网 络 附 加 存 储 NAS

--- 早期中小企业中，数据存储大多是通过总线、I/O系统或者以单机方式工作的。随着网络技术的发展，存储开始从单机向多机及专用机方向转变，数据的共享与传递也逐渐从依赖主机系统向依赖网络系统过渡。究其原因在于传统中小企业多采用以服务器为中心的存储体系，当业务数据增长到一定程度时，固有的一些缺欠（如无自己的主机处理系统、无法实现数据共享及不易扩容等）凸显，形成数据传输瓶颈，降低了存储系统的可靠性。

---- 网络附加存储（Network Attached Storage,NAS）作为专用数据存储服务技术，克服了传统存储体系中的诸多问题，正逐渐应用于Web、电子商务、企业软件开发、邮件服务和文件共享等方方面面，特别是中小型企业中的关键性系统和业务，更是NAS主要应用对象。

---- 为了让这些用户了解NAS技术如何服务于企业存储，我们仅就中小企业的业务特点，通过几个典型的应用，阐述NAS的真谛。

1．邮件服务应用

---- 由于NAS设备在网络中占用一个IP地址，本身就相当于一台高性能的文件服务器，操作系统、文件管理系统与物理设备专用化的软硬一体化的整体设计，使得对往来于网络中的文件处理能力大大提高。

---- 某销售类小型企业的邮件服务系统，原邮件服务器每日处理邮件能力不足3000封，每日上班和下班邮件收/发高峰期，都会出现邮件队列堵塞现象，此时，必须由系统管理员强行人为地从邮件服务队列中删除一些文件，才能使系统恢复正常。

---- 为此，该企业专门成立了一个专家小组分析问题的原因。起先，专家小组以为是邮件服务器处理能力不够引起的，当使用网络测试仪测试显示：邮件服务器CPU和相关网络带宽使用率均不足10%，倒是I/O传输率高达90%以上，才知道是网络数据频繁读写造成的，根本在于邮件服务器直连的磁盘阵列（传统DAS技术）的数据传输能力不够，直接影响了邮件的及时收发，所以问题出在直连磁盘阵列上。

---- 经过仔细分析，专家小组认为DAS技术已不适合邮件系统的应用。首先，文件的传输/接收需直接依赖相应服务器文件处理的功能，很容易造成队列等待现象；其次，如果有多台不同的邮件系统，分散式的数据存储模式将使网络管理员耗费了大量时间奔波于不同服务器之间，分别管理各自的数据; 还有，增加硬盘后重新做RAID须宕机，直接影响了邮件服务。

---- 那么，采用什么存储技术呢？SAN与NAS是新兴的存储技术，这两者是否适用于解决中小企业邮件拥塞问题？为此，专家小组特对这两种存储技术进行了比较。

---- SAN（Storage Area Network，存储区域网）是一种通过SCSI、SSA、ESCON和光纤通道等外围通道协议连接存储设备的后端网，有集中式和分散式2种实现方式。集中式SAN将多台主机同单一存储系统相连，利用外围通道，电缆距离可以延伸至局域环路、校园环路和城域环路。光纤通道是SAN技术的推动力，由于它支持现有外设接口和网络接口，光纤通道可以在仲裁环路（FC-AL）或通过交换机进行点到点配置。利用光纤通道，主机不仅能通过SCSI协议同存储系统连接，而且还能通过IP互相通信。如果集中式存储系统不可行，SAN可以将多台主机同多个存储系统互联。

---- 然而，SAN并非十全十美。虽然SAN是独立出来的一个数据存储网络，网络内部的数据传输率很快，但操作系统仍停留在服务器端，用户无法直接访问SAN网络，而且，目前存储管理工具还不够完备，用户不能用统一的管理控制平台管理所有SAN中的设备及应用。兼容性也是厂商不可逾越的鸿沟，因为大多数厂商在一个SAN中只能连一种厂家的SAN存储设备。最关键的是，现在构建SAN结构的存储环境投资较大，对于中小型企业，如果仅为解决一个邮件服务系统问题，而构建一个光通道的数据存储网络，得不偿失。

---- NAS( Network Attached Storage)设备与SAN系统完全不同。它不是一个网络环境，而是一个网络存储设备。它有自己的CPU和文件管理系统，提供RJ-45接口和单独的IP地址，可以将其直接挂接在主干网的交换机或其他局域网的Hub上，通过简单的设置（例如设置机器的IP地址等）就可以在网络上应用NAS设备了，完全是即插即用，而且进行网络数据在线扩容时，磁盘阵列还有动态的扩展能力。即使需要添加新的NAS设备时，也无须停顿整个网络服务，十分适合7×24小时的全面联机服务体系结构，比如邮件服务。

---- 于是，专家小组做了一个试验：将以前原邮件服务器的直连磁盘阵列替换为一台NAS存储设备，并将原邮件服务器中的电子邮件数据全部转移到NAS存储设备上，保持原邮件服务器不变。结果拥塞消失了，每天处理邮件量可达10000封以上。

---- 由于NAS设备所表现的出色的性能，安装、调试、使用以及管理等方面又出奇的简单，这种NAS设备得到了该企业技术人员的首肯，在2000年，该企业购买了一台NAS存储设备用于邮件服务系统的数据存储，至今，它还发挥着出色的处理能力。

---- 在我们进行例行的客户跟踪调查时，使用NAS设备多年的系统管理员反映：从安装NAS存储设备后的2年里，从没有对它进行过任何调整和维护工作。这充分说明NAS存储设备的方便实用性，这种“用具”概念的思想，已经在用户中建立了口碑。

2．跨平台与数据共享

---- NAS设备对NFS和CIFS等通用数据传输协议的支持，使得各种存放在NAS存储设备上的数据资源可直接为Unix和Windows NT两种操作系统所共享。同时，对具有相对独立性的数据、文件等资源，可以有不同角色与访问权限的管理与控制，保证了一定范围内资源的安全保密性。十分适合企业应用中数据和文件的共享服务系统。

---- 某企业原有名牌小型机20多台，运行着Unix和Windows NT两种操作系统，原有的业务系统都是独立地运行在每个部门的小型机上，数据也放在各自的硬盘上，随着各个部门业务的拓展和业务量的不断增加，原有的业务系统也从Client/Server方式升级为Browser/Server的处理模式。而且各部门的业务联系更加密切，要求各部门掌握的各种数据、文件等资源既具有一定的独立性，又能提供相应范围内的共享，这给企业的技术规划人员提出了新的课题。经过讨论，提出了几个选择：第一、直接扩大硬盘；第二、购买磁盘阵列；第三、添加光盘库；第四、添加大型磁带库；第五、添加NAS存储设备。从该企业的业务系统发展需求可以分析得到，业务系统发展和应用的要点是：各部门掌握的各种数据、文件等资源的一定范围的共享与独立，要求这些资源既要为Unix和Windows NT两种操作系统所共享；又要进行相应访问权限的管理与控制。实现Unix和Windows NT两种不同平台对存储介质中数据存取的可操作性，是可以通过相应的软件实现的，但必须解决一个数据存取和传输的效率问题。

---- 企业的技术规划人员经过认真地讨论与深入地调研，得到了一致的结论。

---- 如果直接扩大硬盘，虽然每台机器的容量都得到了扩展，扩展后还可能会出现有的部门仍不够用而有的部门用不完的情况。另外，不同部门各自机器上的信息资源相对独立，由于都是分散的分布在Unix和Windows NT两种平台上，其共享还要借助第三方软件进行数据转换，同时也造成存储资源不能被统一规划使用和副本太多等问题，无法解决新业务的要求。

---- 购买磁盘阵列是一个解决矛盾的方法，但也有不足，因为没有自己的主机和操作系统的磁盘阵列只是一堆磁盘的堆叠，文件处理、数据资源的共享等功能要依赖直连的主机实现。在文件数量多、传输量大、主机CPU资源紧张的情况下，都会造成处理的瓶颈和障碍。文件处理效率无法得到保证。

---- 添加光盘设备和大型磁带库都能增加存储容量，但该企业的新增业务的着眼点不在数据的集中备份。虽然，光盘设备和大型磁带库都有自己高性能的机械手，随时抓取所需要的光盘和磁带，但它们仍然需要因机械动作而延迟一些时间，并且必须有至少一台服务器进行专门管理，也没有满足业务系统发展的要求。

---- NAS设备能够实现文件在不同操作系统平台下的共享，不管是Unix还是Windows NT，客户端都可以通过不同的网络协议访问相同的文档，无须改造现有网络，也无须为不同的操作系统购买各自的数据存储设备和安装数据转换软件。NAS设备不但具有自己内置优化的专有操作系统，有效紧密地释放系统总线资源，全力支持I/O存储，而且NAS设备一般都集成本地的备份软件，可以不经过服务器将NAS设备中的重要数据进行本地备份。

---- 该企业的技术规划人员经过了一番考证后，1999年底购买了一台NAS设备。它顺利地连接到该企业的网络系统中，NAS设备作为数据集中管理的存储器，充分发挥了在数据管理方面的灵活性、共享性、高效性和易管理性等特点，为企业新业务的发展解决了难题。

3．电子商务应用

---- NAS存储设备具有操作系统内核小、系统功能专一、专注于文件处理等功能特点，并保证了数据网上传输的简单、高效和可靠性，特别是有些NAS设备的动态可扩展特性以及数据在线备份功能，都能为系统提供7×24小时不间断服务，十分适合企业应用中电子商务的数据存储平台。

---- 电子商务这几年来在国内发展很快，已经朝着更深的层次、更大的范围发展。企业与个人之间（B to C）、企业与企业间（B to B）电子商务的发展受到一定的关注，在企业内部，以财务和货品管理为主的电子商务正逐渐走向实用阶段。

---- 某家企业是中型商业零售企业，现有商场、超市20余家，分布在全国几个不同省市自治区。在分别构建了实物配送、库存管理等系统后，它开始在北京试点建立部分商品的电子支付系统。

---- 销售商品的电子支付系统主要包括商品信息发布、分类查询、定单管理、发布采购信息、合同建立、交易洽谈、结算、身份确认、物流配送和交割等一整套业务流程和相应规范，每一个环节几乎都是在网上电子商务的平台上通过人机交互过程完成的。该系统要求有极高的网上实时处理能力和7×24小时的安全可靠保障，一旦系统发生故障，将直接影响到网上交易的正常进行和企业的信誉。所以必须选择有较强的网上实时处理能力和7×24小时的安全可靠性的存储设备。由于系统实施后，在全国范围内都将有分中心处理不同范围的交易和业务，所以还要求存储设备性能高，易于维护和管理。

---- 该企业的技术人员直接分析了目前较为流行的NAS产品，发现一些特点正适合他们目前要构筑的电子商务平台所需要的集中式存储要求。

---- 比如，某些NAS产品拥有自己独特的操作系统，并遵守标准的NFS、CIFS和HTTP协议，使得存储网络的扩展不依赖于任何平台，不仅能够支持Unix，还支持Windows NT及Web系统等,满足企业内部不同的操作系统平台对数据存储服务和访问等方面的要求。

---- 又如，NAS设备采用集中式存储结构，操作系统内核小、系统功能专一、简单、高效可靠，可对电子商务网上事务进行实时处理。

---- 还有，NAS产品提供了图形化管理界面和Browser/Server的管理模式，使这些复杂的操作变得简单方便。日常维护用不着太多专业技能和复杂的技术背景，同时NAS设备允许用户在网络上存取数据，可有效改善网络性能。

---- 最后，NAS设备可提供硬盘RAID、冗余的电源和风扇以及冗余的控制器，满足7×24小时的稳定应用。据悉，有些厂家的NAS产品还支持存储的动态扩展功能。

---- 该企业的技术人员在充分分析了NAS设备的特点后，在试点项目中采用了相关的产品,取得了良好的效果。

---- 其实，NAS设备的种类是多种多样的，各厂家的产品各有特点，总体来说，它拥有更大的存储空间和相对低廉的价格，具有较好的性价比。

---- NAS设备的应用还远不止上述这些，在中小企业的研究与制造部门、图书资料管理部门、档案文献馆、计算中心和软件研究室等地，它也被广泛应用，比如，CAD/CAM(计算机辅助设计/计算机辅助制造)部门的资料管理系统中，替代了大量的铁皮保险柜的是局域网中的NAS存储设备; 图纸与文档的管理由计算机和相应的存储查询系统替代了传统落后的手工，是计算机辅助设计/计算机辅助制造业的革命；网上全文检索系统最有力的信息存储平台和大中小型图书馆的数字化信息建设的存储方案中，大部分使用的是NAS存储设备，图文资料等多媒体信息在互联网上快捷的查询、方便的共享和资料统一的保存与管理；使人们感受到数字人生的意义；还有用于存储网上机票订购、旅馆客房预定、旅游信息查询等业务信息的网站存储平台，使人足不出户就能享受到便捷的个性化服务