网络附加存储（NAS）
NAS是适应信息存储和共享的应用需求而产生的网络存储技术，因其具备简便高效的特点，越来越多的中小企事业将其作为网络存储的解决方案。
1. NAS的概念
NAS是英文“Network Attached Storage”的缩写，通常译为“网络附加存储”或“网络连接存储”，意思是连接在网上的存储设备。这与连接在服务器上的DAS形成鲜明对照。
NAS实际上是一个带有瘦服务器的存储设备，相当于一个专用的文件服务器。这种专用存储服务器不同于传统的通用服务器，它舍弃了通用服务器原有的大多数计算功能，而仅仅提供文件系统功能，专用于存储服务，大大降低了存储设备的成本。为提高NAS设备与网络之间的数据传输效率，专门优化了系统硬软件体系结构，采用多线程、多任务的网络操作系统内核处理来自网络的I/O请求，不仅响应速度快，而且数据传输速率也很高。
NAS设备直接连接到TCP/IP网络（可以是LAN或WAN）上，在功能上完全独立于网络服务器。其存储操作过程是：用户直接发送请求给NAS服务器；NAS服务器检查
到缓存命中的情况下访问磁盘缓存然后将数据直接返回给客户机；若缓存未命中的情况下需要访问磁盘并将数据直接返回给客户机，并在请求的数据完成后发送请求完成消息。
采用这种存储技术，客户机对存储设备之间的数据访问不再需要通过网络服务器转发，而是直接进行数据存取。网络服务器只承担控制管理的作用，可将网络服务器从繁重的I/O负载中解脱出来；因而具有更快的响应速度和更高的数据带宽，便于实现海量数据的网络共享。
NAS存储系统是使用TCP/IP协议的以太网文件服务器，包括存储设备和集成的服务器。存储设备可以是磁盘、磁盘阵列、光盘和磁带，用于存储数据，集成的服务器经优化设计，实现文件存取及管理功能。典型的NAS设备与磁盘阵列柜非常相似，但它与磁盘阵列柜有着本质的差别。NAS是在磁盘阵列的基础上增加了文件存储操作系统，具有操作系统的功能。磁盘阵列柜自带主机通信接口，最典型的是SCSI接口；而NAS自带网络接口，可将存储设备直接接入网络。
2. NAS的特性
NAS是一种直接连接到IP网络之中的任务优化高性能存储设备。它的工作独立于多用途服务器，只用于一个用途–文件服务。NAS将专业化的文件服务器与存储技术相结合，通过文件系统的集中化管理实现网络文件的共享访问。允许一个异构（多协议）环境中的多个客户机和其它服务器共享数据。与传统存储技术相比，NAS主要有以下特性。
▪易于安装。NAS设备的安装非常简单，不需要任何其他专业操作就可以很容易地集成到网络中。NAS产品是真正即插即用的产品，内置专门用于数据存储的简化操作系统和网络协议，可以直接挂接到网络上。只需将NAS服务器连接到交换机上，分配一个IP地址即可，几分钟内就可完成安装并运行。
▪易于部署。NAS设备的物理位置是灵活的。它们可放置在网络中心局域网内，靠近数据中心的应用服务器；也可放在其他地点，通过物理链路与网络连接起来。用户可根据需要来确定NAS的物理位置，一般将其放置在访问频率最高的地方，以进一步缩短用户的访问时间并提高网络吞吐量。
▪方便使用和管理。客户不需安装任何额外软件，NAS服务器的设置、升级及管理均可通过Web浏览器远程实现。NAS服务器与网络直连（直接连接在网络核心交换机），当增加或移去NAS设备时不会中断网络的运行。
▪整体性能高。无需应用服务器的干预，NAS设备允许用户在网络上存取数据；这样既可减小CPU的开销，也能显著改善网络的性能。
▪跨平台使用。基于TCP/IP的数据传输使NAS可以支持多种网络文件系统，如NFS、CIFS、NCP和AFP等。NAS独立于操作系统平台，可以支持Windows、UNIX、Mac、Linux
不同操作系统平台的文件可以共享，具有文件服务器的特点。NAS与DAS相比拥有更大的存储空间和相对低廉的价格。
▪提高数据可用性。NAS的数据可用性包括四个方面：
① 采用磁盘阵列技术，NAS可保证硬件设备和数据的安全与完整。
② 通过网络共享数据，即使相应的应用服务器不再工作了，仍然可以读取数据。
③ 采用嵌入式操作系统，而且不运行应用软件，具有很强的稳定性和可靠性。
④ 网络管理员可方便地设置用户或用户组对NAS服务器的访问权限。
▪性能价格比优异。NAS为那些访问和共享大量文件系统数据的企业环境提供了一个高效、性能价格比优异的解决方案。NAS是精简型服务器，在硬件架构上只需CUP、内存、硬盘、网卡和主机板等。在软件方面，操作系统也是精简型系统，有些甚至是免费的Linux；因此在成本方面比普通服务器便宜很多，而作为专用存储服务器的性能则更高。
3. NAS的应用场合
对于用户来说，使用NAS具有以下好处。
▪发挥存储设备的效益。NAS集中管理和分配存储空间，不仅可节省大量的硬件购置费用，还能充分利用硬盘的空间。
▪集中管理数据。通过NAS将原本分散的数据集中在同一存储装置上，即便于数据的管理和控制，又便于数据备份。
表8.1给出了NAS与DAS的性能对比表。NAS主要面向高效的文件共享任务，适用于那些需要通过网络传送大量文件数据的场合。例如，当企业需要应付快速数据增长的问题，或者解决相互独立的工作环境所带来的系统限制时，可以采用NAS技术。利用集中化的网络文件访问机制和共享来解决这些问题，从而达到减少系统管理成本，提高数据备份和恢复功能的目的。在某些情况下，企业可以有限地为数据库应用部署NAS解决方案。NAS对于通过网络将文件数据传输到多个客户端的需求，NAS能够很好地胜任。因为大多数NAS请求是针对少量数据的，数据可以高效地传输很长距离。
表8.1 NAS与DAS的性能对比
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NAS |
DAS（PC服务器） |
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针对操作系统透明 |
与系统平台相关 |
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集中管理 |
单独管理 |
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管理简便 |
需经验丰富的管理员 |
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存储和网络子系统针对文件服务进行优化 |
通用的系统平台，优化困难 |
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减轻通用服务器负担，分散网络负载 |
服务器需同时进行事务处理、存储处理，网络易成瓶颈 |
NAS产品已经广泛应用到各个领域，就市场实际需求来看，主要有以下用户选择NAS存储系统。
▪ISP（互联网服务提供商）、ASP（应用服务提供商）和IDC（数据中心）；
▪CAD/CAM（计算机辅助设计/计算机辅助制造）；
▪校园网、企业网、电子政务网、电子商务网；
▪图书馆、报社和出版社；
▪多媒体和影视动画的制作单位、广告公司；
▪政府、军队、银行、医疗和慢慢信等行业用户；
▪各类电子档案中心；
▪视频点播系统。
4. NAS的优缺点
NAS的优点：①可扩展性。②可访问性。③高性能。安装简单、便于管理。④廉价。NAS的缺点：①安全性问题，由于附网存储设备直接于以太网相连，其安全性存在着一定的问题。通常为了保障安全性，需要设置防火墙。②大量数据存储都通过网络完成，增加了网络的负载，特别不适合于音频、视频数据的存储。③灾难恢复比较困难，通常需要一个专门定制方案。
