SAN,NAS,DAS及其架構(gòu)之間區(qū)別
2009-11-29 15:45
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)得到了業(yè)界和各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的重視,。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),。
SAN與NAS技術(shù)和產(chǎn)品的出現(xiàn)不僅僅拓展了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的空間，更為重要的是,，它們將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與新興的存儲(chǔ)領(lǐng)域有機(jī)地結(jié)合起來,，在IT業(yè)發(fā)展過程中起到了不可忽視的作用。
SAN和NAS經(jīng)常被視為兩種競(jìng)爭(zhēng)技術(shù),，實(shí)際上,，二者還能夠很好地相互補(bǔ)充,，以提供對(duì)不同類型數(shù)據(jù)的訪問。SAN針對(duì)海量,、面向數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)傳輸,，而NAS則提供文件級(jí)的數(shù)據(jù)訪問功能。
這兩種技術(shù)不但可以滿足靈活的存儲(chǔ)訪問的需要,，而且SAN和NAS都基于開放的,、業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：用于SAN的光纖通道協(xié)議和用于NAS的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如TCP/IP）。SAN的應(yīng)用范圍更為廣泛,，而且可以提供對(duì)NAS設(shè)備的存儲(chǔ),，而NAS一般只限于文件級(jí)數(shù)據(jù)訪問的應(yīng)用。如果不考慮它們之間的差別,，SAN和NAS在今天的企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)中都發(fā)揮著重要的作用,，比傳統(tǒng)的服務(wù)器連接存儲(chǔ)擁有更多的優(yōu)勢(shì)。
SAN和NAS在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域?qū)鹘y(tǒng)的服務(wù)器連接存儲(chǔ)是強(qiáng)有力的補(bǔ)充和替代,。因而,，企業(yè)級(jí)用戶逐漸認(rèn)識(shí)到其眾多的優(yōu)點(diǎn)，包括改進(jìn)的靈活性,、更方便的存儲(chǔ)部署,，以及更低的總體擁有成本。盡管SAN和NAS技術(shù)可以提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),，但是它們都是為特定的環(huán)境和應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,。
SAN的關(guān)鍵特性
SAN作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，是為了提供靈活,、高性能和高擴(kuò)展性的存儲(chǔ)環(huán)境而設(shè)計(jì)的,。SAN通過在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備（例如磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)和磁帶庫(kù)）之間實(shí)現(xiàn)連接來達(dá)到這一目的。
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)。
由于SAN是為在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù)而進(jìn)行優(yōu)化的,，因此SAN對(duì)于以下應(yīng)用來說是理想的選擇:
關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用,，其中可預(yù)計(jì)的響應(yīng)時(shí)間、可用性和可擴(kuò)展性是基本要素,。
集中的存儲(chǔ)備份,，其中性能、數(shù)據(jù)一致性和可靠性可以確保企業(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全,。
高可用性和故障切換環(huán)境可以確保更低的成本,、更高的應(yīng)用水平。
可擴(kuò)展的存儲(chǔ)虛擬化，可使存儲(chǔ)與直接主機(jī)連接相分離,，并確保動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)分區(qū),。
改進(jìn)的災(zāi)難容錯(cuò)特性，在主機(jī)服務(wù)器及其連接設(shè)備之間提供光纖通道高性能和擴(kuò)展的距離（達(dá)到150公里）,。
SAN的主要長(zhǎng)處
面對(duì)迅速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求,，大型企業(yè)和服務(wù)提供商漸漸開始選擇SAN作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，因?yàn)镾AN具有出色的可擴(kuò)展性,。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)。例如,，傳統(tǒng)的服務(wù)器連接存儲(chǔ)通常難于更新或集中管理,。每臺(tái)服務(wù)器必須關(guān)閉才能增加和配置新的存儲(chǔ)。相比較而言,，SAN不必宕機(jī)和中斷與服務(wù)器的連接即可增加存儲(chǔ),。SAN 還可以集中管理數(shù)據(jù)，從而降低了總體擁有成本,。
利用光纖通道技術(shù),，SAN可以有效地傳輸數(shù)據(jù)塊。通過支持在存儲(chǔ)和服務(wù)器之間傳輸海量數(shù)據(jù)塊,，SAN提供了數(shù)據(jù)備份的有效方式,。因此，傳統(tǒng)上用于數(shù)據(jù)備份的網(wǎng)絡(luò)帶寬可以節(jié)約下來用于其他應(yīng)用,。
開放的,、業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的光纖通道技術(shù)還使得SAN非常靈活,。SAN克服了傳統(tǒng)上與SCSI相連的線纜限制,，極大地拓展了服務(wù)器和存儲(chǔ)之間的距離，從而增加了更多連接的可能性,。改進(jìn)的擴(kuò)展性還簡(jiǎn)化了服務(wù)器的部署和升級(jí),，保護(hù)了原有硬件設(shè)備的投資。
此外,，SAN可以更好地控制存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,，適合那些基于交易的系統(tǒng)在性能和可用性方面的需求。SAN利用高可靠和高性能的光纖通道協(xié)議來滿足這種需要,。
SAN的另一個(gè)長(zhǎng)處是傳送數(shù)據(jù)塊到企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的能力,。在數(shù)據(jù)傳送過程中，SAN在通信結(jié)點(diǎn)（尤其是服務(wù)器）上的處理費(fèi)用開銷更少,，因?yàn)閿?shù)據(jù)在傳送時(shí)被分成更小的數(shù)據(jù)塊,。因此，光纖通道SAN在傳送大數(shù)據(jù)塊時(shí)非常有效，這使得光纖通道協(xié)議非常適用于存儲(chǔ)密集型環(huán)境,。
今天,，SAN已經(jīng)漸漸與NAS環(huán)境相結(jié)合，以提供用于NAS設(shè)備的高性能海量存儲(chǔ),。事實(shí)上,，許多SAN目前都用于NAS設(shè)備的后臺(tái)，滿足存儲(chǔ)擴(kuò)展性和備份的需要,。
SAN帶來的好處
SAN的一個(gè)好處是極大地提高了企業(yè)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)操作的可靠性和可擴(kuò)展性,。基于SAN的操作能顯著減少備份和恢復(fù)的時(shí)間,，同時(shí)減少企業(yè)網(wǎng)絡(luò)上的信息流量,。
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,。企業(yè)可以利用這一點(diǎn)，通過部署關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用和用于關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制來提高容災(zāi)能力,。備份和恢復(fù)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理的需要,。
另外，基于交易的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用從SAN部署中獲益頗多,。其無(wú)縫增加存儲(chǔ)的能力可以減少數(shù)據(jù)備份的時(shí)間,。
SAN存在的問題
近兩年來，SAN這一概念已經(jīng)漸入人心,。SAN可以取代基于服務(wù)器的存儲(chǔ)模式,，性能更加優(yōu)越。然而,，時(shí)至今日,，互操作性仍是實(shí)施過程中存在的主要問題。SAN本身缺乏標(biāo)準(zhǔn),，尤其是在管理上更是如此,。雖然光纖通道（Fibre Channel）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確存在，但各家廠商卻有不同的解釋,，于是,，互操作性問題就像沙塵暴一樣迎面撲來，讓人猝不及防,。
一些SAN廠商通過SNIA等組織來制定標(biāo)準(zhǔn),。還有一些廠商則著手大力投資興建互操作性實(shí)驗(yàn)室，在推出SAN之前進(jìn)行測(cè)試。另一種途徑便是外包SAN,。盡管SAN廠商在解決互操作性問題上已經(jīng)取得了進(jìn)步,，不過，專家仍建議用戶采用外包方式,，不要自己建設(shè)SAN,。
NAS的關(guān)鍵特性
NAS解決方案通常配置為作為文件服務(wù)的設(shè)備，由工作站或服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如TCP/IP）和應(yīng)用程序（如網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)NFS或者通用Internet文件系統(tǒng)CIFS）來進(jìn)行文件訪問,。大多數(shù)NAS連接在工作站客戶機(jī)和NAS文件共享設(shè)備之間進(jìn)行,。這些連接依賴于企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來正常運(yùn)行。
為了提高系統(tǒng)性能和不間斷的用戶訪問,，NAS采用了專業(yè)化的操作系統(tǒng)用于網(wǎng)絡(luò)文件的訪問,，這些操作系統(tǒng)既支持標(biāo)準(zhǔn)的文件訪問，也支持相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,。
NAS使文件訪問操作更為快捷,，并且易于向基礎(chǔ)設(shè)施增加文件存儲(chǔ)容量。因?yàn)镹AS關(guān)注的是文件服務(wù)而不是實(shí)際文件系統(tǒng)的執(zhí)行情況,，所以NAS設(shè)備經(jīng)常是自包含的,，而且相當(dāng)易于部署。
NAS設(shè)備與客戶機(jī)之間主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,。今天在LAN/WAN上傳輸?shù)拇罅繑?shù)據(jù)被分成許多小的數(shù)據(jù)塊,。傳輸?shù)奶幚磉^程需要占用處理器資源來中斷和重新訪問數(shù)據(jù)流。如果數(shù)據(jù)包的處理占用太多的處理器資源,，則在同一服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用程序會(huì)受到影響,。由于網(wǎng)絡(luò)擁堵影響NAS的性能，所以,，其性能局限性之一是網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)的能力,。
NAS存儲(chǔ)的可擴(kuò)展性也受到設(shè)備大小的限制。增加另一臺(tái)設(shè)備非常容易,，但是要像訪問一臺(tái)機(jī)器上的數(shù)據(jù)那樣訪問網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的內(nèi)容并不容易,，因?yàn)镹AS設(shè)備通常具有獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符。由于上述這些限制,，NAS環(huán)境中的數(shù)據(jù)備份不是集中化的，因此僅限于使用直接連接設(shè)備（如專用磁帶機(jī)或磁帶庫(kù)）或者基于網(wǎng)絡(luò)的策略,，在該策略中,，設(shè)備上的數(shù)據(jù)通過企業(yè)或?qū)Ｓ肔AN進(jìn)行備份。
NAS與DAS方式的區(qū)別
作為一種新興的存儲(chǔ)技術(shù),，NAS有著傳統(tǒng)直接連接方式所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),。表1對(duì)這兩種方式進(jìn)行了一個(gè)簡(jiǎn)單的比較。
表1 NAS與DAS的比較
網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（NAS）
通過文件系統(tǒng)的集中化管理能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)文件的訪問。
用戶能夠共享文件系統(tǒng)并查看共享的數(shù)據(jù),。
專業(yè)化的文件服務(wù)器與存儲(chǔ)技術(shù)相結(jié)合,，為網(wǎng)絡(luò)訪問提供高可靠性的數(shù)據(jù)。
直接連接存儲(chǔ)（DAS）
只能通過與之連接的主機(jī)進(jìn)行訪問,。
每一個(gè)主機(jī)管理它本身的文件系統(tǒng),，但不能實(shí)現(xiàn)與其他主機(jī)共享數(shù)據(jù)。
只能依靠存儲(chǔ)設(shè)備本身為主機(jī)提供高可靠性的數(shù)據(jù),。
NAS的技術(shù)特點(diǎn)
NAS為那些訪問和共享大量文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的企業(yè)環(huán)境提供了一個(gè)高效,、性能價(jià)格比優(yōu)異的解決方案。數(shù)據(jù)的整合減少了管理需求和開銷,，而集中化的網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器和存儲(chǔ)環(huán)境—包括硬件和軟件—確保了可靠的數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)的高可用性,。可以說,，NAS提供了一個(gè)強(qiáng)有力的綜合機(jī)制,。
NAS技術(shù)能夠滿足特定的用戶需求。例如當(dāng)某些企業(yè)需要應(yīng)付快速數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的問題,，或者是解決相互獨(dú)立的工作環(huán)境所帶來的系統(tǒng)限制時(shí),，可以采用新一代NAS技術(shù)，利用集中化的網(wǎng)絡(luò)文件訪問機(jī)制和共享來解決這些問題,，從而達(dá)到減少系統(tǒng)管理成本,，提高數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)功能的目的。
NAS的主要長(zhǎng)處
NAS適用于那些需要通過網(wǎng)絡(luò)將文件數(shù)據(jù)傳送到多臺(tái)客戶機(jī)上的用戶,。NAS設(shè)備在數(shù)據(jù)必須長(zhǎng)距離傳送的環(huán)境中可以很好地發(fā)揮作用,。
此外，NAS設(shè)備非常易于部署—可以使NAS主機(jī),、客戶機(jī)和其他設(shè)備廣泛分布在整個(gè)企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,。正確地進(jìn)行配置之后，NAS可以提供可靠的文件級(jí)數(shù)據(jù)整合,，因?yàn)槲募i定是由設(shè)備自身來處理的,。盡管其部署非常簡(jiǎn)單，但是企業(yè)仍然要確保在NAS設(shè)備的配置過程中提供適當(dāng)?shù)奈募踩?jí)別,。
NAS帶來的好處
NAS應(yīng)用于高效的文件共享任務(wù)中,，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS，其中基于網(wǎng)絡(luò)的文件級(jí)鎖定提供了高級(jí)并發(fā)訪問保護(hù)的功能,。NAS設(shè)備可以進(jìn)行優(yōu)化,，以文件級(jí)保護(hù)向多臺(tái)客戶機(jī)發(fā)送文件信息。
在某些情況下,，企業(yè)可以有限地為數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用部署NAS解決方案,。這些情況一般只限于以下的應(yīng)用：大量的數(shù)據(jù)訪問是只讀的,；數(shù)據(jù)庫(kù)很小,；要訪問的邏輯卷也很少; 所要求的性能也不高,。在這些情況下，NAS 解決方案有助于減少用戶的總體擁有成本,。
互為補(bǔ)充的兩種技術(shù)
盡管它們之間存在著區(qū)別,，但是SAN和NAS是兩種互為補(bǔ)充的存儲(chǔ)技術(shù)。例如,，SAN在數(shù)據(jù)塊傳輸和擴(kuò)展性方面表現(xiàn)優(yōu)秀,，并能夠有效地管理設(shè)備。企業(yè)可以從將SAN應(yīng)用于關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用,、存儲(chǔ)集中,、備份恢復(fù)和高可用性計(jì)算等方面受益無(wú)窮。
與SAN相比,，NAS支持多臺(tái)對(duì)等客戶機(jī)之間的文件共享,。NAS客戶機(jī)可以在企業(yè)中任何地點(diǎn)訪問共享的文件。因?yàn)樵贜AS環(huán)境中文件訪問的邏輯卷較少,，對(duì)于響應(yīng)時(shí)間要求也不是很高,，所以其性能和距離要求也相對(duì)較低。
表2 SAN與NAS關(guān)鍵特性比較
SAN NAS
協(xié)議 Fibre Channel Fibre Channel-to-SCSI TCP/IP
應(yīng)用 *關(guān)鍵任務(wù),，基于交易的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用處理 *NFS和CIFS中的文件共享
*集中的數(shù)據(jù)備份 *長(zhǎng)距離的小數(shù)據(jù)塊傳輸
*災(zāi)難恢復(fù) *有限的只讀數(shù)據(jù)庫(kù)訪問
*存儲(chǔ)集中
優(yōu)點(diǎn) *高可用性 *距離的限制少
*數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?nbsp; *簡(jiǎn)化附加文件的共享容量
*減少遠(yuǎn)網(wǎng)絡(luò)流量 *易于部署和管理
*配置靈活
*高性能
*高可擴(kuò)展性
*集中管理
NAS和SAN之間的許多原有差別開始消失,。例如，NAS設(shè)備逐漸采用SAN來解決與存儲(chǔ)擴(kuò)展和備份恢復(fù)相關(guān)的問題,。盡管這兩種技術(shù)類似,，但是NAS不能提供SAN所帶來的全面的商業(yè)優(yōu)勢(shì)。然而,，與傳統(tǒng)的服務(wù)器附加存儲(chǔ)相比,，不管是SAN還是NAS技術(shù)都能減少用戶的總體擁有成本，并能提供更好的投資回報(bào),。
NAS SAN
以網(wǎng)絡(luò)為中心 以數(shù)據(jù)為中心
LAN或WAN 專用的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)
定義了一個(gè)產(chǎn)品或設(shè)備 定義了個(gè)體系結(jié)構(gòu)
高等待時(shí)間,，基于TCP/IP 低等待時(shí)間，基于特定協(xié)議
非直接連接 直接連接（交換式）
共享文件和數(shù)據(jù) 服務(wù)器擁有一個(gè)卷標(biāo)
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