　　
　　五、
　　
　　通過(guò)對現有網(wǎng)絡(luò )存儲的比較，顯而易見(jiàn)，在未來(lái)的網(wǎng)絡(luò )應用中，SAN將成為網(wǎng)絡(luò )存儲的主流。首先，SAN結構簡(jiǎn)單，易于實(shí)現。其次，初期較少。除了NAS文件服務(wù)器本身，存儲系統幾乎不需購買(mǎi)其他任何設備。最后，SAN易于實(shí)現多個(gè)局域網(wǎng)子網(wǎng)段的存儲共享。
　　
　　參考文獻：
　　[1]周敬利 余勝生等 網(wǎng)絡(luò )存儲原理技術(shù)，清華大學(xué)出版社，2005.
　　[2]司馬聰，存儲交換機的技術(shù)發(fā)展趨勢淺析，《每周電腦報》，2004.

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