网络存储技术：让数据安全起来

随着企业信息化建设的深入，尤其是因特网和电子商务的发展，使计算机用户的信息容量迅猛增长，需要保存的重要数据总量和增量非常大，制定有效的存储备份策略是各行业计算机用户面临的重大问题之一。作为企业的业务系统，应该具备较高的数据管理能力以及灾难事件发生时的容错和恢复能力。

网络存储方式和特点

当前，存储方式主要有三种形式：直接网络存储（DAS,Direct Attached Storage），网络附加存储（NAS,Network Attached Storage）以及存储区域网络(SAN,Storage Area Network)。这几种网络存储方式特点各异，应用在不同的领域。

直接存储网络是将磁盘存储设备直接通过电缆连接到服务器的方式。这种连接方式主要应用于单机或两台主机的集群环境中，主要优点是存储容量扩展的实施简单，投入成本少，见效快；但是由于没有网络结构，扩充能力差。

网络附加存储实际上是一个带有操作系统的存储设备，其作用类似于一个专用的文件服务器。这种专用存储服务器具有三个显著特点：可附加大容量的存储，内嵌操作系统，专门针对文件系统进行重新设计和优化，以提供高效率的文件服务。

NAS去掉了通用服务器不适用于数据传输的大多数计算功能，而仅仅提供文件系统功能用于存储服务，降低了存储设备的成本。为方便存储到网络之间以最有效的方式发送数据，专门优化了系统硬软件体系结构，多线程、多任务的网络操作系统内核，特别适合于处理来自网络的I/O请求，不仅响应速度快，而且数据传输速率也很高。NAS提高了现有网络的使用率，保护了用户的投资。NAS磁盘阵列、磁带库和服务器之间均通过TCP/IP协议进行数据传递，降低了系统管理员的维护难度。由于采用NAS的模式，文件系统放置于存储设备之上，用户的数据只要保存一个拷贝，即可被前端的各种类型的主机所使用，因此，具备主机无关性。

NAS的模式以网络为中心。利用现有的以太网网络资源来接入专用的网络存储设备，而不是另外再部署光纤交换机网络来连接传统的存储设备。NAS是基于LAN的，按照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。由于TCP/IP协议设计的初衷是用于数据通讯，所以不适合密集型大规模的数据传输。

存储区域网络不同于我们常说的网络，而是位于服务器后端，为连接服务器、磁盘阵列、带库等存储设备而建立的高性能网络。SAN以数据存储为中心，采用可伸缩的网络拓扑结构，通过具有高传输速率的光通道的直接连接，提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换，并且将数据存储管理集中在相对独立的存储区域网内。SAN提供了良好的存储连接，服务器可以访问存储区域网上的任何存储设备，如带库、磁盘阵列；同时存储设备之间、存储设备同SAN交换机之间也可以进行通信。SAN是一种独立于服务器网络的一种专门的网络，这种网络通过采用光纤通道协议来传输数据，在连接上可以使用光纤和铜缆。由于光纤通道协议具有高可靠性、很好的性能和良好的扩展性，SAN使得存储与服务器分开成为现实。值得注意的是，SAN还提供了大量的网络技术，如分配路径、聚集数据、备份数据和复制等技术功能。这些功能都有助于防止数据的丢失和提高数据信息的可用性。SAN特别适合于服务器集群、灾难恢复等大数据量传输的关键领域。与传统技术相比，SAN技术的最大特点是将存储设备从传统的以太网中隔离出来，成为独立的存储区域网络。

SAN技术的另一大特点是完全采用光纤连接，从而保证了巨大的数据传输带宽，达到100MB/s，对于所有的应用都可以很好地满足。SAN技术通过磁盘阵列将数据集中存放，且不受基于SCSI存储结构的布局限制，可以独立地增加它们的存储容量，更好地进行统一管理与备份，节约了大量的人力和物力；同时由于形成了一个包含所有供访问者检索需要数据的数据中心，可以实现信息共享。

SAN与NAS的各自优势

网络存储系统SAN和NAS是新型数据存储模式中的两个主要发展方向。从用户应用的需求来看，建立存储系统的目的就是数据保护、数据管理和数据利用三个方面。

就数据保护能力来说，SAN和NAS结构都具有非常好的数据保护能力。它们都可提供冗余结构，实现高效率的数据备份和远程容灾。SAN结构可以通过配置双光纤交换机，主机端双光纤和阵列设备双控制器，可以实现高可用性的冗余结构。NAS结构中实现高可用性的方式是将两台NAS服务器做集群配置。两种方式都可以达到满意的效果。一般情况下，备份效率的高低直接取决备份数据是否过多占用网络资源。在SAN结构中，可以实现备份数据通过光纤连接传输，明显地降低了网络资源。在NAS结构中，备份用磁带设备可以连接到文件服务器后端，备份软件通过标准的NDMP协议，指挥文件服务器将数据直接备份到磁带设备上，同样可以避免备份数据对网络资源的占用。两种方式在效果上略有不同，一般来说，用户的数据在网络中较为分散时，适合采用SAN的方式实现高效的备份。

就数据管理能力而言，NAS具有一定的优势，主要在于安装、配置的方便快捷。另外，SAN结构中存储设备是被当作本地设备访问的，文件系统和数据维护在主机端完成。一般情况下，SAN需要基于主机的数据隔离，即LUN Masking技术。这种技术主要保证多种操作系统平台不会互相破坏文件系统。如果要使用好SAN，必须选择一个合适的管理软件，SAN的管理者如果拥有一个好的管理软件，通过一个简单的界面，就可以轻易操控整个网络。

数据利用方面，性能是至关重要的指标。SAN结构中专门面向高性能存储要求而开发的光纤通道协议非常优秀。与传统存储协议SCSI相比，光纤通道技术在带宽、连接能力、I/O性能、连接距离、扩展能力等方面都有明显优势。而且，光纤通道技术支持交换式连接，可以构建类似传统以太网结构的系统，提供了很强的扩展能力。而NAS结构的数据传输途径是传统以太网协议，不是专门针对存储数据的要求而产生的，更多设计到如何保证连接和交换过程的建立。一般来说，SAN的速度占有优势，NAS处理数据的速度略逊一筹。然而，由于以太网技术的成熟和普及，NAS在性能方面略逊于SAN外，也具有技术成熟、成本低廉的优势。

一般来说，NAS解决方案是低成本、易安装的点式方案，适用于工作组级和部门级的存储，或者是用于如Web服务那样需要高效存取文件的环境。而SAN解决方案则是企业规模的方案，要传送大量的数据，需要非常先进的计划，而且采用光纤通道（FC）技术和SAN管理软件。用户在选择存储系统结构时，可以从实际情况出发，选择采用SAN或NAS作为基本系统结构。SAN是目前人们公认的最具有发展潜力的存储技术方案，而未来的 SAN 的发展趋势将是开放、智能与集成，NAS是目前增长最快的一种存储技术。就两者的发展趋势而言，在应用层面SAN和NAS将实现充分的融合，SAN提供速度，NAS提供由文件处理带来的协作性，它们的结合将是非常完美的关键存储系统的解决方案。