主流網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)比較及展望

摘 要：文章首先介紹了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的相關(guān)技術(shù)和概念，再對(duì)主流的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行比較和分析，最后對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展做出了展望。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)；DAS；NAS；SAN

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，海量的數(shù)據(jù)要求能夠簡(jiǎn)便、安全、快速地存儲(chǔ)，因此數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式也逐漸由本地存儲(chǔ)向網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)變。

1 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)概述

1.1 DAS（Direct Attached Storage直接附加存儲(chǔ)）

DAS是指存儲(chǔ)設(shè)備直接與服務(wù)器連接，作為服務(wù)器的附加硬件而存在。DAS本身沒(méi)有任何的操作系統(tǒng)，它直接接收服務(wù)器的讀寫請(qǐng)求，通過(guò)服務(wù)器上的網(wǎng)卡向用戶提供數(shù)據(jù)。DAS是典型的分散式存儲(chǔ)模式。雖然DAS在使用初期投入較低，但DAS存在較多的問(wèn)題：

（1）設(shè)備分散，無(wú)法集中管理；（2）服務(wù)器本身容易成為整個(gè)系統(tǒng)的瓶頸；（3）磁盤的利用率低，難以擴(kuò)容，且存儲(chǔ)空間不能在服務(wù)器之間動(dòng)態(tài)分配；（4）數(shù)據(jù)備份操作復(fù)雜。

1.2 NAS（Network Attached Storage網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)）

NAS是連接在網(wǎng)絡(luò)上的存儲(chǔ)設(shè)備，它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向用戶提供服務(wù)。NAS采用集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式，將存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器完全分離。NAS具有自己的CPU、內(nèi)存、操作系統(tǒng)和磁盤系統(tǒng)，并支持NFC、CIFS等網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。NAS適用于較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模或較低數(shù)據(jù)流量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份。NAS具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）不受服務(wù)器性能的限制，數(shù)據(jù)存取速度較快；（2）支持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的文件共享和UNIX、Linux等操作系統(tǒng)；（3）系統(tǒng)的配置相對(duì)比較容易，管理方便，操作簡(jiǎn)單。

NAS主要存在的問(wèn)題：

（1）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上有其它大數(shù)據(jù)流量時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能；（2）容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)泄漏等安全問(wèn)題，存在安全隱患；（3）數(shù)據(jù)信息的訪問(wèn)方式只能是文件方式，無(wú)法直接對(duì)物理數(shù)據(jù)塊進(jìn)行訪問(wèn)，因此會(huì)嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的工作效率，以致一些大型數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法使用NAS存儲(chǔ)技術(shù)。

1.3 SAN（Storage Area Network存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）

SAN將存儲(chǔ)設(shè)備、連接設(shè)備和接口集成在一個(gè)高速網(wǎng)絡(luò)中，是一個(gè)和外部局域網(wǎng)分離的類似以太網(wǎng)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，由SAN服務(wù)器、交換機(jī)、集線器、存儲(chǔ)設(shè)備等組成，具有強(qiáng)大的性能，能滿足海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求。SAN本身是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，不像NAS那樣在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)占用局域網(wǎng)的帶寬。另外SAN支持Block協(xié)議，是直接對(duì)物理硬件地址的塊級(jí)存儲(chǔ)訪問(wèn)，這讓SAN在數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)方面表現(xiàn)更出色。目前常用的SAN解決方案主要分為FC SAN和IP SAN兩大類。

1.3.1 FC SAN

FC SAN使用光纖通道（Fiber Channe1）技術(shù)作為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，光纖通道具有千兆的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，能提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離、更多的設(shè)備連接和更穩(wěn)定的性能。

1.3.2 IP SAN

IP SAN是類似以太網(wǎng)架構(gòu)的SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，它通過(guò)iSCSI技術(shù)，利用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，可以直接利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，用千兆以太網(wǎng)交換機(jī)代替昂貴的FC SAN專用光纖交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。IP SAN與FC SAN相比成本優(yōu)勢(shì)更明顯。

SAN具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）提供了不同服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備環(huán)境中相互之間的任意邏輯連接，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性和容災(zāi)性方面有很大的提高；（2）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)獨(dú)立于原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)，只有少量的控制信息通過(guò)原來(lái)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，從而大大節(jié)省了原來(lái)網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源，也在很大程度上提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能；（3）實(shí)現(xiàn)了集中式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份，在高性能、數(shù)據(jù)一致性和可靠性方面能夠保證核心數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)安全。

SAN主要存在的問(wèn)題：

（1）價(jià)格昂貴且標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，使用維護(hù)成本較高，特別是光纖通道交換機(jī)、光通道卡等設(shè)備價(jià)格不容易被一般用戶所接受；（2）單獨(dú)建立光纖網(wǎng)絡(luò)，異地?cái)U(kuò)展比較困難。

2 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)比較

2.1 DAS與NAS的比較

DAS具有悠久的歷史，是曾經(jīng)應(yīng)用最廣泛的存儲(chǔ)技術(shù)，但隨著技術(shù)的發(fā)展，DAS在NAS和SAN面前則顯得有些不足。NAS的各個(gè)性能指標(biāo)均超出DAS，特別在速度、可靠性方面與DAS相比有很大的改善，在總成本方面也更具有優(yōu)勢(shì)。所以對(duì)存儲(chǔ)和共享有較高要求的用戶，NAS顯然是更為適合的選擇。

2.2 NAS與SAN的比較

SAN和NAS都提供集中化的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和整合優(yōu)化，都能有效地存取文件，都允許在眾多的主機(jī)間共享并支持多種操作系統(tǒng)，都允許從應(yīng)用服務(wù)器上分離存儲(chǔ)。但從本質(zhì)上講，SAN與NAS是架構(gòu)完全不同的兩種技術(shù)，SAN支持Block協(xié)議，NAS則使用File協(xié)議，這也決定了SAN專注于存儲(chǔ)資源的共享，NAS側(cè)重于文件數(shù)據(jù)的共享。SAN與NAS在實(shí)施和維護(hù)的難易程度也存在明顯的差異。

至于具體的技術(shù)選型可以參考以下的原則：小型且服務(wù)較為集中的企業(yè)，可以采用DAS技術(shù)。中型企業(yè)，服務(wù)器數(shù)量較少，有一定的數(shù)據(jù)集中管理要求，但沒(méi)有大型數(shù)據(jù)庫(kù)需求的可采用NAS技術(shù)。大型企業(yè)，如果服務(wù)器相對(duì)比較集中，且對(duì)系統(tǒng)性能要求極高，SAN技術(shù)則是首選。

3 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)展望

從將來(lái)的發(fā)展來(lái)看，IP SAN和高端的FC SAN在存儲(chǔ)技術(shù)上并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，在未來(lái)萬(wàn)兆網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)普及后，IP SAN的發(fā)展前景會(huì)更為遠(yuǎn)大。

除了NAS與SAN技術(shù)，近年來(lái)更有兩種新型的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)——基于對(duì)象的存儲(chǔ)和云存儲(chǔ)發(fā)展較為迅速。

3.1 基于對(duì)象的存儲(chǔ)

基于對(duì)象的存儲(chǔ)最基本的概念就是對(duì)象，它是一種數(shù)據(jù)的邏輯組織形式，是容納了長(zhǎng)度可變的數(shù)據(jù)塊和可擴(kuò)展的存儲(chǔ)屬性的基本容器，提供與文件類似的訪問(wèn)方式?；趯?duì)象的存儲(chǔ)采用對(duì)象接口，大小動(dòng)態(tài)可變，它吸收了NAS與SAN的優(yōu)點(diǎn)，既有“塊”接口的快速，又有“文件”接口的便于共享，同時(shí)又克服了NAS 與SAN的不足，具有較高的性能與可擴(kuò)展性。

3.2 云存儲(chǔ)

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算概念上延伸和發(fā)展而來(lái)的，它通過(guò)集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能.將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)虛擬化軟件集合起來(lái)協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能。云存儲(chǔ)具有相對(duì)較低的價(jià)格。而且具備可擴(kuò)展性、靈活性、訪問(wèn)便利性等優(yōu)點(diǎn)。云存儲(chǔ)作為一項(xiàng)新的存儲(chǔ)技術(shù)，可以把管理及保護(hù)數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)移到云存儲(chǔ)提供商，從而有效地降低大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)的總建設(shè)和維護(hù)成本，但云存儲(chǔ)仍有安全性、可靠性、支持性和個(gè)性化等多方面的問(wèn)題需要解決。

4 結(jié)語(yǔ)

將來(lái)網(wǎng)絡(luò)的核心必將是數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)不僅能夠解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間不足的問(wèn)題，還具有其它存儲(chǔ)系統(tǒng)無(wú)可比擬的成本和性能優(yōu)勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)正朝著高容量、高速度、高安全性等方向發(fā)展，也不斷取得突破和成效。在不久的將來(lái)，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)必定會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用和越來(lái)越多的認(rèn)同。

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