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存儲結構簡明分析——DAS、NAS和SAN
存儲的總體分類
主流存儲結構
網絡存儲結構大致分爲三種：直連式存儲（DAS：Direct Attached Storage）、存儲區域網絡（SAN：Storage Area Network）和網絡接入存儲（NAS：Network Attached Storage）。
一、DAS(直接附加存儲設備：Direct Attached Storage)
直接附加存儲是指將存儲設備通過SCSI接口直接連接到一臺服務器上使用。
【優點】
DAS購置成本低，配置簡單，使用過程和使用本機硬盤並無太大差別，對於服務器的要求僅僅是一個外接的SCSI口，因此對於小型企業很有吸引力。
【缺點】
(1)服務器本身容易成爲系統瓶頸;
(2)服務器發生故障，數據不可訪問;
(3)對於存在多個服務器的系統來說，設備分散，不便管理。同時多臺服務器使用DAS時，存儲空間不能在服務器之間動態分配，可能造成相當的資源浪費;
(4)數據備份操作複雜。
二、NAS(網絡附加存儲服務器：Network Attached Storage)
NAS實際是一種帶有瘦服務器的存儲設備。這個瘦服務器實際是一臺網絡文件服務器。NAS設備直接連接到TCP/IP網絡上，網絡服務器通過TCP/IP網絡存取管理數據。
【優點】
NAS作爲一種瘦服務器系統，易於安裝和部署，管理使用也很方便。同時由於可以允許客戶機不通過服務器直接在NAS中存取數據，因此對服務器來說可以減少系統開銷。NAS爲異構平臺使用統一存儲系統提供瞭解決方案。由於NAS只需要在一個基本的磁盤陣列櫃外增加一套瘦服務器系統，對硬件要求很低，軟件成本也不高，甚至可以使用免費的LINUX解決方案，成本只比直接附加存儲略高。
【缺點】
(1)由於存儲數據通過普通數據網絡傳輸，因此易受網絡上其它流量的影響。當網絡上有其它大數據流量時會嚴重影響系統性能;
(2)由於存儲數據通過普通數據網絡傳輸，因此容易產生數據泄漏等安全問題;
(3)存儲只能以文件方式訪問，而不能像普通文件系統一樣直接訪問物理數據塊，因此會在某些情況下嚴重影響系統效率，比如大型數據庫就不能使用NAS。
三、SAN(專用存儲區域網絡：Storage Area Network)
SAN實際是一種專門爲存儲建立的獨立於TCP/IP網絡之外的專用網絡。
【優點】
目前一般的SAN提供2Gb/S到4Gb/S的傳輸數率，同時SAN網絡獨立於數據網絡存在，因此存取速度很快，另外SAN一般採用高端的RAID陣列，使SAN的性能在幾種專業存儲方案中傲視羣雄。SAN由於其基礎是一個專用網絡，因此擴展性很強，不管是在一個SAN系統中增加一定的存儲空間還是增加幾臺使用存儲空間的服務器都非常方便。通過SAN接口的磁帶機，SAN系統可以方便高效的實現數據的集中備份。SAN作爲一種新興的存儲方式，是未來存儲技術的發展方向。
【缺點】
(1)價格昂貴。不論是SAN陣列櫃還是SAN必須的光纖通道交換機價格都是十分昂貴的，就連服務器上使用的光通道卡的價格也是不容易被小型商業企業所接受;
(2)需要單獨建立光纖網絡，異地擴展比較困難。
NAS與SAN的分析與比較
針對I/O是整個網絡系統效率低下的瓶頸問題。抓住癥結經過實踐檢驗爲最有效的辦法是：將數據從通用的應用服務器中分離出來以簡化存儲管理。
問題：
上圖存在的問題：每個新的應用服務器都要有它自己的存儲器。這樣造成數據處理複雜，隨着應用服務器的不斷增加，網絡系統效率會急劇下降。
解決辦法：
將存儲器從應用服務器中分離出來，進行集中管理。這就是所說的存儲網絡（Storage Networks）。
使用存儲網絡的好處：
統一性：形散神不散，在邏輯上是完全一體的。
實現數據集中管理，因爲它們纔是企業真正的命脈。
容易擴充，即收縮性很強。
具有容錯功能，整個網絡無單點故障。
目前存儲網絡主要採取兩種不同的實現手段，即NAS（Network Attached Storage）網絡接入存儲和SAN(Storage Area Networks)存儲區域網絡。
NAS：用戶通過TCP/IP協議訪問數據，採用業界標準文件共享協議如：NFS、HTTP、CIFS實現共享。
SAN：通過專用光纖通道交換機訪問數據，採用SCSI、FC-AL接口。
什麼是NAS和SAN的根本不同點：文件管理系統在哪裏？ 如圖：
分析可知，SAN結構中，文件管理系統（FS）還是分別在每一個應用服務器上；而NAS則是每個應用服務器通過網絡共享協議（如：NFS、CIFS）使用同一個文件管理系統。換句話說：NAS和SAN存儲系統的區別是NAS有自己的文件系統管理。
NAS是將目光集中在應用、用戶和文件以及它們共享的數據上。SAN是將目光集中在磁盤、磁帶以及聯接它們的可靠的基礎結構。將來從桌面系統到數據集中管理到存儲設備的全面解決方案將是NAS加SAN。
NAS-SAN （SAN-NAS）與IP-SAN的對比
代表廠商
NAS,NAS-SAN （SAN-NAS）：索貝
IP-SAN ：中科大洋
在非光纖的網絡機構中，即千兆以太網絡環境中，現在比較引人注目的就是NAS-SAN和IP-SAN。雖然NAS類設備和IP-SAN在物理結構上比較相象，但其使用的邏輯結構是完全不同的，NAS和IP-SAN實際上是本質上完全不同的設備.下面就兩種設備的不同，進行進一步的對比分析：
NAS(NAS SAN, SAN NAS): NAS核心技術點是SAMB,後來Microsoft改爲CIFS（Common Internet File System），由於該協議內部複雜程度較高，所以該協議的效率一直是不令人滿意。該協議最大的缺點是：當NAS控制器有多個連接任務的時候，系統無法保證每個連接的服務質量，換個說法就是，當NAS控制器的負載達到一定的程度的時候，哪個連接在系統獲得了響應，系統就調用盡量多的資源爲該連接服務，但是在這個時候，系統中其他的連接服務就無法正常的保障了。
NAS-SAN (SAN-NAS),是在NAS的基礎上，通過共享文件系統軟件，將原來單控制器的NAS頭，分解成多個，但是無法擺脫NAS設備原有的SMB協議的缺點,雖然通過多個頭的方式，能夠實現總帶寬的提升，但是服務的質量依然無法提高。而且現在的NAS-SAN（SAN-NAS）無法實現負載均衡，即多個NAS控制器使用一個ＩＰ地址，這樣當其中的一個頭壞掉的時候，原先人爲分配使用這個NAS控制器的工作站點將無法正常工作。
IP-SAN,（IP-SAN-MPIO） IP-SAN核心技術點在於iSCSI協議，該協議在內部結構上要比SMB協議簡單許多，該協議只需要負責將傳輸的網絡數據包中的TCP/IP與SCSI命令分離或合併，效率很高。IP-SAN 結構繼承了FC-SAN上幾乎所有的優點，性能也達到FC-SAN的水平，通過以太網絡和存儲設備的成本的降低，具有很強的競爭力。 不久將推出的IP-SAN-MPIO,將可以將控制器做成２個以上，並且可以並行工作，而且在工作站點端是透明的，即假設多個控制器的一個出現問題的時候，工作站點會自動地切換到另外的一個控制器上去，這個過程是完全自動的且不影響工作站點，這個優點也主要是由於ISCSI協議的簡單達到的。
這個裏通過舉個例子來描述一下兩種網絡協議層面的不同（NAS VS SAN）
如下圖所示：我們把網絡存儲比喻成一個倉庫，紅色小人表示數據連接，大家看到左邊的NAS結構中，SMB協議就是該倉庫的管理員（蘭色小人），每個連接都需要確認，由內部人員進入倉庫獲得資源後轉交個請求人，內部人員的數量有限，不能滿足過多的負載。而在右邊的SAN結構中（FC-SAN和IP-SAN都是這樣的機理），沒有內部服務人員，倉庫的使用不需要過多的管理，每個連接請求通過一種有效的有秩序的規定來進行數據的交換，在這種“秩序”下，“倉庫”可以爲用戶提供最大限度的服務。
