分析网络存储NAS产品的发展方向

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分析网络存储NAS产品的发展方向
    计算机的发展从单片机时代开始，历经客户服务器时代和互联网时代之后，现在正逐步走向网格时代。许多有别于传统存储系统的新趋势日益显现，实验性产品也正从理论研究阶段逐步走向产品化实践。 从存储系统诞生以来，存储系统体系结构先后经历了“直接存储（DAS，Direct Attached Storage）体系结构、网络存储NAS产品（NAS，Network Attached Storage）体系结构和存储局域网络（SAN，Storage Area Network）体系结构”三种主要类型的发展。
    可以说这三种存储系统体系后者替代前者的发展趋势十分明显，但即使在信息技术高度发达的当代，这三种技术仍保持着各自的发展活力，共同满足着应用对计算机存储系统复杂而多样化的要求。本文旨在探讨分析网络存储NAS产品发展形式。
    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”。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。
    网络存储NAS产品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，网络存储NAS产品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。网络存储NAS产品本身能够支持多种协议（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站，采用IE或Netscape浏览器就可以对 NAS设备进行直观方便的管理。
网络附加存储体系结构
    网络存储NAS产品结构的出现是局域网技术发展的直接产物，使得存储系统与服务器通过局域网通信成为可能。NAS的Ｉ/Ｏ访问是文件级的，通常采用 TCP/IP或Net BIOS协议支持这种文件级的访问和存储。虽然NAS结构采用了较为成熟的LAN技术，建设成本也较低，但由于它提供的服务往往局限于文件服务和备份服务等方面，应用也主要集中在教育、中小企业和政府行业等领域，适用范围有一定限制。
网络存储NAS产品的主要特点
    对NAS的定义我们可以通过物理架构来看。网络存储NAS产品使用了传统以太网和IP协议，当进行文件共享时，则利用了NFS和CIFS以沟通NT和 Unix系统。由于NFS和CIFS都是基于操作系统的文件共享协议，所以NAS的性能特点是进行小文件级的共享存取。
    从网络存储NAS产品的简单机制可引申出它的一些明显的优缺点。
优点方面：
1、 部署非常简单，只须与传统交换机连接即可。
2、 成本较低，投资仅限于网络存储NAS产品，而不像SAN是整个存储网络，价格往往是针对中小企业定位的。
3、 网络存储NAS产品的管理非常简单，一般都支持Web的客户端管理，对熟悉操作系统的网络管理人员来说，其设置既熟悉又简单。
缺点方面：
1、 从性能上看，由于与应用使用同一网络，网络存储NAS产品会增加网络拥塞，反过来，NAS性能也严重受制于网络传输数据能力。
2、 从数据安全性看，网络存储NAS产品一般只提供两级用户安全机制，虽然这能简化使用，但还需要用户额外增加适当级别的文件安全手段。
    从优缺点上可以看出，网络存储NAS产品主要应用于文件共享任务：在典型的如Unix环境下的 NFS 和在 Windows NT 环境下的 CIFS 提供了高水平的文件同时存取保护。另外，在“大多数数据存取为只读方式、数据库小、存取量低、且不指定预定性能”的特定情况下，用户可以在数据库应用中谨慎使用网络存储NAS产品解决方案。
网络存储NAS产品的发展
    与几年前轰轰烈烈的情况相比，近年网络存储NAS产品的声音越来越小，这与SAN的发展是不无关系的，经过近几年的发展，SAN已经在存储用户中牢牢树立了良好的高端存储形象，其产品的性能优异、高可靠性，完全满足在线业务的存储需求。从产品本身来讲，一方面，众多的网络存储NAS产品在性能方面存在很大瓶颈，另一方面，高端NAS产品的价格更是难以被用户接受。在用户心目中，NAS已经渐渐形成了中低端产品的印象。因此，NAS在有些用户口中也就有了"性能无法与SAN相比，功能比服务器少得多，价格甚至比服务器高许多，NAS有点'高不成，低不就'的感觉。"这样的评价。
    当然，由于NAS与SAN的定位不同，服务对象不同，在某些方面的应用上网络存储NAS产品也是有优势的，概括来说，SAN对于高容量块状级数据传输具有明显的优势，而NAS则更加适合文件级别上的数据处理。尽管二者存在根本特性上的差异，但SAN和NAS实际上也是能够相互补充的存储技术。因此，NAS与SAN融合成了存储系统发展的新方向。
融合是发展新方向
    在存储系统的应用上，SAN擅长块数据传输、极易扩展且管理设备有效。用户可以使用 SAN运行关键应用，比如数据库、备份等，以进行数据的集中存取与管理；而网络存储NAS产品支持若干客户端之间文件共享，所以用户可以使用NAS作为日常办公中需要经常交换小文件的地方，比如存储网页等。SAN和NAS在实际情况中是可以并存在一个系统中。例如，SAN更多与NAS联合使用，可以为NAS设备提供高性能、大容量的存储设备，同时许多SAN通常驻留在NAS应用中。
    为什么采用NAS与SAN融合的方法，可以从以下几点原因看出其中的好处：
1、 扩展性
    以光纤为接口的存储网络SAN提供一个高扩展性、高性能的网络存储机构。光纤交换机、光纤存储阵列同时提供高性能(200Mbps)和更大的服务器扩展空间。这是以SCSI为基础的系统所缺乏的。网络存储NAS可以是已经配置好的，完整的并可追加至数个至数十个TB的网络存储设备。由于网络存储 NAS产品是基于目前的TCP/IP网络，远距离存储设备是完全可以实现。一套融合SAN和NAS的解决方案全面获得应用光纤通道的能力，从而让用户获得更大的扩展性、远程存储和高性能等优点。
2、 存储管理
    SAN存储网络提供一个存储系统、备份设备和服务器相互连接的架构。他们之间的数据不再在以太网络上流通从而大大提高以太网络的性能。正由于存储设备与服务器完全分离，用户获得一个与服务器分开的存储管理理念。我们现在可以对企业的数据和存储作特殊和专业的管理，不用再像以前那样把数据管理与服务器管理混为一谈。复制、备份、恢复数据和安全的管理可以以中央的控制和管理手段进行。加上把不同的存储池以网络方式连接，用户可以以任何他们需要的方式访问他们的数据，并获得更高的数据完整性。
3、 可用性
    SAN的高可用性是基于它对灾难恢复、在线备份能力和对冗余存储系统和数据的时效切换能力而来。网络存储NAS产品应用成熟的网络结构提供快速的文件存取时间和高可用性，数据复制(在存储系统层面)等功能可以保护和提供稳固的文件级存储。一个融合SAN和NAS技术的存储解决方案全面提供一套在以块 (Block)和文件(File)I/O为基础的高效率平衡方案从而全面增强数据的可用性。应用光纤通道的SAN和NAS，整个存储方案提供对主机的多层面的存储连接，高性能、高可用和容易维护等优点全由一个网络架构提供。
4、 服务器联合
    在一个SAN系统中，服务器完全连接到一个数据网络，增加了对用户共有存储阵列的连接。高效率和经济的存储分配可以通过聚合的和高磁盘使用率获得。一个NAS 系统包含在网络存储NAS产品中的文件系统并通过以太网接口连接到以太网内，同时使用用户的存储空间。由于服务器的增长和存储的增长不一样，开放的服务器可以基于数据处理作为组合和管理基础，不受存储限制。一套融合SAN和NAS的存储系统全面提高Unix和Windows服务器对存储设备的使用率达到 75%或者更高。
5、 NAS和SAN是互补技术
    一些其他的信息技术趋势已经驱使融合网络的采用，其中包括：一些分散式的应用和用户要求访问相同的数据；对提供更高的性能、高可靠性和更低的拥有成本的专有功能系统的高增长要求；以成熟和习惯的网络标准包括TCP/IP，NFS和CIFS为基础的操作；一个全面降低管理成本和复杂性的需求；一个不需要增加任何人员的高扩展存储系统；一套可以通过重新规划的系统以维持目前拥有的硬件和管理人员的价值等。
典型的网络存储NAS产品和SAN融合的解决方案的逻辑拓扑如下图所示：
我们越来越认可网络存储NAS产品和SAN可以满足用户不同的需求，越来越多的企业或部门开始采用NAS和SAN融合的解决方案。NAS和SAN融合的产品为用户带来显著的优势：
    1、 为用户提供file和block级两种存储空间，满足用户的各种需求。
    2、 为网络存储NAS产品提供高性能、高可用性的存储网络，为SAN存储网络提供更广阔的应用空间。
    3、 便于集中的管理和维护。
    4、 既有SAN的优势，又有NAS的方便之处。
    文章总结：网络存储NAS产品的发展形式正在逐步走向NAS和SAN融合的新局面，可以说，“网络存储”概念的正确解释应该是“一个统一的SAN和NAS组成的基础架构，实现服务器、存储和人员的整合，真正做到整个网络的存储而不是部分网络存储”

本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u3/108286/showart_2147367.html