基本介紹
- 中文名：直接連線存儲
- 外文名：Direct Access Storage
- 簡稱：Das,Nas,San
- 存儲解決方案：直連式存儲、存儲區域網路等
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存儲分類
磁碟存儲市場上，存儲分類（如下表一）根據伺服器類型分為：封閉系統的存儲和開放系統的存儲，封閉系統主要指大型機，AS400等伺服器，開放系統指基於包括Windows、UNIX、Linux等作業系統的伺服器；開放系統的存儲分為：內置存儲和外掛存儲；開放系統的外掛存儲根據連線的方式分為：直連式存儲（Direct-Attached Storage，簡稱DAS）和網路化存儲（Fabric-Attached Storage，簡稱FAS）；開放系統的網路化存儲根據傳輸協定又分為：網路接入存儲（Network-Attached Storage，簡稱NAS）和存儲區域網路（Storage Area Network，簡稱SAN）。
今天的存儲解決方案主要為：直連式存儲（DAS）、存儲區域網路（SAN）、網路接入存儲（NAS）。如下：
DAS
適用環境
1)伺服器在地理分布上很分散，通過SAN或NAS在它們之間進行互連非常困難時(商店或銀行的分支便是一個典型的例子);
2）存儲系統必須被直接連線到套用伺服器（如Microsoft Cluster Server或某些資料庫使用的“原始分區”）上時；
3)包括許多資料庫套用和套用伺服器在內的套用，它們需要直接連線到存儲器上，群件套用和一些郵件服務也包括在內。
當伺服器在地理上比較分散，很難通過遠程連線進行互連時，直接連線存儲是比較好的解決方案，甚至可能是唯一的解決方案。利用直接連線存儲的另一個原因也可能是企業決定繼續保留已有的傳輸速率並不很高的網路系統。
局限
直連式存儲依賴伺服器主機作業系統進行數據的IO讀寫和存儲維護管理，數據備份和恢復要求占用伺服器主機資源（包括CPU、系統IO等），數據流需要回流主機再到伺服器連線著的磁帶機（庫），數據備份通常占用伺服器主機資源20-30%，因此許多企業用戶的日常數據備份常常在深夜或業務系統不繁忙時進行，以免影響正常業務系統的運行。直連式存儲的數據量越大，備份和恢復的時間就越長，對伺服器硬體的依賴性和影響就越大。
直連式存儲與伺服器主機之間的連線通道通常採用SCSI連線，頻寬為10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，隨著伺服器CPU的處理能力越來越強，存儲硬碟空間越來越大，陣列的硬碟數量越來越多，SCSI通道將會成為IO瓶頸；伺服器主機SCSI ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連線有限。
無論直連式存儲還是伺服器主機的擴展，從一台伺服器擴展為多台伺服器組成的群集(Cluster)，或存儲陣列容量的擴展，都會造成業務系統的停機，從而給企業帶來經濟損失，對於銀行、電信、傳媒等行業7×24小時服務的關鍵業務系統，這是不可接受的。並且直連式存儲或伺服器主機的升級擴展，只能由原設備廠商提供，往往受原設備廠商限制。
NAS
結構
NAS(Network Attached Storage—網路附加存儲)即將存儲設備通過標準的網路拓撲結構(例如乙太網)，連線到一群計算機上。NAS是部件級的存儲方法，它的重點在於幫助工作組和部門級機構解決迅速增加存儲容量的需求。需要共享大型CAD文檔的工程小組就是典型的例子。
NAS產品包括存儲器件(例如硬碟驅動器陣列、CD或DVD驅動器、磁帶驅動器或可移動的存儲介質)和集成在一起的簡易伺服器，可用於實現涉及檔案存取及管理的所有功能。簡易伺服器經最佳化設計，可以完成一系列簡化的功能，例如文檔存儲及服務、電子郵件、網際網路快取等等。集成在NAS設備中的簡易伺服器可以將有關存儲的功能與套用伺服器執行的其他功能分隔開。
這種方法從兩方面改善了數據的可用性。第一，即使相應的套用伺服器不再工作了，仍然可以讀出數據。第二，簡易伺服器本身不會崩潰，因為它避免了引起伺服器崩潰的首要原因，即套用軟體引起的問題。
優點
NAS產品具有幾個引人注意的優點。
首先，NAS產品是真正即插即用的產品。NAS設備一般支持多計算機平台，用戶通過網路支持協定可進入相同的文檔，因而NAS設備無需改造即可用於混合Unix/Windows NT區域網路內。
其次，NAS設備的物理位置同樣是靈活的。它們可放置在工作組內，靠近數據中心的套用伺服器，或者也可放在其他地點，通過物理鏈路與網路連線起來。無需套用伺服器的干預，NAS設備允許用戶在網路上存取數據，這樣既可減小CPU的開銷，也能顯著改善網路的性能。
局限
NAS沒有解決與檔案伺服器相關的一個關鍵性問題，即備份過程中的頻寬消耗。與將備份數據流從LAN中轉移出去的存儲區域網（SAN）不同，NAS仍使用網路進行備份和恢復。NAS 的一個缺點是它將存儲事務由並行SCSI連線轉移到了網路上。這就是說LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外，還必須處理包括備份操作的存儲磁碟請求。
SAN
結構
存儲區域網路（Storage Area Network，簡稱SAN）採用光纖通道（Fibre Channel ，簡稱FC）技術，通過光纖通道交換機連線存儲陣列和伺服器主機，建立專用於數據存儲的區域網路。SAN經過十多年歷史的發展，已經相當成熟，成為業界的事實標準（但各個廠商的光纖交換技術不完全相同，其伺服器和SAN存儲有兼容性的要求）。
SAN專注於企業級存儲的特有問題。當前企業存儲方案所遇到問題的兩個根源是：數據與套用系統緊密結合所產生的結構性限制，以及小型計算機系統接口(SCSI)標準的限制。大多數分析都認為SAN是未來企業級的存儲方案，這是因為SAN便於集成，能改善數據可用性及網路性能，而且還可以減輕管理作業。
優點
SAN提供了一種與現有LAN連線的簡易方法，並且通過同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協定。SAN不受現今主流的、基於SCSI存儲結構的布局限制。特別重要的是，隨著存儲容量的爆炸性增長，SAN允許企業獨立地增加它們的存儲容量。
SAN的結構允許任何伺服器連線到任何存儲陣列，這樣不管數據置放在那裡，伺服器都可直接存取所需的數據。因為採用了光纖接口，SAN還具有更高的頻寬。
因為SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能，所以運行備份操作就無需考慮它們對網路總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實現簡化，特別是對於全部存儲設備都集群在一起的時候。最後一點，光纖接口提供了10公里的連線長度，這使得實現物理上分離的、不在機房的存儲變得非常容易。
適用環境
SAN主要用於存儲量大的工作環境，如ISP、銀行等，成本高、標準尚未確定等問題影響了SAN的市場，不過，隨著這些用戶業務量的增大，SAN也有著廣泛的套用前景。
總結
隨著IP網路技術的發展，網路接入存儲（NAS）技術發生質的飛躍。早期80年代末到90年代初的10Mbps頻寬，網路接入存儲作為檔案伺服器存儲，性能受頻寬影響；後來快速乙太網（100Mbps）、VLAN虛網、Trunk(Ethernet Channel) 乙太網通道的出現，網路接入存儲的讀寫性能得到改善；1998年千兆乙太網（1000Mbps）的出現和投入商用，為網路接入存儲（NAS）帶來質的變化和市場廣泛認可。由於網路接入存儲採用TCP/IP網路進行數據交換，TCP/IP是IT業界的標準協定，不同廠商的產品（伺服器、交換機、NAS存儲）只要滿足協定標準就能夠實現互連互通，無兼容性的要求；並且2002年萬兆乙太網（10000Mbps）的出現和投入商用，存儲網路頻寬將大大提高NAS存儲的性能。NAS需求旺盛已經成為事實。首先NAS幾乎繼承了磁碟列陣的所有優點，可以將設備通過標準的網路拓撲結構連線，擺脫了伺服器和異構化構架的桎梏；其次，在企業數據量飛速膨脹中，SAN、大型磁帶庫、磁碟櫃等產品雖然都是很好的存儲解決方案，但他們那高貴的身份和複雜的操作是資金和技術實力有限的中小企業無論如何也不能接受的。NAS正是滿足這種需求的產品，在解決足夠的存儲和擴展空間的同時，還提供極高的性價比。因此，無論是從適用性還是TCO的角度來說，NAS自然成為多數企業，尤其是大中小企業的最佳選擇。
分析比較
針對I/O是整個網路系統效率低下的瓶頸問題，專家們提出了許多種解決辦法。其中抓住癥結並經過實踐檢驗為最有效的辦法是：將數據從通用的套用伺服器中分離出來以簡化存儲管理。
問題：
圖 3
由圖3可知原來存在的問題：每個新的套用伺服器都要有它自己的存儲器。這樣造成數據處理複雜，隨著套用伺服器的不斷增加，網路系統效率會急劇下降。
解決辦法：
圖 4
使用存儲網路的好處：
統一性：形散神不散，在邏輯上是完全一體的。
實現數據集中管理，因為它們才是企業真正的命脈。
容易擴充，即收縮性很強。
具有容錯功能，整個網路無單點故障。
專家們針對這一辦法又採取了兩種不同的實現手段，即NAS（Network Attached Storage）網路接入存儲和SAN(Storage Area Networks)存儲區域網路。
NAS：用戶通過TCP/IP協定訪問數據，採用業界標準檔案共享協定如：NFS、HTTP、CIFS實現共享。
SAN：通過專用光纖通道交換機訪問數據，採用SCSI、FC-AL接口。
什麼是NAS和SAN的根本不同點？
NAS和SAN最本質的不同就是檔案管理系統在哪裡。如圖：
由上圖可以看出，SAN結構中，檔案管理系統（FS）還是分別在每一個套用伺服器上；而NAS則是每個套用伺服器通過網路共享協定（如：NFS、CIFS）使用同一個檔案管理系統。換句話說：NAS和SAN存儲系統的區別是NAS有自己的檔案系統管理。
NAS是將目光集中在套用、用戶和檔案以及它們共享的數據上。SAN是將目光集中在磁碟、磁帶以及聯接它們的可靠的基礎結構。將來從桌面系統到數據集中管理到存儲設備的全面解決方案將是NAS加SAN。
