NAS 技术简介[高等教学]

1、June 21th,2007June 25th,20072007-8-20 NAS概述 NASNAS是英文是英文“Network Attached Storage”Network Attached Storage”的縮寫的縮寫, , 中文意思是中文意思是“網路附加存網路附加存 儲儲”。按字面簡單說就是連接在網路上。按字面簡單說就是連接在網路上, , 具備資料存儲功能的裝置，因此也稱為具備資料存儲功能的裝置，因此也稱為“網路網路 記憶體記憶體”或者或者“網路磁碟陣列網路磁碟陣列”。 NAS是一台伺服器，有自己的核心，如CPU、記憶體、作業系統、磁片系統， 結構圖如下： 1旭日 June 21th

2、,2007June 25th,2007 NAS是一種專業的網路檔存儲及檔備份設備，它是基於LAN（局域網）的， 按照TCP/IP協議進行通信，以檔的I/O（輸入/輸出）方式進行資料傳輸。 在LAN環境下，NAS已經完全可以實現異構平臺之間的資料級共用，比如 NT、UNIX等平臺的共用。 一個NAS系統包括處理器，檔服務管理模組和多個硬碟驅動器(用於 資料的存儲)。 NAS 可以應用在任何的網路環境當中。主伺服器和用戶 端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的檔，包括SMB格式（Windows） NFS格式(Unix, Linux)和CIFS（Common Internet File Syste

3、m）格式等 等。典型的NAS的網路結構如下圖所示： NAS 概述 Server 2旭日 NAS 性能指标 l 最大存儲容量 最存儲大存儲容量是指NAS存儲設備所能存儲資料容量的極限，通俗的講，就是 NAS設備能夠支援的最大硬碟數量乘以單個硬碟容量就是最大存儲容量。這個數值 取決於NAS設備的硬體規格。通常，一般小型的NAS存儲設備會支援幾百GB的存儲 容量，適合中小型公司作為存儲設備共用資料使用而中高檔的NAS設備應該支援 T級別的容量（1T=1000G）。 l 處理器 NAS產品也都具有自己的處理器（CPU）系統，來協調控制整個系統的正常運行。其 採用的處理器也常常與臺式機或伺服器的CPU大

4、體相同。目前主要有以下幾類。 （1）Intel系列處理器（2）AMD系列處理器（3）PA-RISC型處理器 （4）PowerPC處理器（5）MIPS處理器 一般針對中小型公司使用NAS產品採用AMD的處理器或Intel PIII/PIV等處理器。而 大規模應用的NAS產品則使用Intel Xeon處理器、或者RISC型處理器等。但是也不 能一概而論，視具體應用和廠商規劃而定。 3旭日 記憶體 在NAS設備中,常見的記憶體類型由SDRAM（同步記憶體）、FLASH（快閃記 憶體）等。不同的NAS產品出廠時配備的記憶體容量不同，一般為幾十兆 到數GB（1GB=1000MB）容量不等，這取決於NAS

5、產品的應用範圍，一般來 講，應用在小規模的局域網當中的NAS，如果只是應付幾台設備的訪問， 64M以下記憶體容量即可。如果是上百個節點以上的訪問，就得需要上G 容量的記憶體。當然，這不是絕對的因素，NAS產品的綜合性能發揮還取 決於它的處理器能力、硬碟速度及其網路實際環境等因素的制約。總之， 選購NAS產品時，應該綜合考慮各個方面的性能參數。 介面 NAS產品的外部介面比較簡單，由於只是通過內置網卡與外界通訊，所 以一般只具有乙太網路介面，通常是RJ45規格，而這種介面網卡一般都 是100M網卡或1000M網卡。另外，也有部分NAS產品需要與SAN（存儲區域 網路）產品連接提供更為強大的功能，

6、所以也可能會有FC（Fiber Channel光纖通道）介面。 4旭日 預置軟體系統 預製作業系統是指NAS產品出廠時隨機帶的作業系統或者 管理軟體。目前NAS產品一般帶有以下幾種系統軟體: 精簡的精簡的WINDOWS2000WINDOWS2000系統系統 這類系統只是保留了WINDOWS2000 SERVER系統核心網路中最重要的部分，能 夠驅動NAS產品正常工作。我們可以把它理解為WINDOWS2000的“精簡版”。 FreeBSDFreeBSD嵌入式系統嵌入式系統 FreeBSD是類UNIX系統，在網路應用方面具備極其優異的性能。 LinuxLinux嵌入式系統嵌入式系統 Linux系統

7、類似於UNIX操組系統，但相比之下具有介面友好、內核升級迅速等 特點。常常用來作為電器等產品的嵌入式控制系統。 5旭日 網路管理 網路管理，是指網路管理員通過網路管理程式對網路上的資源進行集中化管理的 操作，包括配置管理、性能和記賬管理、問題管理、操作管理和變化管理等。一 台設備所支援的管理程度反映了該設備的可管理性及可操作性。 常見的網路管理方式有以下幾種： （1）SNMP管理技術 （2）RMON管理技術 （3）基於WEB的網路管理 SNMP是英文“Simple Network Management Protocol”的縮寫，中文意思是“簡 單網路管理協定”。 SNMP是目前最常用的環境管理

8、協議。SNMP被設計成與協議無關，所以它可以在IP， IPX，AppleTalk，OSI以及其他用到的傳輸協議上被使用。SNMP是一系列協定組和 規範，它們提供了一種從網路上的設備中收集網路管理資訊的方法。SNMP也為設 備向網路管理工作站報告問題和錯誤提供了一種方法。 6旭日 NAS與SAN的分析與比較 NAS： n用戶通過TCP/IP協定訪問資料，採用業界標準檔共用協議如：NFS、HTTP、 CIFS nNAS提供檔級的資料訪問功能 nNAS是每個應用伺服器通過網路共用協定使用同一個檔管理系統。 7旭日 SAN (Storage Area Networks)存儲區域網。 n 通過專用光纖通

9、道交換機訪問資料，採用SCSI介面。 n SAN針對海量、面向資料塊的資料傳輸。 n SAN結構中，檔管理系統（FS）還是分別在每一個應用伺服器上 8旭日 乙太網介面模組設計 n 乙太網介面模組的主要功能是進行乙太網收/發資料處理，包括PHY層和MAC 層資料處理兩部分. PHYPHY包含包含（介質獨立子層）（介質獨立子層），PCSPCS（物理編碼子層）（物理編碼子層）PCSPCS 由編碼器和一個並串轉換器或複用功能組成由編碼器和一個並串轉換器或複用功能組成，PMAPMA（物理介質附加子層）（物理介質附加子層）， PMDPMD（物理介質相關子層）（物理介質相關子層），MDIMDI子層子層。主要

10、完成對資料的編碼。主要完成對資料的編碼/ /解碼解碼, ,串串 / /並轉換以及線路時鐘的提取和恢復並轉換以及線路時鐘的提取和恢復, ,線路電平變換等功能。線路電平變換等功能。 MACMAC層層包括包括MACMAC（介质访问控制）子层（介质访问控制）子层和和LLCLLC（逻辑链路（逻辑链路 控制）子层控制）子层主要完成對資料的成幀和解幀處理主要完成對資料的成幀和解幀處理 注意下图中 RS（reconciliation sub layer）子层： 用於實現指令轉換 9旭日 10/100Ethernet &1000Ethernet Difference 10旭日 RS（reconciliation

11、 sub layer）子层用於實現指令轉換 11旭日 Giga Ethernet 分类 1000Base-X 1000Base-CX 1000Base-LX 1000Base-SX 1000Base-T： 短屏蔽双绞线，9芯D型连接器 长波激光，SC型光纤连接器 短波激光，SC型光纤连接器 五类以上非屏蔽双绞线 12旭日 13旭日 ASTON NAS Block Diagram 14旭日 Power module 15旭日 Main chip 88F6082 Block Diagram 16旭日 Ethernet PHY 88E1112 17旭日 +2.5V +2.5V 18旭日 2.5 V Transformer 19旭日 Transformer(隔离变压器) 1使用Transformer原因 PHY輸出的差分信號在更長距離傳送過程中會造成很大直流分量 損失 若外部網線與晶片直接相連,在電磁感應(打雷)和靜電存在時容 易對晶片造成直接傷害, Transformer起隔離作用 設備接地方法不同,電網環境