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深入浅出谈存储:如何区别NAS、SAN与DAS

2012-02-17 16:51    来源:新浪博客  作者: 林沛满  编辑: 曾智强

  【IT168 技术】 上一篇《NAS是什么?》发表后,评论如雪花般飘来。这本是每位作者所乐意看到的,令我哭笑不得的是,多数读者只看了开头的笑话就留言走人了。唯有一位让我聊感欣慰,因为他说“/陈老师专题”里的几百兆图片他也有。还好“/陈老师专题”出现在文章的末尾。这悲剧也提醒了我,技术文档不要过度包装,再生动的语言也掩盖不了技术的晦涩。当年明月要是写这个,也不敢说“NAS可以写得很好看”。

  本文要介绍的是SAN (Storage Attached Network),即存储区域网络。为什么写NAS就不得不提到SAN呢?原因之一是它们的名字有69关系,容易混淆;之二是NAS和SAN既竞争又合作,很多高端NAS的后端存储就是SAN。NAS和SAN的整合也是存储设备的发展趋势,比如EMC的新产品VNX系列。右图展示了一台NAS的逻辑结构:双虚线框表示一台NAS。它通过Fibre Channel从后端SAN获得存储空间,创建文件系统后,再通过以太网共享给服务器。SAN提供的存储单位是LUN,属于block级别的。经过NAS创建成文件系统后,就变成文件级别的了。

  如果上边的逻辑图还不够清楚,可以看看下面的物理连接。NAS通过FC Switch连到SAN上,应用服务器再通过Ethernet Switch连到NAS上。同时SAN也直接提供block级别的存储给应用服务器。

  关于NAS和SAN的区别,可以列出很多来。比如带宽大小,距离长短,共享优劣等等。几乎所有区别都是由两个因素衍生出来的。一个是FC与Ethernet,另一个是block与file system。简而言之,如果用户需要通过FC访问block,就用SAN;如果需要通过Ethernet访问file system,就用NAS。

  除了NAS和SAN,还有一类存储设备经常被提到。那就是DAS (Direct Attached Storage) ,即“直连存储”。“直连”指服务器和存储设备之间没有FC网络,而是直接相连。比如我们都熟知的个人电脑就是DAS,因为磁盘被直连到了主板上。DAS已经存在很多年了,就算到今天也是很多服务器的理想选择。但是它的问题很多,而且也跟不上IT技术,比如虚拟化的发展。下面列举几个:

  1.可管理性差:每台服务器都使用自己的存储,光硬件的监控和维护就要花费不少时间。如果都要做容灾或备份,对于管理员简直是噩梦。

  2. 可扩展性差:在服务器安装结束后,如果发现存储空间分配过多,就造成了浪费。如果发现空间不足,要扩展也很麻烦。

  3. 跟不上IT发展趋势,比如不支持VMware VMotion等高级功能。

  SAN解决了这些问题。因为它既提供了统一的存储,同时又是一个网络。统一性和网络性给SAN带来了很多优势:

  1.可管理性:由一台SAN统一给多台服务器提供存储。无论是硬件的监控维护,还是数据的容灾备份,都只要在SAN上进行。使存储管理变得更轻松。

  2.可扩展性:在物理层面,SAN支持数以百计的磁盘(比如EMC的CX4可以支持960块磁盘),提供了海量的存储空间。在逻辑层面,这个海量空间可以按需要分成不同大小的LUN,再分配给服务器。LUN是逻辑设备,所以很容易扩展或迁移。

  3. 符合IT发展趋势:比如对炙手可热的虚拟化有很好的支持。

  当然,除了解决DAS的这些问题,SAN还有其他明显的优势:

  1. 高性能:

  a. SAN 更好的支持RAID,因为它拥有更多硬盘和更强的控制器。下图展示了RAID0对性能提升的基本原理:当有一大块数据写到RAID Group上,它可以被分成数小块,同时写到几个磁盘上。这就象有一批档案需要录入到电脑上,经理一个人打字需要做5天。分给5位员工一起做,一天就可以做完了。我们将在以后分析NAS性能的时候详细解释。

  b. SAN有更大的cache。比如CX4的write cache可以达到10.7 GB。Cache对性能的提高也有明显的作用,我们也会在以后分析NAS性能的时候详细讲解。

  2. 更稳定:多机头,热备盘,多路径等机制杜绝了单点故障。

  3. 更安全:统一的容灾,备份和远程复制保证了数据的安全性。

  此外还有很多新技术,比如VNX的FASTCache和FASTVP。因为今年主要介绍NAS,SAN就不深入讨论了。

  文章的最后,不再有冷酷的机架和Vera Wang的美丽模特。写博客的目的不是吸引眼球,上一篇《NAS是什么?》有点舍本逐末了。最后献给诸位读者一个DAS,SAN和NAS的对比图。希望对理解这三种存储有帮助。如果有任何问题,欢迎在博客中留言。

标签: DAS , SAN , 存储系统
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