NAS（网络附加存储）与SAN的结合应用

日国内电信部门为提高网络的传输处理速度,设想将中小企业以往使用的ADSL的接入方式改为专用光纤接入的网络接入方式，这一设想的推出，在网上引起数据存储设备选择的大讨论,不少人认为网络接入改为光纤后,SAN将成为未来的主流网络存储结构,在这种结构下，当前在中小型企业中得到大量应用的重要的网络存储／备份设备NAS将逐步淡出人们的视野，事实是如何呢？下面笔者将通过对ＳＡＮ与ＮＡＳ的作相应的分析。
一、ＳＡＮ与ＮＡＳ的概念介绍：
何谓SAN?
SAN（Storage Area Network,存储区域网络）是专门用于提供企业商务数据或运营商数据的存储和备份管理的网络。因为是基于网络化的存储，SAN比传统的存储和备份技术拥有更大的容量和更强的性能。通过专门的存储管理软件，可以直接在SAN里的大型主机、服务器或其它服务端电脑上添加硬盘和磁带设备。现在大多数的SAN是基于光纤信道交换机和集线器的。通常SAN被配置成网络的后端部分，存在于数据中心或者服务器场之后。
何谓NAS?
NAS，英文全称为Network Attached Storage，可译为网络附加存储，是一种专用网络数据存储\备份器。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，具有相当好的性价比。
二、NAS与SAN的特点介绍：
SAN的关键特性
SAN作为网络基础设施，是为了提供灵活、高性能和高扩展性的存储环境而设计的。SAN通过在服务器和存储设备（例如磁盘存储系统和磁带库）之间实现连接来达到这一目的。
高性能的光纤通道交换机和光纤通道网络协议可以确保设备连接既可靠且有效。这些连接以本地光纤或SCSI（通过SCSI-to-Fibre Channel转换器或网关）为基础。一个或多个光纤通道交换机以网络拓扑（SAN架构）形式为主机服务器和存储设备提供互联。
由于SAN是为在服务器和存储设备之间传输大块数据而进行优化的，因此SAN对于以下应用来说是理想的选择:
关键任务数据库应用，其中可预计的响应时间、可用性和可扩展性是基本要素。
集中的存储备份，其中性能、数据一致性和可靠性可以确保企业关键数据的安全。
高可用性和故障切换环境可以确保更低的成本、更高的应用水平。
可扩展的存储虚拟化，可使存储与直接主机连接相分离，并确保动态存储分区。
改进的灾难容错特性，在主机服务器及其连接设备之间提供光纤通道高性能和扩展的距离（达到150公里）。
SAN的主要长处
面对迅速增长的数据存储需求，大型企业和服务提供商渐渐开始选择SAN作为网络基础设施，因为SAN具有出色的可扩展性。事实上，SAN比传统的存储架构具有更多显著的优势。例如，传统的服务器连接存储通常难于更新或集中管理。每台服务器必须关闭才能增加和配置新的存储。相比较而言，SAN不必宕机和中断与服务器的连接即可增加存储。SAN 还可以集中管理数据，从而降低了总体拥有成本。
利用光纤通道技术，SAN可以有效地传输数据块。通过支持在存储和服务器之间传输海量数据块，SAN提供了数据备份的有效方式。因此，传统上用于数据备份的网络带宽可以节约下来用于其他应用。
开放的、业界标准的光纤通道技术还使得SAN非常灵活。SAN克服了传统上与SCSI相连的线缆限制，极大地拓展了服务器和存储之间的距离，从而增加了更多连接的可能性。改进的扩展性还简化了服务器的部署和升级，保护了原有硬件设备的投资。
此外，SAN可以更好地控制存储网络环境，适合那些基于交易的系统在性能和可用性方面的需求。SAN利用高可靠和高性能的光纤通道协议来满足这种需要。
SAN的另一个长处是传送数据块到企业级数据密集型应用的能力。在数据传送过程中，SAN在通信结点（尤其是服务器）上的处理费用开销更少，因为数据在传送时被分成更小的数据块。因此，光纤通道SAN在传送大数据块时非常有效，这使得光纤通道协议非常适用于存储密集型环境。
应用SAN后带来的好处
SAN的一个好处是极大地提高了企业数据备份和恢复操作的可靠性和可扩展性。基于SAN的操作能显著减少备份和恢复的时间，同时减少企业网络上的信息流量。
通过将SAN拓展到城域网基础设施上，SAN还可以与远程设备无缝地连接，从而提高容灾的能力。SAN部署城域网基础设施以增加SAN设备间的距离，可达到150公里，而且几乎不会降低性能。企业可以利用这一点，通过部署关键任务应用和用于关键应用服务器的远程数据复制来提高容灾能力。备份和恢复设备是实现远程管理的需要。
另外，基于交易的数据库应用从SAN部署中获益颇多。其无缝增加存储的能力可以减少数据备份的时间。
SAN存在的问题
近两年来，SAN这一概念已经渐入人心。SAN可以取代基于服务器的存储模式，性能更加优越。然而，时至今日，互操作性仍是实施过程中存在的主要问题，同时ＳＡＮ本身高昂的成本是当前国内大部分中小型企业不可逾越的“高墙”而且，SAN本身缺乏标准，尤其是在管理上更是如此。虽然光纤通道（Fibre Channel）技术标准的确存在，但各家厂商却有不同的解释，于是，互操作性问题就像沙尘暴一样迎面扑来，让人猝不及防。
一些SAN厂商通过SNIA等组织来制定标准。还有一些厂商则着手大力投资兴建互操作性实验室，在推出SAN之前进行测试。另一种途径便是外包SAN。尽管SAN厂商在解决互操作性问题上已经取得了进步，不过，专家仍建议用户采用外包方式，不要自己建设SAN。
当前国外主要ＮＡＳ品牌介绍：
１、HP
HP是最早提出NAS与SAN结合应用的厂商，其NAS产品一向以高端高性能见称，比较适合在拥有SAN的网络环境中应用。
2、EMC
EMC的NAS产品以中高端为定位，比较适合预算比较充足的企业应用。
3、IBM
IBM的NAS定位为高端，高性能，大容量，比较适合在数据量庞大的行业（如金融，电信等）应用。
４、自由遁（freedom9）
自由遁的客户群主要定位为中小型企业，同时由于其物美价廉，在国外得到大多数中小型企业及部分政府机构的“青睐”，０７年自由遁成功登中国市场后，在国内取得不俗的成绩及口碑，同时作为众多国外品牌之一的ＮＡＳ产品，在确保功能完善及品质的前提下，当前它也是唯一一款带简体中文管理软件的厂商，可见它对国内市场的重视力度，这也是笔者会花较多笔墨介绍的主要原因。
NAS的关键特性
NAS解决方案通常配置为作为文件服务的设备，由工作站或服务器通过网络协议（如TCP/IP）和应用程序（如网络文件系统NFS或者通用Internet文件系统CIFS）来进行文件访问。大多数NAS连接在工作站客户机和NAS文件共享设备之间进行。这些连接依赖于企业的网络基础设施来正常运行。
为了提高系统性能和不间断的用户访问，NAS采用了专业化的操作系统用于网络文件的访问，这些操作系统既支持标准的文件访问，也支持相应的网络协议。
NAS使文件访问操作更为快捷，并且易于向基础设施增加文件存储容量。因为NAS关注的是文件服务而不是实际文件系统的执行情况，所以NAS设备经常是自包含的，而且相当易于部署。
NAS设备与客户机之间主要是进行数据传输。今天在LAN/WAN上传输的大量数据被分成许多小的数据块。传输的处理过程需要占用处理器资源来中断和重新访问数据流。如果数据包的处理占用太多的处理器资源，则在同一服务器上运行的应用程序会受到影响。由于网络拥堵影响NAS的性能，所以，其性能局限性之一是网络传输数据的能力。
NAS存储的可扩展性也受到设备大小的限制。增加另一台设备非常容易，但是要像访问一台机器上的数据那样访问网络环境中的内容并不容易，因为NAS设备通常具有独特的网络标识符。由于上述这些限制，NAS环境中的数据备份不是集中化的，因此仅限于使用直接连接设备（如专用磁带机或磁带库）或者基于网络的策略，在该策略中，设备上的数据通过企业或专用LAN进行备份。
NAS的技术特点
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。数据的整合减少了管理需求和开销，而集中化的网络文件服务器和存储环境—包括硬件和软件—确保了可靠的数据访问和数据的高可用性。可以说，NAS提供了一个强有力的综合机制。
NAS技术能够满足特定的用户需求。例如当某些企业需要应付快速数据增长的问题，或者是解决相互独立的工作环境所带来的系统限制时，可以采用新一代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。
NAS的主要长处
NAS适用于那些需要通过网络将文件数据传送到多台客户机上的用户。NAS设备在数据必须长距离传送的环境中可以很好地发挥作用。
此外，NAS设备非常易于部署—可以使NAS主机、客户机和其他设备广泛分布在整个企业的网络环境中。正确地进行配置之后，NAS可以提供可靠的文件级数据整合，因为文件锁定是由设备自身来处理的。NAS带来的好处
NAS应用于高效的文件共享任务中，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS，其中基于网络的文件级锁定提供了高级并发访问保护的功能。NAS设备可以进行优化，以文件级保护向多台客户机发送文件信息。
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。这些情况一般只限于以下的应用：大量的数据访问是只读的；数据库很小；要访问的逻辑卷也很少; 所要求的性能也不高。在这些情况下，NAS 解决方案有助于减少用户的总体拥有成本。
三、互为补充的两种技术
通过以上对ＳＡＮ与NAS的相关特性分析，我们可以得出这种结论，尽管它们之间存在着区别，但是通通过利用两者的优点可组成互为补充的理想存储技术。在两者进行结合使用后，我们可以这样比喻：将ＳＡＮ比喻成企业内部的信息高速公路，主要负责大流量的数据“运输”，将ＮＡＳ比喻成在高速公路当中细分出来的专用通道，主要负责企业同部重要部门如财务、客户、人事等数据的运输存储备份的专用通道。
SAN与NAS配合使用
SAN和NAS经常被视为两种竞争技术，实际上，二者还能够很好地相互补充，以提供对不同类型数据的访问。SAN针对海量、面向数据块的数据传输，而NAS则提供文件级的数据访问功能。
ＳＡＮ与ＮＡＳ结合应用后的优点之一：
由于SAN和NAS都基于开放的、业界标准的网络协议：用于SAN的光纤通道协议和用于NAS的网络协议（如TCP/IP）。SAN的应用范围更为广泛，而且可以提供对NAS设备的存储，而NAS一般只限于文件级数据访问的应用。如果不考虑它们之间的差别，SAN和NAS在今天的企业级存储中都发挥着重要的作用，比传统的服务器连接存储更可靠,拥有更多的优势。
SAN与ＮＡＳ结合应用后的优点之二：
作为数据安全的另一重要议题的数据容灾，由于ＳＡＮ存在区域性的限制（最大构建区域距离仅为100KM）,而ＮＡＳ则没有受区域限制的“瓶颈”，这对于跨区域甚至是跨国企业来讲通过ＳＡＮ与ＮＡＳ的结合，可以大大解决ＳＡＮ存在的问题，同时由于ＮＡＳ不受地域距离的限制，在解决数据容灾方面，完全可以将企业内部重要部门的重要数据通过应用ＮＡＳ采取异地存储备份的方式进行增强相关数据的安全性。
通过对ＳＡＮ与ＮＡＳ的相关介绍与比较可以得知，SAN和NAS在数据中心领域对传统的服务器连接存储是强有力的互补和配合支持，企业级用户将逐渐认识到其众多的优点，包括改进的灵活性、更方便的存储部署，以及更低的总体拥有成本。尽管SAN和NAS技术可以提供竞争优势，但是它们都是为特定的环境和应用而设计的,所以并不存在SAN取代NAS的说法。