浅谈网络存储技术

李 华

（海阳市广播电视台 山东 海阳 265100）

浅谈网络存储技术

李 华

（海阳市广播电视台 山东 海阳 265100）

伴随着计算机网络技术的发展和应用，网络信息资源随之飞速增长，数据的存储问题,资源的共享问题成为网络发展的重要问题。采用何种方式完成数据的网络存储，如何提高网络存储的安全性、稳定性，如何提高网络存储的效率是现代网络存储最关心的问题，网络存储技术变得越来越重要。为了让大家对网络存储技术有一个全面的了解，下面就介绍一下目前主要的网络存储技术的特点及它们的应用。

1 传统网络存储技术

传统网络存储技术大致分为三种：直连附加存储、网络附加存储、存储区域网络。这三种网络存储方式特点各异，应用在不同的领域。

1.1 DAS存储

直接连接存储（DAS——Direct Attached Storage）是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上的方式。这种连接方式主要应用于单机或两台主机的集群环境中，主要优点是存储容量扩展的实施简单，投入成本少、见效快。

DAS适用于以下几种情况：（1）服务器在地理分布上很分散，通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难。（2）存储系统必须被直接连接到应用服务器。（3）包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用，它们需要直接连接到存储器上。

当服务器在地理上比较分散很难通过远程连接进行互连时，或传输速率并不很高的网络系统，直接连接存储是比较好的解决方案，甚至可能是唯一的解决方案，但是由于DAS存储没有网络结构，存在许多缺点：一方面该技术不具备共享性，每种客户机类型都需要一个服务器，从而增加了存储管理和维护的难度；另一方面，当存储容量增加时，扩容变得十分困难，而且当服务器发生故障时，数据也难以获取。所以很难满足现今的存储要求。

1.2 NAS 存储

网络附加存储（NAS——Network Attached Storage）是指存储设备通过标准的网络拓扑结构，连接到一群计算机上，提供数据和文件服务。NAS服务器一般由存储硬件、操作系统和文件系统等几个部分组成。简单的说，NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列，它具备了磁盘阵列的所有主要特征：高容量、高效能、高可靠。

NAS由于其较好的可扩展性、可访问性、低价位、安装简单、易于管理等优点，广泛应用于电子出版、CAD、图像、教育、银行等那些对数据量有较大需求的应用中。多媒体、Internet下载以及在线数据的增长，特别是那些要求存储器能随着文件大小规模而增长的企业、小型公司、大型组织的部门网络，更需要这样一个简单的可扩展的方案。

但在实际应用中，NAS也存在着以下不足：（1）在文件访问的速度方面：NAS采用的是File I/O方式，这带来巨大的网络协议开销。正是因为这个原因，NAS不适合在对访问速度要求高的应用场合，如数据库应用、在线事务处理等。（2）在数据备份方面：需要占用LAN的带宽，浪费宝贵的网络资源，严重时甚至影响客户应用的顺利进行。（3）在资源的整合和NAS的管理方面：NAS只能对单个存储设备之中的磁盘进行资源的整合，目前还无法跨越不同的NAS设备，难以将多个NAS设备整合成一个统一的存储池，因而难以对多个NAS设备进行统一的集中管理，只能进行单独管理。

1.3 SAN 存储

存储区域网络（SAN——Storage Area Network）是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。其中的服务器用SAN的接入点，SAN是一种特殊的高速网络，连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备，SAN置于LAN之下，而不涉及LAN。利用SAN，不仅可以提供大容量的存储数据，而且地域上可以分散，并缓解了大量数据传输对于局域网的影响。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列，不管数据置放在哪里，服务器都可直接存取所需的数据。

SAN的应用主要可以归纳如下：构造群集环境，利用存储局域网可以很方便地通过光纤通道把各种服务器、存储设备连接在一起构成一个具有高性能、较好的数据可用性、可扩展的群集环境。（1）数据保护，存储局域网可以做到无服务器的数据备份，数据也可以后台的方式在存储局域网上传递，大大减少了主要网络和服务器上的负载，所以存储局域网可以很方便地实现诸如磁盘冗余、关键数据备份、远程群集、远程镜像等许多防止数据丢失的数据保护技术。（2）数据迁移，可以方便地进行两个存储设备之间的数据移动。（3）灾难恢复，特别是远程的灾难恢复。（4）数据仓库，用来构建一个网络系统的存储仓库，使得整个存储系统可以很好地共享。SAN方案简化了管理和集中控制，这对于全部存储设备都集中在信息中心，是非常有现实意义的。因此，SAN非常适用于非线性编辑、服务器集群、远程灾难恢复、因特网数据服务等多个领域。

在实际应用中，SAN也存在着一些不足：（1）设备的互操作性较差。目前采用最早和最多的SAN互连技术还是Fi-bre Channel，对于不同的制造商，光纤通道协议的具体实现是不同的，这在客观上造成不同厂商的产品之间难以互相操作。（2）在异构环境下的文件共享方面，SAN中存储资源的共享一般指的是不同平台下的存储空间的共享，而非数据文件的共享。（3）连接距离限制在10km左右等。更为重要的是，目前的存储区域网采用的光纤通道的网络互连设备都非常昂贵。这些都阻碍了SAN技术的普及应用和推广。

2 新的网络存储技术

2.1 NAS 网关技术

NAS网关与NAS专用设备不同，它不是直接和安装在专用设备中的存储相连接，而是经由外置的交换设备，连接到存储阵列上。无论是交换设备还是磁盘阵列，通常都是采用光纤通道接口。正因为如此，NAS网关可以访问SAN上连接的多个存储阵列中的存储资源。它使得IP连接的客户机可以以文件的方式访问SAN上的块级存储，并通过标准的文件共享协议（如NFS和CIFS）处理来自客户机的请求。当网关收到客户机请求后，便将该请求转换为向存储阵列发出的块数据请求。存储阵列处理这个请求，并将处理结果发回给网关。然后网关将这个信息转换为文件数据，再将它发给客户机。对于终端用户而言，整个过程是无缝和透明的。NAS网关技术使得管理人员能够将分散的NAS filers整合在一起，增强了系统的灵活性与可伸缩性，为用户升级文件系统、管理后端的存储阵列提供了方便。

2.2 IP-SAN 技术

网络存储的发展产生了一种新技术IP-SAN，IP-SAN是以IP为基础的SAN存储方案，是一种可共同使用SAN与NAS，并遵循各项标准的纯软件解决方案。IP-SAN可让用户同时使用Gigabit Ethernet SCSI与Fibre Channel，建立以IP为基础的网络存储基本架构，由于IP在局域网和广域网上的应用以及良好的技术支持，在IP网络中也可实现远距离的块级存储，以IP协议替代光纤通道协议，IP协议用于网络中实现用户和服务器连接，随着用于执行IP协议的计算机的速度的提高及G比特的以太网的出现，基于IP协议的存储网络实现方案成为SAN的更佳选择。IP-SAN不仅成本低，而且可以解决FC的传播距离有限、互操作性较差等问题。

随着互联网的发展，未来数据存储技术也会随着用户的需求而发展，未来网络的核心将是数据，网络化存储正是数据存储的一个发展方向。目前网络存储技术沿着三个主要的方向发展：NAS、SAN、IP—SAN。而SAN和 NAS的融合将更有利于数据的存储和备份，因此，SAN和NAS的融合、统一虚拟存储技术是未来网络存储技术发展的两个趋势。

周娜］