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网络存储技术研究:NAS和SAN的融合状态

 Taylor 2008-01-04

网络存储技术研究:NAS和SAN的融合状态 

发布时间:2008.01.03 04:45     来源:赛迪网    作者:赛迪网

  网络存储技术如网络连接存储(NAS)和存储区域网络(SAN)可将数据存储至专用机器上,从而解决了DAS设备存在的主要问题。有一段时间,这些存储技术似乎是唯一的选择。NAS和SAN之间最大的相似之处是它们名字的字母顺序正好相反。

  Gartner存储研究副总裁Bob Passmore指出:"四五年前,如果你的文件服务器坏了想进行合并,显然你会采用NAS。而如果你有其它任何一种运行在块存储上的应用,你就会构建SAN进行合并。"

  NAS最初是作为一种采用IP协议的专用文件服务器。相反,SAN则可以一站式购买一大堆基于块的存储,并且往往可以达到增强型光纤通道速度(光纤通道将存储设备互联,让他们进行高速通信--未来将达到10Gbps。不过目前4Gbps更常见)。基于文件的存储是先定义文件然后提供文件,由此来保存客户系统的工作。相反,基于块的存储则把描绘数据块文件的工作留给了客户机的CPU。

  所以有一段时间,NAS完全表示利用IP的文件传送,而SAN则表示光纤通道,或者可以假设,就是采用新iSCSI标准直接进行连接。光纤通道是无须消耗处理器时间寻找网络数据流的唯一存储协议,这是因为iSCSI和基于IP的协议都需要用软件分析网络数据流,这就占用了宝贵的CPU时间。

  但是NAS和SAN的不同最近已经在几方面有所变化,这主要归功于NAS创导厂商Network Appliance的努力。当这家厂商向其NAS设备增添了光纤通道和iSCSI功能后,NAS看起来就很象SAN了。

  iSCSI和NAS

  除了让NAS更象SAN以外,Network Appliance为NAS技术引入iSCSI功能还需要其它一些理由。

  Network Appliance开始向其NAS设备增添类似SAN的光纤通道和iSCSI功能,是为了满足Exchange等应用的认证标准,Exchange的开发人员很反感基于文件的存储。据Gartner的Passmore说,为了达到这一目的,在标准推出之前,NetApp就向其设备中引入了iSCSI。

  这一优势滚雪球般不断增长。当微软和Novell慎重地推出iSCSI驱动器时,Linux开发人员已经更早地采用了这一技术,那是在Network Appliance推出唯一的iSCSI NAS产品时。Passmore表示:"NetApp成了试验用的飞行器,这意味着人们不会管它对标准实施的正确与否--这其实无关紧要。"他认为实际标准出台后,Network Appliance的iSCSI产品将很快成为唯一可以得到部署的产品。

  Network Appliance在定义市场方面的优势可与它在现场部署方面的优势相媲美。Passmore认为:"Network Appliance是NAS领域的一头大猩猩。"他引述说,Gartner Dataquest的研究表明该公司以市场份额总收入独占鳌头。Network Appliance的客户基础达到25,000至30,000人,以示对NAS的支持。

  EMC谨慎前进

  Network Appliance的iSCSI事实标准并不适合于每个人,存储巨头EMC宁愿采取更谨慎的办法。EMC负责NAS市场的高级主管Tom Joyce指出:"走进实验室,在一种不能重复的应用环境中进行测试,加入一个阵列,下载iSCSI驱动器,然后进行部署,这是一回事。而进行数千次这样的部署并有效地管理则是另一回事。"

  他继续说道:"我们认为我们正在迎合客户对这一市场的需求,他们希望能够真正部署iSCSI,而且我们正接近技术真正发挥作用的地方。"

  Joyce表示,目前EMC的Symmetrix DMX拥有iSCSI功能,并且其CLARiiON和Symmetrix产品最终目标也是iSCSI,Celerra NS700和NS700G则应在2004年第三季度支持iSCSI。

  EMC竞争力分析师Brian Maher认为,iSCSI更是一个SAN方面的问题,"iSCSI基本上是采用低成本互联的SAN技术。"这样看来,EMC的SAN专家应该展望iSCSI长远的美好前景。也许披着SAN外衣的NAS真的应该被认为是SAN。

 

  SAN和NAS共同合作

  对SAN的关心当然解释了EMC在进入网关NAS时更大胆的举措,在网关NAS技术中,NAS设备作为基于文件的守护者监视着基于块的SAN网络。EMC的Joyce表示:"当你的桌子下面已经塞满了几千台NAS设备,而又希望能够用对付块存储一样的方法管理文件服务能力时,网关NAS就对NAS整合非常有用,"

  简单地说,NAS把SAN当作NAS展示给客户,客户最好配置有与NAS交互的接口--比如说通过IP。

  Passmore指出,NAS和SAN之间的含糊不清是EMC所欢迎的,到目前为止,其主要的NAS客户一直都是那些已经"拥有EMC产品并热爱EMC产品"的人。EMC长期以来一直以其Celerra群集面向极高端市场,并且已经在过去几年为中端市场带来了诸如高可用性等功能,令中高端市场之间的界线越来越不清晰。

  NAS看向小企业

  由于早期NAS产品面向大中型企业,EMC最近将重心转移到了更低端的存储市场,可能将面向一个以前由好胜的NAS竞争者Snap Appliance所占领的市场。Gartner Dataquest显示该厂商的许多产品都在这一市场领先。Passmore感叹道:"你购买了其中一种产品,把它接到网络中,打开电源,哇,你有了一台文件服务器。"

  Snap负责市场和业务发展的副总裁Mark Pollard认为,其公司内置的Linux操作系统是另一项特别之处。

  他表示:"由于拥有自己的操作系统,Snap Appliance可以作出任何需要增加新功能或新特点的改变,此方面的范例就是一年多前推出的嵌入式反病毒功能......如果Snap Appliance没有自己的操作系统,是不可能做到这一点的。"

  NAS的仿冒者?

  NAS市场上另一个重要玩家是微软,虽然迄今为止它已经获得了大约20%的NAS市场,但是Gartner认为,微软并没有提供真正的NAS产品。Passmore指出:"那其实是一张特殊的CD,里面有安装向导,可以更轻松地启动Windows作为一台文件服务器。但是一旦启动并运行起来,一切还是Windows--你知道,就是那种老掉牙的Windows。"

  最后的思考

  随着NAS和SAN之间的界线越来越模糊,其中更重要的区别可能就是你在NAS/SAN混合系统中所采用的协议了:IP、光纤通道,或者iSCSI。

  如何选择协议取决于你的企业。Passmore主张:"如果你的应用无须太多的I/O,或者你的服务器有太多过量的CPU周期,那么IP网络可以完美地做好你的工作,你就可以高高兴兴地去露营了。"这种情况下,你会希望部署基于IP的传统NAS。

  Passmore提醒说:"而如果另一方面,你的CPU压力特别大,并且一直在用SCSI或基于光纤通道的存储系统,但是你想部署基于IP的存储系统,因为你听说过有关它的所有美妙的宣传,说它多么多么便宜,那你的麻烦可就大了。"如果你是这一类客户,你会希望避免基于IP的处理器密集型NAS,而选择光纤通道NAS或SAN。

责任编辑:杨宇佳
 
 
 
 
 
 
 

DAS

来自ITwiki,开放的信息技术大百科

DAS即直连方式存储,英文全称是Direct Attached Storage。中文翻译成“直接附加存储”。顾名思义,在这种方式中,存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接到服务器的。I/O(输入/输出)请求直接发送到存储设备。DAS,也可称为SAS(Server-Attached Storage,服务器附加存储)。它依赖于服务器,其本身是硬件的堆叠,不带有任何存储操作系统。


DAS的适用环境

1) 服务器在地理分布上很分散,通过SAN(存储区域网络)或NAS(网络直接存储)在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子);

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) 包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用,它们需要直接连接到存储器上,群件应用和一些邮件服务也包括在内。

典型DAS结构如图所示

138239.jpg

对于多个服务器或多台PC的环境,使用DAS方式设备的初始费用可能比较低,可是这种连接方式下,每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘,容量的再分配困难;对于整个环境下的存储系统管理,工作烦琐而重复,没有集中管理解决方案。所以整体的拥有成本(TCO)较高。目前DAS基本被NAS所代替。下面是DAS与NAS的比较。

 
 
浅议DAS、NAS、SAN三种模式
厂家技术资料
2005-3-21 14:49:00 文/
 
  目前磁盘存储市场上,存储分类(如下表一)根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储,封闭系统主要指大型机,AS400等服务器,开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器;开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储;开放系统的外挂存储根据连接的方式分为:直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)和网络化存储(Fabric-Attached Storage,简称FAS);开放系统的网络化存储根据传输协议又分为:网络接入存储(Network-Attached Storage,简称NAS)和存储区域网络(Storage Area Network,简称SAN)。由于目前绝大部分用户采用的是开放系统,其外挂存储占有目前磁盘存储市场的70%以上,因此本文主要针对开放系统的外挂存储进行论述说明。

  表一:
  


  今天的存储解决方案主要为:直连式存储(DAS)、存储区域网络(SAN)、网络接入存储(NAS)。如下表二:


  开放系统的直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)已经有近四十年的使用历史,随着用户数据的不断增长,尤其是数百GB以上时,其在备份、恢复、扩展、灾备等方面的问题变得日益困扰系统管理员。

  主要问题和不足为:
  直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO等),数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机(库),数据备份通常占用服务器主机资源20-30%,因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行,以免影响正常业务系统的运行。直连式存储的数据量越大,备份和恢复的时间就越长,对服务器硬件的依赖性和影响就越大。

  直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接,带宽为10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等,随着服务器CPU的处理能力越来越强,存储硬盘空间越来越大,阵列的硬盘数量越来越多,SCSI通道将会成为IO瓶颈;服务器主机SCSI ID资源有限,能够建立的SCSI通道连接有限。

  无论直连式存储还是服务器主机的扩展,从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster),或存储阵列容量的扩展,都会造成业务系统的停机,从而给企业带来经济损失,对于银行、电信、传媒等行业7×24小时服务的关键业务系统,这是不可接受的。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展,只能由原设备厂商提供,往往受原设备厂商限制。

  存储区域网络(Storage Area Network,简称SAN)采用光纤通道(Fibre Channel)技术,通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机,建立专用于数据存储的区域网络。SAN经过十多年历史的发展,已经相当成熟,成为业界的事实标准(但各个厂商的光纤交换技术不完全相同,其服务器和SAN存储有兼容性的要求)。SAN存储采用的带宽从100MB/s、200MB/s,发展到目前的1Gbps、2Gbps。

  网络接入存储(Network-Attached Storage,简称NAS)采用网络(TCP/IP、ATM、FDDI)技术,通过网络交换机连接存储系统和服务器主机,建立专用于数据存储的存储私网。随着IP网络技术的发展,网络接入存储(NAS)技术发生质的飞跃。早期80年代末到90年代初的10Mbps带宽,网络接入存储作为文件服务器存储,性能受带宽影响;后来快速以太网(100Mbps)、VLAN虚网、Trunk(Ethernet Channel) 以太网通道的出现,网络接入存储的读写性能得到改善;1998年千兆以太网(1000Mbps)的出现和投入商用,为网络接入存储(NAS)带来质的变化和市场广泛认可。由于网络接入存储采用TCP/IP网络进行数据交换,TCP/IP是IT业界的标准协议,不同厂商的产品(服务器、交换机、NAS存储)只要满足协议标准就能够实现互连互通,无兼容性的要求;并且2002年万兆以太网(10000Mbps)的出现和投入商用,存储网络带宽将大大提高NAS存储的性能。NAS需求旺盛已经成为事实。首先NAS几乎继承了磁盘列阵的所有优点,可以将设备通过标准的网络拓扑结构连接,摆脱了服务器和异构化构架的桎梏;其次,在企业数据量飞速膨胀中,SAN、大型磁带库、磁盘柜等产品虽然都是很好的存储解决方案,但他们那高贵的身份和复杂的操作是资金和技术实力有限的中小企业无论如何也不能接受的。NAS正是满足这种需求的产品,在解决足够的存储和扩展空间的同时,还提供极高的性价比。因此,无论是从适用性还是TCO的角度来说,NAS自然成为多数企业,尤其是大中小企业的最佳选择。

  NAS与SAN的分析与比较

  针对I/O是整个网络系统效率低下的瓶颈问题,专家们提出了许多种解决办法。其中抓住症结并经过实践检验为最有效的办法是:将数据从通用的应用服务器中分离出来以简化存储管理。

  问题:


图 1

  由图1可知原来存在的问题:每个新的应用服务器都要有它自己的存储器。这样造成数据处理复杂,随着应用服务器的不断增加,网络系统效率会急剧下降。

  解决办法:


图 2

  从图2可看出:将存储器从应用服务器中分离出来,进行集中管理。这就是所说的存储网络(Storage Networks)。

  使用存储网络的好处:

  统一性:形散神不散,在逻辑上是完全一体的。
  实现数据集中管理,因为它们才是企业真正的命脉。
  容易扩充,即收缩性很强。
  具有容错功能,整个网络无单点故障。

  专家们针对这一办法又采取了两种不同的实现手段,即NAS(Network Attached Storage)网络接入存储和SAN(Storage Area Networks)存储区域网络。

  NAS:用户通过TCP/IP协议访问数据,采用业界标准文件共享协议如:NFS、HTTP、CIFS实现共享。
  SAN:通过专用光纤通道交换机访问数据,采用SCSI、FC-AL接口。

  什么是NAS和SAN的根本不同点?
  NAS和SAN最本质的不同就是文件管理系统在哪里。如图:


图3
  由图3可以看出,SAN结构中,文件管理系统(FS)还是分别在每一个应用服务器上;而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议(如:NFS、CIFS)使用同一个文件管理系统。换句话说:NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。

  NAS是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。SAN是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。将来从桌面系统到数据集中管理到存储设备的全面解决方案将是NAS加SAN。
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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