SAN和NAS介绍及工作原理.doc

NAS vs. SAN一、 基本概念1 什么是NASNAS是英文Network Attached Storage的缩写，即网络直连存储。从本质上说，NAS是一种专用网络服务器，它由一个内嵌的OS和若干块大容量硬盘组成，该OS管理NAS的硬盘并经由TCP/IP协议向网络上的其他设备提供文件共享服务。因此可以将其理解为一台直连了一台或多台DAS磁盘阵列的服务器，该服务器的容量可以扩充至TB级，并且在网络文件共享的管理和传输速率方面做了优化。2 什么是SANSAN是英文Storage Area Network的缩写，顾名思义，它是独立于局域网（LAN）专门用于数据存储和共享的网络。它本质上可以理解为一个以数据存储为中心，基于高传输速率的光纤通道，采用可扩展的拓扑结构连接多台服务器与多台存储设备的专用网络。因此，SAN是一种特殊结构的专用网络，而不仅仅某种计算机设备，在本文中，为了与NAS具有可比性，SAN特指SAN环境中的动态存储设备即支持SAN的光纤通道磁盘阵列。二、 NAS和SAN的技术原理1 NAS的技术原理作为一个网络服务器，NAS设备使用标准的网络技术在LAN或WAN上提供磁盘、磁带和光盘等存储设备的共享。在NAS配置模式下，文件系统驻于NAS系统本身，由NAS内嵌的OS（Unix或NT）管理。按照OSI网络七层协议的划分，NAS提供的是第七层应用层的服务。所有NAS提供的数据都已经经过了NAS的内嵌操作系统的封装和处理，直接以文件的形式提供给网络上的计算机。因此对于各种操作平台的计算机，只要遵循TCP/IP协议，都可以从网络向NAS发出请求，文件系统的转换由NAS的操作系统来完成。NAS的主要特点：（1） 直接连接网络，无需增加应用服务器，客户机可直接访问上面的文件，无需经由应用服务器（仅限于文件共享）。（2） 支持异构网络环境的文件共享：一般的NAS设备都支持Windows NT , Windows 95/98/2000, Novell NetWare , Apple 以及UNIX-based操作系统。（3） 使用一个内嵌的专用实时操作系统，文件系统驻于NAS系统内部，其他设备不能直接访问其硬盘，不宜用于需要与应用程序结合的应用。（4） 配置和管理比较简单方便。2 SAN的技术原理作为一个支持多服务器共享的光纤磁盘阵列，SAN使用SCSI协议与其所管理的硬盘以及所连接的服务器进行通信，对服务器来说，SAN设备是一个标准的大硬盘，对应于OSI网络模型的最底层物理层的服务。因此每一台与其有光纤通道连接的主机都可以直接以物理硬盘“块”的格式读写SAN设备。SAN的主要特点（1） 首先，在一些关键应用中，传输块级数据要求必须使用SAN-尤其是与应用程序相结合的应用。在Server/Client的网络模式下，server与存储设备之间要求高速的数据交换通道，而Server与Client之间由于只是返回一个较小的计算结果，对传输速度的要求不高。采取SAN的架构，可以有效地传送爆发性的块数据，SAN的性能及可靠性就得到了充分的发挥。 （2） 可扩展性：SAN改变了服务器与存储设备的单一连接方式，用户可以在线添加/减去设备、可以动态调整LAN、可以把异构设备统一成存储池等。 SAN许多功能可能需要较高的初期投资，但从长期看，用户的TCO却比其他方案低。这就是SAN的另一个优点-高ROI。（3） 高可用性：SAN的高可用性是基于它对灾难恢复，在线备份能力和对冗余存储系统和数据的时效切换能力。SAN消除了单点故障，可以在不停机的情况下扩展存储设备和服务器，从而确保高可用性。在SAN环境中，原有的应用服务器和故障冗余服务器之间一对一的关系转变为多对一的关系，即多台应用服务器可共享一台故障冗余服务器，减少了所需设备，进而大大节省了成本。（4） 开放的连接：SAN可以将多操作系统和多厂商存储设备作为统一的存储池进行管理，客户可以继续使用其原有设备，避免更换现有的所有存储设备。事实上，随着SAN技术的发展和业界标准的不断完善，各个厂家在产品的设计制造和后期优化中都趋向于采用相同的标准。在一个SAN网络中同时采用多家厂商的存储设备的方案已经相当成熟。（5） 集中高效的存储管理：SAN 存储网络提供一个存储系统，备份设备和服务器相互连接的架构。他们之间的数据不再在以太网络上流通从而大大提高以太网络的性能。正由于存储设备与服务器完全分离，用户获得一个与服务器分开的存储管理理念。我们现在可以对企业的数据和存储作特殊和专业的管理不用在像以前的把数据管理与服务器管理混为一谈。复制，备份，恢复数据趋向和安全的管理可以中央的控制和管理手段进行。加上把不同的存储池 (Storage Pools)以网络方式连接，企业可以以任何他们需要的方式访问他们的数据，并获得更高的数据完整性。三、 NAS与SAN的比较通过以上对两种存储方式特点的分析，我们可以列出两个比较表：表一：NAS与SAN的主要不同NASSAN面向文件共享面向物理硬盘的共享基于以太网基于光纤通道以太网直连存储与以太网隔离适用于网络文件共享适用于与应用软件相结合的高性能应用安装简单安装配置复杂表二、NAS与SAN技术的详细比较Network Attached StorageStorage Area Network首要功能专用服务器，提供网络文件共享，直接经由LAN或WAN访问存储设备组成一个存储池，服务器通过光纤通道访问存储池适用性文件共享以及客户端直接访问方式.基于Server/Client的各种应用，包括 OLTP数据传输LAN或WANSAN至Server，LAN或WAN至Client备份直接连接至NAS（如果有）或经由LAN直接连接至Server或规划入SAN可用性设备无单点故障设备无单点故障，网络无单点故障扩展性可通过增加NAS设备扩充容量增加磁盘阵列或扩展模块扩充容量四、 选择NAS或SAN?由于融合了所有存储系统在一个位置，用户可以从管理效率，使用率和可靠性的全面提高中获得更大的好处。SAN已经成为一个非常流行的存储集中方案，因为光纤通道能提供非常庞大的设备连接数量，连接容易和存储设备与服务器之间的长距离连接能力。同样地，这些优点在NAS系统中也能体验出来。但这两个存储方案的最大分别是在于他们的访问方法。SAN存储网络系统是以块(Block)级的方式操作而NAS网络存储系统是以文件(File)级的方式表达。着意味着NAS系统对于文件级的服务有着更高效和快速的性能。而应用数据块(Block)的数据库