早期的存儲(chǔ)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分,存儲(chǔ)設(shè)備大多以附屬形式出現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以總線(xiàn)連接到磁盤(pán),或者通過(guò)輸入輸出系統(tǒng)和磁盤(pán)系統(tǒng)相連,作為計(jì)算機(jī)的基本部分,以單機(jī)方式工作。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)也逐漸由單機(jī)向多機(jī)和專(zhuān)用機(jī)方式發(fā)展,數(shù)據(jù)的共享和傳遞也逐漸從依靠主機(jī)系統(tǒng)向依靠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展。當(dāng)前,應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)有向多服務(wù)器、多數(shù)據(jù)源演變的趨向。在大型企業(yè)應(yīng)用和Internet發(fā)布系統(tǒng)中,安裝數(shù)十臺(tái)服務(wù)器已經(jīng)很常見(jiàn)。但過(guò)于分散的數(shù)據(jù)資源,會(huì)給用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)和管理帶來(lái)困難。因此,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)新問(wèn)題備受關(guān)注。
根據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器相連的方式,從體系架構(gòu)上可以分為三種模式。
直接附加存儲(chǔ)(Direct Attached Storage)
直接附加存儲(chǔ)是指將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)SCSI接口直接連接到一臺(tái)服務(wù)器上使用。這種直連方式能夠解決單臺(tái)服務(wù)器的存儲(chǔ)空間擴(kuò)展、高性能傳輸需求。DAS購(gòu)置成本低,配置簡(jiǎn)單,使用過(guò)程和使用本機(jī)硬盤(pán)并無(wú)太大差別,對(duì)于服務(wù)器的要求僅僅是一個(gè)外接的SCSI口,因此對(duì)于小型企業(yè)很有吸引力。但由于存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器直接相連,導(dǎo)致連接的存儲(chǔ)設(shè)備及其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)有限,而且整個(gè)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分散,共享和管理比較困難。
由DAS存儲(chǔ)方式的特性來(lái)看,DAS主要適用環(huán)境有以下幾種。
1、服務(wù)器在地理分布上很分散,通過(guò)SAN或NAS在它們之間進(jìn)行互連非常困難時(shí)(商店或銀行的分支便是一個(gè)典型的例子)。
2、存儲(chǔ)系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器(如Microsoft Cluster Server或某些數(shù)據(jù)庫(kù)使用的“原始分區(qū)”)上時(shí)。
3、包括許多數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用,它們需要直接連接到存儲(chǔ)器上,群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi)。
網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)(Network Attached Storage)
NAS實(shí)際是一種帶有瘦服務(wù)器的存儲(chǔ)設(shè)備。這個(gè)瘦服務(wù)器實(shí)際是一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器。NAS設(shè)備直接連接到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)存取管理數(shù)據(jù)。NAS作為一種瘦服務(wù)器系統(tǒng),易于安裝和部署,管理使用也很方便。同時(shí)由于可以允許客戶(hù)機(jī)不通過(guò)服務(wù)器直接在NAS中存取數(shù)據(jù),因此對(duì)服務(wù)器來(lái)說(shuō)可以減少系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)。NAS為異構(gòu)平臺(tái)使用統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)提供了解決方案。由于NAS只需要在一個(gè)基本的磁盤(pán)陣列柜外增加一套瘦服務(wù)器系統(tǒng),對(duì)硬件要求很低,軟件成本也不高,甚至可以使用免費(fèi)的LINUX解決方案,成本只比直接附加存儲(chǔ)略高。
NAS能夠滿(mǎn)足那些希望降低存儲(chǔ)成本但又無(wú)法承受SAN昂貴價(jià)格的中小企業(yè)的需求,具有相當(dāng)好的性能價(jià)格比。首先,看這個(gè)用戶(hù)的核心業(yè)務(wù)是否建立在某種信息系統(tǒng)上,對(duì)數(shù)據(jù)的安全性要求很高;其次,看該信息系統(tǒng)是否已經(jīng)有或者將會(huì)有海量的數(shù)據(jù)需要保存,并且對(duì)數(shù)據(jù)管理程度要求較高;最后,還可以判斷一下網(wǎng)絡(luò)中是否有異構(gòu)平臺(tái),或者以后會(huì)不會(huì)用到。如果上述有一個(gè)問(wèn)題的答案是肯定的,那么就有必要重點(diǎn)考慮使用NAS設(shè)備。
存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(Storage Area Network)
SAN是通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的通常是基于光纖通道的SAN網(wǎng)絡(luò)把存儲(chǔ)設(shè)備以及服務(wù)器相連,如此當(dāng)有海量數(shù)據(jù)存取需求時(shí),數(shù)據(jù)完全可以通過(guò)SAN網(wǎng)絡(luò)在相關(guān)服務(wù)器和后臺(tái)的存儲(chǔ)設(shè)備之間高速傳輸,對(duì)于LAN的帶寬占用幾乎為零,而且服務(wù)器可以訪(fǎng)問(wèn)SAN上的任何一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備,提高了數(shù)據(jù)的可用性。在對(duì)性能和可靠性要求較高的場(chǎng)合,采用先進(jìn)的SAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),可以使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、備份等活動(dòng)獨(dú)立于原先的局域網(wǎng)之外,從而將減輕LAN的負(fù)載,保證原有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的順暢進(jìn)行;同時(shí)SAN網(wǎng)采用光纖傳輸通道,可以得到高速的數(shù)據(jù)傳輸率。
SAN降低了存儲(chǔ)管理費(fèi)用,并平衡了開(kāi)放式系統(tǒng)服務(wù)器的存儲(chǔ)能力和性能,為企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)應(yīng)用提出了解決方案。SAN主要用于存儲(chǔ)量大的工作環(huán)境,如ISP、銀行等,但現(xiàn)在由于需求量不大、成本高、標(biāo)準(zhǔn)尚未確定等問(wèn)題影響了SAN的市場(chǎng),不過(guò),隨著這些用戶(hù)業(yè)務(wù)量的增大,SAN也有著廣泛的應(yīng)用前景(圖1是SAN及NAS組成架構(gòu)示意圖)。
隨著技術(shù)的發(fā)展,采用SAN存儲(chǔ)架構(gòu)的存儲(chǔ)技術(shù)呈多樣性發(fā)展,根據(jù)傳輸介質(zhì)的不同,SAN又可分為FC-SAN(采用光纖傳輸)和IP-SAN(采用以太網(wǎng)傳輸)。
1、FC-SAN采用Fiber Channel(光纖通道)協(xié)議實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的高速數(shù)據(jù)傳輸,其大部分功能都基于硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。而且采用光纖通道組建單獨(dú)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),有效地改善了數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)速度,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。目前市場(chǎng)上采用FC-SAN技術(shù)架構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備一般會(huì)采用FC或SAS接口、高轉(zhuǎn)速硬盤(pán)以及高性能RAID控制器,所以使得FC-SAN成為高性能易于擴(kuò)展的海量存儲(chǔ)的理想選擇。
2、IP-SAN是架構(gòu)于IP網(wǎng)絡(luò)上的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),它采用iSCSI(Internet SCSI)協(xié)議,利用IP協(xié)議封裝SCSI命令,從而實(shí)現(xiàn)IP在網(wǎng)絡(luò)上傳輸SCSI命令和數(shù)據(jù)。其優(yōu)點(diǎn)是,基于以太網(wǎng)構(gòu)成的區(qū)域存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)價(jià)格較低,而且由于目前市場(chǎng)上的IP-SAN產(chǎn)品多采用低轉(zhuǎn)速的SATA硬盤(pán)以及性能不高的控制器,使得其整體系統(tǒng)成本較低。
差異及對(duì)比
DAS直連存儲(chǔ)的最大弊端在于,各部分的存儲(chǔ)資源相互隔離,容易形成信息孤島。NAS具有無(wú)人值守、高度職能、性能穩(wěn)定、功能專(zhuān)一的特點(diǎn),但NAS技術(shù)不能滿(mǎn)足可靠度為99.999%的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求。而SAN的最大優(yōu)勢(shì)則在于,可以把異構(gòu)環(huán)境下不同廠商的存儲(chǔ)設(shè)備整合在一起,實(shí)現(xiàn)資源共享。因此,可以預(yù)見(jiàn)SAN將成為企業(yè)存儲(chǔ)應(yīng)用的主流(三種存儲(chǔ)方式的詳細(xì)對(duì)比請(qǐng)參看表1)。
總的來(lái)說(shuō),DAS、NAS、SAN三種存儲(chǔ)模式,已經(jīng)能滿(mǎn)足目前各行業(yè)信息化應(yīng)用在單服務(wù)器擴(kuò)容、服務(wù)器雙機(jī)高可用集群、高性能、高可用、高擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和簡(jiǎn)單易用的網(wǎng)絡(luò)文件共享等方面的需求。隨著信息化建設(shè)朝深度和廣度發(fā)展,新興的存儲(chǔ)模式也必將會(huì)逐步走向普及應(yīng)用。