网络存储技术白皮书

网络存储技术白皮书神州数码网络有限公司2002年2月1日目录一.前言 (4)二.网络存储概述 (4)三.目前三种主要的存储方式 (5)DAS：直接附加存储 (5)NAS：网络附加存储 (6)SAN：存储区域网 (7)四.N AS网络附加存储技术 (8)4.1 NAS存储操作系统 (8)4.2 网络文件系统 (8)4.3 NAS的关键特性 (9)4.4 技术特点 (9)4.5 NAS市场应用 (9)五.神州数码StoreBase NAS产品 (10)5.1 StoreBase 2000 系列NAS产品介绍 (10)5.2 StoreBase 2000 系列NAS产品的性能特征 (11)功能特性 (11)硬件特性 (11)系统特性 (12)六.S toreBase NAS产品的典型应用 (12)6.1 StoreBase存储产品主要客户对象 (13)6.2 StoreBase 2000系列存储产品的典型应用 (13)数据存储需求分析 (13)网络存储解决方案典型应用图 (13)网络存储方案总述 (15)StoreBase存储优越性 (15)七.网络存储解决方案 (17)7.1 中小企业及大型工作组解决方案 (17)7.2 教育行业存储解决方案 (18)7.3 视频点播解决方案 (19)八.附录 (22)附录1：StroeBase系列NAS产品的技术规格 (22)附录2：StoreBase所适用的硬盘类型表（经过测试） (23)一.前言随着人类社会文明的不断进步，社会信息化水平的飞速提高和“知识大爆炸”对信息存储提出了前所未有的需求，存储行业近年来也呈现出一片繁荣的景象。

全球的存储厂商纷纷投入人力物力对存储技术进行积极探索研究，并不失时机的提出了未来网络“以存储为核心”的宣言。

神州数码作为中国IT业的一支强有力的生力军在中国计算机网络发展的过程中起着举足轻重的作用，在信息存储迫切需要发展的今天更是本着一切为用户服务的思想积极的加入到存储的行列中来，适时的推出了自有品牌的StoreBase 系列NAS产品，并积极的倡导用户从传统技术落后的存储方式中脱离出来转向专业的网络存储。

并且，神州数码网络公司推出了面向中小企业、工作组和部门级的全面网络存储解决方案，凭借产品优秀的性能和神州数码高质量的服务保障一定会实现用户和公司的双赢。

二.网络存储概述人类进入信息时代以来，计算机给世界各行业的发展带来了巨大的动力。

科技的进步使人们急需从各种地方获得有效的信息资源。

网络时代的发展，加上五彩斑斓的多媒体应用，使得运行在不同的系统平台上的数据资料呈几何级数激增。

据统计人类近20年所产生的信息量已经超过了自文字记载历史以来所有的信息量的几十倍。

而且根据IDC预测，今后几年世界范围内的磁盘存储系统的容量将以每年79.6%的速度递增，到2003年，整体存储容量会接近20万TB。

在信息技术越来越广泛地应用于国民经济各个领域地今天，我们在感受着它带来的效益和方便的同时，也承受着它带给我们的突发性的灾难。

有关资料显示，在美国如果机票预定系统停机一小时，损失将是8.95万美元；信用卡系统停机，每小时的损失将是260万美元；股票交易所停机的话，每小时的损失更是高达645万美元。

由此可见，管理好、保存好这些关键性数据，以保障随时随地取用显得多么的重要。

因特网所带来的信息量、数据量的爆炸性的增长，使得单位和企业的运营直接建立在巨大的数据流之上。

这便使企业对其存储设备的存储能力提出了更高要求，平均每年50%~100%的存储的增长率已经证明了存储是将来最大的投资。

调查表明：“《财富》1000家企业去年存储需求的增长率高达100%，有些专业公司甚至高达300%。

而另一份IDC的报告指出，目前用户在服务器和存储产品上的花费已经接近1:1；到2003年，这一比例将扩大至1:3。

一方面是越来高要求的投入，而另一方面则是原有存储设备的难以胜任，传统的依靠芯片单机存储数据方式的力不存心。

因此，已成为计算机网络系统中最重要部分之一的存储设备急需要改变。

于是，一种具有革命性意义“网络存储”浪潮汹涌而来，而且被人们喻为继CPU、网络后IT业发展的第三次浪潮。

三.目前三种主要的存储方式当前，中国存储市场正在处于高速增长期，有关专家认为：在未来的一到两年中，企业用于数据存储系统的投资将占企业信息化总投资的50%。

而且随着企业信息化建设的加快，中国的存储市场也将会成倍的快速增长。

纵观当前主要的存储技术，主要包括以下三个比较流行的存储架构，即：以服务器为中心的DAS；以数据为中心的NAS；和以网络为中心的SAN。

DAS：直接附加存储DAS（Direct Attached Storage，直接附加存储），也可称之为SAS（Server-Attached Storage，服务器附加存储），以服务器为中心。

传统的存储体系都是以服务器为核心的存储架构（如：图3.1）。

图 3.1：DAS存储典型应用各种存储设备通过诸如IDE或SCSI等I/O总线与服务器相连。

客户机的数据访问必须通过服务器，然后经过其I/O的总线访问相应的存储设备，服务器实际上起到一种存储转发的作用。

当客户连接数量增多时，I/O总线将会成为一个潜在的瓶颈，并且会影响到服务器本身功能，严重的情况下会导致系统性能的大幅下降甚至崩溃。

一旦主服务器出现故障，信息资源也将被埋葬在崩溃的服务器之中，目前这种以网络服务器为中心的存储方式已经不能适应来自应用的越来越高的要求。

NAS ：网络附加存储NAS （Network Attached Storage ，网络附加存储），它以数据为中心。

在NAS 存储架构中（如：图 3.2），存储系统不通过I/O 总线附属于某个特定的服务器或客户机，而是直接通过网络接口与网络直接相连，由用户通过网络访问。

与传统的以服务器为中心的存储系统相比，数据不再通过服务器转发（这会引起额外的延迟或阻塞），数据直接在客房机和存储设备间传送，服务器仅能起到控制管理作用，因而具有更快的响应速度和更高的数据带宽。

另外，对服务器的要求降低，可大大降低服务器成本，这样就有利于高性能存储系统在更广的范围内普及应用。

在NAS 存储架构中，存储设备在功能上完全独立于网络中的主服务器，客户机与存储设备之间的数据访问已不再需要文件服务器的干预，允许客户机与存储设备之间进行直接的数据访问。

存储设备是利用专用的硬件软件构造的专用服务器，与其它资源独立，不会占用网络主服务器的系统资源，不需要在服务器上安装任何软件，不用关闭网络上的主服务器，就可以为网络增加存储设备。

与传统的通用服务器不同，NAS 专用服务器能在不增加复杂度，管理开销，降低可靠性的基础上，使网络的存储容量增加，具有非常好的可扩展性。

由于不需要服务器提供更多的硬件及服务，使服务器的可靠性和I/O 性能大大提高，能充分利用可得到的100M 、1000M 网络带宽，有很大的数据吞吐量。

NAS可以通过集线器或交换机可方便地接入到用户网络上，是一种即插即用的网络设备。

为图 3.2： NAS 存储典型应用用户提供了易安装、易使用和管理，可靠性高和扩展性好的网络存储解决方案。

SAN：存储区域网SAN：（Storage Area Network，存储区域网）以网络为中心。

它是一种类似于普通局域网的高速存储网络（如：图 3.3），通过特定的互连方式连接的若干台存储服务器作为网络上的一个“区域（Area）”另行独立出来，组成一个使用光纤通道的数据专用网络区域，利用它来实现大容量外存装置和服务器间的数据交换，提供企业级的数据存储服务。

利用SAN，不仅可以提供更大容量的存储数据，而且地域上可以分散，采用光纤接口，具有更大的带宽，缓解了大量数据传输对于局域网的影响。

SAN结构不受网络环境的制约，因为存储设备的网络是独立于局域网而独立存在的。

它允许任何服务器连接到任何存储阵列，这样不管数据置放在哪里，服务器都可直接所需的数据。

图 3.3：SAN存储典型应用SAN提供了一种与现有LAN连接的简易方法，允许企业独立地增加它们的存储容量，并使网络性能不至于受到数据访问的影响。

这种独立的专有网络存储方式使得SAN具有不少优势：可扩展性高，存储硬件功能的发挥不受LAN的影响；易管理，集中式管理软件使得远程管理和无人值守得以实现；容错能力强。

目前，SAN主要用于信息存储量大的工作环境，比如：电信、金融、证券、大型企业等庞大的网络，因为现在没有一个统一的标准所以SAN的适用性和通用性较差，需要存储专业人士管理和维护，在系统的安装和升级方面效率不高。

另外，因为其成本太高，不是一般的企业用户所能承受的。

与SAN不同，NAS是部门级的存储方法。

NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接到一群计算机上，所以NAS在适用性方面具更强的优势。

首先，NAS可以无需服务器直接上网，不依赖通用的操作系统，而是采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化存储操作系统，内置了与网络连接所需的协议，因此使整个系统的管理和设置较为简单；其次NAS是真正即插即用的产品，并且物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在其它地点与网络连接。

因此，从适用性和TCO （总拥有成本）的角度出发，NAS依然还是国内多数企业的首选存储架构。

四.NAS网络附加存储技术NAS，英文全称为Network Attached Storage，网络附加存储，是以数据存储为中心的一种新的存储模式。

它是一种特殊的专用数据存储服务器，内嵌存储系统软件，可提供跨平台文件的共享功能。

NAS设备完全以数据为中心，将存储设备与服务器彻底的分离，集中管理数据，从而有效释放带宽，大大提高了网络整体性能，并且有效降低总拥有成本，保护用户投资。

NAS产品应用成熟的网络技术，已经广泛的应用在教育科研、金融、保险、企业等领域。

4.1 NAS存储操作系统目前，NAS的操作系统主要有三类：一类基于Windows 2000 Advanced Server和Microsoft Embedded Server Appliance Kit，简称SAK；另一类基于嵌入式的Linux或FreeBSD系统；第三类使用完全自行研发的嵌入式操作系统。

通过对开放式源代码的Linux或者FreeBSD等系统进行改写或定制是比较常见的，而使用Microsoft的嵌入式Windows的网络设备定制作为存储服务器操作系统比较少见，而且当前使用的SAK还不支持中文。

4.2 网络文件系统网络文件系统是基于网络的分布式的文件系统，其文件系统树的各节点可以存在于不同的联网计算机甚至不同的系统平台上，可以用来提供跨平台的信息存储与共享。

目前实现网络文件系统的协议主要有两种：一种是主要用于UNIX系统的NFS（Network File System）；另一种是主要用于Windows系统的CIFS（Common Internet File System）；其它还包括主要用于NetWare系统的NCP协议和用于Mac系统的AFP协议。