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NAS、SAN和iSCSI網(wǎng)絡存儲結構分析評價
來源:微型機與應用2012年第7期
汪海濤
(廣東科貿(mào)職業(yè)學院 信息工程系,廣東 廣州 510640)
摘要: 根據(jù)存儲服務質量的各項評價指標,對當前具有代表性的網(wǎng)絡存儲結構NAS、SAN和iSCSI進行分析。研究結果表明,iSCSI是NAS和SAN兩種技術在TCP/IP網(wǎng)絡上的融合,通過把面向數(shù)據(jù)塊的SCSI協(xié)議封裝在TCP/IP包中,以便在TCP/IP網(wǎng)絡上傳送,可以達到較好的存儲性價比。
Abstract:
Key words :

摘  要: 根據(jù)存儲服務質量的各項評價指標,對當前具有代表性的網(wǎng)絡存儲結構NASSANiSCSI進行分析。研究結果表明,iSCSI是NAS和SAN兩種技術在TCP/IP網(wǎng)絡上的融合,通過把面向數(shù)據(jù)塊的SCSI協(xié)議封裝在TCP/IP包中,以便在TCP/IP網(wǎng)絡上傳送,可以達到較好的存儲性價比。
關鍵詞: NAS;SAN;iSCSI;網(wǎng)絡存儲

 計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)從服務器/客戶機模式到今天的網(wǎng)絡計算環(huán)境,再到今后的移動計算環(huán)境,對數(shù)據(jù)的請求不再受時間和空間的限制。隨著計算機能力的不斷提高,數(shù)據(jù)量也在不斷膨脹。數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡中最寶貴的資源,因數(shù)據(jù)問題導致的損失可能使一個企業(yè)破產(chǎn)。隨著信息化的不斷推進,日常業(yè)務對網(wǎng)絡的依賴越來越強,數(shù)據(jù)呈指數(shù)級增長,數(shù)據(jù)管理和維護工作日益繁雜。
網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)是制約網(wǎng)絡I/O吞吐量的瓶頸,合理地設計和規(guī)劃網(wǎng)絡存儲系統(tǒng),會最大限度地降低總體擁有成本,使網(wǎng)絡性能得到充分發(fā)揮。
 本文對網(wǎng)絡存儲結構NAS、SAN和iSCSI進行了分析,根據(jù)存儲服務質量的各項評價指標,對其進行綜合評價。研究結果表明,iSCSI是NAS和SAN兩種技術在TCP/IP網(wǎng)絡上的融合,通過把面向數(shù)據(jù)塊的SCSI協(xié)議封裝在TCP/IP包中,以便在TCP/IP網(wǎng)絡上傳送,可以達到較好的存儲性價比。
1 NAS
1.1 NAS結構

 網(wǎng)絡附加存儲NAS(Network Attached Storage)將存儲設備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡上,提供數(shù)據(jù)和文件服務。NAS服務器一般由存儲硬件、操作系統(tǒng)以及其上的文件系統(tǒng)等幾個部分組成。它基于TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)文件級數(shù)據(jù)的存取服務。
NAS將存儲設備通過標準的網(wǎng)絡拓撲結構連接,可以無需服務器直接上網(wǎng),不依賴通用的操作系統(tǒng),而是采用一個面向用戶設計的、專門用于數(shù)據(jù)存儲的簡化操作系統(tǒng),內(nèi)置了與網(wǎng)絡連接所需的協(xié)議,因此使整個系統(tǒng)的管理和設置較為簡單。NAS的體系結構如圖1所示。


1.2 NAS的特性
 NAS是精簡型服務器,在硬件架構上只需CPU、內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)卡和主機板等。在軟件方面,操作系統(tǒng)也是精簡型系統(tǒng),有些甚至是免費的Linux。采用磁盤陣列技術,NAS可保證硬件設備和數(shù)據(jù)的安全與完整。通過網(wǎng)絡共享數(shù)據(jù),即使相應的應用服務器不再工作,仍然可以讀取數(shù)據(jù)。所采用的嵌入式操作系統(tǒng)具有很強的穩(wěn)定性和可靠性,網(wǎng)絡管理員可方便地設置用戶或用戶組對NAS服務器的訪問權限。
NAS只適用于較小網(wǎng)絡規(guī)?;蛘咻^低數(shù)據(jù)流量的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)備份。NAS仍使用網(wǎng)絡進行備份和恢復,LAN除了處理正常的最終用戶傳輸流外,還必須處理包括備份的存儲磁盤請求。
2 SAN
 存儲區(qū)域網(wǎng)絡SAN(Storage Area Network)是一種在服務器和外部存儲資源或獨立的存儲資源之間實現(xiàn)高速可靠訪問的專用網(wǎng)絡。SAN采用可擴展的網(wǎng)絡拓撲結構連接服務器和存儲設備,每個存儲設備不隸屬于任何一臺服務器,所有的存儲設備都可以在全部的網(wǎng)絡服務器之間作為對等資源共享。SAN網(wǎng)絡結構如圖2所示。


 SAN作為網(wǎng)絡存儲設施,旨在提供靈活、高性能和可擴展的存儲環(huán)境,擅長在服務器和存儲設備之間傳輸大塊數(shù)據(jù),特別適于以下應用場合:
?。?)對響應時間、可用性和可擴展性要求高的關鍵任務數(shù)據(jù)庫應用;
?。?)對性能、數(shù)據(jù)完整性和可靠性要求高的集中存儲備份,以保證關鍵數(shù)據(jù)的安全,可極大地提高企業(yè)數(shù)據(jù)備份和恢復操作的可靠性和可擴展性;
?。?)海量存儲的應用環(huán)境,如圖書館、銀行、證券、中大型企業(yè)或組織的數(shù)據(jù)中心;
 (4)支持服務器及其連接設備之間提供光纖通道高性能和擴展的距離。
3 iSCSI
 Internet小型機系統(tǒng)接口協(xié)議iSCSI(Internet Small Computer System Interface)是一種端到端的協(xié)議,用于在IP網(wǎng)絡中傳輸和存儲I/O數(shù)據(jù)塊。該協(xié)議被用于服務器、存儲設備和協(xié)議傳輸網(wǎng)關設備。iSCSI使用標準的以太網(wǎng)交換機和路由器,將數(shù)據(jù)從服務器轉移到存儲設備。它還使得IP和以太網(wǎng)基礎設施可以被用于對SAN存儲系統(tǒng)的擴展訪問,跨過任意距離完成對SAN的擴展接入。

 

 

 結果表明,NAS只適用于較小網(wǎng)絡規(guī)?;蛘咻^低數(shù)據(jù)流量的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)備份,當數(shù)據(jù)量增多時,NAS的存儲效率將急劇下降;SAN提供高性能和擴展的存儲環(huán)境,擅長在服務器和存儲設備之間傳輸大塊數(shù)據(jù);相對于NAS,iSCSI帶寬高、功能強(特別是遠程復制和災難恢復)、可用性強,能夠處理大塊數(shù)據(jù)的傳輸。
4.2 存儲成本的比較和分析
 NAS投資成本較高(后期擴容成本高),而可靠度不高,一般文件服務器沒有高可用配置,存在單點故障;SAN應用在對性能、數(shù)據(jù)完整性和可靠性要求高的集中存儲備份,以保證關鍵數(shù)據(jù)的安全,但實現(xiàn)成本極高。iSCSI連接距離更長,突破FC/SAN目前10 km的局限,其利用現(xiàn)有的TCP/IP基礎設施來構筑SAN,網(wǎng)絡部署成本相對較低。
參考文獻
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