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服務器三種存儲方式:DAS、SAN和NAS
文章來源:山東天健志成系統集成有限公司    發布時間:2018/5/5 17:00:12    瀏覽次數:508 次

一、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
      • 外掛存儲
        外掛存儲根據連接的方式分為:
        • 直連式存儲(Direct-Attached Storage,簡稱DAS
        • 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:
          • 網絡接入存儲(Network-Attached Storage,簡稱NAS
          • 存儲區域網絡(Storage Area Network,簡稱SAN

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二、簡單對比

  • DAS: 直連式存儲(Direct-AttachedStorage)
    存儲設備是通過電纜(通常是SCSI接口電纜)直接掛到服務器總線上。
    DAS方案中外接式存儲設備目前主要是指RAID、JBOD等。

  • NAS:網絡附屬存儲(Network Attached Storage)
    存儲設備通過標準的網絡拓撲結構(例如以太網)連接
    NAS是在網絡中放置一個單獨的存儲服務器,此存儲服務器開啟網絡共享。

  • SAN:存儲區域網絡(Storage Area Network)
    SAN連接又分ISCSI(網口)SAS(SAS口)以及FC(光纖口)連接
    注:這種連接需要單獨的存儲產品??梢醞ü換換?。

三、接口、存儲技術發展的一些基本概念

IDE、 SATA、 SCSI、 SAS、 光纖通道
前兩種主要是個人電腦上用的,IDE 接口現在很少用了,但老電腦還在用,后面三種主要用在服務器上

  • ATA硬盤一般使用IDE接口,分為PATA硬盤(即parallelATA,并行ATA硬盤接口規范)和SATA硬盤(即serialATA,串行ATA硬盤接口規范)。
  • SATA其實是scsi體系里抽取出的一部分,也就是說scsi能兼容sata,但sata反過來就不行。scsi本質上還是為服務器準備的磁盤系統,它非常強調所有的控制可以由scsi體系自己完成,不需要cpu控制,所以scsi非常省資源,而sata需要cpu介入控制傳輸過程
  • SCSI和iSCSI二者不是一個層面的概念。
    • Scsi技術是一種接口,小型計算機系統接口。服務器上用的。
    • iSCSI技術是新儲存技術,供硬件設備使用的可以在IP協議的上層運行的SCSI指令集,這種指令集合可以實現在IP網絡上運行SCSI協議,使其能夠在諸如高速千兆以太網上進行路由選擇。將現有SCSI接口與以太網絡(Ethernet)技術結合,使服務器可與使用IP網絡的儲存裝置互相交換資料。
  • SAS是新一代的SCSI技術,和SATA硬盤相同,都是采用串行技術以獲得更高的傳輸速度,并通過縮短連結線改善內部空間等。SAS是并行SCSI接口之后開發出的全新接口。兼容SATA。

四、詳細介紹

DAS 直連式存儲

DAS技術是最早被采用的存儲技術,如同PC機的結構,是把外部的數據存儲設備都直接掛在服務器內部的總線上,數據存儲設備是服務器結構一部分,但由于這種存儲技術是把設備直接掛在服務器上,隨著需求的不斷增大,越來越多的設備添加到網絡環境中,導致服務器和存儲獨立數量較多,資源利用率低下,使得數據共享受到嚴重的限制。因此適用在一些小型網絡應用中。

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?;?,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 網絡接入存儲
NFS、CIFS

NAS存儲也通常被稱為附加存儲,改進了DAS存儲技術,顧名思義,就是存儲設備通過標準的網絡拓撲結構(例如以太網)連接??梢暈扌敕衿髦苯佑肫笠低緦?,不依賴于通用的操作系統,所以存儲容量可以很好的擴展,對于原來的網絡服務器的性能沒有任何的影響,可以確保這個網絡性能不受影響。NAS是文件級的存儲方法,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又一個關鍵性問題,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 存儲區域網絡存儲
SAN存儲技術的支撐技術就是光纖通道――FC技術,與前面介紹的NAS存儲技術完全不同,它不是把所有的存儲設備集中安裝在一個服務器中,而是通過光纖通道交換機連接存儲陣列和服務器主機,形成一個光纖通道存儲在網絡中,然后在于企業的局域網進行連接,這種技術的最大特性就是將網絡和設備的通訊協議與傳輸介質隔離開,可以在同一個物理連接上傳輸,高性能的存儲系統合寬帶網絡使用,使得系統在構建成本和復雜程度上大大降低。SAN經過十多年歷史的發展,已經相當成熟,成為業界的事實標準(但各個廠商的光纖交換技術不完全相同,其服務器和SAN存儲有兼容性的要求)。

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哪里,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。

因為SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能,所以運行備份操作就無需考慮它們對網絡總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實現簡化,特別是對于全部存儲設備都集群在一起的時候。最后一點,光纖接口提供了10公里的連接長度,這使得實現物理上分離的、不在機房的存儲變得非常容易。

總結:最后概括一下就是,DAS存儲一般應用在中小企業,與計算機采用直連方式,NAS存儲則通過以太網添加到計算機上,SAN存儲則使用FC接口,提供性能更加的存儲。NAS與NAS的主要區別體現在操作系統在什么位置,如下圖所示。

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如今,隨著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。

統一存儲系統:前端主機接口可支持FC 8Gb、iSCSI 1Gb和iSCSI 10Gb,后端具備SAS 6Gb硬盤擴展接口,可支持SAS、SATA硬盤及SSD固態硬盤具備極佳的擴展能力。實現FC SAN與IP SAN、各類存儲介質的完美融合,有效整合用戶現有存儲網絡架構,實現高性能SAN網絡的統一部署和集中管理,以適應業務和應用變化的動態需求。主機接口及硬盤接口均采用??榛杓?,更換主機接口或硬盤擴展接口,無須更換固件,可大大簡化升級維護的難度和工作量。


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