近日國內電信部門為提高網絡的傳輸處理速度,設想將中小企業以往使用的ADSL的接入方式改為專用光纖接入的網絡接入方式,這一設想的推出,在網上引起數據存儲設備選擇的大討論,不少人認為網絡接入改為光纖后,SAN將成為未來的主流網絡存儲結構,在這種結構下,當前在中小型企業中得到大量應用的重要的網絡存儲/備份設備NAS將逐步淡出人們的視野,事實是如何呢?下面筆者將通過對SAN與NAS的作相應的分析.
一、SAN與NAS的概念介紹:
何謂SAN?
SAN(Storage Area Network,存儲區域網絡)是專門用于提供企業商務數據或運營商數據的存儲和備份管理的網絡.因為是基于網絡化的存儲,SAN比傳統的存儲和備份技術擁有更大的容量和更強的性能.通過專門的存儲管理軟件,可以直接在SAN里的大型主機、服務器或其它服務端電腦上添加硬盤和磁帶設備.現在大多數的SAN是基于光纖信道交換機和集線器的.通常SAN被配置成網絡的后端部分,存在于數據中心或者服務器場之后.
何謂NAS?
NAS,英文全稱為Network Attached Storage,可譯為網絡附加存儲,是一種專用網絡數據存儲\備份器.它以數據為中心,將存儲設備與服務器徹底分離,集中管理數據,從而釋放帶寬、提高性能、降低總擁有成本、保護投資.其成本遠遠低于使用服務器存儲,而效率卻遠遠高于后者.NAS能夠滿足那些希望降低存儲成本但又無法承受SAN昂貴價格的中小企業的需求,具有相當好的性價比.
二、NAS與SAN的特點介紹:
SAN的關鍵特性
SAN作為網絡基礎設施,是為了提供靈活、高性能和高擴展性的存儲環境而設計的.SAN通過在服務器和存儲設備(例如磁盤存儲系統和磁帶庫)之間實現連接來達到這一目的.
高性能的光纖通道交換機和光纖通道網絡協議可以確保設備連接既可靠且有效.這些連接以本地光纖或SCSI(通過SCSI-to-Fibre Channel轉換器或網關)為基礎.一個或多個光纖通道交換機以網絡拓撲(SAN架構)形式為主機服務器和存儲設備提供互聯.
由于SAN是為在服務器和存儲設備之間傳輸大塊數據而進行優化的,因此SAN對于以下應用來說是理想的選擇:
關鍵任務數據庫應用,其中可預計的響應時間、可用性和可擴展性是基本要素.
集中的存儲備份,其中性能、數據一致性和可靠性可以確保企業關鍵數據的安全.
高可用性和故障切換環境可以確保更低的成本、更高的應用水平.
可擴展的存儲虛擬化,可使存儲與直接主機連接相分離,并確保動態存儲分區.
改進的災難容錯特性,在主機服務器及其連接設備之間提供光纖通道高性能和擴展的距離(達到150公里).
SAN的主要長處
面對迅速增長的數據存儲需求,大型企業和服務提供商漸漸開始選擇SAN作為網絡基礎設施,因為SAN具有出色的可擴展性.事實上,SAN比傳統的存儲架構具有更多顯著的優勢.例如,傳統的服務器連接存儲通常難于更新或集中管理.每臺服務器必須關閉才能增加和配置新的存儲.相比較而言,SAN不必宕機和中斷與服務器的連接即可增加存儲.SAN 還可以集中管理數據,從而降低了總體擁有成本.
利用光纖通道技術,SAN可以有效地傳輸數據塊.通過支持在存儲和服務器之間傳輸海量數據塊,SAN提供了數據備份的有效方式.因此,傳統上用于數據備份的網絡帶寬可以節約下來用于其他應用.
開放的、業界標準的光纖通道技術還使得SAN非常靈活.SAN克服了傳統上與SCSI相連的線纜限制,極大地拓展了服務器和存儲之間的距離,從而增加了更多連接的可能性.改進的擴展性還簡化了服務器的部署和升級,保護了原有硬件設備的投資.
此外,SAN可以更好地控制存儲網絡環境,適合那些基于交易的系統在性能和可用性方面的需求.SAN利用高可靠和高性能的光纖通道協議來滿足這種需要.
SAN的另一個長處是傳送數據塊到企業級數據密集型應用的能力.在數據傳送過程中,SAN在通信結點(尤其是服務器)上的處理費用開銷更少,因為數據在傳送時被分成更小的數據塊.因此,光纖通道SAN在傳送大數據塊時非常有效,這使得光纖通道協議非常適用于存儲密集型環境.
應用SAN后帶來的好處
SAN的一個好處是極大地提高了企業數據備份和恢復操作的可靠性和可擴展性.基于SAN的操作能顯著減少備份和恢復的時間,同時減少企業網絡上的信息流量.
通過將SAN拓展到城域網基礎設施上,SAN還可以與遠程設備無縫地連接,從而提高容災的能力.SAN部署城域網基礎設施以增加SAN設備間的距離,可達到150公里,而且幾乎不會降低性能.企業可以利用這一點,通過部署關鍵任務應用和用于關鍵應用服務器的遠程數據復制來提高容災能力.備份和恢復設備是實現遠程管理的需要.
另外,基于交易的數據庫應用從SAN部署中獲益頗多.其無縫增加存儲的能力可以減少數據備份的時間.
SAN存在的問題
近兩年來,SAN這一概念已經漸入人心.SAN可以取代基于服務器的存儲模式,性能更加優越.然而,時至今日,互操作性仍是實施過程中存在的主要問題,同時SAN本身高昂的成本是當前國內大部分中小型企業不可逾越的“高墻”而且,SAN本身缺乏標準,尤其是在管理上更是如此.雖然光纖通道(Fibre Channel)技術標準的確存在,但各家廠商卻有不同的解釋,于是,互操作性問題就像沙塵暴一樣迎面撲來,讓人猝不及防.
一些SAN廠商通過SNIA等組織來制定標準.還有一些廠商則著手大力投資興建互操作性實驗室,在推出SAN之前進行測試.另一種途徑便是外包SAN.盡管SAN廠商在解決互操作性問題上已經取得了進步,不過,專家仍建議用戶采用外包方式,不要自己建設SAN.
當前國外主要NAS品牌介紹:
1、 HP
HP是最早提出NAS與SAN結合應用的廠商,其NAS產品一向以高端高性能見稱,比較適合在擁有SAN的網絡環境中應用.
2、 EMC
EMC的NAS產品以中高端為定位,比較適合預算比較充足的企業應用.
3、 IBM
IBM的NAS定位為高端,高性能,大容量,比較適合在數據量龐大的行業(如金融,電信等)應用.
4、自由遁(freedom9)
自由遁的客戶群主要定位為中小型企業,同時由于其物美價廉,在國外得到大多數中小型企業及部分政府機構的“青睞”,07年自由遁成功登中國市場后,在國內取得不俗的成績及口碑,同時作為眾多國外品牌之一的NAS產品,在確保功能完善及品質的前提下,當前它也是唯一一款帶簡體中文管理軟件的廠商,可見它對國內市場的重視力度,這也是筆者會花較多筆墨介紹的主要原因.
NAS的關鍵特性
NAS解決方案通常配置為作為文件服務的設備,由工作站或服務器通過網絡協議(如TCP/IP)和應用程序(如網絡文件系統NFS或者通用Internet文件系統CIFS)來進行文件訪問.大多數NAS連接在工作站客戶機和NAS文件共享設備之間進行.這些連接依賴于企業的網絡基礎設施來正常運行.
為了提高系統性能和不間斷的用戶訪問,NAS采用了專業化的操作系統用于網絡文件的訪問,這些操作系統既支持標準的文件訪問,也支持相應的網絡協議.
NAS使文件訪問操作更為快捷,并且易于向基礎設施增加文件存儲容量.因為NAS關注的是文件服務而不是實際文件系統的執行情況,所以NAS設備經常是自包含的,而且相當易于部署.
NAS設備與客戶機之間主要是進行數據傳輸.今天在LAN/WAN上傳輸的大量數據被分成許多小的數據塊.傳輸的處理過程需要占用處理器資源來中斷和重新訪問數據流.如果數據包的處理占用太多的處理器資源,則在同一服務器上運行的應用程序會受到影響.由于網絡擁堵影響NAS的性能,所以,其性能局限性之一是網絡傳輸數據的能力.
NAS存儲的可擴展性也受到設備大小的限制.增加另一臺設備非常容易,但是要像訪問一臺機器上的數據那樣訪問網絡環境中的內容并不容易,因為NAS設備通常具有獨特的網絡標識符.由于上述這些限制,NAS環境中的數據備份不是集中化的,因此僅限于使用直接連接設備(如專用磁帶機或磁帶庫)或者基于網絡的策略,在該策略中,設備上的數據通過企業或專用LAN進行備份.
NAS的技術特點
NAS為那些訪問和共享大量文件系統數據的企業環境提供了一個高效、性能價格比優異的解決方案.數據的整合減少了管理需求和開銷,而集中化的網絡文件服務器和存儲環境—包括硬件和軟件—確保了可靠的數據訪問和數據的高可用性.可以說,NAS提供了一個強有力的綜合機制.
NAS技術能夠滿足特定的用戶需求.例如當某些企業需要應付快速數據增長的問題,或者是解決相互獨立的工作環境所帶來的系統限制時,可以采用新一代NAS技術,利用集中化的網絡文件訪問機制和共享來解決這些問題,從而達到減少系統管理成本,提高數據備份和恢復功能的目的.
NAS的主要長處
NAS適用于那些需要通過網絡將文件數據傳送到多臺客戶機上的用戶.NAS設備在數據必須長距離傳送的環境中可以很好地發揮作用.
此外,NAS設備非常易于部署—可以使NAS主機、客戶機和其他設備廣泛分布在整個企業的網絡環境中.正確地進行配置之后,NAS可以提供可靠的文件級數據整合,因為文件鎖定是由設備自身來處理的.NAS帶來的好處
NAS應用于高效的文件共享任務中,例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS,其中基于網絡的文件級鎖定提供了高級并發訪問保護的功能.NAS設備可以進行優化,以文件級保護向多臺客戶機發送文件信息.
在某些情況下,企業可以有限地為數據庫應用部署NAS解決方案.這些情況一般只限于以下的應用:大量的數據訪問是只讀的;數據庫很小;要訪問的邏輯卷也很少; 所要求的性能也不高.在這些情況下,NAS 解決方案有助于減少用戶的總體擁有成本.
三、互為補充的兩種技術
通過以上對SAN與NAS的相關特性分析,我們可以得出這種結論,盡管它們之間存在著區別,但是通通過利用兩者的優點可組成互為補充的理想存儲技術.在兩者進行結合使用后,我們可以這樣比喻:將SAN比喻成企業內部的信息高速公路,主要負責大流量的數據“運輸”,將NAS比喻成在高速公路當中細分出來的專用通道,主要負責企業同部重要部門如財務、客戶、人事等數據的運輸存儲備份的專用通道.
SAN與NAS配合使用
SAN和NAS經常被視為兩種競爭技術,實際上,二者還能夠很好地相互補充,以提供對不同類型數據的訪問.SAN針對海量、面向數據塊的數據傳輸,而NAS則提供文件級的數據訪問功能.
SAN與NAS結合應用后的優點之一:
由于SAN和NAS都基于開放的、業界標準的網絡協議:用于SAN的光纖通道協議和用于NAS的網絡協議(如TCP/IP).SAN的應用范圍更為廣泛,而且可以提供對NAS設備的存儲,而NAS一般只限于文件級數據訪問的應用.如果不考慮它們之間的差別,SAN和NAS在今天的企業級存儲中都發揮著重要的作用,比傳統的服務器連接存儲更可靠,擁有更多的優勢.
SAN與NAS結合應用后的優點之二:
作為數據安全的另一重要議題的數據容災,由于SAN存在區域性的限制(最大構建區域距離僅為100KM),而NAS則沒有受區域限制的“瓶頸”,這對于跨區域甚至是跨國企業來講通過SAN與NAS的結合,可以大大解決SAN存在的問題,同時由于NAS不受地域距離的限制,在解決數據容災方面,完全可以將企業內部重要部門的重要數據通過應用NAS采取異地存儲備份的方式進行增強相關數據的安全性.
通過對SAN與NAS的相關介紹與比較可以得知,SAN和NAS在數據中心領域對傳統的服務器連接存儲是強有力的互補和配合支持,企業級用戶將逐漸認識到其眾多的優點,包括改進的靈活性、更方便的存儲部署,以及更低的總體擁有成本.盡管SAN和NAS技術可以提供競爭優勢,但是它們都是為特定的環境和應用而設計的,所以并不存在SAN取代NAS的說法.