关于SAN和NAS存储方式分析

关于SAN和NAS存储方式分析

存储方式分析

一、NAS和SAN简介

NAS（Network Attached Storage，网络附加存储）是一种文件共享服务，由专用的服务器通过专有文件系统管理存储空间，对外通过NFS（Network File System，网络文件系统）或者CIFS（Common Internet File Service，公共因特网文件服务）等协议提供文件级的访问功能。NAS支持不同的操作系统共享同一个文件。

在NAS中，存储系统采用专用的文件服务器管理文件存储系统，存取存储系统上的文件，并管理相应的网络安全和访问授权。NAS系统可以根据应用服务器或者客户端计算机发出的指令，完成对其文件的管理， NAS采用UDP或TCP协议提供标准化访问服务，能够在异构服务器间共享数据。

NAS架构图如下：

通过上图NAS的物理架构可以看出，NAS使用了传统以太网和IP协议，当进行文件共享时，则利用了NFS和CIFS实现Unix和Windows等异构系统的通信。由于NFS和CIFS都是基于操作系统的文件共享协议，所以NAS的特点是进行文件级的共享存取。

SAN即Storage Area Network（存储区域网络），使用专用网络连接主机和存储设备。当有数据存取时，数据通过存储区域网络，在主机和存储设备之间高速传输。根据

存储区域网络的不同可分为FC SAN 和IP SAN。SAN 不但提供了对数据设备的高性能连接，提高了数据读写速度，还增加了对存储系统的冗余连接，提供了对高可用群集系统的支持。SAN 网络与LAN 业务网络相隔离，存储数据流不会占用业务网络带宽。

SAN 存储方式如下图所示：

二、SAN 和NAS 的区别

NAS 和SAN 最本质的不同就是文件管理系统在哪里，NAS 实现的是实现的是一种文件级存储一种文件级存储一种文件级存储，，SAN 实现的是块实现的是块级存储级存储级存储，，如下图所示：

NAS 存储设备本身有一个文件系统，每个应用服务器通过网络共享协议（如：NFS、CIFS）共享NAS 设备上的文件系统，由于应用服务器自己也有文件系统，因此进行NAS 数据读写时，实际上经过了两级的文件系统格式转换。

对于SAN 存储方式，文件系统是建立在应用服务器上，SAN 存储设备对应用服务器提供块级的数据访问，效率更高。特别是当多个服务器共同向SAN 存储设备进行读写时， SAN 的性能及可靠性就得到了更充分的发挥，SAN 可以有效地并行传送大量的块数据。

两种存储方式之间区别比较如下：

1、系统性能：NAS 访问是基于文件级的访问，经过两级文件系统处理后，效率下降。SAN 存储方式实现了基于块级的数据访问，无须文件系统转换，效率更高。当客户端主机数增加时，这种性能差别更加明显。

2、应用规模：NAS 的文件存储的处理方式会占用存储系统大量的CPU 资源，文件操作的延迟较大，该存储方式下应用规模较小，例如在监控视频应用中，能够支持的编码器数目有限。对于SAN 存储方式，能够提供对存储设备的直接块级存储访问，所有数据传输在高速、高带宽的网络中进行，提供了持续的高性能和系统扩展能力。

3、可扩展性：NAS 的可扩展性受到设备大小的限制。增加另一台NAS 设备非常容易，但是要想将两个NAS 设备的存储空间无缝合并却不容易，因为NAS 设备通常具有独特的网络标识符，一个NAS 设备存储空间的扩大很有限。而SAN 的扩展就方便多了，只需在存储设备端再增加物理资源，通过SAN 管理软件就可以方便的对存储空间进行扩展。

4、稳定性：由于NAS 设备有文件系统的，因此健壮性不如SAN 设备，特别是由于异常掉电等原因，很容易导致NAS 文件系统出错，甚至崩溃，对NAS 系统上的数据带来很大风险。

5、传输网络：SAN 采用单独的网络，不与局域网业务网络共用通信通道。而NAS 一般通过局域网传输，和其他计算机共用一个网络带宽，大量的数据传输将占用局域网的带宽，造成拥塞，影响业务。

6、数据共享：对于单一的SAN 资源只能独享数据，若要实现数据共享则需要使用第三方的SAN 共享软件。而NAS 则是共享与独享兼顾的数据存储池。

从以上几方面比较分析可见，NAS 和SAN 各有特点，分别适合不同的应用场合。NAS 适合文件级别上的数据处理适合文件级别上的数据处理，，例如不同操作系统间的文件共享例如不同操作系统间的文件共享；；而SAN 对于对于大大容量块状级数据传输具有明显的优势级数据传输具有明显的优势，，

例如需要较大规模大码流多编码器并行写操作的视频监控应用。

正因为SAN 适合于高速、稳定的数据存储操作，因此目前大规模的大规模的视频视频视频监控应用监控应用都是采用IP SAN 方式，而对于采用NAS 的存储方式还没有成功的先例。例如H3C 在平安福田项目中，共配置了3362个摄像监控点，由100多台IP 存储产品构建了海量网格存储系统，整个存储系统容量高达1512T B ，是亚太区有史以来单次采购最大容量的存储项目。在这么大规模的监控应用中，通过IP SAN 的存储方式，完全满足了监控视频应用的稳定带宽、高连接数、大规模扩展等性能要求，这是采用NAS 所无法满足的。