几种网络化存储技术介绍

介绍几种网络存储技术

直连方式存储（Direct Attached Storage - DAS）。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。I/O请求直接发送到存储设备。

存储区域网络（Storage Area Network - SAN）。存储设备组成单独的网络，大多利用光纤连接，服务器和存储设备间可以任意连接。I/O请求也是直接发送到存储设备。如果SAN是基于TCP/IP的网络，则通过iSCSI技术，实现IP-SAN网络。

网络连接存储（Network Attached Storage - NAS）。NAS设备通常是集成了处理器和磁盘/磁盘柜，连接到TCP/IP网络上（可以通过LAN或WAN），通过文件存取协议（例如NFS，CIFS等）存取数据。NAS将文件存取请求转换为内部I/O请求。

上述几种存储方式的优点：

涉及到网络存储有以下几种连接介质：

几种常用的网络存储传输协议如下：

下面谈一下选择各种网络存储方案应该考虑的问题。

直连方式存储（DAS）

这种方式是连接单独的或两台小型集群的服务器。它的特点是费用低。但对于多个服务器或多台PC的环境，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较高。

存储区域网络（SAN）

这种方式是将服务器和存储设备通过专用的网络连接起来，服务器通过“Block I/O”发送数据存取请求到存储设备。

存储区域网络的优点如下：

∙服务器和存储设备之间更远的距离（10公里相比较SCSI的25米）；高可靠性及高性能；多个服务器和存储设备之间可以任意连接

∙集中的存储设备替代多个独立的存储设备，支持存储容量共享；通过相应的软件使得SAN上的存储设备表现为一个整体，因此有很高的扩展性；可以通过软件集中管理和控制SAN上的存储设备

∙可以支持LAN-Free和Server-Free备份，提高备份的效率和减轻服务器的负担∙提供数据共享

由于SAN通常是基于光纤的解决方案，需要专用的交换机和管理软件，所以SAN 的初始费用比DAS和NAS高。

网络连接存储（NAS）

这种方式是将存储设备连接到基于IP的网络中，不同于DAS和SAN，服务器通过“File I/O”方式发送文件存取请求到存储设备NAS。NAS上一般安装有自己的操作系统，它将File I/O转换成Block I/O，发送到内部磁盘。

在选择是采用NAS或SAN的解决方案时，要考虑以下几个方面：

易安装性

NAS相对于SAN易于安装。NAS连接到现有的基于IP的网络中，服务器几乎不用做任何修改就可以利用NAS的存储容量。SAN相对来说要做更多的计划，包括光纤通道的规划以及管理软件的选择。

备份

NAS可以利用“Snapshot”和备份软件备份数据到磁带。在SAN上，也有相应的工具来完成备份。

资源再分配

在同一台NAS中的磁盘可以分配给一个或多个文件系统，存取同一文件系统的用户按需获得磁盘，这样比DAS方式更加有效地提供存储容量。但是NAS之间不能进行资源再分配，这样，随着NAS数量的增加，其管理的复杂性和费用将增加。在SAN上，所有的磁盘和磁带库都可以进行资源再分配，所以，从扩展的角度，SAN更易于管理和投资保护。

文件共享

NAS提供文件级的数据共享。SAN可以通过软件实现文件级的数据共享。

性能

NAS可以通过10Mbps、100Mbps和1Gbps网络连接；SAN的带宽是

100/200MBps。

SAN上的光纤通道协议处理是在主机总线适配卡（HBA）上完成的，可以减轻主机的工作负担；在NAS上，业界也在研发相应的网卡。

相对于SAN，NAS的可扩展性较小，但它可以适合中小级别的存储需求。通过NAS 网关（NAS Gateway），可以组成SAN和NAS的混合存储网络，可以最大限度地利用网络化存储。

网络连接存储网关（NAS Gateway）

NAS Gateway提供了NAS的功能，但没有集成的磁盘，而是连接到外部磁盘系统，可以是DAS或SAN。它从网络上接收基于“File I/O”的请求，转换成基于“Block I/O”的请求，发送到外接的磁盘系统上。

相对于NAS，存储网关提供了如下的优点：

∙更多的磁盘存储选择

∙更大的可扩展性

∙更好的磁盘系统投资保护

∙在同一网络上提供“File I/O”和“Block I/O”的数据共享

iSCSI

这是通过TCP/IP网络传送SCSI命令（SCSI over IP）的标准，类似光纤通道。iSCSI 在实现上有不同的方式。假设服务器上安装了iSCSI设备驱动，可以通过iSCSI协议传送I/O请求。这时，目标存储设备可以直接连接到iSCSI LAN上，例如IBM的TotalStorage IP Storage 200i；另一种方式是连接到路由器（Router），通过路由器连接到基于光纤通道的存储设备，例如Cisco 5420加IBM ESS。

iSCSI和NAS的根本区别在于iSCSI是基于Block I/O的，而NAS是基于File I/O 的。iSCSI和SAN的根本区别在于iSCSI是通过IP网络传输的，而SAN是通过专用网络的。

iSCSI适合基于IP网络的数据库应用环境，不通过文件系统直接存取磁盘系统；另外的应用环境是通过操作系统的逻辑卷管理器放置数据到特定的磁盘位置。

网络存储方案的选择，要考虑到客户现有的环境以及发展的需要，很难设计一个方案适合所有的环境。一些设计的基本点供参考：

∙如果已有的存储方式扩展可以满足可户的需求，采用当前的方式；

∙工作组级的用户要求共享文件和磁盘容量，NAS将是一个很好的选择；

∙应用服务器的整合和数据共享，要求基于Block I/O的数据库应用，SAN和iSCSI 是合适的选择。如果已有SAN，就扩展现有的容量。如果没有SAN，服务器数量比较少，iSCSI是更经济和更简单的选择。服务器数量多，存储设备多，SAN 是更好的方案