用SAN仍是NAS？我來告訴你

存儲區域網絡(SAN)是以一種結構鏈接的存儲，一般經過交換機鏈接，使許多不一樣的服務器可以輕鬆訪問存儲設備。從服務器應用程序和操做系統的角度來看，訪問SAN中的數據存儲或直接鏈接的存儲之間沒有明顯區別。存儲區域網絡(SAN)與直接鏈接存儲(DAS)同樣，能夠對數據進行塊訪問。

網絡附加存儲(NAS)是一種遠程文件服務方法。它不是在文件系統上使用軟件，而是使用遠程協議(如SMB或NFS)將文件訪問重定向到另外一設備。該設備做爲具備本身的文件系統的服務器運行，處理文件I/O，並啓用文件共享和集中數據管理。

SAN與NAS的決策一般歸結爲用戶存儲的數據類型。在比較SAN與NAS時，請記住NAS最終會將文件I/O請求轉換爲附加到其上的存儲設備的塊訪問。SAN也是結構化數據的首選，結構化數據是駐留在關係數據庫中的數據。雖然NAS能夠處理結構化數據，但它一般用於非結構化數據，非結構化數據主要由文件、電子郵件、社交媒體、圖像、視頻、通訊以及關係數據庫以外的幾乎任何類型的數據組成。

用於存儲的對象I/O變得更加廣泛，這主要歸功於其在雲存儲中的巨大用途。所以，與塊存儲一塊兒使用的SAN與具備文件存儲的NAS之間的明顯區別變得模糊。

當供應商從塊或文件轉移到對象I/O以知足其存儲需求時，用戶仍然但願以他們習慣的方式訪問數據：塊存儲用於SAN或文件存儲用於NAS。供應商提供的系統具備前端系統，可呈現NAS或SAN體驗，然後端則基於對象存儲。

文件vs.塊vs對象

文件I/O以與用戶在計算機上的驅動器上相同的方式讀取和寫入數據，使用分層結構，文件夾內的文件能夠位於更多文件夾中。NAS系統一般使用這種方法，它有許多好處：

•當使用NFS和SMB(最多見的NAS協議)時，用戶能夠像本地和外部驅動器同樣複製和粘貼文件或整個文件夾。

•IT部門能夠輕鬆管理這些系統。

塊I/O將每一個文件或文件夾視爲更小數據位的各類塊，並將每一個塊的多個副本分佈在SAN系統中的各類驅動器和設備上。這種方法的好處包括：

•更高的數據可靠性。若是一個驅動器或多個驅動器發生故障，仍可訪問數據。

•更快的訪問。文件能夠從最靠近用戶的塊從新組裝，不須要經過文件夾層次結構。

對象I/O存儲將每一個文件視爲單個對象，相似於文件I/O，而且沒有嵌套文件夾的層次結構，如塊I/O。使用對象存儲，全部文件或對象都放入一個巨大的數據池或平面數據庫中。基於已經與文件相關聯或由對象存儲操做系統(OS)添加的元數據來找到文件。

對象存儲是三種方法中最慢的，主要用於雲文件存儲。可是，訪問元數據的方式的最新進展以及對快速閃存驅動器的使用的增長縮小了對象、文件和塊之間的速度差距。

NAS vs.SAN的使用

SAN與NAS的主要區別在於每種類型的存儲方式對用戶的影響。

NAS系統或設備經過標準以太網鏈接到網絡，所以在用戶看來就像任何其餘網絡鏈接設備同樣。用戶鏈接到NAS訪問它上面的文件。NAS設備具備管理用戶計算機請求的任何數據的寫入和讀取的操做系統。

一旦將其安裝在用戶的計算機上，SAN將顯示爲本地驅動器。這意味着它將做爲本地驅動器運行，用戶計算機上的操做系統將處理讀取或寫入數據的命令。這使用戶能夠像對待任何其餘本地驅動器同樣對待它，包括在其上面安裝軟件的能力。

SAN vs.NAS的鏈接

NAS系統能夠是單個設備中的一個服務器或一組驅動器或服務器。這可讓NAS系統直接鏈接到網絡，一般使用鏈接到以太網交換機的以太網電纜。

相反，SAN是由網絡結構(如iSCSI或光纖通道)鏈接在一塊兒的驅動器、設備或服務器池。

以太網和光纖網絡多年來一直以速度爲基礎進行競爭。然而，這種優點一直體如今結構上，由於它具備更直接的鏈接，而沒必要經過以太網鏈接的TCP/IP處理。鑑於此，當數據速度相等時，結構最終具備I/O速度優點，由於當數據在存儲和用戶之間傳輸時，數據的接觸次數較少。

NAS的優點

易用性是NAS的一個關鍵優點。NAS系統中的元數據具備層次性和可讀性。用戶可使用簡單的文件系統瀏覽器來查看文件名，並將它們組織成易於命名的文件夾。

使用NAS，用戶能夠協做和共享數據，不管他們身在何處。NAS能夠輕鬆地從任何聯網設備訪問文件和文件夾。

NAS還以低於SAN的成本提供高容量。NAS設備將存儲合併到一個地方，並支持數據管理和保護任務，如歸檔、備份和雲存儲。NAS能夠處理非結構化數據，例如音頻、視頻、網站、文本文件和微軟Office文檔。

NAS設備能夠配備更多或更大的磁盤以擴展存儲容量。這種方法稱爲放大NAS。它們也能夠彙集在一塊兒以進行橫向擴展存儲。高端NAS設備能夠容納足夠的磁盤來支持RAID。

NAS支持兼容便攜式操做系統接口的文件訪問，便於集中管理安全性和文件訪問，並確保多個應用程序能夠共享橫向擴展NAS設備，而無需一個應用程序覆蓋另外一個應用程序正在使用的文件。

NAS的缺點

NAS速度不夠快，沒法知足高性能應用的需求。若是有太多的用戶在同時請求系統的狀況下可能讓系統崩潰，它可能會進一步減速。然而，在更新的NAS系統中，不管是與HDD結合使用仍是做爲全閃存系統，均可以緩解速度問題。

NAS可能會出現可擴展性問題。添加太多NAS設備可能致使NAS蔓延，尤爲是在必須單獨管理全部設備的狀況下。集羣或橫向擴展NAS被設計用於緩解該問題。

數據完整性可能會成爲一個問題，由於文件系統會在邏輯或物理磁盤卷中存儲元數據和文件內容。若是文件服務器斷電，系統必須執行文件系統檢查(也稱爲fsck)以驗證數據的狀態。根據NAS系統，執行文件系統檢查(也稱爲fsck)所涉及的延遲可能很大。

NAS使用RAID也可能存在問題，由於RAID達到了可擴展性限制。重建時間可能須要數天的時間，這種狀況只會隨着多TB容量驅動器變得更加廣泛而變得更糟。

SAN的優勢

SAN將原始存儲視爲IT能夠在須要時集中管理和分配的資源池。因爲SAN經過網絡結構鏈接，所以使用SAN的數據傳輸和訪問速度比NAS快，全部一切都如此。

SAN系統具備高度可擴展性。能夠根據須要添加容量。部署SAN的其餘緣由包括持續可用性和彈性。高可用性SAN設計爲沒有單點故障，從高可用性SAN磁盤陣列和帶有冗餘關鍵組件和SAN冗餘鏈接的交換機開始。

SAN的缺點

成本和複雜性是SAN的主要缺點。這些系統的硬件很昂貴，而構建和管理它們須要專業知識和技能。

SAN遠比NAS複雜，有專用線纜，一般是光纖通道，但可使用以太網，以及專用交換機和存儲硬件。光纖是專門爲存儲而開發的，由於在過去十年中，在協議取得進展以前，以太網不夠可靠，沒法傳輸數據塊。但光纖通道SAN須要專業知識以及專用鏈接。

雖然SAN具備高度可擴展性，但垂直擴展SAN陣列的能力有限。一旦達到向上擴展限制，就必須移動到更高性能的存儲陣列或添加多個存儲陣列。愈來愈多的SAN磁盤陣列經過支持橫向擴展來避免這個問題，其中添加了可同時擴展容量和性能的存儲節點。

DAS如何適應

DAS(直連式存儲)是未鏈接到網絡的專用服務器或存儲設備。DAS最簡單的例子是計算機的硬盤。要訪問DAS上的文件，用戶必須可以訪問物理存儲設備。

DAS能夠賽過NAS，特別是對於計算密集型軟件程序。可是在使用DAS時，必須單獨管理每一個設備上的存儲，從而增長了系統管理的複雜性。DAS系統一般不提供SAN和NAS中常見的高級存儲管理特性，如複製、快照和瘦配置。

DAS也不能實現多個用戶之間的共享存儲。而且由於只有一個主機訪問DAS設備，因此只有一部分可用存儲最終被使用。

統一存儲的興起

統一存儲的出現使存儲管理員能夠靈活地在同一陣列上運行塊或文件。這些多協議系統在一個存儲平臺上整合基於SAN塊的數據和基於NAS文件的數據。客戶能夠從SAN或NAS開始，稍後再添加支持和適當的鏈接。或者他們能夠購買支持SAN和NAS的存儲陣列。

統一存儲的優缺點

《計算機週刊》編輯Antony Adshead與GlassHouse公司前技術顧問(現爲戴爾EMC的顧問工程師)Andrew White談論統一存儲的挑戰和好處。

統一存儲使用文件和塊協議。它可使用文件協議(如SMB和NFS)以及塊協議(如FC和iSCSI)。

這些系統的一個優勢是它們比傳統存儲系統須要更少的硬件。更新的統一存儲產品正在整合雲存儲和存儲虛擬化。

主板可能孕育將來

現在最大的動做和興奮來自於經過結構擴展非易失性存儲器(NVMe)協議。

NVMe協議是將閃存設備直接鏈接到計算機主板的最快方式，經過外圍組件互連高速總線進行通訊。它的性能遠遠超過經過SATA鏈接的SSD硬盤。想象一下，若是能夠在整個SAN系統上整合這種快速的NVMe鏈接將會有什麼樣的體驗。

公平地說，NVMe不能用於在遠程最終用戶和存儲陣列之間傳輸數據，所以必須使用消息傳遞層。這使得NVMe看起來更像是一個以太網鏈接的NAS系統，它使用以太網的TCP / IP協議來處理數據移動。但NVMe over Fabrics開發人員正致力於使用遠程直接內存訪問(RDMA)來使該消息傳遞層對速度的影響最小。在提出的各類類型的RDMA中，有融合以太網上的RDMA，全球互聯網廣域RDMA協議和InfiniBand，它們被用於高性能計算系統。

原文來自：http://stor.51cto.com/art/201812/588026.htm

本文地址：https://www.linuxprobe.com/san-or-nas.html編輯：CG.JIANG，審覈員：逄增寶