最近逛淘寶,看到群輝NAS設備價(jià)格賣(mài)得很貴,出于好奇,便研究了一下當前的存儲技術(shù),如果你沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò),或者對DAS, SAN, NAS也很模糊,搞不清分布式存儲系統與SAN,NAS有什么區別,就來(lái)了解一下吧。
一、預備知識
為了避免專(zhuān)有名詞縮略語(yǔ)干擾我們,先解釋一下。
SCSI接口
小型計算機系統接口(Small Computer System Interface; 簡(jiǎn)寫(xiě):SCSI),就是計算機主機內部設備之間(硬盤(pán)、軟驅、光驅、打印機、掃描儀等)系統級接口的獨立處理器標準。
iSCSI接口
Internet小型計算機系統接口。iSCSI 常常被認為是光纖通道(Fiber Channel)的一個(gè)低成本替代方法。iSCSI 就是用廣域網(wǎng)仿真了一個(gè)常用的高性能本地存儲總線(xiàn),從而創(chuàng )建了一個(gè)存儲局域網(wǎng)。
ETHERNET(以太網(wǎng))
目前我們家里,或者公司辦公用的局域網(wǎng)基本上都是基于以太網(wǎng)交換機組建的,它基于IP協(xié)議。
FC(光纖通道,Fiber Channel)
這種網(wǎng)絡(luò )和以太網(wǎng)的區別就是:它用的是價(jià)格昂貴的光纖交換機,連接接口使用SCSI而不是IP協(xié)議。
二、目前主流的存儲技術(shù)
1、DAS(直接連接存儲:Direct Attached Storage)
直接連接存儲是指將存儲設備通過(guò)SCSI接口直接連接到一臺服務(wù)器上使用。存儲介質(zhì)直接掛接在內部總線(xiàn)上,數據存儲是整個(gè)服務(wù)器結構的一部分。
DAS的優(yōu)點(diǎn)
安裝簡(jiǎn)單,存儲設備便宜。
DAS的缺點(diǎn)
不具備災備能力,僅適合小規模(家用,小企業(yè)使用)。
不適合對性能要求高的場(chǎng)景。
2、NAS(網(wǎng)絡(luò )附加存儲服務(wù)器:Network Attached Storage)
NAS設備本質(zhì)就是將本地主機的文件系統遷移到IP網(wǎng)絡(luò )的設備上,多個(gè)用戶(hù)節點(diǎn)可以共用一個(gè)NAS上的同一個(gè)文件系統。
NAS其實(shí)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò )上的瘦服務(wù)器,對用戶(hù)提供文件系統訪(fǎng)問(wèn)的能力,管理存儲介質(zhì)和負責數據備份。平常我們在x86的服務(wù)器上開(kāi)啟samba服務(wù),然后在windows上映射一個(gè)盤(pán)符到samba服務(wù)器上就可以像使用本地存儲一樣使用服務(wù)器上的存儲,這時(shí),這臺服務(wù)器也可以看做是一臺NAS服務(wù)器。
FTP服務(wù)器算不算NAS?
不算, 因為客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)FTP服務(wù)器上的文件,還需要先將完整文件下載到本地的文件系統目錄里面。而NAS上的網(wǎng)絡(luò )文件系統是可以不依賴(lài)本地文件系統,直接掛載使用的(例如目前常用的NFS, CIFS文件系統)。
3、SAN(存儲區域網(wǎng)絡(luò ):Storage Area Network)
SAN是通過(guò)專(zhuān)用高速網(wǎng)將一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò )存儲設備和服務(wù)器連接起來(lái)的專(zhuān)用存儲系統??梢园裇AN理解成一個(gè)網(wǎng)絡(luò ),這個(gè)網(wǎng)絡(luò )里包含著(zhù)各種各樣的元素,比如磁盤(pán)陣列,FC交換機。
SAN的類(lèi)型劃分
SAN可以分為FC_SAN和IP_SAN兩種類(lèi)型。
FC_SAN
SAN原本只有FC-SAN一種,一般說(shuō)的SAN默認就是指FC_SAN。它使用光纖通道傳輸數據,其采用的是SCSI協(xié)議。
IP_SAN
IP_SAN是FC_SAN后產(chǎn)生的,它采用通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )傳輸數據,采用iSCSI傳輸標準傳輸SCSI協(xié)議數據。
FC_SAN與IP_SAN的對比
FC_SAN優(yōu)勢:
傳輸帶寬高,目前有1,2,4和8Gb/s四種標準,主流的是4和8Gb/s
性能穩定可靠,技術(shù)成熟,是關(guān)鍵應用領(lǐng)域和大規模存儲網(wǎng)絡(luò )的不二選擇。
FC_SAN缺點(diǎn):
成本極其高昂,需要光纖交換機和大量的光纖布線(xiàn);
維護及配置復雜,需要培訓完全不同于LAN管理員的專(zhuān)業(yè)FC網(wǎng)絡(luò )管理員。
IP_SAN優(yōu)勢:
成本低廉,購買(mǎi)的網(wǎng)線(xiàn)和交換機都是用以太網(wǎng),甚至可以利用現有網(wǎng)絡(luò )組建SAN;
部署簡(jiǎn)單,管理難度低;
萬(wàn)兆以太網(wǎng)的出現使得IP SAN在與FC SAN競爭時(shí)不再遜色于傳輸帶寬;
基于IP網(wǎng)絡(luò )的天生優(yōu)勢使得IP SAN很容易實(shí)現異地存儲、遠程容災等穿越WAN才能時(shí)間的技術(shù)。
IP_SAN缺點(diǎn):
IP_SAN在性能各方面FC_SAN還是有差別的。專(zhuān)有領(lǐng)域還是FC_SAN的天下。
三、從結構上看DAS、SAN與NAS的區別
DAS很容易區別出來(lái),但SAN和NAS兩者還是有點(diǎn)難區別。僅僅通過(guò)是否使用FC來(lái)區別SAN和NAS其實(shí)已經(jīng)不合適了,因為IP_SAN就不是采用FC的SAN??梢酝ㄟ^(guò)文件系統和存儲的位置來(lái)加以區別。請看下圖三者的對比:

解讀:
DAS里,操作系統,文件系統,存儲是一個(gè)整體。
NAS里,把文件系統和存儲給分離出去了。
在SAN里, 僅僅把存儲給獨立出去,文件系統依然在訪(fǎng)問(wèn)端。
于是,根據文件系統所在的位置,可立刻識別NAS和SAN:
NAS的文件系統在NAS設備這邊,而SAN的文件系統還是在訪(fǎng)問(wèn)端。
四、NAS與SAN的對比與關(guān)聯(lián)
NAS與SAN的對比
性能:
SAN幾乎接近主機內部?jì)却娴脑L(fǎng)問(wèn)效率,而NAS要經(jīng)過(guò)以太網(wǎng),一般來(lái)說(shuō)要慢很多,特別是對大塊的數據的讀取。但是當速度的瓶頸在磁盤(pán)等存儲介質(zhì)上時(shí),光纖網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢不再時(shí),NAS由于經(jīng)過(guò)優(yōu)化的文件系統(并發(fā)、分布式)會(huì )展示出比SAN更加優(yōu)越的性能!
NAS相對SAN的優(yōu)勢:
a. NAS的成本比SAN低很多
b.NAS由于利用了以太網(wǎng),部署方便的多
c.NAS設備一般都提供多種協(xié)議訪(fǎng)問(wèn)數據(POSIX, SAMBA),而SAN只能使用SCSI協(xié)議訪(fǎng)問(wèn)經(jīng)過(guò)特別優(yōu)化的NAS系統, 可以同時(shí)并發(fā)處理大量客戶(hù)端的請求,提供比SAN方式更方便的訪(fǎng)問(wèn)方法。
NAS與SAN的關(guān)聯(lián)
根據上面提到的NAS與SAN的區別,我們可以知道,SAN是對用戶(hù)提供的是高速以塊為單位的存儲接口,而NAS為用戶(hù)提供的是以文件為單位的存儲接口。
可以說(shuō)SAN可以看成是網(wǎng)絡(luò )上的硬盤(pán),NAS可以看成是網(wǎng)絡(luò )上的文件系統。NAS擁有網(wǎng)絡(luò )文件系統的優(yōu)勢,而SAN有底層高速數據塊的存儲優(yōu)勢,所以可以把兩者結合起來(lái)使用,所以有了NAS-SAN這樣的東西。例如下圖:

上圖例子中,用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )訪(fǎng)問(wèn)NAS的文件系統,而NAS的文件系統具體的數據由FC_SAN來(lái)提供。
五、分布式存儲和NAS、SAN
分布式存儲屬于另外的存儲形式,其依賴(lài)于網(wǎng)絡(luò )上多個(gè)存儲節點(diǎn)。對于NAS和SAN來(lái)說(shuō),可以說(shuō)都是集中存儲,分布式存儲是分布式的。
NAS,SAN靠磁盤(pán)陣列來(lái)保證可靠性,而分布式存儲系統本身有多個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn),通過(guò)多節點(diǎn)上的數據冗余來(lái)保證可靠性。分布式存儲目前已經(jīng)熱火朝天,相信都有所了解,相比集中式存儲,有一大堆好處,但是具體就在此不做討論。
六、結束語(yǔ)
好了,我們對目前主要的存儲技術(shù)做了一些掃盲,以后再提到大數據,存儲技術(shù)起碼有一個(gè)整體的認識。
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