淺析NAS架構和SAN架構網絡存儲系統

衣玉峰

【摘 要】 專用數據存儲服務器架構可擴展性數據量的迅速增長為企業的發展提出了新的問題和要求。本文簡要的介紹了NAS和SAN架構形式、安全性和管理及NAS架構和SAN架構優缺點和互補性進行的論述。

【關鍵詞】 NAS網絡存儲 SAN網絡存儲 數據

一、NAS網絡存儲介紹

NAS 是一種特殊的專用數據存儲服務器，它對文件服務器系統進行了優化并加上大容量存儲，以文件I/0 方式進行數據傳輸，是一種專用的網絡文件存儲及備份設備。NAS 以數據為中心，內置了與網絡連接所需的協議，因此使整個系統的管理和設置較為簡單。存儲設備在功能上完全獨立于網絡中的其它應用服務器。NAS提供一個集中化的控制臺，使得文件系統的管理更加高效。雖然NAS 具有較好的可擴展性、可訪問性、低價位、部署簡單、易于管理等優點，但也存在著以下不足：NAS 不適合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。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。在資源的整合和NAS 的管理方面：NAS 只能對單個存儲（單個NAS 內部）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。

二、SAN網絡存儲介紹

SAN 是通過高速專用網絡將一個或多個網絡存儲設備和服務器連接起來的專用存儲系統。它沒有采用文件共享存取方式，而是采用塊（block）級別存儲。根據數據傳輸過程采用的協議，可分為FC（光纖通道）SAN 和 IP SAN。高性能的光纖通道交換機和光纖通道網絡協議可以確保設備連接既可靠且有效。這些連接以本地光纖或SCSI（通過SCSI-to-Fibre Channel轉換器或網關）為基礎。一個或多個光纖通道交換機以網絡拓撲（SAN架構）形式為主機服務器和存儲設備提供互聯。事實上，SAN比傳統的存儲架構具有更多顯著的優勢。通過將SAN拓展到城域網基礎設施上，SAN還可以與遠程設備無縫地連接，從而提高容災的能力。SAN部署城域網基礎設施以增加SAN設備間的距離，可達到150公里，而且幾乎不會降低性能。FC SAN 存儲區域網絡的優點：可實現大容量存儲設備共享。實現性能服務器與高速存儲設備的高速互聯。實現靈活的存儲設備配置要求。實現數據快速備份。提高了數據的可靠性和安全性。FC SAN 也存在著一些不足：設備的互操作性較差。一般情況下，不同的產品提供商的光纖通道協議的具體實現不同，這導致了不同產品之間難以互相訪問。構建和維護SAN 需要有豐富經驗并接受過專門訓練的專業人員，加大了構建和維護費用。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。連接距離受限（10 km 左右）且網絡互連設備昂貴。這些都阻礙了SAN 技術的普及應用和推廣。

三、NAS架構和SAN架構比較

1、操作平臺支持，文件數據共享。由于刪減了自身操作系統的多余功能，NAS設備比一般服務器能連接更加多種類的操作系統。NAS運行自己的操作系統，它不要求特定的客戶端支持，即可供Windows、UNIX、Linux、Mac等操作系統訪問，各操作平臺間可實現無縫數據傳輸。SAN的先天性缺陷就是數據共享能力差，如果要實現多臺機器共享數據，需要Sanergy、CVFS等軟件的支持，而且管理信息也需要通過IP網絡進行傳輸，而且不支持遷移等操作。2、架構易用性。NAS存儲基于以太網架構，存儲設備只需要接入原有的以太網絡即可，整體為簡單的單網結構，便于維護管理。SAN架構則需要在現有的以太網絡上重新構建FC網絡，使得企業內部存在多網結構，相對復雜。3、安全性。NAS為網絡存儲設備，作為單一存儲設備而言，構建時只需將相應站點通過網絡連接存儲即可，系統簡單，安全性高。SAN則為存儲網絡，配置SAN網絡需要在相應應用客戶端安裝文件系統軟件，軟件的故障將導致客戶端無法訪問存儲設備，且存在元數據服務器這單一故障點，安全性較低。4、管理應用。NAS采用一個面向用戶設計的、專門用于數據存儲的簡化操作系統，提供一個集中化的控制臺，使得文件系統的管理更加高效。SAN網絡架構采用裸磁盤陣列作為數據存儲設備，結合元數據服務器和在應用站點上的文件系統實現網絡存儲應用，因此其需要管理多個設備、系統，包括存儲設備配置、元數據服務器及站點文件系統等系統和軟件。5、應用效率。NAS設備消除了通用文件服務器在文件存取過程中的性能瓶頸。提高了通用服務器的利用率。SAN架構需要在所有應用站點上安裝相應的文件系統，而且所有站點和存儲設備需要由同一的元數據服務器調度，因此在很大程度上降低了服務器的應用效率。

數據量的迅速增長為企業的發展提出了新的問題和要求，如何確保數據的一致性、安全性和可靠性，如何實現不同數據的集中管理，如何實現網絡上的數據集中訪問，如何實現不同主機類型的數據訪問和保護等等。所有這些都呼喚著新的網絡存儲技術及其產品的出現。

參 考 文 獻

[1]孫祥軍 2011年1月《現代電視技術》吉林電視臺播出系統雙鏈路設計與應用

[2]孫國峰 2014年12月《科技傳播》電視臺播出系統的構建