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      什么是DAS、FAS、NAS、SAN存儲服務器?

      時間:2020-11-07 18:58:28  作者:  來源:瀏覽:人次

      什么是DAS、FAS、NAS、SAN存儲服務器?
      關于存儲的分類,根據服務器類型分為:封閉系統的存儲和開放系統的存儲,封閉系統主要指大型機,開放系統指基于Windows、UNIX、Linux等操作系統的服務器;開放系統的存儲分為:內置存儲和外掛存儲;
      外掛存儲根據連接的方式分為:
      一、直連式存儲(Direct-Attached Storage,簡稱DAS)
      二、網絡化存儲(Fabric-Attached Storage,簡稱FAS),網絡化存儲根據傳輸協議又分為:
      1、網絡接入存儲(Network-Attached Storage,簡稱NAS)
      2、存儲區域網絡(Storage Area Network,簡稱SAN)。


      先看一下結論,看看這三種存儲方式的應用場景:
      1、DAS已有四十多年的歷史,不過還是比較適用于那些數據量不大,對磁盤訪問速度要求較高的中小企業;
      2、NAS多適用于文件服務器,用來存儲非結構化數據,雖然受限于以太網的速度,但是部署靈活,成本低;
      3、SAN則適用于大型應用或數據庫系統,缺點是成本高、較復雜。
      DAS

      DAS(Direct Attached Storage)——直接附加存儲,是指將存儲設備通過總線(SCSI、PCI、IDE等)接口直接連接到一臺服務器上使用的存儲方式。
      DAS存儲在我們生活中是非常常見的,尤其是在中小企業應用中,DAS是最主要的應用模式,存儲系統被直連到應用的服務器中,在中小企業中,許多的數據應用是必須安裝在直連的DAS存儲器上。

      DAS存儲更多的依賴服務器主機操作系統進行數據的IO讀寫和存儲維護管理,數據備份和恢復要求占用服務器主機資源(包括CPU、系統IO等),數據流需要回流主機再到服務器連接著的磁帶機(庫),數據備份通常占用服務器主機資源20-30%,因此許多企業用戶的日常數據備份常常在深夜或業務系統不繁忙時進行,以免影響正常業務系統的運行。直連式存儲的數據量越大,備份和恢復的時間就越長,對服務器硬件的依賴性和影響就越大。

      直連式存儲與服務器主機之間的連接通道通常采用SCSI連接,隨著服務器CPU的處理能力越來越強,存儲硬盤空間越來越大,陣列的硬盤數量越來越多,SCSI通道將會成為IO瓶頸;服務器主機SCSI ID資源有限,能夠建立的SCSI通道連接有限。

      無論直連式存儲還是服務器主機的擴展,從一臺服務器擴展為多臺服務器組成的群集(Cluster),或存儲陣列容量的擴展,都會造成業務系統的停機,從而給企業帶來經濟損失,對于銀行、電信、傳媒等行業7×24小時服務的關鍵業務系統,這是不可接受的。并且直連式存儲或服務器主機的升級擴展,只能由原設備廠商提供,往往受原設備廠商限制。

      NAS

      NAS(Network Attached Storage)網絡附加存儲。在NAS存儲結構中,存儲系統不再通過I/O總線附屬于某個服務器或客戶機,而直接通過網絡接口與網絡直接相連,由用戶通過網絡訪問。

      NAS的性能特點是進行小文件級的共享存取。

      NAS就是存儲設備通過標準的網絡拓撲結構(例如以太網)添加到一群計算機上。它的重點在于幫助工作組和部門級機構解決迅速增加存儲容量的需求。如今用戶采用NAS較多的功能是用來文檔共享、圖片共享、電影共享等等,而且隨著云計算的發展,一些NAS廠商也推出了云存儲功能,大大方便了企業和個人用戶的使用。

      NAS產品是真正即插即用的產品。NAS設備一般支持多計算機平臺,用戶通過網絡支持協議可進入相同的文檔,因而NAS設備無需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域網內,同時NAS的應用非常靈活。
      但NAS有一個關鍵性問題,即備份過程中的帶寬消耗。與將備份數據流從LAN中轉移出去的存儲區域網(SAN)不同,NAS仍使用網絡進行備份和恢復。NAS 的一個缺點是它將存儲事務由并行SCSI連接轉移到了網絡上。這就是說LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外,還必須處理包括備份操作的存儲磁盤請求。
      SAN

      SAN(Storage Area Network)存儲區域網絡,是一種高速的、專門用于存儲操作的網絡,通常獨立于計算機局域網(LAN)。

      SAN將主機(管理server,業務server等)和存儲設備連接在一起,能夠為其上的任意一臺主機和任意一臺存儲設備提供專用的通信通道。SAN將存儲設備從服務器中獨立出來,實現了服務器層次上的存儲資源共享。

      SAN存儲一般由磁盤陣列(RAID)連接光纖通道(Fibre Channel)組成。SAN提供了一種與現有LAN連接的簡易方法,并且通過同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協議。SAN不受現今主流的、基于SCSI存儲結構的布局限制。特別重要的是,隨著存儲容量的爆炸性增長,SAN允許企業獨立地增加它們的存儲容量。SAN的結構允許任何服務器連接到任何存儲陣列,這樣不管數據置放在那里,服務器都可直接存取所需的數據。因為采用了光纖接口,SAN還具有更高的帶寬。

      SAN網絡又被細分為FC-SAN網絡和IP-SAN網絡。

      1、FC-SAN
      FC-SAN,顧名思義就是直接通過FC通道來連接磁盤陣列,數據通過發送SCSI命令來直接與硬件進行通信,從而提高了整體的速率。

      FC-SAN的構成:
       在FC-SAN中,有一些專用的硬件和軟件。硬件包括FC卡、FC HUB、FC交換機、存儲系統等,軟件主要是FC控制卡針對各種操作系統的驅動程序和存儲管理軟件。
      ①FC卡:主要用于主機與FC設備之間的連接。
      ②FC HUB:內部運行仲裁環拓撲,連接到HUB的節點共享100MB/S帶寬(或更高)。
      ③FC交換機:內部運行Fabric拓撲,每端口獨占100MB/S帶寬(或更高)。
      ④FC存儲設備:采用FC連接方式,光纖接口可以有一到多個。FC存儲設備通常采用光纖的硬盤,也有Fibre to SCSI(Fibre to? ATA)的解決方案,使用SCSI(或ATA)的硬盤,在整個配置上較便宜。
      ⑤存儲網絡管理軟件:存儲管理軟件主要的功能是自動發現網絡拓撲及映射,當在存儲網絡中增加或減少時自動發現及組態。
      ⑥高性能的光纖通道交換機和光纖通道網絡協議是FC-SAN的關鍵。把以光纖通道交換機為骨干的網絡拓撲結構稱為“SAN Fabric”。而光纖通道協議是FC-SAN的另一個本質特征。FC-SAN正是利用光纖通道協議上加載SCSI協議來達到可靠的塊級數據傳輸。

      面對迅速增長的數據存儲需求,企業和服務提供商漸漸開始選擇FC-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,FC-SAN不必宕機和中斷與服務器的連接即可增加存儲。FC-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,FC-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。

      2、IP-SAN
       簡單來講,IP-SAN(IP存儲)的通信通道是使用IP通道,而不是光纖通道,把服務器與存儲設備連接起來的技術,除了標準已獲通過的iSCSI,還有FCIP、iFCP等正在制定的標準。而iSCSI發展最快,已經成了IP存儲一個有力的代表。
      像光纖通道一樣,IP存儲是可交換的,但是與光纖通道不一樣的是,IP網絡是成熟的,不存在互操作性問題,而光纖通道SAN最令人頭痛的就是這個問題。IP已經被IT業界廣泛認可,有非常多的網絡管理軟件和服務產品可供使用。

      總結

      如今,隨著移動計算時代的來臨,更多的非結構化數據產生,這對NAS和SAN都是一個挑戰。NAS+SAN將是未來主要的存儲解決方案,也就是目前比較熱門的統一存儲。既然是一個集中化的磁盤陣列,那么就支持主機系統通過IP網絡進行文件級別的數據訪問,或通過光纖協議在SAN網絡進行塊級別的數據訪問。同樣,iSCSI亦是一種非常通用的IP協議,只是其提供塊級別的數據訪問。這種磁盤陣列配置多端口的存儲控制器和一個管理接口,允許存儲管理員按需創建存儲池或空間,并將其提供給不同訪問類型的主機系統。

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