【IT168 专稿】随着企业网络应用时间的延长和网络应用数据量的不断增大，各企业已明显感觉到自己的服务器存储容量和存储性能滞后企业网络应用需求的发展，特别是那些流媒体企业，如电信、金融、多媒体网站、电视台、唱片公司等。越来越感觉到需要一种扩展性能更强，存储性能更高的存储解决方案。在这种应用需求下，两种性能不一、满足于不同层次用户需求的存储解决方案诞生了，那就是NAS和SAN。 

     一、三种数据存储方式

    当前主流的数据存储方式主要有DAS、NAS和SAN这三种，下面分别介绍。

    1. DAS数据存储方式

    其实，说到存储方式，我们最早都是采用一种称之为“DAS（Direct Attached Storage，直接外挂存储）”存储方式的一种方案。这种存储方案的服务器结构如同PC机架构，外部数据存储设备（如磁盘阵列、光盘机、磁带机等）都直接挂接在服务器内部总线上，数据存储设备是整个服务器结构的一部分，同样服务器也担负着整个网络的数据存储职责。这种方案主要在早期的计算机和服务器上使用，由于当时对数据存储的需求并不大，单个服务器需要的存储能力就可以满足日常数据存储需求，因此在低档网络应用中相当普遍。但由于这种存储方案中的存储设备都是直接挂接在服务器上，所以其扩展能力非常有限，另外，数据存储任务也由服务器担当，使得服务器的性能受到相当大的影响，也十分不利于存储设备的增加和存储更复杂的多媒体数据流，所以这种存储方案目前通常只是在小型网络中使用。

    2.NAS数据存储方式

    NAS（Network Attached Storage,网络附加存储）方式则全面改进了以前低效的DAS存储方式，它是采用独立于PC服务器，单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器。它提供了一个简单、高性价比、高可用性、高扩展性和低总拥有成本（TCO）的网络存储解决方案。

    在这个存储方案中，最关键的就是一台专用于数据存储设备管理和数据存储的文件服务器（俗称“NAS服务器”），它安装了一个简化的操作系统，配备了必须的一些组件。它可直接通过IP以太双绞网线连接在原有企业网络上，作为网络的一个节点而存在，服务器和工作站用户都可以直接通过网络访问NAS服务器。NAS存储方式的网络结构如（图1）所示。

#$[*182065.jpg*#图1*#0*#0*#center*]$#

    在这个NAS服务器中集中连接了所有的网络数据存储设备（如各种磁盘阵列、磁带、光盘机等），存储容量可以较好地扩展，同时由于这种网络存储方式是NAS服务器独立承担的，所以，对原来的网络服务器性能基本上没什么影响，以确保整个网络性能不受影响。

    NAS数据存储方案是基于局域网而设计的，按照传统的TCP/IP协议进行通信，面向消息传递，以文件的I/O方式进行数据传输。在LAN环境下，NAS已经完全可以实现异构平台之间的数据级共享，比如Windows NT、Linux、UNIX等平台的共享。基于这种种原因，NAS存储方案对于企业来说的使用和维护成本就相当低，完全可以由现有网管员担当。

    NAS的优缺点

    由于NAS存储方案是基于原有局域网而设计的，是部件级的存储方法，所以NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接到一群计算机上，在适用性方面具有较强优势。首先，NAS方案可无需网络文件服务器直接上网，不依赖通用的操作系统，而是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，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；其次NAS服务器是真正即插即用的产品，并且物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在其他地点与网络连接。

    最后，NAS方案是网络技术在存储领域的延伸和发展，数据以文件的形式按照网络协议在客户机与存储设备之间流动，它可以利用NFS实现异构平台的客户机对数据的共享，集成在存储设备内的专用文件服务器提高了文件传输的I/O速度。一旦用户把互连性和多平台性放在首位的时候，对NAS的考虑会多一些。

    NAS的缺点

    在看到以上优点的同时，采用传统的IP以太网技术也给NAS方案带来了致使的弱点，那就是存储性能较低，只适用于较小网络规模或者较低数据流域量的网络数据存储，对于一些较高要求存储环境，NAS也是无法胜任的。因为所是采用传统的IP以太网，带宽较低，特别是在100Mbps以下的网络，当数据存储发展到一定规模，数据存储服务和数据管理形成了网络的双重负担。另外，这种NAS方案，磁盘阵列必须配置专用文件服务器，后期扩容成本高，且一般文件服务器没有高可用配置，有单点故障；通过网络协议的访问方式，对存储系统的数据安全构成威胁等。显然，NAS技术不能满足可靠度为99.999%的数据存储系统的要求。

    3. SAN存储方式

    SAN（Storage Area Network，存储域网络）与前面介绍的NAS完全不同，它不是把所有的存储设备集中安装在一个专门的NAS服务器中，而是将这些存储设备单独通过光纤交换机连接起来，形成一个光纤通道的网络，然后这个网络再与企业现有局域网进行连接，如（图2）所示。

#$[*182075.jpg*#图2*#0*#0*#center*]$#

    在这种方案中，起着核心作用的当然就是光纤交换机了，它的支撑技术就是Fibre Channel（FC，光纤通道）协议，这是ANSI为网络和通道I／O接口建立的一个标准集成，支持HIPPI，IPI，SCSI，IP，ATM等多种高级协议。

    光纤通道协议的最大特性是将网络和设备的通讯协议与传输物理介质隔离开，这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送，高性能存储体和宽带网络使用单I/O接口使得系统的成本和复杂程度大大降低。如通过交换机扩充至交换仲裁复用结构则可将用户扩至很多。FC使用全双工串行通讯原理传输数据，传输速率高达1062.5Mbps，Fibre Channel的数据传输速度为100MB／S，双环可达200MB／S，使用同轴线传输距离为30米，而使用单模光纤传输距离可达10公里以上。同时，它允许镜像配置，这样可以改善系统的容错能力。服务器系统的规模拓展将更加灵活多变，SCSI每条通道最大可支持15个设备，而一条单一的FC环路最大可以承载126个设备。FC与SCSI相比的另一个特点是它可以支持网络设施，如集线器和交换机。在电缆距离方面的优点和支持网络的特点使得FC极大灵活，它不仅可以支持高可用性的系统配置，还可以支持网络应用程序的存储。

    在对性能和可靠性要求较高的场合，采用先进的SAN数据存储网络，可以使数据的存储、备份等活动独立在原先的局域网之外，从而将减轻LAN的负载，保证原有网络应用的顺畅进行；同时SAN网采用光纤传输通道，可以得到高速的数据传输率；还有，在SAN中，数据以集中的方式进行存储，加强了数据的可管理性，同时适应于多操作系统下的数据共享同一存储池，降低了总拥有成本。

    SAN的优势

    与NAS相比，SAN具有下面几个优点：

    首先，SAN具有无限的扩展能力。由于SAN采用了网络结构，服务器可以访问存储网络上的任何一个存储设备，因此用户可以自由增加磁盘阵列、带库和服务器等设备，使得整个系统的存储空间和处理能力得以按客户需求不断扩大；

    其次，SAN具有更高的连接速度和处理能力。SAN采用了为大规模数据传输而专门设计的光纤通道技术，目前的传输速度为100MB，并会很快开发出传输速度为200MB和400MB的光纤通道开关。从实测的结果看，SAN系统可以在不占用大量CPU的情况下，轻松地超过NAS的性能。

    最后，SAN可以适用于非线性编辑、服务器集群、远程灾难恢复、因特网数据服务等多个领域。

    SAN的不足

    SAN除了那些足以令人兴备的优点之外，还存在几个影响它继续发展严重不足。

    首先，SAN方案成本太高，许多中小型企业无法承受。其实有人做过专门的评估，认为在有些情况下，同一个系统采用SAN系统的价格只比采用NAS结构贵百分之十几，但性能和升级性却有巨大提升。不管如何，贵还是贵了，而且比例还相当大，所以大多数企业不到迫不得已是不会全部采用这一方案的。多数企业，特别是一些大中型企业都喜欢采用NAS和SAN混合的存储方式，就是在本地网络中，采用NAS存储方式，在总公司与分支机构之间采用SAN方案进行镜像，因为光纤的传输距离可达10KM以上。

    其次，SAN方案不是采用传统的IP技术，所以一般的网管员并不熟悉，可能需要专门请人，或者花高价培训网管员担当，维护成本大大增加。

    最后，SAN目前还面临着标准未统一的难题。不同SAN网络设备厂商的产品不能相互兼容，使得用户难以做出恰当的选择。还好，现在有一个由多个著名网络存储设备商共同提出的OpenSAN概念，在这个概念的支持下，至少这个概念的提出者的产品间是可以相互相互兼容的，为用户提供了极大的选择便利。借助OpenSAN，平台厂家已经从封闭的概念中走出来，不再要求用户一定要基于自己的系统，而是希望存储设备支持通用平台，遵循统一的标准连接到第三方的开放平台。OpenSAN概念中包括光纤交换机和磁盘阵列的连接、光纤交换机和服务器的连接、平台的驱动程序和磁盘阵列的连接，组成了一个环路。OpenSAN最重要的是实现端到端的连接。一旦真正实现OpenSAN，SAN的发展就会前进一大步。互连性和标准化问题的解决，对用户来讲是最大的福音。

    二、NAS和SAN方案产品推介

    在NAS和SAN方案中，都有一些关键性的产品，如NAS中的NAS服务器，而SAN方案中的光纤交换机等。为了使各位立即可以为自己企业部署相应的数据存储方案，下面向大家推介几种著名厂商的NAS和SAN方案关键产品。

    1. NAS服务器推介

    （1）IBM NAS Gateway 300

#$[*182158.jpg*#IBM NAS Gateway 300（点击看大图）*#0*#0*#center*]$#

    NAS Gateway 300 系列是IBM创新的NAS和SAN方案集成设备，主要面向高端企业用户。它将IP网络中的客户机和服务器连接到光纤通道存储设备，从而有效地弥合了LAN存储量需求和SAN存储容量之间的差距。使用 IBM NAS Gateway 300 产品，可以经济有效地在整个企业范围内集成NAS和SAN解决方案。它可支持在系统不中断运行的情况下扩展SAN连接存储设备容量增至 22TB。支持跨平台文件共享功能（CIFS [Microsoft Windows]、NFS [UNIX]、HTTP、FTP、AppleTalk和 NetWare）可以帮助减少网络的复杂性和开销，并允许数据在整个组织中进行使用。 通过对 OS 硬盘驱动器执行镜像操作，帮助提高系统冗余性。
 
    （2）HP StorageWorks NAS 8000

#$[*182109.jpg*#HP StorageWorks NAS 8000（点击看大图）*#0*#0*#center*]$#

    HP StorageWorks NAS 8000服务器通过专用存储和存储局域网配置，提供了便于管理的网络连接存储（NAS）解决方案，属于高端的NAS存储设备。为实现灵活的文件共享，NAS 8000 解决方案采用专用存储和存储局域网配置，提供了可扩展、易于管理的异构网络连接存储解决方案，采用针对文件服务优化的惠普操作系统和针对关键任务需要的集群技术。

    NAS 8000解决方案支持Microsoft Windows、UNIX和Linux操作系统。NAS 8000解决方案的容量可轻松扩展至几十TB；而热插拔风扇、内存和电源更是提高了可用性。网络管理、用户访问和存储配置均可通过HP StorageWorks Command View网络连接存储软件的GUI或命令行界面轻松管理。

    （3）HP StorageWorks NAS 4000s

#$[*182119.jpg*#HP StorageWorks NAS 4000s（点击看大图）*#0*#0*#center*]$#

    HP StorageWorks NAS 4000s属于HP的中档NAS存储方案产品，它提供的网络连接存储解决方案带来了企业级可用性、可扩展性和性能。
 
HP StorageWorks NAS 4000s对于需要服务器/存储整合与入门级存储区域网（SAN）连接性的企业是理想的解决方案。NAS 4000s采用146 GB通用硬盘，可扩展至48 TB。它支持许多HP StorageWorks后端存储阵列，包括EVA3000和MSA1000阵列。通过网络连接存储（NAS）与存储区域网（SAN）的融合，NAS 4000s支持有效的存储，并提供全面的存储解决方案。此外，拥有NAS 4000s，只需通过高级数据保护（ADG）、全面集成的软件包、无单点故障集群配置，便可获得出色的可用性。NAS 4000s构建在Windows Storage Server 2003之上，在一款经济高效的网络连接存储（NAS）/存储区域网（SAN） 融合解决方案中，提供了多协议文件服务和全新打印服务功能。

    2. SAN光纤交换机推介

    （1）IBM 2109 M12 型光纤交换机

#$[*182178.jpg*#IBM 2109 M12（点击看大图）*#0*#0*#center*]$#

    IBM 2109 M12 型光纤交换机是属于支持高扩展度的大型光纤企业存储区域网的核心光纤网络交换机，它采高端口密度封装，大大节省了空间。 

    2109 M12型光纤交换机可提供高达2Gbit/s的吞吐率和8Gbit/s的汇聚速度，提供优异的交换性能。当与能够连接数千台设备的双冗余核心/边缘光纤网络一起部署时，可以提供企业级的可扩展性和高可用性。具备丰富的 IBM 开放服务器和存储支持选项，包括光纤公共环路和专用环路连接。可从一台32端口的交换机扩展为两台64端口的交换机。节省空间的小型可插拔（SFP）收发器使整个交换机可以在14U机箱中提供多达128个端口的光纤通道连接。具备多种 SAN 管理选项，包括 IBM TotalStorage SAN Switch Specialist、Fabric Manager V3 和用于大型核心/边缘光纤网络集中化管理的开放网络接口。 

    （2）HP FC 1 Gb/2 Gb Entry Switch 8b

#$[*182187.jpg*#HP FC 1 Gb/2 Gb Entry Switch 8b（点击看大图）*#0*#0*#center*]$#

    HP Surestore FC 1 Gb/2 Gb Entry Switch 8b是一款8端口自动检测光纤通道构造入门级交换机。它可以低成本、高效率地实现服务器与存储设备间的1 Gb/s和2 Gb/s连接。这款交换机是那些需要入门级存储连接，或者需要集群解决方案的商业客户的理想选择，它与1 Gb/s或2 Gb/s SAN设备无缝连接，可以部署下一代的技术，同时保护客户现有基础平台上的投资。 

    这款交换机提供一个E_port, 所有8个端口都支持构造或构造环连接。它捆绑WEB TOOLS和QuickLoop, 便于管理，同时为原有的光纤通道仲裁环（FC-AL）提供支持。通过购买升级许可密钥，这款入门级交换机可以轻松扩展为包含Fabric Watch和Advanced Zoning的全构造交换机。

    （3）Cisco MDS 9216

#$[*182199.jpg*#Cisco MDS 9216（点击看大图）*#0*#0*#center*]$#

    这是Cisco（思科）公司适用于中型SAN网络而开发的可伸缩、智能化、模块化的交换机。Cisco MDS 9216 多层光纤交换机提供16到48个端口（其性能可达2Gbps）以及改进了可用性的模块化设计。它为iSCSI或FCIP连接提供8千兆位以太网端口。它包含虚拟SAN（VSAN）功能，可用于在单个物理光纤网上进行SAN 整合以形成虚拟SAN岛。它为大型企业级SAN部署提供综合安全性。

    数据存储其实所涉及的技术非常之多，不仅有以上介绍的各种宏观方案，而且还有许多存储网络内部的设备连接技术，如iSCSI、FCIP和InfiniBand等微观技术。尤其是iSCSI技术，它是NAS和SAN走向融合的重要途经，也是实现NAS存储方案性能向SAN方案靠拢的新途经。这些技术均是目前最新的数据存储技术，由于篇幅的原因，在此不作一一介绍了。

    在DAS、NAS和SAN这三种存储方案中，我们也不能一味地说哪个方案更好，其实这要根据不同的企业实际和应用需求而定，任何方案除了要考虑到它的性能外，还要考虑它的实现成本，只有符合非常好的性价比的方案才是好方案。如一个只有10多人的小办公室企业，而且所进行的网络应用也非常简单，只是一般的意义上的营销存储和行政文档存储，此时我们只需采用最传统的DAS存储方式，因为这种方案对于这类企业性能比最高，如果硬是说要采用NAS，甚至SAN，则企业所需的投资会大许多，而得到的实际意义却很微小，对于企业来说是根本不值得的。当然如果企业网络规模较大，而且需要与分支机构进行镜像存储，则最好选用SAN，至少应采用NAS与SAN方案混合的方式，尽管，NAS和SAN方案的成本非常高，但这类企业的数据存储只能采用这种方式才能很好地满足企业存储需求。