幾種存儲技術(shù)的比較（FC SAN,、IP SAN、DAS,、NAS）

SAN 的概念

        SAN（Storage Area Network）存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò),，是一種高速的、專門用于存儲操作的網(wǎng)絡(luò),，通常獨(dú)立于計算機(jī)局域網(wǎng)（LAN）,。SAN將主機(jī)和存儲設(shè)備連接在一起，能夠?yàn)槠渖系娜我庖慌_主機(jī)和任意一臺存儲設(shè)備提供專用的通信通道,。SAN將存儲設(shè)備從服務(wù)器中獨(dú)立出來,，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器層次上的存儲資源共享。SAN將通道技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入存儲環(huán)境中,，提供了一種新型的網(wǎng)絡(luò)存儲解決方案,，能夠同時滿足吞吐率、可用性,、可靠性,、可擴(kuò)展性和可管理性等方面的要求。

1 FC-SAN

        通常SAN由磁盤陣列（RAID）連接光纖通道（Fibre Channel）組成（為了區(qū)別于IP SAN,，通常SAN也稱為FC-SAN）,。SAN和服務(wù)器和客戶機(jī)的數(shù)據(jù)通信通過SCSI命令而非TCP/IP，數(shù)據(jù)處理是“塊級”（block level）,。SAN也可以定義為是以數(shù)據(jù)存儲為中心,，它采用可伸縮的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過具有高傳輸速率的光通道的直接連接方式,，提供SAN內(nèi)部任意節(jié)點(diǎn)之間的多路可選擇的數(shù)據(jù)交換,，并且將數(shù)據(jù)存儲管理集中在相對獨(dú)立的存儲區(qū)域網(wǎng)內(nèi),。SAN最終將實(shí)現(xiàn)在多種操作系統(tǒng)下，最大限度的數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)優(yōu)化管理,，以及系統(tǒng)的無縫擴(kuò)充,。

1.1. FC-SAN的組成

        在FC-SAN中，有一些專用的硬件和軟件,。硬件包括FC卡,、FC HUB、FC交換機(jī),、存儲系統(tǒng)等,，軟件主要是FC控制卡針對各種操作系統(tǒng)的驅(qū)動程序和存儲管理軟件。

l FC卡：主要用于主機(jī)與FC設(shè)備之間的連接,。 

l FC HUB：內(nèi)部運(yùn)行仲裁環(huán)拓?fù)?，連接到HUB的節(jié)點(diǎn)共享100MB/S帶寬（或更高）。 

l FC交換機(jī)：內(nèi)部運(yùn)行Fabric拓?fù)?，每端口?dú)占100MB/S帶寬（或更高）,。 

l FC存儲設(shè)備：采用FC連接方式，光纖接口可以有一到多個,。FC存儲設(shè)備通常采用光纖的硬盤,，也有Fibre to SCSI（Fibre to ATA）的解決方案，使用SCSI（或ATA）的硬盤,，在整個配置上較便宜,。 

l  存儲網(wǎng)絡(luò)管理軟件：存儲管理軟件主要的功能是自動發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼坝成洌?dāng)在存儲網(wǎng)絡(luò)中增加或減少時自動發(fā)現(xiàn)及組態(tài),。 

l 高性能的光纖通道交換機(jī)和光纖通道網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是FC-SAN的關(guān)鍵,。把以光纖通道交換機(jī)為骨干的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為“SAN Fabric”。而光纖通道協(xié)議是FC-SAN的另一個本質(zhì)特征,。FC-SAN正是利用光纖通道協(xié)議上加載SCSI協(xié)議來達(dá)到可靠的塊級數(shù)據(jù)傳輸,。 

1.2. FC-SAN的應(yīng)用場合

        由于FC-SAN是為在服務(wù)器和存儲設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù)而進(jìn)行優(yōu)化的，因此對于以下應(yīng)用來說是理想的選擇： 

l 關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,，其中可預(yù)計的響應(yīng)時間,、可用性和可擴(kuò)展性是基本要素。 

l 集中的存儲備份,，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。 

l 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,。 

l 可擴(kuò)展的存儲虛擬化，可使存儲與直接主機(jī)連接相分離,，并確保動態(tài)存儲分區(qū),。 

l 改進(jìn)的災(zāi)難容錯特性,，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。 

1.3. FC-SAN的主要好處：

        面對迅速增長的數(shù)據(jù)存儲需求,，企業(yè)和服務(wù)提供商漸漸開始選擇FC-SAN作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,，因?yàn)?/span>SAN具有出色的可擴(kuò)展性。事實(shí)上,，SAN比傳統(tǒng)的存儲架構(gòu)具有更多顯著的優(yōu)勢,。例如，傳統(tǒng)的服務(wù)器連接存儲通常難于更新或集中管理,。每臺服務(wù)器必須關(guān)閉才能增加和配置新的存儲,。相比較而言，FC-SAN不必宕機(jī)和中斷與服務(wù)器的連接即可增加存儲,。FC-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),，FC-SAN可以有效地傳輸數(shù)據(jù)塊。通過支持在存儲和服務(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FC-SAN非常靈活。FC-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)展性還簡化了服務(wù)器的部署和升級,，保護(hù)了原有硬件設(shè)備的投資,。

此外，FC-SAN可以更好地控制存儲網(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。

FC-SAN的另一個長處是傳送數(shù)據(jù)塊到企業(yè)級數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的能力,。在數(shù)據(jù)傳送過程中,，FC-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)在傳送時被分成更小的數(shù)據(jù)塊,。因此,，光纖通道FC-SAN在傳送大數(shù)據(jù)塊時非常有效，這使得光纖通道協(xié)議非常適用于存儲密集型環(huán)境,。

2  IP-SAN

簡單來講,，IP-SAN（IP存儲）的通信通道是使用IP通道,，而不是光纖通道，把服務(wù)器與存儲設(shè)備連接起來的技術(shù),，除了標(biāo)準(zhǔn)已獲通過的iSCSI,，還有FCIP、iFCP等正在制定的標(biāo)準(zhǔn),。而iSCSI發(fā)展最快,，已經(jīng)成了IP存儲一個有力的代表。 

像光纖通道一樣,，IP存儲是可交換的,，但是與光纖通道不一樣的是，IP網(wǎng)絡(luò)是成熟的,，不存在互操作性問題,，而光纖通道SAN最令人頭痛的就是這個問題。IP已經(jīng)被IT業(yè)界廣泛認(rèn)可,，有非常多的網(wǎng)絡(luò)管理軟件和服務(wù)產(chǎn)品可供使用,。 

IP存儲的標(biāo)準(zhǔn)：

IP存儲除了標(biāo)準(zhǔn)已獲通過的iSCSI，還有iFCP,、FCIP等正在制定的標(biāo)準(zhǔn),。

IP存儲的優(yōu)勢：

l 利用無所不在的IP網(wǎng)絡(luò)，一定程度上保護(hù)了現(xiàn)有投資,。 

l IP存儲超越了地理距離的限制,。IP能延伸到多遠(yuǎn)，存儲就能延伸到多遠(yuǎn),，這幾乎是一個劃時代的革命,，十分適合于對現(xiàn)存關(guān)鍵數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程備份。 

l IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟,。IP存儲減少了配置,、維護(hù)、管理的復(fù)雜度,。 

2.1. iSCSI標(biāo)準(zhǔn)

 1）iSCSI的概念

iSCSI（互聯(lián)網(wǎng)小型計算機(jī)系統(tǒng)接口）是一種在internet協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上,，特別是以太網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。簡單地說,，iSCSI可以實(shí)現(xiàn)在IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行SCSI協(xié)議,，使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進(jìn)行路由選擇，實(shí)現(xiàn)了SCSI和TCP/IP協(xié)議的連接,。

iSCSI是基于IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，該技術(shù)允許用戶通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)來構(gòu)建存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）。而在iSCSI技術(shù)出現(xiàn)之前,，構(gòu)建存儲區(qū)域網(wǎng)的唯一技術(shù)是利用光纖通道,，但是其架構(gòu)需要高昂的建設(shè)成本,，遠(yuǎn)非一般企業(yè)所能夠承受。iSCSI技術(shù)的出現(xiàn)對于以局域網(wǎng)為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的用戶來說,，它只需要不多的投資,，就可以方便、快捷地對信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行交互式傳輸和管理,。相對于以往的網(wǎng)絡(luò)接入存儲,，iSCSI的出現(xiàn)解決了開放性、容量,、傳輸速度,、兼容性、安全性等問題,，其優(yōu)越的性能使其自發(fā)布之日始便受到市場的關(guān)注與青睞,。

 2）iSCSI的技術(shù)優(yōu)勢：

l iSCSI的基礎(chǔ)是傳統(tǒng)的以太網(wǎng)和internet，同時能大大減少總體擁有成本,。 

l IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬發(fā)展相當(dāng)迅速,，1Gbps以太網(wǎng)早已大量占據(jù)市場，10Gbps以太網(wǎng)也已整裝待發(fā),。 

l 在技術(shù)實(shí)施方面,，iSCSI以穩(wěn)健、有效的IP及以太網(wǎng)架構(gòu)為骨干,，使忍受性大大增加。 

l 簡單的管理和布署,，不需要投入培訓(xùn),，就可以輕松擁有專業(yè)的iSCSI人才。 

l iSCSI是基于IP協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，它實(shí)現(xiàn)了SCSI和TCP/IP協(xié)議的連接,，只需要不多的投資，就可以方便,、快捷地對信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行交互式傳輸及管理,。 

l 完全解決數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制及災(zāi)難恢復(fù)的難題。安全性方面,，iSCSI已內(nèi)建支持IPSEC的機(jī)制,，并且在芯片層面執(zhí)行有關(guān)指令，確保安全性,。 

2.2. FCIP標(biāo)準(zhǔn) 

        FCIP是Fiber Channel over IP的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,。在同一個SAN范圍內(nèi)，TCP/IP數(shù)據(jù)包再封裝FC命令和數(shù)據(jù),，從而在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸FC命令和數(shù)據(jù),。

FCIP是一種基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）的存儲聯(lián)網(wǎng)技術(shù),，它利用IP網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)通道在SAN設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)光纖通道協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，把真正的全球數(shù)據(jù)鏡像與光纖通道SAN的靈活性,、IP網(wǎng)絡(luò)的低成本相結(jié)合,，降低遠(yuǎn)程操作的成本，從而把成本節(jié)省和數(shù)據(jù)保護(hù)都提升到了一個新的高度,。

FCIP被提議為通過現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)連接光纖通道SAN“孤島”的一種標(biāo)準(zhǔn)方法,。FCIP還可用來克服光纖通道目前存在的距離限制因素，能夠跨越大于光纖通道支持的距離連接SAN孤島,。FCIP具有實(shí)現(xiàn)糾錯和檢測的優(yōu)點(diǎn)：即如果IP網(wǎng)絡(luò)錯誤率高的話,，它就重試。

FCIP解決方案為用戶有效管理業(yè)務(wù)連續(xù)系統(tǒng)提供了各種更為靈活的方式,，能夠進(jìn)行實(shí)時的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制,，可以在光纖通道控制器的基礎(chǔ)上為用戶提供具有容災(zāi)能力、無單點(diǎn)故障的SAN解決方案,，使用戶能夠在現(xiàn)有的IT基礎(chǔ)設(shè)施上運(yùn)用IP聯(lián)網(wǎng)技術(shù),，把區(qū)域性SAN作為更廣闊的全國甚至全球性基礎(chǔ)設(shè)施中的一個數(shù)據(jù)恢復(fù)站點(diǎn)。

由于FCIP數(shù)據(jù)恢復(fù)應(yīng)用能夠運(yùn)行在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)之上,，因此,，用戶在規(guī)劃業(yè)務(wù)連續(xù)性時，不需要為光纖通道中的數(shù)據(jù)量分配專用光纜?，F(xiàn)在,，通過利用FCIP解決方案，企業(yè)用戶可以把SAN的范圍擴(kuò)展到數(shù)據(jù)中心之外,，利用各種低成本,、性能優(yōu)異的遠(yuǎn)程存儲應(yīng)用，優(yōu)化其基礎(chǔ)架構(gòu)的投資,。

就像iSCSI協(xié)議將SCSI指令壓縮為IP包一樣,，FCIP協(xié)議將光纖通道指令壓縮為IP包，FCIP 協(xié)議允許獨(dú)立的SAN環(huán)境通過IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)在一起,。每個SAN采用標(biāo)準(zhǔn)FC尋址,，在FCIP的端點(diǎn)之間建立IP隧道（或網(wǎng)關(guān))，一旦隧道建立,，擴(kuò)展的FC設(shè)備將被視為標(biāo)準(zhǔn)的FC設(shè)備,，并予以FC尋址。

2.3. iFCP標(biāo)準(zhǔn)

iFCP（Internet Fibre Channel Protocol）是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行光纖信道通信的標(biāo)準(zhǔn),，iFCP具備網(wǎng)關(guān)功能,，它能將光纖信道RAID陣列、交換機(jī)以及服務(wù)器連接到IP存儲網(wǎng)，而不需要額外的基礎(chǔ)架構(gòu)投資,。

iFCP的工作原理是：將FC數(shù)據(jù)以IP包形式封裝,，并將IP地址映射到分離FC設(shè)備。由于在IP網(wǎng)中每類FC設(shè)備都有其獨(dú)特標(biāo)識,，因而能夠與位于IP網(wǎng)其它節(jié)點(diǎn)的設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行存儲數(shù)據(jù)收發(fā),。FC信號在iFCP網(wǎng)關(guān)處終止，信號轉(zhuǎn)換后存儲通信在IP網(wǎng)中進(jìn)行,，這樣iFCP就打破了傳統(tǒng)FC網(wǎng)的距離（約為10公里）限制,。

2.4. iSCSI、FCIP,、iFCP標(biāo)準(zhǔn)的比較

iSCSI：用于在基于IP的存儲設(shè)備之間建立連接及管理連接,，在現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)上封裝SCSI數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。

FCIP：用于連接地理上分散的FC SAN,。僅僅適用于需要互連時使用IP的兩個或多個FC交換的應(yīng)用,。

iFCP：使用IP基礎(chǔ)設(shè)施來實(shí)現(xiàn)FC設(shè)備間或FC SAN間的互連。該協(xié)議致力于所有的FC交換架構(gòu)而不僅限于解決距離上的問題,。

3 NAS

NAS（Network Attached Storage）網(wǎng)絡(luò)附加存儲,。在NAS存儲結(jié)構(gòu)中，存儲系統(tǒng)不再通過I/O總線附屬于某個服務(wù)器或客戶機(jī),，而直接通過網(wǎng)絡(luò)接口與網(wǎng)絡(luò)直接相連,，由用戶通過網(wǎng)絡(luò)訪問。

NAS實(shí)際上是一個帶有瘦服務(wù)器的存儲設(shè)備,，其作用類似于一個專用的文件服務(wù)器,。這種專用存儲服務(wù)器去掉了通用服務(wù)器原有的不適用的大多數(shù)計算功能，而僅僅提供文件系統(tǒng)功能,。與傳統(tǒng)以服務(wù)器為中心的存儲系統(tǒng)相比,，數(shù)據(jù)不再通過服務(wù)器內(nèi)存轉(zhuǎn)發(fā)，直接在客戶機(jī)和存儲設(shè)備間傳送,，服務(wù)器僅起控制管理的作用。

3.1. NAS的主要特點(diǎn)：

l NAS使用了傳統(tǒng)以太網(wǎng)協(xié)議,，當(dāng)進(jìn)行文件共享時,，則利用了NFS和CIFS以溝通NT和Unix系統(tǒng)。由于NFS和CIFS都是基于操作系統(tǒng)的文件共享協(xié)議,，所以NAS的性能特點(diǎn)是進(jìn)行小文件級的共享存取,。 

l NAS設(shè)備是直接連接到以太網(wǎng)的存儲器，并以標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)如NFS,、SMB/CIFS over TCP/IP接口向客戶端提供文件服務(wù),。NAS設(shè)備向客戶端提供文件級的服務(wù)。但內(nèi)部依然是以數(shù)據(jù)塊的層面與它的存儲設(shè)備通訊,。文件系統(tǒng)是在這個NAS 存儲器里,。 

3.2. NAS的主要長處：

l NAS適用于那些需要通過網(wǎng)絡(luò)將文件數(shù)據(jù)傳送到多臺客戶機(jī)上的用戶,。NAS設(shè)備在數(shù)據(jù)必須長距離傳送的環(huán)境中可以很好地發(fā)揮作用。  

l NAS設(shè)備非常易于部署,?？梢允?/span>NAS主機(jī)、客戶機(jī)和其他設(shè)備廣泛分布在整個企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,。NAS可以提供可靠的文件級數(shù)據(jù)整合,，因?yàn)槲募i定是由設(shè)備自身來處理的。  

l 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)的文件級鎖定提供了高級并發(fā)訪問保護(hù)的功能。 

4 DAS

        DAS（Direct Attached Storage）直接附加存儲,，直接附加存儲是指將存儲設(shè)備通過總線（SCSI,、PCI、IDE等）接口直接連接到一臺服務(wù)器上使用,。DAS購置成本低,，配置簡單，因此對于小型企業(yè)很有吸引力,。

4.1. DAS存在問題：

l 服務(wù)器本身容易成為系統(tǒng)瓶頸,； 

l 服務(wù)器發(fā)生故障，數(shù)據(jù)不可訪問,； 

l 對于存在多個服務(wù)器的系統(tǒng)來說,，設(shè)備分散，不便管理,。同時多臺服務(wù)器使用DAS時,，存儲空間不能在服務(wù)器之間動態(tài)分配，可能造成相當(dāng)?shù)馁Y源浪費(fèi),； 

l 數(shù)據(jù)備份操作復(fù)雜,。 

5 FC-SAN，IP-SAN,，NAS,，DAS區(qū)別：