浅析NAS架构和SAN架构网络存储系统

衣玉峰

【摘 要】 专用数据存储服务器架构可扩展性数据量的迅速增长为企业的发展提出了新的问题和要求。本文简要的介绍了NAS和SAN架构形式、安全性和管理及NAS架构和SAN架构优缺点和互补性进行的论述。

【关键词】 NAS网络存储 SAN网络存储 数据

一、NAS网络存储介绍

NAS 是一种特殊的专用数据存储服务器，它对文件服务器系统进行了优化并加上大容量存储，以文件I/0 方式进行数据传输，是一种专用的网络文件存储及备份设备。NAS 以数据为中心，内置了与网络连接所需的协议，因此使整个系统的管理和设置较为简单。存储设备在功能上完全独立于网络中的其它应用服务器。NAS提供一个集中化的控制台，使得文件系统的管理更加高效。虽然NAS 具有较好的可扩展性、可访问性、低价位、部署简单、易于管理等优点，但也存在着以下不足：NAS 不适合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。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。在资源的整合和NAS 的管理方面：NAS 只能对单个存储（单个NAS 内部）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。

二、SAN网络存储介绍

SAN 是通过高速专用网络将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统。它没有采用文件共享存取方式，而是采用块（block）级别存储。根据数据传输过程采用的协议，可分为FC（光纤通道）SAN 和 IP SAN。高性能的光纤通道交换机和光纤通道网络协议可以确保设备连接既可靠且有效。这些连接以本地光纤或SCSI（通过SCSI-to-Fibre Channel转换器或网关）为基础。一个或多个光纤通道交换机以网络拓扑（SAN架构）形式为主机服务器和存储设备提供互联。事实上，SAN比传统的存储架构具有更多显著的优势。通过将SAN拓展到城域网基础设施上，SAN还可以与远程设备无缝地连接，从而提高容灾的能力。SAN部署城域网基础设施以增加SAN设备间的距离，可达到150公里，而且几乎不会降低性能。FC SAN 存储区域网络的优点：可实现大容量存储设备共享。实现性能服务器与高速存储设备的高速互联。实现灵活的存储设备配置要求。实现数据快速备份。提高了数据的可靠性和安全性。FC SAN 也存在着一些不足：设备的互操作性较差。一般情况下，不同的产品提供商的光纤通道协议的具体实现不同，这导致了不同产品之间难以互相访问。构建和维护SAN 需要有丰富经验并接受过专门训练的专业人员，加大了构建和维护费用。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。连接距离受限（10 km 左右）且网络互连设备昂贵。这些都阻碍了SAN 技术的普及应用和推广。

三、NAS架构和SAN架构比较

1、操作平台支持，文件数据共享。由于删减了自身操作系统的多余功能，NAS设备比一般服务器能连接更加多种类的操作系统。NAS运行自己的操作系统，它不要求特定的客户端支持，即可供Windows、UNIX、Linux、Mac等操作系统访问，各操作平台间可实现无缝数据传输。SAN的先天性缺陷就是数据共享能力差，如果要实现多台机器共享数据，需要Sanergy、CVFS等软件的支持，而且管理信息也需要通过IP网络进行传输，而且不支持迁移等操作。2、架构易用性。NAS存储基于以太网架构，存储设备只需要接入原有的以太网络即可，整体为简单的单网结构，便于维护管理。SAN架构则需要在现有的以太网络上重新构建FC网络，使得企业内部存在多网结构，相对复杂。3、安全性。NAS为网络存储设备，作为单一存储设备而言，构建时只需将相应站点通过网络连接存储即可，系统简单，安全性高。SAN则为存储网络，配置SAN网络需要在相应应用客户端安装文件系统软件，软件的故障将导致客户端无法访问存储设备，且存在元数据服务器这单一故障点，安全性较低。4、管理应用。NAS采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统，提供一个集中化的控制台，使得文件系统的管理更加高效。SAN网络架构采用裸磁盘阵列作为数据存储设备，结合元数据服务器和在应用站点上的文件系统实现网络存储应用，因此其需要管理多个设备、系统，包括存储设备配置、元数据服务器及站点文件系统等系统和软件。5、应用效率。NAS设备消除了通用文件服务器在文件存取过程中的性能瓶颈。提高了通用服务器的利用率。SAN架构需要在所有应用站点上安装相应的文件系统，而且所有站点和存储设备需要由同一的元数据服务器调度，因此在很大程度上降低了服务器的应用效率。

数据量的迅速增长为企业的发展提出了新的问题和要求，如何确保数据的一致性、安全性和可靠性，如何实现不同数据的集中管理，如何实现网络上的数据集中访问，如何实现不同主机类型的数据访问和保护等等。所有这些都呼唤着新的网络存储技术及其产品的出现。

参 考 文 献

[1]孙祥军 2011年1月《现代电视技术》吉林电视台播出系统双链路设计与应用

[2]孙国峰 2014年12月《科技传播》电视台播出系统的构建