網絡附屬存儲
簡介
NAS（Network Attached Storage：網絡附屬存儲）是一種將分佈、獨立的數據整合爲大型、集中化管理的數據中心，以便於對不同主機和應用服務器進行訪問的技術。按字面簡單說就是連接在網絡上，具備資料存儲功能的裝置，因此也稱爲“網絡存儲器”。它是一種專用數據存儲服務器。它以數據爲中心，將存儲設備與服務器徹底分離，集中管理數據，從而釋放帶寬、提高性能、降低總擁有成本、保護投資。其成本遠遠低於使用服務器存儲，而效率卻遠遠高於後者。目前國際著名的NAS企業有Netapp、EMC、OUO等。國內尚無有競爭力的NAS企業。
基本定義
NAS被定義爲一種特殊的專用數據存儲服務器，包括存儲器件（例如磁盤陣列、CD/DVD驅動器、磁帶驅動器或可移動的存儲介質）和內嵌系統軟件，可提供跨平臺文件共享功能。NAS通常在一個LAN上佔有自己的節點，無需應用服務器的干預，允許用戶在網絡上存取數據，在這種配置中，NAS集中管理和處理網絡上的所有數據，將負載從應用或企業服務器上卸載下來，有效降低總擁有成本，保護用戶投資。
NAS本身能夠支持多種協議（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能夠支持各種操作系統。通過任何一臺工作站，採用IE或Netscape瀏覽器就可以對NAS設備進行直觀方便的管理。
SAN 和NAS的區別：
SAN是一種網絡，NAS產品是一個專有文件服務器或一個只讀文件訪問設備。
SAN是在服務器和存儲器之間用作I/O路徑的專用網絡。
SAN包括面向塊（SCIS）和麪向文件（NAS）的存儲產品。
NAS產品能通過SAN連接到存儲設備
NAS的外觀
NAS是功能單一的精簡型電腦，因此在架構上不像個人電腦那麼複雜，像鍵盤、鼠標、熒幕、音效卡、喇叭、擴充漕、各式連接口等都不需要；在外觀上就像家電產品，只需電源與簡單的控制鈕。NAS在架構上與個人電腦相似，但因功能單純，可移除許多不必要的連接器、控制晶片、電子迴路，如鍵盤、鼠標、USB、VGA等。
NAS數據存儲的優點
第一，NAS適用於那些需要通過網絡將文件數據傳送到多臺客戶機上的用戶。NAS設備在數據必須長距離傳送的環境中可以很好地發揮作用。
第二，NAS設備非常易於部署。可以使NAS主機、客戶機和其他設備廣泛分佈在整個企業的網絡環境中。NAS可以提供可靠的文件級數據整合，因爲文件鎖定是由設備自身來處理的。
第三，NAS應用於高效的文件共享任務中，不同的主機與客戶端通過文件共享協定存取NAS上的資料，實現文件共享功能，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS，其中基於網絡的文件級鎖定提供了高級併發訪問保護的功能。
NAS分類
1．電器型服務器
電器型服務器是NAS系列設備中最低端的產品。電器型服務器不是專門附加的存儲設備。它們爲網絡提供了一個存儲的位置，但是由於沒有冗餘的以及和高性能的組件，它們相對比較便宜。在工作組環境中，電器型服務器要起很多作用。典型服務包括網絡地址翻譯（NAT）、代理、DHCP、電子郵件、Web服務器、DNS、防火牆和***。
2．工作組NAS
工作組級的NAS特別適合於存儲需求相對較低的小型和中型公司，它們的存儲需要一般從幾百GB到1TB。運行電子商務軟件或者大型數據庫的公司會需要幾TB的存儲空間，他們使用的屬於中型NAS。一般來說，當從工作組升級到中型NAS時，你會發現熱插拔驅動器和一些可以放置額外的驅動器或更多的故障恢復產品的設備盒、增強的管理功能以及系統複雜性的少許提高。
3．中型NAS
我們所說的中型NAS解決方案提供了更好的擴展性和可靠性，而且有着與低端NAS類似的優點，例如方便、專用的存儲空間和簡單的安裝和管理過程。與電器型服務器和工作組級NAS相比，這些NAS設備的成本明顯要高很多。
4．大型NAS
這類存儲設備，系統的易擴展性以及高可用性和冗餘性都是十分關鍵的。這些設備還必須提供高端服務器的性能、靈活的管理以及與異類網絡平臺交互的能力。
NAS的主要應用
介紹
NAS能夠滿足那些希望降低存儲成本但又無法承受SAN昂貴价格的中小企業的需求，具有相當好的性能價格比。究竟哪些行業可以使用到NAS設備呢？首先，看這個單位的核心業務是否建立在某種信息系統上，對數據的安全性要求很高；其次，看該信息系統是否已經有或者將會有海量的數據需要保存，並且對數據管理程度要求較高；最後，還可以判斷一下網絡中是否有異構平臺，或者以後會不會用到。如果上述有一個問題的答案是肯定的，那麼就有必要重點考慮使用NAS設備。
1.辦公自動化NAS解決方案
辦公自動化系統(OA)是政府機構和企業信息化建設的重點。現代企事業單位的管理和運作是離不開計算機和局域網的，企業在利用網絡進行日常辦公管理和運作時，將產生日常辦公文件、圖紙文件、ERP等企業業務數據資料以及個人的許多文檔資料。傳統的內部局域網內一般都沒有文件服務器，上述數據一般都存放在員工的電腦和服務器上，沒有一個合適的設備作爲其備份和存儲的應用。由於個人電腦的安全級別很低，員工的安全意識參差不齊，重要資料很容易被竊取、惡意破壞或者由於硬盤故障而丟失。
從對企事業單位數據存儲的分析中可以看出，要使整個企、事業單位內部的數據得到統一管理和安全應用，就必須有一個安全、性價比好、應用方便、管理簡單的物理介質來存儲和備份企業內部的數據資料。NAS網絡存儲服務器是一款特殊設計的文件存儲和備份的服務器，它能夠將網絡中的數據資料合理有效、安全地管理起來，並且可以作爲備份設備將數據庫和其它的應用數據時時自動備份到NAS上。
2.稅務NAS解決方案
稅務行業需要的是集業務、信息、決策支持爲一體的綜合系統。行業業務系統主要是稅收徵管信息系統，還有稅務業務信息、通用業務信息等。整個系統將行政辦公 信息、輔助決策信息與業務系統結合起來，組成一個通用的綜合系統平臺，從而形成一個完整、集成、一體化的稅務業務管理系統。
稅務行業的業務數據資料、日常辦公文件資料及數據郵件系統非常重要，一旦數據資料丟失將會給日常工作和整個地區的稅收工作帶來麻煩。保證整個數據資料的安全運行及應用成爲了稅務行業中一個必須解決的現實問題。解決這個問題的辦法，就是將這些數據資料存儲或備份到一個安全、快速、方便的應用環境中，以此來保證稅務行業數據的安全運行。
爲合理解決數據業務資料備份和存儲的問題，可以使用一臺NAS 網絡存儲服務器來存儲和備份業務數據資料以及日常辦公數據。在業務主機內，數據庫裏的信息資料直接通過數據增量備份功能備份到NAS中。連同局域網內部的業務資料以及工作人員的日常辦公文件資料或是基於光盤的數據資料，都可以存儲到NAS服務器上，以便工作人員隨時使用和瀏覽這些數據資料。使用NAS後，管理員能夠有效、合理地安排和管理其內部數據資料，使數據文件從其它網絡機器上分離出來，實現數據資料的分散存儲，統一管理數據資料環境系統。
3.廣告NAS解決方案
廣告設計行業是集市場調研、行銷策略、創意生產、設計執行、後期製作和媒介發佈爲一體的綜合服務行業。
現在很多廣告公司的數據存儲模式比較落後，成本較高且效率低下，主要問題在於數據安全性差；整體數據量大以及原有大量陳舊的數據難以存儲管理；存在多操作系統平臺，設備繁雜導致存放的數據難以共享和管理，造成效率低下；廣告設計人員的離職造成設計資料無辜丟失。採用NAS存儲和備份廣告設計行業網絡中的業務數據資料，實現數據的集中存儲、備份、分析與共享，依據設計研究單位對不同數據的不同要求，充分利用現有數據，合理構建廣告設計行業的數據存儲平臺，從而提高了信息資料的傳送速度，節省了時間，提高了工作效率。
4.教育NAS解決方案
自提出”校校通”工程後，各個學校都在積極建設自己的校園網，以便將來能及時適應信息時代的發展。隨着”校校通”工程逐步到位，”資源通”成爲下一步信息化建設的重點，具體體現在學校需要大量的資源信息以滿足學生與教師的需求。隨着校園內數據資源不斷增加，需要存儲數據的物理介質具有大容量的存儲空間和安全性，並要有非常快的傳輸速率，確保整個數據資料的安全、快速存取。
目前，在校園網建設過程中偏重於網絡系統的建設，在網絡上配備了大量先進設備，但網絡上的教學應用資源卻相對匱乏。原有的存儲模式在增加教學資源時會顯現很多弊病：由於學校傳統的網絡應用中所有教育資源都存放在一臺服務器上，具有高性能與高擴展能力的服務器成本較高；教學資源的訪問服務會與應用服務爭奪系統資源，造成系統服務效率的大幅下降；應用服務器的系統故障將直接影響資源數據的安全性和可用性，給學校的教學工作帶來不便。
針對這些問題，可以引入NAS設備來實現集中存儲與備份。
（1）.NAS提供了一個高效、低成本的資源應用系統。由於NAS本身就是一套獨立的網絡服務器，可以靈活地佈置在校園網絡的任意網段上，提高了資源信息服務的效率和安全性，同時具有良好的可擴展性，且成本低廉。
（2）.提供靈活的個人磁盤空間服務。NAS可以爲每個學生用戶創建個人的磁盤使用空間，方便師生查找和修改自己創建的數據資料。
（3）.提供數據在線備份的環境。NAS支持外接的磁帶機，它能有效地將數據從服務器中傳送到外掛的磁帶機上，保證數據安全、快捷備份。
（4）.有效保護資源數據。NAS具有自動日誌功能，可自動記錄所有用戶的訪問信息。嵌入式的操作管理系統能夠保證系統永不崩潰，以保證連續的資源服務，並有效保護資源數據的安全。
5.醫療數據存儲NAS方案
醫院作爲社會的醫療服務機構，病人的病例檔案資料管理是非常重要的。基於CT和X光的膠片要通過膠片數字化儀轉化爲數字的信息存儲起來，以方便日後查找。這些片子的數據量非常大而且十分重要，對這些片子的安全存儲、管理數據與信息的快速訪問以及有效利用，是提高工作效率的重要因素，更是醫院信息化建設的重點問題。據調查，一所醫院一年的數據量將近400GB，這麼大的數據量僅靠計算機存儲是勝任不了的，有的醫院會使用刻錄機將過去的數據圖片刻錄到光盤上進行存儲，但這種存儲解決方式比較費時，且工作效率不高。醫院需要一種容量大、安全性高、管理方便、數據查詢快捷的物理介質來安全、有效地存儲和管 理這些數據。使用NAS解決方案可以將醫院放射科內的這些數字化圖片安全、方便、有效地存儲和管理起來，從而縮短了數據存儲、查找的時間，提高了工作效率。
6.製造業NAS解決方案
對於製造業來說，各種市場數據、客戶數據、交易歷史數據、社會綜合數據都是公司至關重要的資產，是企業運行的命脈。在企業數據電子化的基礎上，保護企業的關鍵數據並加以合理利用已成爲企業成功的關鍵因素。因此，對製造行業的各種數據進行集中存儲、管理與備份，依據企業對不同數據的不同要求，從而合理構建企業數據存儲平臺。採用NAS的存儲方式是比較適合的，可以實現數據的集中存儲、備份、分析與共享，並在此基礎上充分利用現有數據，以適應市場需要，提高自身競爭力。
綜上所述，在數據管理方面，NAS具有很大優勢，在某些數據膨脹較快、對數據安全要求較高、異構平臺應用的網絡環境中更能充分體現其價值。另外，NAS的性能價格比極高，廣泛適合從中小企業到大中型企業的各種應用環境。
NAS底層協議
有人認爲，NAS與SAN的本質區別在於以太網與FC，兩者的命運繫於TCP/IP協議。SAN採用的是FC上的SCSI傳輸。iSCSI作爲溝通了IP與SCSI（已經成熟用於FC上）的新協議，被看作影響SAN命運的一件大事。這些本質區別是從網絡架構來說的，對於許多關注NAS與SAN性能差別的用戶來說，兩者的本質差別還存在於文件讀寫實現上。
NAS採用了NFS（Sun）溝通Unix陣營和CIFS溝通NT與Unix，這也反映了NAS是基於操作系統的“文件級”讀寫操作，訪問請求是根據“文件句柄+偏移量”得出。句柄是比進程還要小的單元，通常用作進程之間通信、資源定位等。SAN中計算機和存儲間的接口是底層的塊協議，它按照協議頭的“塊地址+偏移地址”來定位。從這點說，SAN天生具有存儲異構整合的存儲虛擬化功能。下面我們介紹一下NAS文件共享的靈魂——NFS和CIFS。
NFS（網絡文件系統）是Unix系統間實現磁盤文件共享的一種方法，支持應用程序在客戶端通過網絡存取位於服務器磁盤中數據的一種文件系統協議。其實它包括許多種協議，最簡單的網絡文件系統是網絡邏輯磁盤，即客戶端的文件系統通過網絡操作位於遠端的邏輯磁盤，如IBM SVD（共享虛擬盤）。現一般在Unix主機之間採用Sun開發的NFS（Sun），它能夠在所有Unix系統之間實現文件數據的互訪，逐漸成爲主機間共享資源的一個標準。相比之下，SAN採用的網絡文件系統，作爲高層協議，需要特別的文件服務器來管理磁盤數據，客戶端以邏輯文件塊的方式存取數據，文件服務器使用塊映射存取真正的磁盤塊，並完成磁盤格式和元數據管理。
CIFS是由微軟開發的，用於連接Windows客戶機和服務器。經過Unix服務器廠商的重新開發後，它可以用於連接Windows客戶機和Unix服務器，執行文件共享和打印等任務。它最早的由來是NetBIOS，這是微軟開發的在局域網內實現基於Windows名稱資源共享的API。之後，產生了基於NetBIOS的NetBEUI協議和NBT(NetBIOS OVER TCP/IP)協議。NBT協議進一步發展爲SMB（Server Message Block Potocol）和CIFS（Common Internet File System，通用互聯網文件系統）協議。其中，CIFS用於Windows系統，而SMB廣泛用於Unix和Linux，兩者可以互通。SMB協議還被稱作LanManager協議。CIFS可籍由與支持SMB的服務器通信而實現共享。微軟操作系統家族和幾乎所有Unix服務器都支持SMB協議/SMBBA軟件包。
但最近的消息有點不妙—微軟已經在Exchange等關健應用中撤消了對CIFS協議的支持。微軟在其網站上稱，CIFS協議要求數據通過客戶的網絡設備，容易造成性能瓶頸。此舉遭到業內人士抨擊。
SAMBA開放源代碼軟件的開發者之一傑里米稱，對Linux的恐懼感和試圖利用其在桌面操作系統方面的優勢保護Windows服務器操作系統的銷售是微軟拒絕CIFS協議的真正原因。Network Appliance公司（NAS設備主要生產商之一）也曾表示，微軟的這一措施是“不理智和貪婪的”。
NAS的採購
對於準備組建網絡的用戶來說，由於NAS已經是一部性能優越的文件服務器了，在網絡中使用NAS設備意味着不必再購買傳統意義上的文件服務器，這可以大幅降低用戶的總擁有成本。同時， NAS設備還可以與應用服務器進行很好的配合，達到提升網絡整體性能的效果。
對於已經建立網絡的用戶來說，NAS設備可以與原有的文件服務器配合使用，極大地保護用戶前期投資。NAS也可以與多功能服務器配合使用，這樣可以減輕服務器的工作壓力，節省更多的時間進行其他應用，從而提高網絡的性能。
一旦用戶確定了存儲系統基本架構之後，我們需要進行產品的選型。容量與價格當然是要考慮的要點之一，不過這兩個因素非常容易得出結論，所以不會是用戶採購的難點，只是要注意既不讓投資設備閒置，又留有一定升級空間。產品採購真正難點再於全面考察其內在性能與功能，包括數據安全性、性能、連接性、管理性和附加功能等多方面。
安全性 數據安全是指在存儲設備的設計方面，對各種偶然性錯誤和意外情況的預期，以及採取的預防或補救措施。用戶需要注意的是，存儲系統是一個從軟到硬的複雜系統，所以，對數據保護能力的評價應當考慮到整個系統。
性能 對NAS產品來說，主要性能指數是OPS和ORT，分別代表每秒可響應的併發請求數和每個請求的平均反應時間。一般認爲，NAS在 Web、E-mail、數據庫等小文件頻繁讀寫的環境下性能優秀。
管理性 管理性是任何IT產品都必須具備的重要特性之一。首先，用戶應考慮產品所提供的管理功能或方式是否實用可靠，比如遠程Web管理、自動報警等。
協同工作能力 這一點對於NAS來說並不是一個問題，因爲NAS設備只是附件設備。但用戶還是應該仔細考慮這一問題，尤其是系統安全性較高而又充滿了各種安全認證機制時。
中國百盛（商場）是著名的大型商業零售企業。集團下屬的每個商場MIS系統中均配備有兩臺RS6000主機，一臺主管前臺系統，主要負責處理收款機的數據訪問，另一臺主管後臺系統。在MIS系統中，兩臺主機上的數據存儲問題是核心，數據的穩定性最爲重要。爲了確保數據的安全及穩定，同時提升系統的處理能力，百盛集團決定使用網鑽Maxtor NAS升級網絡系統。方案的優點如下。
1．在保證系統的可用性和穩定性的同時，降低成本。
2．由於網鑽產品提供了設備升級的高擴展性，可以滿足數據增長迅速的需求。
3．不需要中斷網絡正常工作，滿足了商業零售企業24小時運轉的要求。
NAS是真正即插即用的產品，並且物理位置靈活，可放置在工作組內，也可放在混合環境中，如混合了Unix/Windows NT局域網的環境中，而無需對網絡環境進行任何的修改。NAS產品直接通過網絡接口連接到網絡上，只需簡單地配置一下IP地址，就可以被網絡上的用戶所共享。
其實我覺得NAS和SAN一個最大的區別可以用一句話來形容：SAN是一個網絡系統而NAS僅僅是一個設備”。
技術特點
數據存儲備份服務主要針對電子商務網站和存在數據庫應用或其它關鍵應用的託管客戶。通過這種服務，可以幫助上述用戶降低數據的存儲、管理和備份成本，並且能夠根據業務的需要靈活擴展。
數據存儲備份系統應該易於配置、管理和維護，並且具有極高的可靠性和安全性。另外，還需要具有較高的靈活性和可擴展性以適應業務的發展。
與採用存儲區域網絡(SAN-Storage Area Network)的方案比較，採用網絡接入存儲(NAS-Network Attached Storage)結構的方案具有以下特點(以下以佔據絕對市場份額的Network Appliance公司的NAS存儲產品Filer爲例):
1． 以網絡爲中心，開放的標準協議支持
區別於存儲區域網絡(SAN)的設計方案，網絡接入存儲(NAS)的模式以網絡爲中心。該方案利用現有的以太網網絡資源來接入專用的網絡存儲設備，而不是另外再部署昂貴的光纖交換機網絡來連接傳統的存儲設備。用戶對以太網絡的投入得到充分的利用。
自1998年以來，千兆以太網的傳輸帶寬(1000Mbps，爲125MB/s)已經超過了現存的各種SCSI和Fiber Channel的協議。而近兩年的研究，使得萬兆以太網的技術的日趨成熟。業界估計在2001年底，商業化的產品將會面世，屆時，以太網的傳輸帶寬將會是10倍於SAN賴以生存的各種SCSI和 Fiber Channel協議的傳輸帶寬。
SAN的業界標準尚不完善，用戶的投資得不到保證。而以太網的技術已經商業化多年，具有最優的性價比。
Network Appliance公司的Filer支持的是標準的TCP/IP網絡協議。該協議是業界目前最流行的網絡協議。而Filer支持的NFS和CIFS協議則是業界流行的Windows和各種Unix的文件服務協議。
2． 真正的數據共享
Network Appliance的Filer具備自主知識產權的操作系統和文件系統。該操作系統功能專一，代碼精煉，具有極高的效率；而文件系統則具備自保護功能，時刻保證數據的完整和一致。
由於採用NAS的模式，文件系統得以放置於存儲設備之上，故可以實現真正的實際共享。用戶的數據只要保存一個拷貝，即可被前端的各種類型的主機所使用，因此，具備主機無關性。而且Network Appliance的Filer對於異構操作系統Unix和Windows同樣可以保證數據的共享，並且各自的訪問權限亦可得到相應的保證。
而其他產品採用SAN的模式的方案，由於文件系統的位置是在主機側，故不可能實現真正的數據共享。不同的主機間所擁有的存儲區域不可能交叉訪問。而Unix和Windows之間的互訪則只能通過購買第三方軟件來實現，並且保證不了應有的文件訪問權限。
3． 部署簡單快捷
Network Appliance的網絡接入存儲產品只要現有的網絡具有空閒的網口即可接入被前端衆多的主機使用。無需關機，無需在主機上安裝任何的軟硬件。
Filer的系統安置只需要不到10分鐘，而對所有的磁盤的格式化無論容量大小，亦基本可在30到90分鐘內完成。全系統可在2個小時內投入使用。這是業界內部署最快的產品。
4． 多方位的高擴展性
Network Appliance的Filer除了擁有高端存儲產品應有的即插即用的功能外，由於採用網絡接入模式，因此具備比其他產品更優越的擴展性。
解決存儲容量不足的問題，首先可以在系統內通過即插即用的方法進行在線容量的擴展(加盤);當磁盤架空閒的槽位使用完畢，由於系統採用雙機容錯結構，故系統可以在線擴展磁盤架(加架)，即使不採用雙機容錯的結構，系統增加磁盤架的維護工作亦可以在5分鐘內完成；當系統容量達到最大時，用戶只需要把另一臺Network Appliance的Filer接入網絡內即可立刻擴充容量(加機器)，系統前端服務器無需關機，正運行的工作得以繼續，保證系統容量的增加不影響系統服務的提供。
除了具備存儲容量的高擴展性外，方案還具備前端主機高擴展性。由於數據能夠真正的共享，集中的數據存儲和網絡接入的模式使得當前端主機處理能力不夠時，系統可以隨時增加前端主機。
5． 革命性的器具(Appliance)設計理念
器具型設備的設計理念，使得的產品更堅固，性能更好，安全性更高。同時，由於軟硬一體的整體化設計，使得管理複雜度大大降低，幾近“零管理，免維護”的境界。用戶除了得到高性能的堅固的設備以外，還大大降低了管理成本投資。
6． 最優的性價比，最低的TCO(TotalCost of Ownership)
整體投資(TCO)是指用戶選擇某一產品時，不僅僅考慮首次產品設備的價格，而且還得充分考慮因此而對全系統的影響，包括前端主機因此而需要增加的設備及軟件、至少3年的管理維護成本、培訓成本、設備擴容升級的複雜度及投資成本等。
從以上分析中可看出，採用NAS的方案可爲用戶帶來如下效益：
· 提高存儲備份作業的整體效率
· 最大程度減輕對業務系統的壓力
· 節省運作管理成本
· 提高數據的安全性
· 保證存儲使用者的服務品質
傳統存儲與NAS結構存儲方式對比
傳統數據庫服務器通常均配置大容量內存，羣集高端CPU和本地附帶存儲形成大而全的複雜體系結構。造成如此配置的主要原因是因爲數據庫服務器必須同時執行各種服務如：打印服務、文件名服務、文件服務、數據庫、路由、磁帶備份、磁盤陣列RAID和公用服務等。所有的服務都要消耗服務器的內存，CPU資源，在多層次的數據處理過程中，處理器和磁盤控制器可能會因爲存取主存地址而進行競爭，從而使其核心的數據庫服務效率大大下降，因此如何在硬件配置中優化數據庫服務便成了當務之急。