NAS存储技术整理篇

1、数据冗余
存储冗余在提高访问速度，容灾，容错方面有很大的应用，代价就是使用的多余的存储空间。数据库中的数据冗余也是相仿的。
我的理解：如果有两个设备A与B 它们放的数据内容是一样的。为了在容错方面更加有保障所以要有两个一旦A坏了我们可 以启用B来顶。同样的道理。
在设计数据表字段的时候其实也会用到冗余的原理！
如果一个表字段在另一个表中也有。这样理论上讲其实是一种空间的浪费。但是这样设计能够做到不用做表关联。所以这是一种合理的数据冗余。
象RAID磁盘阵列就是数据冗余，利用冗余数据提高数据的安全性，当部分磁盘损害后不影响数据的安全性。优点是数据安全，缺点是费用高，有的还影响性能，越安全的性能越高的费用越高。

数据冗余技术是使用一组或多组附加驱动器存储数据的副本,这就叫数据冗余技术。比如镜像就是一种数据冗余技术。

NAS存储技术

转自：http://wangxb.blog.51cto.com/89889/24208
随着网络的普及，网络存储这个概念越来越受到人们的重视，如何有效的存储数据，在出现问题时能快速恢复数据，实现最大限度的数据冗余与备份呢?很多公司都 选择了物美价廉的NAS作为数据存储的设备。一方面NAS的海量存储空间可以满足容量上的需求，另一方面NAS的冗余功能可以保证数据的有效性，不会造成 数据的轻易丢失.
［理解：采用NSA作存储其中使用的是用RAID作数据冗余处理！比如有一个NAS存储柜存了五块硬盘可能拿出一块出来作RAID用。实际的存储能力只有四块硬盘］
　　那么当公司购买了NAS设备之后我们如何安装它，如何配置它为我们发挥最大功效呢?今天就请读者们跟我一起手把手的玩转NAS吧。

图1：NAS存储设备（点击看大图）
　　功能篇:
　　NAS是(Network Attached Storage)的简称，中文称为网络附加存储。在NAS存储结构中，存储系统不再通过I/O总线附属于某个特定的服务器或客户机，而是直接通过网络接口与网络直接相连，由用户通过网络来访问。

［你可以把NAS当成电脑的硬盘来看。电脑的硬盘是需要通过IO总线的方式与服务器进行连接的。不能直接说将其连接到网络上去。这样也无法识别。而NAS就不同它能够直接连接到网络接口。通过网络直接访问到这台NAS柜从这个意义来讲它更像是一台独立的服务器只不过它的主要功能是在存储上！］

      NAS实际上是一个带有瘦服务的存储设备，其作用类似于一个专用的文件服务器，不过把显示器，键盘，鼠标等设备通通省去，NAS用于存储服务，可以大大降低了存储设备的成本，另外NAS中的存储信息都是采用RAID方式进行管理的，从而有效的保护了数据。
      在访问资源方面也非常方便，用户访问NAS同访问一台普通计算机的硬盘资源一样简单，甚至可以通过设置NAS设备为一台FTP服务器，这样其他用户就可以通过FTP访问NAS中的资源了。在管理方面也可以通过网页浏览的方式进行管理。
　　小提示:
　　什么是瘦服务器，所谓瘦服务器就是指在普通服务器的基础上减少了显示器，键盘，鼠标等设备后所形成的服务器，他不是完整的服务器但仍然可以正常工作。
      另外目前很多厂商出的NAS产品在接口方面增加了PS2口和USB口甚至显示器接口，可以说在硬件配置上NAS产品越来越接近一台真真正正的服务器了，离服务器的越来越近在NAS的使用和故障排除上也变得更加简单了。



安装篇:

　　由于笔者公司添置的是清华诚志公司出品的macrostor nas产品，所以本文将对该产品的安装配置进行全面介绍，其他厂商的NAS产品安装配置方法基本类似，读者们可以自行举一反三去操作。
　 　该产品是由5块80G的硬盘组成的，5块硬盘之间采用RAID5做数据冗余工作，也就是说可用容量为80*4=320G硬盘空间。我们先来看看该产品的 外观，前方面板如图1所示，放大后可以看到有几个显示灯，(如图2)该款NAS有两个网卡，分别对应图中的LAN1，LAN2指示灯。SYS灯是电源灯， 而HDD处的4个灯分别对应4块硬盘(因为一块硬盘用于RAID5，所以这里只有4个灯)

图2：存储设备前面板
　　我们再来看后方面板(如图3)，在这里可以清晰的看到两个网卡RJ45接口。

图3：存储设备后面板（点击看大图）
　　小提示:
　　为什么5块硬盘只有320G空间呢?80*5应该是400G。这是因为为了保证NAS数据的完整性，NAS使用RAID5作为数据备份，拿出1块硬盘的空间做冗余数据，所以实际上可以用于存储的容量只有四个硬盘即上面所说的320G空间。
　　那么如何安装NAS供网络存储呢?具体步骤如下:
　　第一步:将NAS的电源接好，并把网线接在一个网卡的RJ45接口上并启动NAS，NAS启动后会看到前方HDD处的4个硬盘灯开始闪烁。
　　第二步:初次设置NAS时需要用一台计算机A与NAS设备通过网线直接连接，然后进行初始化操作。说明书上记录了该款NAS的默认IP为192.168.0.201。
　　第三步:将与NAS相连的计算机A的IP地址设置为192.168.0.1，子网掩码为255.255.255.0,网关地址为192.168.0.201。
　　第四步:在计算机A上启动浏览器，地址栏处输入成功访问NAS系统。(如图4)

图4：访问NAS系统
　　第五步:在NAS登录界面中输入ROOT的密码就可以进入NAS的配置界面了。(如图5)(macrostor nas产品的ROOT密码默认为admin)完成此步后意味着我们已经成功完成NAS设备的安装了。
　　小提示:
　 　大多数NAS产品都会有一个配套光盘，我们可以通过光盘中的配置工具对NAS进行设置，更加方便简单，而且利用这些工具我们可以在不知道NAS默认IP 的情况下对其配置。macrostor nas产品在其配套光盘中提供了一个名为MacroStorAssist.exe的工具，启动该软件后会自动搜索NAS服务器，(如图6)搜索到NAS服 务器后点下方的“服务器管理”按钮就会自动跳转到NAS管理界面了，是不是非常方便呢?
　　总结:
　　至此我们完成了全部的NAS安装操作，如果不进行进一步配置分配权限和空间的话NAS还只能被一台计算机使用不能为公司整个网络服务，因此下期我们将为大家介绍如何配置NAS让其更好的为公司内部网络服务，另外对于NAS的故障排除方法我们也会给出完整的思路。


配置应用篇:
　　一、修改NAS的访问IP地址
　　清华诚志公司出品的macrostor nas产品默认管理IP为192.168.0.201,可是如果公司的内部网是以10开头的内部地址，就不能正常访问该NAS了，现在需要修改NAS的默认管理IP让公司其他人员可以通过网络访问。
　　第一步:安装好NAS并登录NAS的管理界面。(如图1)

图1：登录NAS管理界面（点击看大图）
　　第二步:从左边列表中选择“系统组态设定->基本组态设定”，接着点击“网络卡1”标签(该网卡将接到公司的交换机上，即要将其设置为符合公司的内部IP)。
　　第三步:在网络卡1标签中将其IP地址(10.82.0.30)，子网掩码及网关地址设置为符合公司规定的网络参数，(如图2)设置完毕后点“套用”按钮生效。

图2：设置IP信息（点击看大图）
　　第四步:至此公司内部所有人员都可以通过“开始->运行->输入\\10.82.0.30来访问NAS的资源，(如图3)NAS就可以应用到公司网络中了。

图3：访问NAS资源（点击看大图）


二、创建NAS共享目录及帐户

　　NAS虽然已经投入了使用但默认只有一个用户ROOT，而且只有home和PUBLIC1两个目录，不利于管理也不利于安全。还需要加强这方面的设置，进行目录管理和权限分配，让公司职工安全有效的使用NAS的资源。
　　共享目录的管理:
　　第一步:用ROOT权限登录NAS管理界面，选择“系统权限设定->共享资料夹设定”。(如图4)

图4：登录NAS管理界面（点击看大图）
　　第二步:在“共享资料夹设定”的“共享资料夹”标签中点“新增”按钮添加新的共享文件夹。(如图5)确定后生效。

图5：新增共享文件夹（点击看大图）
　　用户帐号的管理:
　　第一步:选择“系统权限设定->使用者帐号设定”。(如图6)

图6：使用者帐号设定（点击看大图）
　　第二步:点“新增”按钮后按照提示设置用户帐号和密码还有限额等参数。(如图7)设置完毕点“确定”生效，成功创建了softer这个用户。

图7：设置用户帐号和密码（点击看大图）



三、配置用户权限及共享目录访问权限

　　虽然我们可以创建很多个用户，但是对不同的用户需要设置不同的权限，我们不能让随便一个公司员工都可以访问NAS的管理界面。所以配置用户权限也是必不可少的工作。
　　第一步:用ROOT权限登录NAS管理界面，在左边选择“系统权限设定->使用者族群设定”，就可以看到所有用户所在的用户组了，NAS默认有三个用户组供我们选择，分别为admins,guests,users。(如图8)

图8：设置用户组（点击看大图）
　　第二步:我们在右边的“族群成员”下就可以通过“加入”按钮添加用户到指定组了。
　　虽然用户的权限进行了划分，但是在同一个用户组的帐户所访问的目录也要有一定的区别，这样就要对相应的目录权限进行再划分了。
　　第一步:用ROOT权限登录NAS管理界面，在左边选择“系统权限设定->共享资料夹设定”。
　　第二步:在右边界面中选择“WINDOWS使用者权限”接着根据实际情况对某一个目录分配用户的存取及读写权限。(如图9)

图9：分配用户存取及读写权限（点击看大图）
　　四、设置紧急情况通知机制
　　NAS刚刚配置完毕，很可能会存在问题，如何让网络管理员第一时间了解NAS出的问题呢?其实NAS内置了紧急情况EMAIL通知的功能。
　 　用ROOT权限登录NAS管理界面，选择“系统组态设定->事件通报设定”，然后输入smtp邮件服务器及邮件地址即可在紧急情况下通过 EMAIL通知网络管理员，(如图10)再结合EMAIL邮箱的短信通知功能，网络管理员就可以第一时间掌握NAS设备的运转情况了。

图10：设置SMTP邮件服务器信息（点击看大图）

　　小提示:
　 　NAS设备是通过5块硬盘做RAID5实现的，所以在日常使用中千万不要直接把电源关闭，因为直接切断电源再开机的话硬盘将初始化RAID表，对硬盘非 常有害，所以要想关闭NAS请使用管理界面中的工具箱下的关机/重新激活来软关机。另外自动备份还原等工具都存储在NAS设备的配套光盘中，我们可以通过 那些软件更方便快捷的管理文件资源。


五、启动NAS的FTP服务

　　因为NAS磁盘空间很大，所以很多公司都希望NAS能够担当FTP服务器的角色，方便公司内部员工的资源访问，这款NAS产品内置了FTP服务功能，我们通过简单的配置就可以将NAS转换为一个FTP服务器，而FTP登录帐号和权限依照NAS中设置的帐号和权限应用。
　　第一步:用ROOT权限登录NAS管理界面，选择“网络通讯设定->网际网络设定”。
　　第二步:在右边界面的“网际网络设定”标签下将“激活档案传输ftp服务”前打上对勾。(如图11)NAS就会自动虚拟成一台FTP服务器。

图11：虚拟一台FTP服务器（点击看大图）
　　小提示:
　 　我们启动了NAS的FTP功能之后所有NAS中的帐号都可以通过FTP访问了，不过有一个例外就是ROOT帐户，可能是系统因为安全性的关系将该帐号设 置为不能登录FTP服务器，如果你使用正确的ROOT帐户和密码访问FTP就会出现拒绝访问的提示。(如图12)也就是说ROOT帐户只能用于NAS管理 而不能用于其他操作。

图12：访问权限
　　六、NAS的简单故障排除
　　NAS出问题的情况不是很多，但由于他与普通的服务器不同，不能通过简单的检测工具来查看，也不能连接显示器进行故障分析。所以我们只能通过NAS的状态灯来判断。
　　第一步:查看网络接口灯的状态，检测方法类似于网卡。如果网线接在LAN1口而LAN0口什么都没有连接的话，应该会看到LAN1口的灯处在闪烁状态，长亮或者不亮都是不正常的。而LAN0口由于什么设备都没有连接灯应该是灭的状态。
　　第二步:如果网络接口没有异常的话应该看下NAS设备前面板的SYS灯，正常情况应该是常亮不闪烁。
　　第三步:查看NAS设备中的硬盘工作是否正常，四个硬盘灯应该处于闪烁状态。如果灭了则说明该指示灯对应的硬盘出现问题。

NAS存储技术历史资料大整合

  转自：
网上应用的数据量在迅速膨胀，使数据管理变得越来越复杂。为了简化网络数据管理的复杂性，近年来出现了存贮网络技术。它将硬盘系统与单个的应用服务器脱离，直接挂在网上，将分散的数据集中管理。

回顾构成整个网络环境的几个关键部件的发展历程，CPU经历了由80286、80386、……、Alpha G Hz等过程，可以说目前CPU技术为当前提供了一个比较好的计算环境，而网络带宽由10M、100M发展到目前技术成熟的1000M以太网为当前网络发展 提供了足够的带宽，而硬盘的容量也在飞速发展，目前一个硬盘的容量25GB也是常事，但是从始至终一直有一个制约硬盘发展的问题没有得到很好的解决，这就 是磁头臂机械移动速度一直没有得到提高，但磁头臂的机械移动速度却已经达到了一个极限。硬盘就好比一个瓶子，瓶肚越来越大，但瓶口却是一直没有改变。（特别是数据库的读写IO上面更是很容易出现这样的瓶颈出来！）

针对I/O是整个网络系统效率低下的瓶颈问题，专家们提出了许多种解决办法。其中抓住症结并经过实践检验为最有效的办法是：将数据从通用的应用服务器中分离出来以简化存储管理。问题：


　　由图1可知原来存在的问题：每个新的应用服务器都要有它自己的存储器。这样造成数据处理复杂，随着应用服务器的不断增加，网络系统效率会急剧下降。

　　解决办法：


　　从图2可看出：将存储器从应用服务器中分离出来，进行集中管理。这就是所说的存储网络（Storage Networks）。

　　使用存储网络的好处：

　　1． 统一性：形散神不散，在逻辑上是完全一体的。
　　2． 实现数据集中管理，因为它们才是企业真正的命脉。
　　3． 容易扩充，即收缩性很强
　　4． 具有容错功能，整个网络无单点故障。

　　专家们针对这一办法又采取了两种不同的实现手段，即NAS（Network Attached Storage）网络直联存储器和SAN(Storage Area Networks)存储区域网。

NAS：用户通过TCP/IP协议访问数据，采用业界标准文件共享协议如：NFS、HTTP、CIFS实现共享。
　　SAN：通过专用光纤通道交换机访问数据，采用SCSI接口。

什么是NAS和SAN的根本不同点？

　　NAS和SAN最本质的不同就是文件管理系统在哪里。如图：
　　由图3可以看出，SAN结构中，文件管理系统（FS）还是分别在每一个应用服务器上；而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议使用同一个文件管理系统。

NAS是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。SAN是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。将来从桌面系统到数据集中管理到存储设备的全面解决方案将是NAS加SAN。

NAS性能分析
  1．NAS与磁盘阵列的区别

　　NAS是一台服务器，有自己的核心，如CPU、内存、、磁盘系统，而磁盘阵列只是一个存储介质。
　 　NAS直接接到交换机或集线器上，磁盘阵列接到服务器后端。NAS不依赖于服务器，NAS有自己的文件管理系统，把服务器管理文件的包袱卸掉，提高服务 器性能，磁盘阵列没有自己文件管理系统，完全依托于服务器，当数据流量很大时，给服务器造成的压力很大，易形成I/O瓶颈，使整个网络系统性能降低。
　　磁盘阵列技术的出现，是为了提高数据存储的可靠性。它用效率来换取可靠性。NAS把磁盘阵列技术融合在它的文件系统中，这样既提高了数据的可靠性，又利用磁盘的并行操作，提高了系统的整体性能。

2．NAS比磁盘阵列快的原因

　　控制普通磁盘的是通用操作系统，如UNIX或NT, 控制磁盘只是其职能中的一部分，I/O操作算法效率不高。而NAS的操作系统是专用的，它只管磁盘I/O，算法效率最高。

　 　通用文件服务器的CPU当进行I/O操作时，系统发生中断，等待I/O完成后才能恢复应用运行。在有NAS的系统中，应用程序需要进行磁盘I/O操作 时，I/O操作由NAS完成，在磁盘I/O操作中最费时间的是写操作，NAS将写请求先写到NVRAM(不掉电内存)中，这个动作完成后，应用程序即可恢 复运行，所以效率要高得多。

　　磁盘操作慢的根本原因在于磁头臂的查找是机械动作，所以减少磁头臂的移动次数是提高效率的关键。 NAS对磁盘的I/O操作算法，尤其是写操作，比通用操作系统做了极大的改进，它最大限度地减少了磁头臂的移动次数。其算法保证磁头总是停留在一个可写的 位置上，并从这个位置连续写下去。

　　通常的RAID(磁盘阵列)系统，对于通用操作系统来说是外加的，是额外负担。人们使用 RAID是为了得到高可靠性，但这是以牺牲一定的系统效率做前提的。NAS的RAID系统是设计在它的专用操作系统中的，它不仅不是额外负担，相反由于多 个磁盘的磁头臂可以同时并行读写，所以I/O速度更高了。