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3、NAS的一些基本介绍

简介: NSA的一些相关概念     NAS(Network Attached Storage,网络附属存储)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。

NSA的一些相关概念<?xml:namespace prefix = o />

    NAS(Network Attached Storage,网络附属存储)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心,以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。按字面简单说就是连接在网络上,具备资料存储功能的装置,因此也称为网络存储器

    NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器,包括存储器件(例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和内嵌系统软件,可提供跨平台文件共享功能。NAS通常在一个LAN上占有自己的节点,无需应用服务器的干预,允许用户在网络上存取数据,在这种配置中,NAS集中管理和处理网络上的所有数据,将负载从应用或企业服务器上卸载下来,有效降低总拥有成本,保护用户投资。[1]

    它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。

    NAS是一个具有很大信息存储容量的设备,它通过集线器(HUB)或交换机(SWITCH)直接连在网络上,使磁盘空间的扩展如同在网络上添加打印机一样的简单方便。

    NAS本身能够支持多种协议(NFSCIFSFTPHTTP),而且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站,采用IENetscape系浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。

NAS的外观:

    NAS是功能单一的精简型电脑,因此在架构上不像个人电脑那么复杂,像键盘、鼠标、荧幕、音效卡、喇叭、扩充漕、各式连接口等都不需要;在外观上就像家电产品,只需电源与简单的控制钮。NAS在架构上与个人电脑相似,但因功能单纯,可移除许多不必要的连接器、控制晶片、电子回路,如键盘、鼠标、USBVGA等。

概念比较(NAS,SAN)

    NAS(Network Attached Storage,网络附属存储)SANStorage Area Storage,存储区域网)最大的区别就在于NAS有文件操作和管理系统,而SAN却没有这样的系统功能,其功能仅仅停留在文件管理的下一层,即数据管理。SANNAS并不是相互冲突的,是可以共存于一个系统网络中的,但NAS通过一个公共的接口实现空间的管理和资源共享,SAN仅仅是为服务器存储数据提供一个专门的快速后方通道。

    SAN是一种网络,NAS是一个专有文件服务器或一个只能文件访问设备。SAN是在服务器和存储器之间用作I/O路径的专用网络。SAN包括面向块(SCIS)和面向文件(NAS)的存储产品。NAS产品能通过SAN连接到存储设备。而SAN,在最纯粹的意义上,是一个独立于服务器网络系统之外的,几乎拥有无限信息存储能力的高速信息存储网络。特点是基于光纤通道技术(Fiber Channel)的电缆,交换机和集线器,将很多的信息存储设备连接起来,再与有很多不同服务器组成的网络相连接,以多点对多点的方式进行管理。与传统服务器与磁盘阵列之间的主/从关系不同,光纤通道SAN上的所有设备均处于平等的地位。多台服务器以及多个存储器可以配置在同一个SAN上,其中任何一台服务器均可存取网络中的任何一个信息存储设备,真正实现了在不同的硬件和操作平台之间异构信息存储设备和数据的整合,是新一代企业信息存储架构的主流。

其实我觉得NASSAN一个最大的区别可以用一句话来形容:SAN是一个网络系统而NAS仅仅是一个设备。”[2]

    有人认为,NASSAN的本质区别在于以太网与FC,两者的命运系于TCP/IP协议。SAN采用的是FC上的SCSI传输。iSCSI作为沟通了IP SCSI(已经成熟用于FC上)的新协议,被看作影响SAN命运的一件大事。这些本质区别是从网络架构来说的,对于许多关注NASSAN性能差别的用户来说,两者的本质差别还存在于文件读写实现上。

    SANStorage Area Storage,存储区域网)SANStorage Area Storage,存储区域网)是一个高速的子网,这个子网中的设备可以从你的主网卸载流量。通常SANRAID阵列连接光纤通道(Fibre Channel)组成,SAN和服务器和客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP,数据处理是块级block level)。NASNetwork Attached Storage,网络附加存储)的典型组成是使用TCP/IP协议的以太网文件服务器,数据处理是文件级file level)。你可以把NAS存储设备附加在已经存在的太网上。

    NAS通常是一个服务器群:应用服务器、邮件服务器等等,存储设备易于附加在这个系统上。SAN多部署于电子商务应用中,大量的数据备份和其它业务需要在网上频繁地存储和传输;SAN可以从你的主网上卸掉大量的数据流量,可以使你的以太网从数据拥塞中解脱出来。目前存储市场主要有三种方式:DASDirect Attached Storage)、NAS(Network Attached Storage,网络附加存储)SAN(存储区域网)。传统的直接存储的模式DAS是直接将存储设备连接到服务器上,一方面,当存储容量增加时,这种方式很难扩展;另一方面,当服务器出现异常时,会使数据不可获得。NASSAN的出现适应了网络正成为主要的信息处理模式的发展趋势。

    NAS简单灵活;NAS——网络附加存储,即将存储设备连接到现有的网络上,提供数据和文件服务。NAS服务器一般由存储硬件、操作系统以及其上的文件系统等几个部分组成。简单的说,NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列,它具备了磁盘阵列的所有主要特征:高容量、高效能、高可靠。NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接,可以无需服务器直接上网,不依赖通用的操作系统,而是采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统,内置了与网络连接所需的协议,因此使整个系统的管理和设置较为简单。其次NAS是真正即插即用的产品,并且物理位置灵活,可放置在工作组内,也可放在其他地点与网络连接。因此,用户选择NAS解决方案,原因在于NAS价格合理、便于管理、灵活且能实现文件共享。

    SAN是一种特殊的高速网络,连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备,SAN置于LAN之下,而不涉及LAN。利用SAN,不仅可以提供大容量的存储数据,而且地域上可以分散,并缓解了大量数据传输对于局域网的影响。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,不管数据置放在哪里,服务器都可直接存取所需的数据。与NAS相比,SAN具有下面几个特点:首先SAN具有无限的扩展能力,由于SAN采用了网络结构,服务器可以访问存储网络上的任何一个存储设备,因此用户可以自由增加磁盘阵列、带库和服务器等设备,使得整个系统的存储空间和处理能力得以按客户需求不断扩大。另外,SAN具有更高的连接速度和处理能力。 SAN采用了为大规模数据传输而专门设计的光纤通道技术,实现SAN的硬件基础设施是光纤通道,用光纤通道构筑的SAN,由3部分构成:存储和备份设备,包括磁带库、磁盘阵列和光盘库等;光纤通道网络连接部件,包括主机总线适配卡(HBA: Host Bus Adapter)和驱动程序、光缆(线)、集线器、交换机、光纤通道与SCSI间的桥接器(Bridge)等;应用和管理软件包括:备份软件、存储资源管理软件、设备管理软件。由上可以看出,在SAN解决方案中,除存储设备外,其关键部件就是网络连接部件——光纤交换机,目前在IBMCOMPAQ等各公司提供的SAN解决方案中,其光纤交换机大都由博科通讯公司(Brocade)、McDATAInfrangeQlogicVixelGadzoox等提供的。McDATA认为,所谓高端,一是支持的端口数多,另一点是产品具有99.999%的高可用性,保证在线数据的连续性。[3]

    NAS采用了NFSSun)沟通Unix阵营和CIFS沟通NTUnix,这也反映了NAS是基于操作系统的文件级读写操作,访问请求是根据文件句柄+偏移量得出。句柄是比进程还要小的单元,通常用作进程之间通信、资源定位等。SAN中计算机和存储间的接口是底层的块协议,它按照协议头的块地址+偏移地址来定位。从这点说,SAN天生具有存储异构整合的存储虚拟化功能。下面介绍一下NAS文件共享的灵魂——NFSCIFS

NFS(网络文件系统)是Unix系统间实现磁盘文件共享的一种方法,支持应用程序在客户端通过网络存取位于服务器磁盘中数据的一种文件系统协议。其实它包括许多种协议,最简单的网络文件系统是网络逻辑磁盘,即客户端的文件系统通过网络操作位于远端的逻辑磁盘,如IBM SVD(共享虚拟盘)。现一般在Unix主机之间采用Sun开发的NFSSun),它能够在所有Unix系统之间实现文件数据的互访,逐渐成为主机间共享资源的一个标准。相比之下,SAN采用的网络文件系统,作为高层协议,需要特别的文件服务器来管理磁盘数据,客户端以逻辑文件块的方式存取数据,文件服务器使用块映射存取真正的磁盘块,并完成磁盘格式和元数据管理。

    CIFS是由微软开发的,用于连接Windows客户机和服务器。经过Unix服务器厂商的重新开发后,它可以用于连接Windows客户机和Unix服务器,执行文件共享和打印等任务。它最早的由来是NetBIOS,这是微软开发的在局域网内实现基于Windows名称资源共享的API。之后,产生了基于NetBIOSNetBEUI协议和NBT(NetBIOS OVER TCP/IP)协议。NBT协议进一步发展为SMBServer Message Block Potocol)和CIFSCommon Internet File System,通用互联网文件系统)协议。其中,CIFS用于Windows系统,而SMB广泛用于UnixLinux,两者可以互通。SMB协议还被称作LanManager协议。CIFS可籍由与支持SMB的服务器通信而实现共享。微软操作系统家族和几乎所有Unix服务器都支持SMB协议/SMBBA软件包。

访问方式

共享方式

可靠性

网络附加存储(NAS

通过文件系统的集中化管理能够实现网络文件的访问。

用户能够共享文件系统并查看共享的数据。

专业化的文件服务器与存储技术相结合,为网络访问提供高可靠性的数据。

直接连接存储(DAS

只能通过与之连接的主机进行访问。

每一个主机管理它本身的文件系统,但不能实现与其他主机共享数据。

只能依靠存储设备本身为主机提供高可靠性的数据。

    NAS是在利用你的现有网络,SAN是在你的sever所端再架一个网络。

SAN更多的是强调范围,高效NAS 则主要是强调共享! NAS是在RAID的基础上增加了存储操作系统,而SAN是独立出一个数据存储网络,网络内部的数据传输率很快,但操作系统仍停留在服务器端,用户不是在直接访问SAN的网络,因此这就造成SAN在异构环境下不能实现文件共享。SAN是只能独享的数据存储池,NAS是共享与独享兼顾的数据存储池。因此,NASSAN的关系也可以表述为:NASNetwork-attached,而SANChannel-attached

    SAN结构中,文件管理系统(FS)还是分别在每一个应用服务器上;而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议(如:NFSCIFS)使用同一个文件管理系统。换句话说:NASSAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。

NAS 是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。SAN是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。将来从桌面系统到数据集中管理到存储设备的全面解决方案将是NASSAN。对SAN来说,点到点之间光纤通道的最大距离不得超过10km限度是一个瓶颈,但这种缺陷可以被NASIP连结所弥补。也就是说,可以通过IP网络发送光纤通道命令(FC/IP)。借助于先进的以太网技术,这种处理方法最终变成了现实。

    其设计理念主要是将 NAS 做成是一个只专门负责文件I/O的高效能存储设备,将不必要的服务程序、工具软件全部去除,并且针对文件I/O的存取功能做了最佳化的处理,使得对文件存取的效率上较传统的文件服务器大为提升。

    对网络上的使用者而言,其实NAS就像是一个大型的文件服务器一样,其会以文件分享的形态在网络上出现,NAS 是必须依附在网络上而运作的存储装置,企业将资料集中存放在 NAS 装置上,利用标准的网络传输协议(例如TCP / IP)来与网络上的服务器或工作站沟通,并将储存空间分配给网络上的服务器或客户机使用。

    存储区域网络 (Storage Area NetworkSAN)是一个储存网络架构,其主要概念是将服务器与储存设备分开,然后利用高速的光纤网络来将二者连接在一起,这样一来,服务器可将其数据储存任务完全移交给储存装置处理﹐而服务器只要专心于用户事务的处理工作﹐同时可以降低服务器与服务器之间的数据流通量﹐服务器跟储存装置两者各司其职﹐然后再利用光纤信道来传输数据﹐以达到一个服务器与储存装置之间多对多的高效能、高稳定度的存储环境。

    文件系统负责对存储介质中的两个最重要的元素进行分配:卷和文件。代表的是物理设备及其相关属性;而文件代表的是数据的集合,操作系统或者是应用程序可以通过某种类型的命名方式对文件进行访问。

    关于文件的分配,对于存储设备特别是磁盘上空间的分配,首先要对物理设备本身进行初始化或者是格式化。这一过程会在系统中建立卷,每个卷对应于一个逻辑分区。实际上,使用的目的,就是为了把划分磁盘空间的工作从物理磁盘的管理方式中解放出来,以方便的对磁盘空间(一个磁盘的部分或全部空间或者是多个磁盘组合而成的空间)进行统一管理。一个卷可以对应于一个磁盘的某一个部分,也可以包含若干个物理磁盘。卷初始化以后,就可以用来保存文件,也就是逻辑数据块的集合。也即是文件是通过卷中数据容量的最小单位(簇或是块)来进行分配的。

    因此,可以把SAN看成是对SCSI协议在长距离应用上的扩展。SAN使用的典型协议组是SCSIFiber Channel Fiber Channel特别适合这项应用,原因在于一方面它可以传输大块数据,另一方面它能够实现远距离传输。

[1] http://blog.csdn.net/liuchanghe/archive/2007/05/19/1616080.aspx

[2] http://blog.csdn.net/xymyeah/archive/2008/10/09/3034960.aspx

[3] http://blog.csdn.net/yeye0823/archive/2006/03/09/619662.aspx

[4] http://blog.csdn.net/derryzhang/archive/2006/08/15/1065790.aspx

[6] http://www.cnblogs.com/wdhust/archive/2008/08/05/1261535.html

[] Network Share Management

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb525392%28VS.85%29.aspx

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