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DAS、NAS、SAN存储技术的比较

阿dai学长
 阿dai学长
发布于 2017/06/17 18:22
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什么是NAS

网络储存设备 (Network Attached Storage,NAS),是一种专门的资料储存技术的名称,它可以直接连接在电脑网络上面,对不同操作系统的使用者提供了集中式资料存取服务。

NAS和传统的档案储存服务或是直接储存设备不同的地方在于NAS设备上面的操作系统和软件只提供了资料储存、资料存取、以及相关的管理功能;此外,NAS设备也提供了不止一种档案传输协定。NAS系统通常有一个以上的硬盘,而且和传统的档案服务器一样,通常会把它们组成RAID来提供服务;有了NAS以后,网络上的其他服务器就可以不必再兼任档案服务器的功能。NAS的型式很多样化,可以是一个大量生产的嵌入式设备,也可以在一般的电脑上执行NAS的软件。

NAS用的是以档案为单位的通讯协定,例如像是NFS(在UNIX系统上很常见)或是SMB(常用在Windows系统)。NAS所用的是以档案为单位的通讯协定,相对之下,储域网络(SAN)用的则是以区块为单位的通讯协定、通常是透过SCSI再转为光纤通道或是iSCSI。

NAS设备用的通常是精简版的操作系统,只提供了最单纯的档案服务和其相关的通讯协定;举例来说,有一个叫FreeNAS的开放源码NAS软件用的就是精简版的FreeBSD,它可以在一般的电脑硬件上执行,而商业化的嵌入式设备用的则是封闭源码的操作系统和通讯协定程式。

简单来说NAS就是一台在网络上提供文档共享服务的的网络存储服务器。

NAS的网络结构

NAS存储使用以太网接口直接接入现有以太网网络实现数据的共享。部署灵活,不会对现有网络结构产生变化。

 

NAS存储的优缺点

NAS的优点:

NAS设备一般支持多计算机平台,用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS设备无需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域网内。

其次,NAS设备的物理位置同样是灵活的。它们可放置在工作组内,靠近数据中心的应用服务器,或者也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。无需应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据,这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能。

对现有网络环境有很好的适应性。NAS设备对企业网络环境基本上没有什么特别的要求和限制,可以很方便的在现有的网络环境中添加NAS设备。这是因为NAS所支持的那些操作系统和网络协议都是已在网络中得到很好的支持,NAS设备的添加不会引发新的网络支持的问题。

高可扩展性。NAS设备的高扩展性很好的满足了企业日益增长的存储需求。NAS的扩展只需通过添加一个节点及网络设备即可(做到真正的即插即用,并且部署位置非常灵活),基本上启动NAS设备,运行相应的网络文件系统,并将这个NAS设备接入网络环境就完成添加了。

NAS集群技术通过一组NAS设备集合来形成如同一个NAS设备,NAS集群技术提供了一定的存储分流,使得不同的NAS设备可以同时工作来满足网络存储的存储需求,从而提高了NAS系统的整体性能,并解决了多个NAS系统的扩展性和管理趋于复杂性的问题。

易管理性。NAS本身就是为了企业内部网络而设计,实现了异构平台下的数据共享,因此NAS的使用和维护成本就相对很低,管理和维护工作也相对简单。用户只需一些简单的初期设置和管理,NAS设备就可以很好的运行起来。

基于网络服务的丰富应用

NAS存储是基于TCP/IP协议的一台网络文件服务器,因此除了提供基本的NFS、SMB等网络共享服务之外还可以根据不同的NAS存储设备提供一些高级的网络应用,如下图威联通NAS所示

在一台NAS设备上同时提供文件共享服务,FTP服务,web服务,日志服务器、打印服务器及备份服务器等基于TCP/IP协议的网络服务。例如在监控存储部署方面具有较大优势。

NAS相对于DAS部署灵活,支持多用户共享使用。

NAS相对于SAN部署成本非常低。

NAS的缺点

NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,即使用过程中的带宽消耗。与将数据流从LAN中转移出去的存储区域网(SAN)不同,NAS仍使用网络进行备份和恢复。NAS 的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。这就是说LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。

存储性能的局限。NAS只适合应用在较小的网络或者局域网内。因为NAS受限于企业网络的带宽,很可能会出现当多台客户端访问NAS文件系统时,NAS的性能大大的下降,最终不能满足用户的需求。

可靠性还有待提高。当企业内部网络发展到一定的规模时,NAS设备的数据服务和数据管理形成了网络的双重负担,也就是说NAS除了要处理正常的终端数据I/O请求外,还需要做备份和恢复等操作。并且NAS后期的扩容成本高;一般的NAS没有高可用配置,容易形成单点故障。

NAS和简单PC服务器的区别

价格优势:

省去了键盘,鼠标,显示器等外部设备,从而大大节约了经费开销,按照平均存储价格来说NAS单位存储对应的价格要远远低于服务器,而且他采用了RAID 5级别的数据保护技术,从而让数据存储更加放心更加安全。

稳定性优势:

功能单纯并且移除了许多不必要的连接器、控制晶片、电子回路,如键盘、鼠标、VGA等;所以架构上相比常见计算机有了简化。

管理优势

NAS设备用的通常是精简版的操作系统,只提供了最单纯的档案服务和其相关的通讯协定,并且针对NAS的服务提供了简便灵活的管理软件。例如web管理,客户端管理等方式。

DAS、NAS和SAN的比较

DAS:直接附加存储

DAS(Direct Attached Storage—直接附加存储)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。DAS的适用环境为:

1)服务器在地理分布上很分散,通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时。

2)存储系统必须被直接连接到应用服务器(如Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的“原始分区”)上时;

3)只有单台服务器,存储设备无需与其他服务器共享。

SAN:存储区域网络

先看下下图的SAN存储的网络拓扑图

SAN存储通过光纤交换机将磁盘空间分配给不同的服务器,服务器通过以太网对外提供服务,存储区域与用户的应用区域隔离。

SAN(存储区域网络)通过光纤通道连接到一群计算机上。在该网络中提供了多主机连接,但并非通过标准的网络拓扑。

高带宽:SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,这样不管数据置放在那里,服务器都可直接存取所需的数据。因为采用了光纤接口,SAN还具有更高的带宽。

独立的存储网络:因为SAN解决方案是从基本功能剥离出存储功能,所以运行备份操作就无需考虑它们对网络总体性能的影响。

管理便捷:SAN方案也使得管理及集中控制实现简化,特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候。

远距离部署:光纤接口提供了50公里的连接长度,这使得实现物理上分离的、不在机房的存储变得非常容易。

SAN主要用于存储量大的工作环境,如ISP、银行等,最大的缺点就是成本高。

总结

根据DAS、NAS、SAN的不同特性,DAS及SAN是基于存储空间的磁盘分配,是基于硬件层面的存储方式,而NAS则是基于应用层面的存储方式,可以根据应用环境来对其进行总结。

DAS多采用SCSI或SAS接口,由于部署节点的单一性及较高的性能,适用于单一节点的企业级应用,或者地理位置比较分散的服务器使用。DAS由于部署的局限性目前使用量越来越少。

NAS利用现有以太网网络,因此部署灵活,部署的成本非常低,基于TCP/IP协议的特性可以提供丰富的网络服务,基于文件的形式提供数据的存储及备份,但是TCP/IP协议决定了数据传输的数据打包及解包会占用系统资源,另外传输速率受限于以太网的速率,因此不适用于企业级应用,通常部署于部门级应用。

SAN存储使用光纤网络进行传输,并且独立于应用网络,可以提供非常高的带宽,数据的传输基于块协议,无需对数据进行处理,直接进行传送,因此性能最好,另外光纤线路可以提供远距离的高带宽链路,可以实现数据中心的异地灾备应用,但是部署成本较高。因此SAN存储多应用于企业级的存储部署中。

随着技术的发展,以iSCSI技术的IP SAN技术使NAS存储抢占了一部分SAN存储的市场份额,另外随着10Gb以太网技术的发展NAS存储的发展空间将会更加广阔。

本文转载自:http://www.liusuping.com/storage/das-nas-san-cunchu-jishu-bijiao.html

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