SAN和NAS之間的基本區別

SAN和NAS之間的基本區別

在我看來,SAN和NAS之間的基本區別是,SAN是基於Fabric的,而NAS是基於以太網的。

SAN- 存儲區域網絡

它以塊級別訪問數據,並以磁盤形式產生空間以承載主機。

  SAN是專用網絡,可提供對合並的塊級數據存儲的訪問。SAN主要用於製造存儲設備(例如磁盤陣列,磁帶庫和光盤機)到服務器,從而使這些設備看起來像是本地連接到操作系統的設備。從歷史上看,數據中心首先將SCSI磁盤陣列的“孤島”創建爲直連存儲(DAS),每個磁盤都專用於一個應用程序,並且可以看作是許多“虛擬硬盤”(即)。操作系統在自己的專用非共享LUN上維護自己的文件系統,就像它們在本地一樣。

NAS- 網絡附加存儲

它以文件級別訪問數據,並以共享網絡文件夾的形式產生空間來託管。

  相比之下,NAS使用基於文件的協議(例如NFS或SMB / CIFS),很明顯存儲是遠程的,並且計算機請求一部分抽象文件而不是磁盤塊。直接連接存儲(DAS)和NAS之間的主要區別在於,DAS只是對現有服務器的擴展,而不一定是聯網的。NAS被設計爲一種簡單且獨立的解決方案,用於通過網絡共享文件。

SAN(存儲區域網絡)

SAN(存儲區域網絡)使用光纖通道技術通過光纖通道交換機連接存儲陣列和服務器主機,以建立專用於數據存儲的區域網絡。

IPSAN:

IPSAN在SAN之後生成。SAN默認爲FCSAN,FCSAN使用光纖通道構建存儲網絡。IPSAN使用IP網絡構建存儲網絡。

由於FCSAN的高昂成本,許多中小型存儲網絡是不可接受的,並且一些人正在考慮基於以太網技術構建存儲網絡。但是在SAN中,傳輸的指令是SCSI讀寫指令,而不是IP數據包。ISCSI(Internet小型計算機系統接口)是通過TCP / IP傳輸數據塊的標準。

ISCSI使SCSI協議能夠在IP網絡上運行,從而實現快速數據訪問,備份操作,例如高速千兆以太網。爲了使其與以前的FCSAN區別開來,該技術稱爲IPSAN。

ISCSI繼承了兩種最傳統的技術:SCSI和TCP / IP。這爲ISCSI的發展奠定了堅實的基礎。

基於ISCSI的存儲系統只需少量投資即可實現SAN存儲,甚至利用現有的TCP / IP網絡。與以前的網絡存儲技術相比,它解決了開放性,容量,傳輸速度,兼容性,安全性等問題。其優越的性能使其受到關注和青睞。在實際工作之後,SCSI命令和數據被封裝到TCP / IP數據包中,然後通過IP網絡傳輸。

IPSAN的優勢:

成本低廉,所購網線和交換機均爲以太網,甚至可以使用現有網絡來構建SAN。部署簡單,管理困難;10千兆以太網的出現使IP SAN在與FC SAN競爭時不再遜色於傳輸。帶寬; 基於IP的網絡的固有優勢使IP SAN可以輕鬆實現非現場存儲和通過WAN進行遠程災難恢復等技術。

FCSAN:

早期的SAN使用FC(光纖通道)技術。因此,以前的SAN是指光纖通道存儲區域網絡,在業界被稱爲FCSAN。

FCSAN的優勢:

傳輸帶寬高。當前,有1、2、4和8Gb / s的四個標準。主流是4和8Gb / s。性能穩定可靠,技術成熟。它是關鍵應用領域和大規模存儲網絡的最佳選擇。

FCSAN的缺點:

成本極其昂貴,它需要光纖交換機和大量的光纖佈線。

維護和配置非常複雜,需要由專業的FC網絡管理員進行培訓,而該網絡管理員與LAN管理員完全不同。

IPSAN的SAN

IPSAN存儲設備的磁盤控制器不是FCSAN存儲設備中的硬件RAID芯片和中央處理器結構,而是在每個磁盤櫃中分爲多個磁盤組,每個磁盤組由微處理芯片控制。RAID組的所有磁盤RAID操作(軟件計算,效率較低)和管理操作。

這樣,每個磁盤I / O操作都會通過內置在IPSAN存儲中的類似交換機的設備從前端主機端口讀取或寫入數據。這些操作基於IP交換協議和協議本身。要求每個微處理芯片都需要一個大容量的緩存來支持數據包隊列的排隊操作,因此通常我們會看到具有數十GB緩存的IP-SAN存儲。擁有如此大的緩衝區,當測試Cache的最大讀取帶寬時,IP-SAN存儲可以達到600,000 IOPS或更高的高值,但是該值並不能真正表明在實際應用中可以獲得良好的性能。

大容量存儲時,不可能將所有數據都加載到系統緩存中。這時,需要大量磁盤I / O操作來查找數據,並且在此塊中,用於IPSAN存儲的SATA磁盤非常薄弱。並且還涉及通過IP網絡將ISCSI數據流轉換爲ATA格式數據的效率損失問題。也就是說,IPSAN存儲具有一個緩存Cache來緩存磁盤數據的I / O和數據處理的瓶頸。

使用FC磁盤的FCSAN存儲設備沒有這種問題。通過兩個或什至四個冗餘後端光纖磁盤通道,可以獲得非常高的磁盤讀寫帶寬,並且FCP磁盤讀寫協議沒有數據格式轉換問題,因爲它們在內部使用SCSI。協議傳輸避免了效率的損失。此外,由於光纖交換和數據傳輸的高效率,FCSAN存儲設備可以在不需要大緩存的情況下獲得良好的數據命中率和讀寫性能。通常,2Gb或4Gb可以滿足要求。另外,由於採用了特殊的硬件RAID奇偶校驗控制芯片,磁盤RAID性能將比軟件RAID性能好得多,並且可靠性更高。

在FCSAN中,存在靈活的連接方法,可以根據不同的應用程序要求選擇不同的連接拓撲。主要的連接方法如下:

點對點:首先,每個組件設備都通過登錄建立初始連接,然後在全帶寬下工作。實際的鏈路利用率由每個終端的通道控制器以及可以通過發送和接收數據獲得的緩衝區大小確定。但是,它僅適用於小型存儲設備,沒有共享功能。

仲裁環路:允許兩個以上的設備進行通信,並通過共享帶寬進行通信。在這種拓撲中,任何進程的創建者都將首先與傳輸介質就如何訪問信息在發送消息之前達成協議。因此,所有設備都可以通過仲裁協議實現對通信介質的有序訪問。

全交換:通過鏈路層交換提供及時的多路點對點連接。通過專用的高性能光纖通道交換機進行連接,並在多對設備之間進行對等通信,因此,整個系統的總帶寬隨着設備數量的增加而增加,而沒有設備數量的增加影響系統性能。

在IPSAN中基於以太網的數據傳輸和訪問中,儘管可以物理上表示爲總線或星形連接,但其本質是具有衝突檢測多載波偵聽(CSMA / CD)的廣播數據傳輸。總線拓撲,隨着網絡中負載和通信客戶端數量的增加,實際效率將相應降低。

從網絡設備和傳輸媒體的角度來看:

FCSAN:使用專用通道設備

鏈路中使用光纖介質不僅可以避免傳輸過程中的各種電磁干擾,而且可以有效地實現長距離I / O通道連接。

FCSAN中使用的核心交換設備-光纖交換機採用高可靠性和高性能ASIC芯片設計,基於硬件級別,使整個過程完全有效。

同樣在連接到主機的HBA設計中,絕大多數操作是獨立處理的,無需任何主機處理資源。

IPSAN:使用通用IP網絡和設備

在傳輸介質中,諸如銅電纜,雙絞線或光纖之類的介質用於信號傳輸。然而,在普通的廉價介質中,存在信號衰減嚴重的缺點,並且使用光纖還需要獨特的光電轉換裝置。在IP網絡中,可以通過IP路由器進行傳輸,但是根據其距離,會發生相應的傳輸延遲。

使用各種性能的核心交換機受傳輸協議本身的限制,實際的處理效率不高。

在主機側,通常使用各種速度的廉價網卡,這會消耗主機的大量應用程序處理資源。

可以獲得光纖通道(FC)和網絡(IP)之間的比較表。比較表清楚地表明,將光纖通道用於大容量信息的存儲,傳輸和處理具有網絡性能方面的優勢,在此階段無法比擬。 

 類型

連接方式

數據傳輸通道

信號傳輸檢查方法

特點

傳輸延遲

傳輸距離

突襲模式

光纖通道(FC)

 

連接業務

物理迴路

可靠的硬件傳輸

高速

低延遲

距離更短

基於硬件

網路(IP)

沒有關聯

邏輯電路


傳輸不可靠

高連接

更高的延遲

最遠的距離

基於硬件

在應用方面,FCSAN可以容納比IP-SAN更多的併發訪問用戶。當沒有多少用戶同時訪問Storage時,FCSAN的性能幾乎與IPSAN相同。但是,一旦外部用戶數量增加,FCSAN將在穩定性,安全性和高性能傳輸率方面顯示出其優勢。由於其自身傳輸帶寬的瓶頸,它不會導致整個IPSAN。系統被拖動。面對大規模併發訪問,FCSAN的優勢在於IPSAN在外部用戶數量以及傳輸性能和穩定性方面都無法與之匹敵。

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