IPSAN与NAS

IPSAN

　　存储网络发展：
　　企业存储技术发展日新月异，早期大型服务器的DAS 技术（Direct AttachedStorage，直接附加存储，又称直连存储），后来为了提高存储空间的利用及管理安装上的效率，因而有了SAN（Storage AreaNetwork，存储局域网络）技术的诞生，SAN 可说是DAS 网络化发展趋势下的产物。早先的SAN 采用的是光纤通道（FC，FiberChannel）技术，所以在iSCSI出现以前，SAN 多半单指FC 而言。一直到iSCSI 问世，为了方便区别，业界才分别以FC-SAN
　　及iSCSI-SAN的称呼加以分辨。紧接着，为了能在多用户网络环境中，做好档案集中化分享管理的工作，采用全然不同于以往的文件协议（FileProtocol）数据存取方式的NAS（Network AttachedStorage；网络附加存储）方案也应运而生。它的出现，为以太网络的成熟及重要，做了最佳脚注。日益发展及成熟的因特网，更进一步成为了IP存储方案成长壮大的最佳腹地及平台，现成的架构、协议、标准、基础设施及管理工具，莫不吸引着寻求最佳存储方案者的目光。此背景，加上FC-SAN高不可攀的成本及管理门坎的障碍，另一存储成员iSCSI（InternetSCSI）也来报到了。iSCSI 的出现，标志着低价化SAN方案的问世。
　　从IP SAN 到iSCSI SAN所谓iSCSI 亦即通过IP 网络，将SCSI区块数据转换成网络封包的一种传输标准，它和NAS 一样通过IP 网络来传输数据，但在数据存取方式上，则采用与NAS 不同的，而与FC-SAN相同的Block Protocol 协议。iSCSI 最早是由IBM 和Cisco 于2001 年制定的。事实上，为了解决FC-SAN在价格及管理上的诸多门坎，各家早有不同协议的IP SAN的研究开发。这些IP SAN 的架构，其实与iSCSI大同小异，只不过并非走标准化的协议（事实上，在iSCSI 标准化之前，也没有什么标准不标准的问题），而是各家自行研发的协议，所以基本上各家IPSAN 是不兼容的。
　　IPSAN基于十分成熟的以太网技术，由于设置配置的技术简单、低成本的特色相当明显，而且普通服务器或PC机只需要具备网卡，即可共享和使用大容量的存储空间。由于是基于IP协议的，能容纳所有IP协议网络中的部件，因此，用户可以在任何需要的地方创建实际的SAN网络，而不需要专门的光纤通道网络在服务器和存储设备之间传送数据。同时，因为没有光纤通道对传输距离的限制，IP SAN使用标准的TCP/IP协议，数据即可在以太网上进行传输。IPSAN网络对于那些要求流量不太高的应用场合以及预算不充足的用户，是一个非常好的选择。
　　IP-SAN与SAN的区别：
　　光纤通道（FCSAN），是前几年发展起来的存储区域网第一种存在形式。该类SAN的体系架构。显然，这种SAN以处理数据的多种服务器为中心，存在两张网，一张是面对应用网（或Client/Server架构或Browzer /Web server架构）；另一张是存储网（由主机中的FCHBA卡、FC交换机及存储设备三层结构组成的SAN），它专门解决主机系统对磁盘的块级（Block-Level）存储数据调用。这也是使用SAN的原因之一。因为NAS除了未建立独立的存储网外，另一个重要原因是它只能解决对文件级的调用。只有SAN才能支持数据库的块级调用。FC是针对传统SCSI电缆长度有限而发展起来的另外一种特殊的高技术。
　　但专业人士认为，应该寻求一种新的方式，以与应用网相同的体系架构、技术标准去构造存储网。这不论从技术构造上，还是从经济成本分析角度看，无疑都是理想的。为此，以IP网络起家的网络厂商巨头Cisco及主机厂商巨头IBM联手，于2001年1月发起成立IETF工作组，专门研究与开发iSCSI技术标准，以此统一应用与存储分开的两种网络类型。几十家专业化IT公司的共同努力，IETF的iSCSI RFC标准终于在2003年2月中旬通过。至此，产生了与应用网完全同构的存储区域网，即IETF iSCSI标准支持的IP SAN。
　　FCSAN是在iSCSI标准产生的前4年出现的存储区域网架构，带有相当程度的应用催生特点。它目前在世界SAN市场的占有率约为12%，在中国SAN市场占有率约为5%。FC SAN大多应用在性能要求较高的金融、电信等领域。去年下半年，随着Brocade等厂家低端光纤交换机价格的下调，FCSAN也开始应用于低端。但是FCSAN除了高价外，最主要的问题是它与应用网络的异构性。这种异构性使得占市场大多数的中低端客户，因面对相对陌生、复杂的FC技术望而却步。
　　对各行各业的IT技术人员而言，网络技术是基于Ethernet及TCP/IP构筑的，它们的许多应用已建立在Internet的架构之上，并期待着存储网络化最终会向这个方向迈进。过去IT发展的历史已经说明，包括Token-Ring、FDDI、ATM以及Bell发明了一百余年的、面向连接的语音交换技术，都将统一融合到TCP/IP为基本架构的Internet上去。SAN也将向基于IP网络方向发展。
　　IETF的iSCSI标准，是为了将高速的系统内部块级存储访问，推广到Internet上，这必然会面临高数据流量、低延迟等性能问题、数据安全性问题以及系统级高容错要求所产生的通信交互规则等核心技术难点。这也是一个技术标准在IETF历史上历时长达三年多的根本原因，并使包括IBM、HP、SUN、COMPAQ、DELL、Intel、Microsoft、EMC、HDS、Brocade等50余家厂商一起参与的原因。
　　其实FCSAN的弱点是它的物理机理决定的，它无法使存储设备随它在Internet上运行，从而无法满足应用前端对存储数据“无时不有、无处不在”的要求。FCSAN的物理覆盖有限，不超过50公里。这样容易形成存储孤岛。物理覆盖有限面临的第一个挑战是异地备份解决方案如何基于FC SAN设计。
　　当年人们解决信息孤岛问题，发展网络技术，产生通信子系统，用了大约20年的时间，使得IT技术大踏步地发展到今天，而今又面对存储孤岛问题。存储孤岛无法解决地理阻断对系统级数据的Housekeeping问题，包括数据迁移、复制、备份等不同级别的存储系统数据整合问题。 现在，IETF的iSCSI标准通过了。目前，可以从相对吞吐量较少的应用开始做起，待万兆以太网10GBitEthernet商业化运作成为事实后，再解决互联网的带宽问题。
　　IP-SAN的优势:
　　1. 价格合理的存储合并功能与更为简化的集中数据管理功能实施过程简单。
　　2. IP网络技术相当成熟，IP-SAN减少了配置、维护、管理的复杂度。企业现有的网络管理人员就可以完成日常的管理与维护工作。3.
　　3. 因为是基于IP网络的存储系统，所以数据迁移和远程镜像非常容易，只要网络带宽支持，基本没有距离限制，更好的支持异地容灾。和现有网络基础结构融合，
　　支持跨平台数据共享。
　　4. IP SAN有三个无限：基于以太网没有速度限制；没有距离限制，可无缝连接，实现低价格的远程容灾；没有容量限制。
　　5. 基于IP网络的存储系统，以传统以太网的价格实现同等于光纤网络的性能，实现真正的即插即用Plug & Play，无需客户端软硬件升级、零维护成本、使用人员无
　　需技术培训，降低企业的拥有成本与维护成本，而且升级扩容简单方便

 

NAS（Network Attached Storage：网络附属存储）是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。按字面简单说就是连接在网络上,具备资料存储功能的装置，因此也称为“网络存储器”。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心，将存储设备与服务器彻底分离，集中管理数据，从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储，而效率却远远高于后者。

　　NAS定义
　　NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器，包括存储器件（例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功能。NAS通常在一个LAN上占有自己的节点，无需应用服务器的干预，允许用户在网络上存取数据，在这种配置中，NAS集中管理和处理网络上的所有数据，将负载从应用或企业服务器上卸载下来，有效降低总拥有成本，保护用户投资。
　　NAS本身能够支持多种协议（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站，采用IE或Netscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。
　　SAN 和NAS的区别：
　　SAN是一种网络，NAS产品是一个专有文件服务器或一个只能文件访问设备。
　　SAN是在服务器和存储器之间用作I/O路径的专用网络。
　　SAN包括面向块（SCIS）和面向文件（NAS）的存储产品。
　　NAS产品能通过SAN连接到存储设备
　　NAS的外观
　　NAS是功能单一的精简型电脑，因此在架构上不像个人电脑那么复杂，像键盘、鼠标、荧幕、音效卡、喇叭、扩充漕、各式连接口等都不需要；在外观上就像家电产品，只需电源与简单的控制钮。NAS在架构上与个人电脑相似，但因功能单纯，可移除许多不必要的连接器、控制晶片、电子回路，如键盘、鼠标、USB、VGA

等。

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解析NAS在六个行业中的应用

　　NAS能够满足那些希望降低存储成本但又无法承受SAN昂贵价格的中小企业的需求，具有相当好的性能价格比。究竟哪些行业可以使用到NAS设备呢？首先，看这个单位的核心业务是否建立在某种信息系统上，对数据的安全性要求很高；其次，看该信息系统是否已经有或者将会有海量的数据需要保存，并且对数据管理程度要求较高；最后，还可以判断一下网络中是否有异构平台，或者以后会不会用到。如果上述有一个问题的答案是肯定的，那么就有必要重点考虑使用NAS设备。
　　1、办公自动化NAS解决方案
　　办公自动化系统(OA)是政府机构和企业信息化建设的重点。现代企事业单位的管理和运作是离不开计算机和局域网的，企业在利用网络进行日常办公管理和运作时，将产生日常办公文件、图纸文件、ERP等企业业务数据资料以及个人的许多文档资料。传统的内部局域网内一般都没有文件服务器，上述数据一般都存放在员工的电脑和服务器上，没有一个合适的设备作为其备份和存储的应用。由于个人电脑的安全级别很低，员工的安全意识参差不齐，重要资料很容易被窃取、恶意破坏或者由于硬盘故障而丢失。
　　从对企事业单位数据存储的分析中可以看出，要使整个企、事业单位内部的数据得到统一管理和安全应用，就必须有一个安全、性价比好、应用方便、管理简单的物理介质来存储和备份企业内部的数据资料。NAS网络存储服务器是一款特殊设计的文件存储和备份的服务器，它能够将网络中的数据资料合理有效、安全地管理起来，并且可以作为备份设备将数据库和其它的应用数据时时自动备份到NAS上。
　　2、税务NAS解决方案
　　税务行业需要的是集业务、信息、决策支持为一体的综合系统。行业业务系统主要是税收征管信息系统，还有税务业务信息、通用业务信息等。整个系统将行政办公信息、辅助决策信息与业务系统结合起来，组成一个通用的综合系统平台，从而形成一个完整、集成、一体化的税务业务管理系统。
　　税务行业的业务数据资料、日常办公文件资料及数据邮件系统非常重要，一旦数据资料丢失将会给日常工作和整个地区的税收工作带来麻烦。保证整个数据资料的安全运行及应用成为了税务行业中一个必须解决的现实问题。解决这个问题的办法，就是将这些数据资料存储或备份到一个安全、快速、方便的应用环境中，以此来保证税务行业数据的安全运行。
　　为合理解决数据业务资料备份和存储的问题，可以使用一台NAS网络存储服务器来存储和备份业务数据资料以及日常办公数据。在业务主机内，数据库里的信息资料直接通过数据增量备份功能备份到NAS中。连同局域网内部的业务资料以及工作人员的日常办公文件资料或是基于光盘的数据资料，都可以存储到NAS服务器上，以便工作人员随时使用和浏览这些数据资料。使用NAS后，管理员能够有效、合理地安排和管理其内部数据资料，使数据文件从其它网络机器上分离出来，实现数据资料的分散存储，统一管理数据资料环境系统。
　　3、广告NAS解决方案
　　广告设计行业是集市场调研、行销策略、创意生产、设计执行、后期制作和媒介发布为一体的综合服务行业。
　　现在很多广告公司的数据存储模式比较落后，成本较高且效率低下，主要问题在于数据安全性差；整体数据量大以及原有大量陈旧的数据难以存储管理；存在多操作系统平台，设备繁杂导致存放的数据难以共享和管理，造成效率低下；广告设计人员的离职造成设计资料无辜丢失。采用NAS存储和备份广告设计行业网络中的业务数据资料，实现数据的集中存储、备份、分析与共享，依据设计研究单位对不同数据的不同要求，充分利用现有数据，合理构建广告设计行业的数据存储平台，从而提高了信息资料的传送速度，节省了时间，提高了工作效率。
　　4、教育NAS解决方案
　　自提出”校校通”工程后，各个学校都在积极建设自己的校园网，以便将来能及时适应信息时代的发展。随着”校校通”工程逐步到位，”资源通”成为下一步信息化建设的重点，具体体现在学校需要大量的资源信息以满足学生与教师的需求。随着校园内数据资源不断增加，需要存储数据的物理介质具有大容量的存储空间和安全性，并要有非常快的传输速率，确保整个数据资料的安全、快速存取。
　　目前，在校园网建设过程中偏重于网络系统的建设，在网络上配备了大量先进设备，但网络上的教学应用资源却相对匮乏。原有的存储模式在增加教学资源时会显现很多弊病：由于学校传统的网络应用中所有教育资源都存放在一台服务器上，具有高性能与高扩展能力的服务器成本较高；教学资源的访问服务会与应用服务争夺系统资源，造成系统服务效率的大幅下降；应用服务器的系统故障将直接影响资源数据的安全性和可用性，给学校的教学工作带来不便。
　　针对这些问题，可以引入NAS设备来实现集中存储与备份。
　　（1）.NAS提供了一个高效、低成本的资源应用系统。由于NAS本身就是一套独立的网络服务器，可以灵活地布置在校园网络的任意网段上，提高了资源信息服务的效率和安全性，同时具有良好的可扩展性，且成本低廉。
　　（2）.提供灵活的个人磁盘空间服务。NAS可以为每个学生用户创建个人的磁盘使用空间，方便师生查找和修改自己创建的数据资料。
　　（3）.提供数据在线备份的环境。NAS支持外接的磁带机，它能有效地将数据从服务器中传送到外挂的磁带机上，保证数据安全、快捷备份。
　　（4）.有效保护资源数据。NAS具有自动日志功能，可自动记录所有用户的访问信息。嵌入式的操作管理系统能够保证系统永不崩溃，以保证连续的资源服务，并有效保护资源数据的安全。
　　5、医疗数据存储NAS方案
　　医院作为社会的医疗服务机构，病人的病例档案资料管理是非常重要的。基于CT和X光的胶片要通过胶片数字化仪转化为数字的信息存储起来，以方便日后查找。这些片子的数据量非常大而且十分重要，对这些片子的安全存储、管理数据与信息的快速访问以及有效利用，是提高工作效率的重要因素，更是医院信息化建设的重点问题。据调查，一所医院一年的数据量将近400GB，这么大的数据量仅靠计算机存储是胜任不了的，有的医院会使用刻录机将过去的数据图片刻录到光盘上进行存储，但这种存储解决方式比较费时，且工作效率不高。医院需要一种容量大、安全性高、管理方便、数据查询快捷的物理介质来安全、有效地存储和管理这些数据。使用NAS解决方案可以将医院放射科内的这些数字化图片安全、方便、有效地存储和管理起来，从而缩短了数据存储、查找的时间，提高了工作效率。
　　6、制造业NAS解决方案
　　对于制造业来说，各种市场数据、客户数据、交易历史数据、社会综合数据都是公司至关重要的资产，是企业运行的命脉。在企业数据电子化的基础上，保护企业的关键数据并加以合理利用已成为企业成功的关键因素。因此，对制造行业的各种数据进行集中存储、管理与备份，依据企业对不同数据的不同要求，从而合理构建企业数据存储平台。采用NAS的存储方式是比较适合的，可以实现数据的集中存储、备份、分析与共享，并在此基础上充分利用现有数据，以适应市场需要，提高自身竞争力。
　　综上所述，在数据管理方面，NAS具有很大优势，在某些数据膨胀较快、对数据安全要求较高、异构平台应用的网络环境中更能充分体现其价值。另外，NAS的性能价格比极高，广泛适合从中小企业到大中型企业的各种应用环境。