儲存基礎知識(1)--主要技術DAS、SAN、NAS

儲存基礎知識

主要技術DAS、SAN、NAS

一、直接附加儲存（DAS）

DAS（Direct Attached Storage—直接附加儲存）是指將儲存裝置透過SCSI線纜或光纖通道直接連線到伺服器上。一個SCSI環路或稱為SCSI通道可以掛載最多16臺裝置，FC可以在仲裁環的方式下支援126個裝置。

DAS方式實現了機記憶體儲到儲存子系統的跨越，但是缺點依然有很多：
1、擴充套件性差，伺服器與儲存裝置直接連線的方式導致出現新的應用需求時，只能為新增的伺服器單獨配置儲存裝置，造成重複投資。
2、資源利用率低，DAS方式的儲存長期來看儲存空間無法充分利用，存在浪費。不同的應用伺服器面對的儲存資料量是不一致的，同時業務發展的狀況也決定這儲存資料量的變化。因此，出現了部分應用對應的儲存空間不夠用，另一些卻有大量的儲存空間閒置。
3、可管理性差，DAS方式資料依然是分散的，不同的應用各有一套儲存裝置。管理分散，無法集中。
4、異構化嚴重，DAS方式使得企業在不同階段採購了不同型號不同廠商的儲存裝置，裝置之間異構化現象嚴重，導致維護成本據高不下。

DAS，直接連線伺服器，每臺伺服器連線一個儲存裝置，浪費資源，管理分散，異構化嚴重。
二、儲存區域網路（SAN）

SAN（Storage Aera Network ）儲存區域網路，是一種透過網路方式連線儲存裝置和應用伺服器的儲存構架，這個網路專用於主機和儲存裝置之間的訪問。當有資料的存取需求時，資料可以透過儲存區域網路在伺服器和後臺儲存裝置之間高速傳輸。

SAN的發展歷程較短，從90年代後期興起，由於當時乙太網的頻寬有限，而FC協議在當時就可以支援1Gb的頻寬，因此早期的SAN儲存系統多數由FC存 儲裝置構成，導致很多使用者誤以為SAN就是光纖通道裝置，其實SAN代表的是一種專用於儲存的網路架構，與協議和裝置型別無關，隨著千兆乙太網的普及和萬 兆乙太網的實現，人們對於SAN的理解將更為全面。

SAN的組成：SAN由伺服器、後端儲存系統、SAN連線裝置。後端儲存系統由SAN控制器和磁碟系統構成，控制器是後端儲存系統的關鍵，它提供儲存接 入，資料操作及備份，資料共享、資料快照等資料安全管理，及系統管理等一系列功能。後端儲存系統為SAN解決方案提供了儲存空間。使用磁碟陣列和RAID 策略為資料提供儲存空間和安全保護措施。連線裝置包括交換機，HBA卡和各種介質的連線線。

SAN的優點：
1、裝置整合，多臺伺服器可以透過儲存網路同時訪問後端儲存系統，不必為每臺伺服器單獨購買儲存裝置，降低儲存裝置異構化程度，減輕維護工作量，降低維護費用；
2、資料集中，不同應用和伺服器的資料實現了物理上的集中，空間調整和資料複製等工作可以在一臺裝置上完成，大大提高了儲存資源利用率；
3、高擴充套件性，儲存網路架構使得伺服器可以方便的接入現有SAN環境，較好的適應應用變化的需求；
4、總體擁有成本低，儲存裝置的整合和資料集中管理，大大降低了重複投資率和長期管理維護成本。

：這種架構意味著可以伺服器共享儲存系統，降低異構化，成本降低，資料集中便於維護，提高儲存資源利用率。
三、網路附加儲存（NAS）

NAS（Network Attached Storage—網路附加儲存），是一種檔案共享服務。擁有自己的檔案系統，透過NFS或CIFS對外提供檔案訪問服務。

NAS包括儲存器件（例如硬碟驅動器陣列、CD或DVD驅動器、磁帶驅動器或可移動的儲存介質）和專用伺服器。專用伺服器上裝有專門的作業系統，通常是簡 化的unix/linux作業系統，或者是一個特殊的win2000核心。它為檔案系統管理和訪問做了專門的最佳化。專用伺服器利用NFS或CIFS，充當 遠端檔案伺服器，對外提供檔案級的訪問。

NAS的優點：
1、NAS可以即插即用。
2、NAS透過TCP/IP網路連線到應用伺服器，因此可以基於已有的企業網路方便連線。
3、專用的作業系統支援不同的檔案系統，提供不同作業系統的檔案共享。

經過最佳化的檔案系統提高了檔案的訪問效率，也支援相應的網路協議。即使應用伺服器不再工作了，仍然可以讀出資料。

NAS的缺點：
1、NAS裝置與客戶機透過企業網進行連線，因此資料備份或儲存過程中會佔用網路的頻寬。這必然會影響企業內部網路上的其他網路應用；共用網路頻寬成為限制NAS效能的主要問題。
2、NAS的可擴充套件性受到裝置大小的限制。增加另一臺NAS裝置非常容易，但是要想將兩個NAS裝置的儲存空間無縫合並並不容易，因為NAS裝置通常具有獨特的網路識別符號，儲存空間的擴大上有限。
3、NAS訪問需要經過檔案系統格式轉換，所以是以檔案一級來訪問。不適和Block級的應用，尤其是要求使用裸裝置的資料庫系統。

：基於檔案系統的共享是儲存，結構上並行應用伺服器的一臺儲存伺服器，（走乙太網，但經過檔案系統格式轉換。）
四、SAN和NAS

SAN和NAS經常被視為兩種競爭技術，實際上，二者能夠很好地相互補充，以提供對不同型別資料的訪問。SAN針對海量、面向資料塊的資料傳輸，而NAS 則提供檔案級的資料訪問和共享服務。儘管這兩種技術類似，但嚴格意義上講NAS其實只是一種檔案服務。NAS和SAN不僅各有應用場合，也相互結合，許多SAN部署於NAS後臺，為NAS裝置提供高效能海量儲存空間。

NAS和SAN結合中出現了NAS閘道器這個部件。NAS閘道器主要由專為提供檔案服務而最佳化的作業系統和相關硬體組成，可以看作是一個專門的檔案管理器。 NAS閘道器連線到後端上的SAN上，使的SAN的大容量儲存空間可以為NAS所用。因此，NAS閘道器後面的儲存空間可以根據環境的需求擴充套件到非常大的容 量。 “NAS閘道器”方案主要是在NAS一端增加了可與SAN相連的“介面”，系統對外只有一個使用者介面。NAS閘道器係統雖然在一定程度上解決了NAS與SAN 系統的儲存裝置級的共享問題，但在檔案級的共享問題上卻與傳統的NAS系統遇到了同樣的可擴充套件性問題。當一個檔案系統負載很大時，NAS閘道器很可能成為系 統的瓶頸。