淺析NAS架構(gòu)和SAN架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)

衣玉峰

【摘 要】 專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器架構(gòu)可擴(kuò)展性數(shù)據(jù)量的迅速增長(zhǎng)為企業(yè)的發(fā)展提出了新的問題和要求。本文簡(jiǎn)要的介紹了NAS和SAN架構(gòu)形式、安全性和管理及NAS架構(gòu)和SAN架構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)和互補(bǔ)性進(jìn)行的論述。

【關(guān)鍵詞】 NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)

一、NAS網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)介紹

NAS 是一種特殊的專用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器，它對(duì)文件服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化并加上大容量存儲(chǔ)，以文件I/0 方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，是一種專用的網(wǎng)絡(luò)文件存儲(chǔ)及備份設(shè)備。NAS 以數(shù)據(jù)為中心，內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議，因此使整個(gè)系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡(jiǎn)單。存儲(chǔ)設(shè)備在功能上完全獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)中的其它應(yīng)用服務(wù)器。NAS提供一個(gè)集中化的控制臺(tái)，使得文件系統(tǒng)的管理更加高效。雖然NAS 具有較好的可擴(kuò)展性、可訪問性、低價(jià)位、部署簡(jiǎn)單、易于管理等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著以下不足：NAS 不適合對(duì)訪問速度要求高的應(yīng)用場(chǎng)合，如數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用、在線事務(wù)處理等。在數(shù)據(jù)備份方面：需要占用LAN 的帶寬，浪費(fèi)寶貴的網(wǎng)絡(luò)資源，嚴(yán)重時(shí)甚至影響客戶應(yīng)用的順利進(jìn)行。在資源的整合和NAS 的管理方面：NAS 只能對(duì)單個(gè)存儲(chǔ)（單個(gè)NAS 內(nèi)部）設(shè)備之中的磁盤進(jìn)行資源的整合，目前還無(wú)法跨越不同的NAS 設(shè)備。難以將多個(gè)NAS 設(shè)備整合成一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)池，因而難以對(duì)多個(gè)NAS 設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的集中管理，只能進(jìn)行單獨(dú)管理。

二、SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)介紹

SAN 是通過高速專用網(wǎng)絡(luò)將一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器連接起來(lái)的專用存儲(chǔ)系統(tǒng)。它沒有采用文件共享存取方式，而是采用塊（block）級(jí)別存儲(chǔ)。根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸過程采用的協(xié)議，可分為FC（光纖通道）SAN 和 IP SAN。高性能的光纖通道交換機(jī)和光纖通道網(wǎng)絡(luò)協(xié)議可以確保設(shè)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(zhuǎn)換器或網(wǎng)關(guān)）為基礎(chǔ)。一個(gè)或多個(gè)光纖通道交換機(jī)以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⊿AN架構(gòu)）形式為主機(jī)服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備提供互聯(lián)。事實(shí)上，SAN比傳統(tǒng)的存儲(chǔ)架構(gòu)具有更多顯著的優(yōu)勢(shì)。通過將SAN拓展到城域網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施上，SAN還可以與遠(yuǎn)程設(shè)備無(wú)縫地連接，從而提高容災(zāi)的能力。SAN部署城域網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施以增加SAN設(shè)備間的距離，可達(dá)到150公里，而且?guī)缀醪粫?huì)降低性能。FC SAN 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)設(shè)備共享。實(shí)現(xiàn)性能服務(wù)器與高速存儲(chǔ)設(shè)備的高速互聯(lián)。實(shí)現(xiàn)靈活的存儲(chǔ)設(shè)備配置要求。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速備份。提高了數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。FC SAN 也存在著一些不足：設(shè)備的互操作性較差。一般情況下，不同的產(chǎn)品提供商的光纖通道協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)不同，這導(dǎo)致了不同產(chǎn)品之間難以互相訪問。構(gòu)建和維護(hù)SAN 需要有豐富經(jīng)驗(yàn)并接受過專門訓(xùn)練的專業(yè)人員，加大了構(gòu)建和維護(hù)費(fèi)用。在異構(gòu)環(huán)境下的文件共享方面，SAN 中存儲(chǔ)資源的共享一般指的是不同平臺(tái)下的存儲(chǔ)空間的共享而非數(shù)據(jù)文件的共享。連接距離受限（10 km 左右）且網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備昂貴。這些都阻礙了SAN 技術(shù)的普及應(yīng)用和推廣。

三、NAS架構(gòu)和SAN架構(gòu)比較

1、操作平臺(tái)支持，文件數(shù)據(jù)共享。由于刪減了自身操作系統(tǒng)的多余功能，NAS設(shè)備比一般服務(wù)器能連接更加多種類的操作系統(tǒng)。NAS運(yùn)行自己的操作系統(tǒng)，它不要求特定的客戶端支持，即可供Windows、UNIX、Linux、Mac等操作系統(tǒng)訪問，各操作平臺(tái)間可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫數(shù)據(jù)傳輸。SAN的先天性缺陷就是數(shù)據(jù)共享能力差，如果要實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)器共享數(shù)據(jù)，需要Sanergy、CVFS等軟件的支持，而且管理信息也需要通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，而且不支持遷移等操作。2、架構(gòu)易用性。NAS存儲(chǔ)基于以太網(wǎng)架構(gòu)，存儲(chǔ)設(shè)備只需要接入原有的以太網(wǎng)絡(luò)即可，整體為簡(jiǎn)單的單網(wǎng)結(jié)構(gòu)，便于維護(hù)管理。SAN架構(gòu)則需要在現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)上重新構(gòu)建FC網(wǎng)絡(luò)，使得企業(yè)內(nèi)部存在多網(wǎng)結(jié)構(gòu)，相對(duì)復(fù)雜。3、安全性。NAS為網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，作為單一存儲(chǔ)設(shè)備而言，構(gòu)建時(shí)只需將相應(yīng)站點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)即可，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，安全性高。SAN則為存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，配置SAN網(wǎng)絡(luò)需要在相應(yīng)應(yīng)用客戶端安裝文件系統(tǒng)軟件，軟件的故障將導(dǎo)致客戶端無(wú)法訪問存儲(chǔ)設(shè)備，且存在元數(shù)據(jù)服務(wù)器這單一故障點(diǎn)，安全性較低。4、管理應(yīng)用。NAS采用一個(gè)面向用戶設(shè)計(jì)的、專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡(jiǎn)化操作系統(tǒng)，提供一個(gè)集中化的控制臺(tái)，使得文件系統(tǒng)的管理更加高效。SAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用裸磁盤陣列作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，結(jié)合元數(shù)據(jù)服務(wù)器和在應(yīng)用站點(diǎn)上的文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)應(yīng)用，因此其需要管理多個(gè)設(shè)備、系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)設(shè)備配置、元數(shù)據(jù)服務(wù)器及站點(diǎn)文件系統(tǒng)等系統(tǒng)和軟件。5、應(yīng)用效率。NAS設(shè)備消除了通用文件服務(wù)器在文件存取過程中的性能瓶頸。提高了通用服務(wù)器的利用率。SAN架構(gòu)需要在所有應(yīng)用站點(diǎn)上安裝相應(yīng)的文件系統(tǒng)，而且所有站點(diǎn)和存儲(chǔ)設(shè)備需要由同一的元數(shù)據(jù)服務(wù)器調(diào)度，因此在很大程度上降低了服務(wù)器的應(yīng)用效率。

數(shù)據(jù)量的迅速增長(zhǎng)為企業(yè)的發(fā)展提出了新的問題和要求，如何確保數(shù)據(jù)的一致性、安全性和可靠性，如何實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)的集中管理，如何實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)集中訪問，如何實(shí)現(xiàn)不同主機(jī)類型的數(shù)據(jù)訪問和保護(hù)等等。所有這些都呼喚著新的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)及其產(chǎn)品的出現(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]孫祥軍 2011年1月《現(xiàn)代電視技術(shù)》吉林電視臺(tái)播出系統(tǒng)雙鏈路設(shè)計(jì)與應(yīng)用

[2]孫國(guó)峰 2014年12月《科技傳播》電視臺(tái)播出系統(tǒng)的構(gòu)建