目前最全的存儲形式總結

隨着主機、磁盤、網絡等技術的發展，對於承載大量數據存儲的服務器來講，服務器內置存儲空間，或者說內置磁盤每每不足以知足存儲須要或者雖然能知足要求，但各個服務器之間獨立，嚴重下降了磁盤的利用率。所以，在內置存儲以外，服務器須要採用外置存儲的方式擴展存儲空間，今天IT君給你們分享一下當前主流的存儲架構。

直連式存儲（Direct-Attached Storage，簡稱DAS）

DAS存儲在咱們生活中是很是常見的，尤爲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。服務器中的硬盤或只有一個外部SCSI接口的JBOD都屬於DAS架構。

DAS存儲設備與服務器主機之間的鏈接通道一般採用SCSI鏈接，DAS存儲設備主要是磁盤陣列（RAID: Redundant Arrays of Independent Disks）、磁盤簇（JBOD:Just a Bunch Of Disks）等。

DAS存儲更多的依賴服務器主機操做系統進行數據的IO讀寫和存儲維護管理，數據備份和恢復要求佔用服務器主機資源（包括CPU、系統IO等），數據流須要迴流主機再到服務器鏈接着的磁帶機（庫），數據備份一般佔用服務器主機資源20-30%，所以許多企業用戶的平常數據備份經常在深夜或業務系統不繁忙時進行，以避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。

不管直連式存儲仍是服務器主機的擴展，從一臺服務器擴展爲多臺服務器組成的羣集(Cluster)，或存儲陣列容量的擴展，都會形成業務系統的停機，從而給企業帶來經濟損失，對於銀行、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。而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，每每受原設備廠商限制。

網絡接入存儲（Network-Attached Storage，簡稱NAS）

網絡儲存設備 (Network Attached Storage，NAS)，是一種專門的資料儲存技術的名稱。簡單來講NAS就是一臺在網絡上提供文檔共享服務的的網絡存儲服務器。它能夠直接鏈接在電腦網絡（以太網）上面，對不一樣類型操做系統的使用者提供了集中式資料存取服務。使用者能夠經過某種方式（例如linux下的mount命令）將存儲服務掛載到本地進行訪問，在本地呈現的就是一個文件目錄樹。

NAS和傳統的文件儲存服務或是直接儲存設備不一樣的地方在於NAS設備上面的操做系統和軟件只提供了資料儲存、資料存取、以及相關的管理功能；此外，NAS設備也提供了不止一種文檔傳輸協定。NAS系統一般有一個以上的硬盤，並且和傳統的文檔服務器同樣，一般會把它們組成RAID來提供服務；有了NAS之後，網絡上的其餘服務器就能夠沒必要再兼任文檔服務器的功能。NAS的型式不少樣化，能夠是一個大量生產的嵌入式設備，也能夠在通常的電腦上執行NAS的軟件。

NAS用的是以文檔爲單位的通信協定，例如像是NFS（在UNIX系統上很常見）或是SMB（經常使用在Windows系統）。NAS所用的是以文檔爲單位的通信協定，相對之下，儲域網絡（SAN）用的則是以區塊爲單位的通信協定、一般是透過SCSI再轉爲光纖通道或是iSCSI。

NAS設備用的一般是精簡版的操做系統，只提供了最單純的文檔服務和其相關的通信協定；舉例來講，有一個叫FreeNAS的開放源碼NAS軟件用的就是精簡版的FreeBSD，它能夠在通常的電腦硬件上執行，而商業化的嵌入式設備用的則是封閉源碼的操做系統和通信協定程式。

NAS產品有一個比較大的優點是真正即插即用。NAS設備通常支持多計算機平臺，用戶經過網絡支持協議可進入相同的文檔，於是NAS設備無需改造便可用於混合Unix/Windows NT局域網內，同時NAS的應用很是靈活。

存儲區域網絡（Storage Area Network，簡稱SAN）

SAN存儲 （存儲區域網絡Storage Area Network）也即存儲區域網絡，從名字上咱們也能夠看出，這個是經過某種交換機（例如光纖交換機）鏈接存儲陣列和服務器主機，最後成爲一個專用的存儲網絡。SAN通過十多年曆史的發展，已經至關成熟，成爲業界的事實標準（但各個廠商的光纖交換技術不徹底相同，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鏈接的簡易方法，而且經過同一物理通道支持普遍使用的SCSI和IP協議。SAN不受現今主流的、基於SCSI存儲結構的佈局限制。特別重要的是，隨着存儲容量的爆炸性增加，SAN容許企業獨立地增長它們的存儲容量。SAN的結構容許任何服務器鏈接到任何存儲陣列，這樣無論數據置放在那裏，服務器均可直接存取所需的數據。由於採用了光纖接口，SAN還具備更高的帶寬。

現在的SAN解決方案一般會採起如下兩種形式：光纖信道以及iSCSI或者基於IP的SAN，也就是FC SAN和IP SAN。光纖信道是SAN解決方案中你們最熟悉的類型，可是，因爲萬兆網的普及，基於iSCSI的SAN解決方案開始大規模應用，與光纖通道技術相比較而言，這種技術具備良好的性能，並且價格低廉。

SAN真正的綜合了DAS和NAS兩種存儲解決方案的優點。例如，在一個很好的SAN解決方案實現中，你能夠獲得一個徹底冗餘的存儲網絡，這個存儲網絡具備不一樣尋常的擴展性，確切地說，你能夠獲得只有NAS存儲解決方案才能獲得的幾百T字節的存儲空間，可是你還能夠獲得塊級數據訪問功能，而這些功能只能在DAS解決方案中才能獲得。對於數據訪問來講，你還能夠獲得一個合理的速度，對於那些要求大量磁盤訪問的操做來講，SAN顯得具備更好的性能。利用SAN解決方案，你還能夠實現存儲的集中管理，從而可以充分利用那些處於空閒狀態的空間。更有優點的一點是，在某些實現中，你甚至能夠將服務器配置爲沒有內部存儲空間的服務器，要求全部的系統都直接從SAN（只能在光纖通道模式下實現）引導。這也是一種即插即用技術。

由於SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能，因此運行備份操做就無需考慮它們對網絡整體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實現簡化，特別是對於所有存儲設備都集羣在一塊兒的時候。最後一點，光纖接口提供了10千米的鏈接長度，這使得實現物理上分離的、不在機房的存儲變得很是容易。

SAN和NAS都是經過網絡的方式實現了業務服務器與存儲設備的鏈接和訪問，但二者是有別的前者在業務服務器上呈現的是一個磁盤，須要格式化成文件系統後使用；然後者在業務服務器上呈現的是文件系統。

統一存儲

所謂統一存儲其實在架構上與上述兩種形式並無差別，只是將上述兩種方式整合到一臺物理設備中，並能夠同時對外提供SAN和NAS服務。該設備的前端接口可支持FC 8Gb、iSCSI 1Gb和iSCSI 10Gb，後端具有SAS 6Gb硬盤擴展接口，可支持SAS、SATA硬盤及SSD固態硬盤具有極佳的擴展能力。實現FC SAN與IP SAN、各種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採用模塊化設計，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做量。

分佈式存儲

分佈式存儲是一種數據存儲技術，經過網絡使用企業中的每臺機器上的磁盤空間，並將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備，數據分散的存儲在企業的各個角落。傳統的網絡存儲系統採用集中的存儲服務器存放全部數據，存儲服務器成爲系統性能的瓶頸，也是可靠性和安全性的焦點，不能知足大規模存儲應用的須要。分佈式網絡存儲系統採用可擴展的系統結構，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息，它不但提升了系統的可靠性、可用性和存取效率，還易於擴展。

如圖5所示，分佈式存儲使用的設備通常是常規服務器，而非存儲設備。分佈式存儲經過非標準協議實現服務器上存儲資源的整個，並進行存儲資源池化和虛擬化處理，最後呈現給用戶某種形式（塊存儲或者文件存儲）的存儲空間。分佈式存儲有其特異性，其使用的並不是標準協議，所以一般須要在應用服務器安裝其客戶端軟件實現存儲空間的虛擬呈現，以及請求的處理。

因爲分佈式存儲拓撲結構的複雜性，其出現故障的機率也大大增長了。所以，對於分佈式存儲須要實現基於網絡的數據冗餘、數據保護和數據容錯等功能，確保在出現任何異常狀況（例如磁盤、網卡、交換機和服務器等）下存儲系統的可用性和可靠性。

Server SAN

Server SAN其實也是分佈式存儲的一種，因爲其比較新，目前沒有一個具體的定義。 Server San應該是一個利用軟件將基於DAS存儲（包含閃存卡，直連存儲）的集合，作成一個能共享的SAN存儲網絡。

SAN存儲區域網，你們都很熟悉。廣泛使用的就兩種： FC SAN和ISCSI SAN。這兩種結構是經過FC網絡或者IP網絡將存儲設備放到一個共享的環境中心，讓分佈式的服務HA，應用遷移，數據複製等均可以經過這套網絡實現。可是你們注意了，這套SAN網絡是很貴的，管理起來是很麻煩的。 在不少的環境下面，不少SAN環境中會有一部分直連存儲咱們根本沒有用上：好比直連存儲卡，本地硬盤等。

從實際的應用中，直連存儲的效率是很高的：PCI-E直接到數據端，比通過FC協議的轉換還要快。並且成本低。 Server SAN是一個最新的概念：將分佈在各個服務器上的直連存儲經過軟件的方式整合成一個統一的SAN存儲系統。有點相似谷歌在雲計算上作的工做，將上萬臺服務器組成一個超級計算機。 如今Server San已經不是一個概念了，在谷歌和facebook的數據中心已經大量使用了。最經典的案例就是VMware中的vSAN 了。

關注做者微信公衆號，更及時的獲取原創IT技術文章。