首先對存儲技術的發展階段做一概述性的介紹，重點分析NAS、SAN網絡存儲系統的體系結構，並對兩者的融合系統作了一定的分析；最後分析網絡存儲體系結構的未來發展趨勢。
Network-Storage Architecture
Abstract：This article introduces the storage technique based on bus, analyze four network storage architectures in details, also present the mechanism of how to implement storage devices; this article describes the future development of storage architecture.
Key words：Network-Storage；NAS；SAN；Virtual Storage
[編輯本段]1 概述
由於INTERNET的快速發展、在線數據存儲的快速增長、電子商務等衆多需求，原來以服務器爲中心的存儲技術已經不適合今天的存儲需求了．以存儲網絡爲中心的存儲技術得到快速的發展。目前網絡存儲技術沿着三個主要的方向發展：NAS、SAN、IP-SAN．同時，由於NAS、SAN、IP-SAN系統的一些固有缺點，使得網絡存儲新技術不斷出現，如DAFS、InfiniBand、統一虛擬存儲、NASD等等．實際上，我們可以將存儲技術分爲三個階段：1) 總線存儲階段；
2) 存儲網絡階段；
3) 虛擬存儲階段．
以存儲網絡爲中心的存儲是對數據存儲新需求的回答．是全新的存儲體系結構．它採用面向網絡的存儲體系結構，使數據處理和數據存儲分離；網絡存儲體系結構包括了網絡和I/O的精華，將I/O能力擴展到網絡上(不是以前的總線)，特別是靈活的網絡尋址能力，遠距離數據傳輸能力，I/O高效的原性能；通過網絡連接服務器和存儲資源，消除了不同存儲設備和服務器之間的連接障礙；提高了數據的共享性、可用性和可擴展性、管理性．
[編輯本段]2存儲體系結構
NAS(網絡連接存儲)、SAN(存儲區域網絡)、CAS(內容尋址存儲)NAS：用於共享和寫作高可用性文件
SAN：用於需要優化的事物處理處理性能的業務和技術應用程序
CAS：用於存儲和檢索固定內容（即：最終形式的信息，如歸檔的電子郵件）
目前最常見的是NAS和SAN
[編輯本段]2.1 SAN(Storage Area Network)
高性能的光纖通道交換機和光纖通道網絡協議是SAN的關鍵。我們把以光纖通道交換機爲骨幹的網絡拓撲結構稱爲“SAN Fabric”。而光纖通道協議是SAN的另一個本質特徵。SAN正是利用光纖通道協議上加載SCSI協議來達到可靠的塊級數據傳輸。SAN以光纖通道交換機和光纖通道協議爲主要特徵的本質決定了它的諸多優點，我們可以簡單地概括爲性能、距離、管理等方面。首先，在一些關鍵應用中，傳輸塊級數據要求必須使用SAN——尤其是多個服務器共同向大型存儲設備進行讀取。由於在數據傳輸時被分成小段，使SAN對服務器處理的依賴較少，可以有效地傳送爆發性的塊數據，SAN的性能及可靠性就得到了充分的發揮。其次，通過城域網（MAN），SAN可以實現遠程災難恢復。一般地，使用E3信道， SAN可以在不降低性能的同時將部件間的距離增加至150km。第三，很重要的一點，SAN的管理是集中而且高效的。用戶可以在線添加/刪除設備、動態調整存儲網絡以及將異構設備統一成存儲池等。
[編輯本段]2.2 NAS(Network-Attached Storage)
NAS使用了傳統以太網和IP協議，當進行文件共享時，則利用了NFS和CIFS以溝通NT和 Unix系統。由於NFS和CIFS都是基於操作系統的文件共享協議，所以NAS的性能特點是進行小文件級的共享存取。從NAS的簡單機制可引申出它的一些明顯的優缺點。優點方面，NAS的部署非常簡單，只須與傳統交換機連接即可；其次，它的成本較低，因爲NAS的投資僅限於一臺NAS服務器，而不像SAN是整個存儲網絡，同時，NAS服務器的價格往往是針對中小企業定位的；第三，NAS服務器的管理非常簡單，它一般都支持Web的客戶端管理，對熟悉操作系統的網絡管理人員來說，其設置既熟悉又簡單。在簡單易用的背後，NAS的缺點也非常明顯。從性能上看，由於與應用使用同一網絡，NAS會增加網絡擁塞，反過來，NAS性能也嚴重受制於網絡傳輸數據能力; 其次，從數據安全性看，NAS一般只提供兩級用戶安全機制，雖然這能簡化使用，但還需要用戶額外增加適當級別的文件安全手段。
概括來說，SAN對於高容量塊狀級數據傳輸具有明顯的優勢，而NAS則更加適合文件級別上的數據處理。儘管二者存在根本特性上的差異，但SAN和NAS 實際上也是能夠相互補充的存儲技術。例如，SAN擅長塊數據傳輸、極易擴展且管理設備有效。用戶可以使用 SAN運行關鍵應用，比如數據庫、備份等，以進行數據的集中存取與管理；而NAS 支持若干客戶端之間文件共享，所以用戶可以使用NAS作爲日常辦公中需要經常交換小文件的地方，比如存儲網頁等。SAN和NAS在實際情況中是可以並存在一個系統中。例如，SAN更多與NAS聯合使用，可以爲NAS設備提供高性能、大容量的存儲設備，同時許多SAN通常駐留在NAS應用中。
[編輯本段]3 SAN和NAS融合系統的優勢
NAS和SAN是互補技術，一些其他的信息技術趨勢已經驅使融合網絡的採用，其中包括：一些分散式的應用和用戶要求訪問相同的數據；對提供更高的性能、高可靠性和更低的擁有成本的專有功能系統的高增長要求；以成熟和習慣的網絡標準包括TCP/IP, NFS和CIFS爲基礎的操作；一個全面降低管理成本和複雜性的需求；一個不需要增加任何人員的高擴展存儲系統；一套可以通過重新規劃的系統以維持目前擁有的硬件和管理人員的價值等。
[編輯本段]3.1 擴展性
以光纖爲接口的存儲網絡SAN提供一個高擴展性、高性能的網絡存儲機構。光纖交換機、光纖存儲陣列同時提供高性能(200Mbps)和更大的服務器擴展空間。這是以SCSI爲基礎的系統所缺乏的。網絡存儲NAS可以是已經配置好的，完整的並可追加至數個至數十個TB的網絡存儲設備。由於NAS設備是基於目前的TCP/IP網絡，遠距離存儲設備是完全可以實現。一套融合SAN和NAS的解決方案全面獲得應用光纖通道的能力，從而讓用戶獲得更大的擴展性、遠程存儲和高性能等優點。
[編輯本段]3.2 存儲管理
SAN存儲網絡提供一個存儲系統、備份設備和服務器相互連接的架構。他們之間的數據不再在以太網絡上流通從而大大提高以太網絡的性能。正由於存儲設備與服務器完全分離，用戶獲得一個與服務器分開的存儲管理理念。我們現在可以對企業的數據和存儲作特殊和專業的管理，不用再像以前那樣把數據管理與服務器管理混爲一談。複製、備份、恢復數據和安全的管理可以以中央的控制和管理手段進行。加上把不同的存儲池以網絡方式連接，用戶可以以任何他們需要的方式訪問他們的數據，並獲得更高的數據完整性。
[編輯本段]3.3 可用性
SAN的高可用性是基於它對災難恢復、在線備份能力和對冗餘存儲系統和數據的時效切換能力而來。NAS應用成熟的網絡結構提供快速的文件存取時間和高可用性，數據複製(在存儲系統層面)等功能可以保護和提供穩固的文件級存儲。一個融合SAN和NAS技術的存儲解決方案全面提供一套在以塊(Block)和文件(File)I/O爲基礎的高效率平衡方案從而全面增強數據的可用性。應用光纖通道的SAN和NAS，整個存儲方案提供對主機的多層面的存儲連接，高性能、高可用和容易維護等優點全由一個網絡架構提供。
[編輯本段]3.4 服務器聯合
在一個SAN系統中，服務器完全連接到一個數據網絡，增加了對用戶共有存儲陣列的連接。高效率和經濟的存儲分配可以通過聚合的和高磁盤使用率獲得。一個NAS 系統包含在一臺NAS服務器中的文件系統並通過以太網接口連接到以太網內，同時使用用戶的存儲空間。由於服務器的增長和存儲的增長不一樣，開放的服務器可以基於數據處理作爲組合和管理基礎，不受存儲限制。一套融合SAN和NAS的存儲系統全面提高Unix和Windows服務器對存儲設備的使用率達到 75%或者更高。從用戶應用的角度來劃分，必須採用SAN或者NAS的都是少數，絕大多數的應用需求採用SAN或者NAS都能滿足，而採用SAN與NAS融合的方案作到了最好的滿足。
[編輯本段]4 發展前景
實際上，只有真正開放的存儲網絡纔是計算機產業發展的潮流。正像SCSI技術和Ethernet技術的發展所走過的道路，SAN最終將實現不同主機和不同存儲設備的真正意義的資源共享。無疑，企業的管理者將是這一目標的最大受益者，企業將充分享受科學技術帶來的巨大收益。存儲系統將有機地融爲一體，存儲空間將變得十分廣闊，充分體現信息對企業的價值。但以存儲網絡爲中心的存儲解決不了全部的數據存儲問題，如存儲資源共享、數據共享、數據融合等．不少先進存儲系統的倡導者都提出，存儲作爲一種資源，應該像我們日常生活中的自來水和電力一樣，隨時可以方便的存取和使用，這就是存儲公用設施模型．也是網絡存儲的發展目標．實現存儲公用設施模型的關鍵就是在網絡存儲基礎上實現統一虛擬存儲系統．目前存儲技術還處於存儲網絡階段．虛擬存儲纔剛剛起步．
[編輯本段]5 參考文獻
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