淺談網絡存儲技術

李 華

（海陽市廣播電視臺 山東 海陽 265100）

淺談網絡存儲技術

李 華

（海陽市廣播電視臺 山東 海陽 265100）

伴隨著計算機網絡技術的發展和應用，網絡信息資源隨之飛速增長，數據的存儲問題,資源的共享問題成為網絡發展的重要問題。采用何種方式完成數據的網絡存儲，如何提高網絡存儲的安全性、穩定性，如何提高網絡存儲的效率是現代網絡存儲最關心的問題，網絡存儲技術變得越來越重要。為了讓大家對網絡存儲技術有一個全面的了解，下面就介紹一下目前主要的網絡存儲技術的特點及它們的應用。

1 傳統網絡存儲技術

傳統網絡存儲技術大致分為三種：直連附加存儲、網絡附加存儲、存儲區域網絡。這三種網絡存儲方式特點各異，應用在不同的領域。

1.1 DAS存儲

直接連接存儲（DAS——Direct Attached Storage）是指將存儲設備通過SCSI接口或光纖通道直接連接到服務器上的方式。這種連接方式主要應用于單機或兩臺主機的集群環境中，主要優點是存儲容量擴展的實施簡單，投入成本少、見效快。

DAS適用于以下幾種情況：（1）服務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。（2）存儲系統必須被直接連接到應用服務器。（3）包括許多數據庫應用和應用服務器在內的應用，它們需要直接連接到存儲器上。

當服務器在地理上比較分散很難通過遠程連接進行互連時，或傳輸速率并不很高的網絡系統，直接連接存儲是比較好的解決方案，甚至可能是唯一的解決方案，但是由于DAS存儲沒有網絡結構，存在許多缺點：一方面該技術不具備共享性，每種客戶機類型都需要一個服務器，從而增加了存儲管理和維護的難度；另一方面，當存儲容量增加時，擴容變得十分困難，而且當服務器發生故障時，數據也難以獲取。所以很難滿足現今的存儲要求。

1.2 NAS 存儲

網絡附加存儲（NAS——Network Attached Storage）是指存儲設備通過標準的網絡拓撲結構，連接到一群計算機上，提供數據和文件服務。NAS服務器一般由存儲硬件、操作系統和文件系統等幾個部分組成。簡單的說，NAS是通過與網絡直接連接的磁盤陣列，它具備了磁盤陣列的所有主要特征：高容量、高效能、高可靠。

NAS由于其較好的可擴展性、可訪問性、低價位、安裝簡單、易于管理等優點，廣泛應用于電子出版、CAD、圖像、教育、銀行等那些對數據量有較大需求的應用中。多媒體、Internet下載以及在線數據的增長，特別是那些要求存儲器能隨著文件大小規模而增長的企業、小型公司、大型組織的部門網絡，更需要這樣一個簡單的可擴展的方案。

但在實際應用中，NAS也存在著以下不足：（1）在文件訪問的速度方面：NAS采用的是File I/O方式，這帶來巨大的網絡協議開銷。正是因為這個原因，NAS不適合在對訪問速度要求高的應用場合，如數據庫應用、在線事務處理等。（2）在數據備份方面：需要占用LAN的帶寬，浪費寶貴的網絡資源，嚴重時甚至影響客戶應用的順利進行。（3）在資源的整合和NAS的管理方面：NAS只能對單個存儲設備之中的磁盤進行資源的整合，目前還無法跨越不同的NAS設備，難以將多個NAS設備整合成一個統一的存儲池，因而難以對多個NAS設備進行統一的集中管理，只能進行單獨管理。

1.3 SAN 存儲

存儲區域網絡（SAN——Storage Area Network）是指存儲設備相互連接且與一臺服務器或一個服務器群相連的網絡。其中的服務器用SAN的接入點，SAN是一種特殊的高速網絡，連接網絡服務器和諸如大磁盤陣列或備份磁帶庫的存儲設備，SAN置于LAN之下，而不涉及LAN。利用SAN，不僅可以提供大容量的存儲數據，而且地域上可以分散，并緩解了大量數據傳輸對于局域網的影響。SAN的結構允許任何服務器連接到任何存儲陣列，不管數據置放在哪里，服務器都可直接存取所需的數據。

SAN的應用主要可以歸納如下：構造群集環境，利用存儲局域網可以很方便地通過光纖通道把各種服務器、存儲設備連接在一起構成一個具有高性能、較好的數據可用性、可擴展的群集環境。（1）數據保護，存儲局域網可以做到無服務器的數據備份，數據也可以后臺的方式在存儲局域網上傳遞，大大減少了主要網絡和服務器上的負載，所以存儲局域網可以很方便地實現諸如磁盤冗余、關鍵數據備份、遠程群集、遠程鏡像等許多防止數據丟失的數據保護技術。（2）數據遷移，可以方便地進行兩個存儲設備之間的數據移動。（3）災難恢復，特別是遠程的災難恢復。（4）數據倉庫，用來構建一個網絡系統的存儲倉庫，使得整個存儲系統可以很好地共享。SAN方案簡化了管理和集中控制，這對于全部存儲設備都集中在信息中心，是非常有現實意義的。因此，SAN非常適用于非線性編輯、服務器集群、遠程災難恢復、因特網數據服務等多個領域。

在實際應用中，SAN也存在著一些不足：（1）設備的互操作性較差。目前采用最早和最多的SAN互連技術還是Fi-bre Channel，對于不同的制造商，光纖通道協議的具體實現是不同的，這在客觀上造成不同廠商的產品之間難以互相操作。（2）在異構環境下的文件共享方面，SAN中存儲資源的共享一般指的是不同平臺下的存儲空間的共享，而非數據文件的共享。（3）連接距離限制在10km左右等。更為重要的是，目前的存儲區域網采用的光纖通道的網絡互連設備都非常昂貴。這些都阻礙了SAN技術的普及應用和推廣。

2 新的網絡存儲技術

2.1 NAS 網關技術

NAS網關與NAS專用設備不同，它不是直接和安裝在專用設備中的存儲相連接，而是經由外置的交換設備，連接到存儲陣列上。無論是交換設備還是磁盤陣列，通常都是采用光纖通道接口。正因為如此，NAS網關可以訪問SAN上連接的多個存儲陣列中的存儲資源。它使得IP連接的客戶機可以以文件的方式訪問SAN上的塊級存儲，并通過標準的文件共享協議（如NFS和CIFS）處理來自客戶機的請求。當網關收到客戶機請求后，便將該請求轉換為向存儲陣列發出的塊數據請求。存儲陣列處理這個請求，并將處理結果發回給網關。然后網關將這個信息轉換為文件數據，再將它發給客戶機。對于終端用戶而言，整個過程是無縫和透明的。NAS網關技術使得管理人員能夠將分散的NAS filers整合在一起，增強了系統的靈活性與可伸縮性，為用戶升級文件系統、管理后端的存儲陣列提供了方便。

2.2 IP-SAN 技術

網絡存儲的發展產生了一種新技術IP-SAN，IP-SAN是以IP為基礎的SAN存儲方案，是一種可共同使用SAN與NAS，并遵循各項標準的純軟件解決方案。IP-SAN可讓用戶同時使用Gigabit Ethernet SCSI與Fibre Channel，建立以IP為基礎的網絡存儲基本架構，由于IP在局域網和廣域網上的應用以及良好的技術支持，在IP網絡中也可實現遠距離的塊級存儲，以IP協議替代光纖通道協議，IP協議用于網絡中實現用戶和服務器連接，隨著用于執行IP協議的計算機的速度的提高及G比特的以太網的出現，基于IP協議的存儲網絡實現方案成為SAN的更佳選擇。IP-SAN不僅成本低，而且可以解決FC的傳播距離有限、互操作性較差等問題。

隨著互聯網的發展，未來數據存儲技術也會隨著用戶的需求而發展，未來網絡的核心將是數據，網絡化存儲正是數據存儲的一個發展方向。目前網絡存儲技術沿著三個主要的方向發展：NAS、SAN、IP—SAN。而SAN和 NAS的融合將更有利于數據的存儲和備份，因此，SAN和NAS的融合、統一虛擬存儲技術是未來網絡存儲技術發展的兩個趨勢。

周娜］