今天的存儲解決方案主要為:直連式存儲(DAS)、存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN)、網(wǎng)絡(luò)接入存儲(NAS)。如下表二:
開放系統(tǒng)的直連式存儲(Direct-Attached Storage,簡稱DAS)已經(jīng)有近四十年的使用歷史,隨著用戶數(shù)據(jù)的不斷增長,尤其是數(shù)百GB以上時,其在備份、恢復(fù)、擴展、災(zāi)備等方面的問題變得日益困擾系統(tǒng)管理員。
主要問題和不足為:
直連式存儲依賴服務(wù)器主機操作系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的IO讀寫和存儲維護管理,數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機資源(包括CPU、系統(tǒng)IO等),數(shù)據(jù)流需要回流主機再到服務(wù)器連接著的磁帶機(庫),數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機資源20-30%,因此許多企業(yè)用戶的日常數(shù)據(jù)備份常常在深夜或業(yè)務(wù)系統(tǒng)不繁忙時進行,以免影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運行。直連式存儲的數(shù)據(jù)量越大,備份和恢復(fù)的時間就越長,對服務(wù)器硬件的依賴性和影響就越大。
直連式存儲與服務(wù)器主機之間的連接通道通常采用SCSI連接,帶寬為10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等,隨著服務(wù)器CPU的處理能力越來越強,存儲硬盤空間越來越大,陣列的硬盤數(shù)量越來越多,SCSI通道將會成為IO瓶頸;服務(wù)器主機SCSI ID資源有限,能夠建立的SCSI通道連接有限。
無論直連式存儲還是服務(wù)器主機的擴展,從一臺服務(wù)器擴展為多臺服務(wù)器組成的群集(Cluster),或存儲陣列容量的擴展,都會造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機,從而給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失,對于銀行、電信、傳媒等行業(yè)7×24小時服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng),這是不可接受的。并且直連式存儲或服務(wù)器主機的升級擴展,只能由原設(shè)備廠商提供,往往受原設(shè)備廠商限制。
存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network,簡稱SAN)采用光纖通道(Fibre Channel)技術(shù),通過光纖通道交換機連接存儲陣列和服務(wù)器主機,建立專用于數(shù)據(jù)存儲的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。SAN經(jīng)過十多年歷史的發(fā)展,已經(jīng)相當(dāng)成熟,成為業(yè)界的事實標(biāo)準(zhǔn)(但各個廠商的光纖交換技術(shù)不完全相同,其服務(wù)器和SAN存儲有兼容性的要求)。SAN媧⒉捎玫拇?寬??00MB/s、200MB/s,發(fā)展到目前的1Gbps、2Gbps。
網(wǎng)絡(luò)接入存儲(Network-Attached Storage,簡稱NAS)采用網(wǎng)絡(luò)(TCP/IP、ATM、FDDI)技術(shù),通過網(wǎng)絡(luò)交換機連接存儲系統(tǒng)和服務(wù)器主機,建立專用于數(shù)據(jù)存儲的存儲私網(wǎng)。隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)接入存儲(NAS)技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍。早期80年代末到90年代初的10Mbps帶寬,網(wǎng)絡(luò)接入存儲作為文件服務(wù)器存儲,性能受帶寬影響;后來快速以太網(wǎng)(100Mbps)、VLAN虛網(wǎng)、Trunk(Ethernet Channel) 以太網(wǎng)通道的出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)接入存儲的讀寫性能得到改善;1998年千兆以太網(wǎng)(1000Mbps)的出現(xiàn)和投入商用,為網(wǎng)絡(luò)接入存儲(NAS)帶來質(zhì)的變化和市場廣泛認(rèn)可。由于網(wǎng)絡(luò)接入存儲采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)交換,TCP/IP是IT業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,不同廠商的產(chǎn)品(服務(wù)器、交換機、NAS存儲)只要滿足協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)就能夠?qū)崿F(xiàn)互連互通,無兼容性的要求;并且2002年萬兆以太網(wǎng)(10000Mbps)的出現(xiàn)和投入商用,存儲網(wǎng)絡(luò)帶寬將大大提高NAS存儲的性能。NAS需求旺盛已經(jīng)成為事實。首先NAS幾乎繼承了磁盤列陣的所有優(yōu)點,可以將設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接,擺脫了服務(wù)器和異構(gòu)化構(gòu)架的桎梏;其次,在企業(yè)數(shù)據(jù)量飛速膨脹中,SAN、大型磁帶庫、磁盤柜等產(chǎn)品雖然都是很好的存儲解決方案,但他們那高貴的身份和復(fù)雜的操作是資金和技術(shù)實力有限的中小企業(yè)無論如何也不能接受的。NAS正是滿足這種需求的產(chǎn)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(shù)企業(yè),尤其是大中小企業(yè)的最佳選擇。
NAS與SAN的分析與比較
針對I/O是整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)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(jié)并經(jīng)過實踐檢驗為最有效的辦法是:將數(shù)據(jù)從通用的應(yīng)用服務(wù)器中分離出來以簡化存儲管理。
由圖1可知原來存在的問題:每個新的應(yīng)用服務(wù)器都要有它自己的存儲器。這樣造成數(shù)據(jù)處理復(fù)雜,隨著應(yīng)用服務(wù)器的不斷增加,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)效率會急劇下降。
圖 2
從圖2可看出:將存儲器從應(yīng)用服務(wù)器中分離出來,進行集中管理。這就是所說的存儲網(wǎng)絡(luò)(Storage Networks)。
使用存儲網(wǎng)絡(luò)的好處:
統(tǒng)一性:形散神不散,在邏輯上是完全一體的。
實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理,因為它們才是企業(yè)真正的命脈。
容易擴充,即收縮性很強。
具有容錯功能,整個網(wǎng)絡(luò)無單點故障。
專家們針對這一辦法又采取了兩種不同的實現(xiàn)手段,即NAS(Network Attached Storage)網(wǎng)絡(luò)接入存儲和SAN(Storage Area Networks)存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。
NAS:用戶通過TCP/IP協(xié)議訪問數(shù)據(jù),采用業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)文件共享協(xié)議如:NFS、HTTP、CIFS實現(xiàn)共享。
SAN:通過專用光纖通道交換機訪問數(shù)據(jù),采用SCSI、FC-AL接口。
什么是NAS和SAN的根本不同點?
NAS和SAN最本質(zhì)的不同就是文件管理系統(tǒng)在哪里。如圖:
由圖3可以看出,SAN結(jié)構(gòu)中,文件管理系統(tǒng)(FS)還是分別在每一個應(yīng)用服務(wù)器上;而NAS則是每個應(yīng)用服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)共享協(xié)議(如:NFS、CIFS)使用同一個文件管理系統(tǒng)。換句話說:NAS和SAN存儲系統(tǒng)的區(qū)別是NAS有自己的文件系統(tǒng)管理。
NAS是將目光集中在應(yīng)用、用戶和文件以及它們共享的數(shù)據(jù)上。SAN是將目光集中在磁盤、磁帶以及聯(lián)接它們的可靠的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。將來從桌面系統(tǒng)到數(shù)據(jù)集中管理到存儲設(shè)備的全面解決方案將是NAS加SAN。