NAS和SAN

一、NAS和SAN

　　1、直连式存储（Direct-Attached Storage，DAS）

　　DAS是指存储设备直接连接到服务器上，存储设备只与一台独立的主机连接。

　　2、网络附属存储（Network Attached storage，NAS）

　　NAS采用独立的服务器，单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器来连接所有的存储设备。数据存储至此不再是服务器的附属设备，而成为网络的一个组成部分。

　　3、存储区域网络及其协议（Storage Area Network and SAN Protocols，SAN）

　　SAN是一种专用的存储网络，用于将多个系统连接到存储设备和子系统。SAN可以被看作是负责存储传输的后端网络，而前端的数据网络负责正常的TCP/IP传输。作为一种新的存储连接拓扑结构，光纤通道为数据访问提供了高速的访问能力，它被用来代替现有的系统和存储之间的SCSI I/O连接。

　　SAN可以分为FC SAN和IP SAN。FC SAN的网络介质为光纤通道，而IP SAN使用标准的以太网。

　　在SAN中，传输的指令是SCSI读写指令，而不是IP数据包。iSCSI是一种在TCP/IP上进行数据块传输的标准，该标准可在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在以太网上进行数据存取和备份操作。为了与FC SAN区分开来，这种技术被称为IP SAN。

　　4、面向对象的存储（Object-Based Storage Devices，OSD）

　　OSD综合了SAN和NAS的优点，其存储和管理的是对象，而不是数据块。对象可以看作文件和块的结合。块可以快速、直接访问共享数据，而文件属性可以描述存储数据的相关信息。对象兼具两种优点，因此OSD具备以下优点：

　　（1）更适合数据共享。因为对象既存储了用户数据，又存储了数据属性，这样就可以用较少的元数据来保持数据的一致性，更加适合跨平台的数据共享。

　　（2）更加安全性。与块设备不同，OSD可以对I/O进行认证，因此弥补了 IP SAN的不足。

　　（3）更加智能。OSD具有部分传统文件系统的存储管理功能，可以自行进行备份管理、数据重组、失效处理等操作。

　　OSD中的对象是一个具有类似文件接口的存储容器，具有固定格式的访问方法，同时存有描述数据特性的属性值以及阻止未授权访问的安全策略。对象大小不固定，可用来保存整个数据结构，如一个或多个文件、数据库表、图像甚至多媒体信息。

　　5、SATA

 　　早期的硬盘使用PATA硬盘，PATA叫做并行ATA硬盘（Parelle1 ATA）。该方式下会产生高噪声，为解决该问题需要采用高电压，从而导致生产成本上升。由于数据是并行传输的，受并行技术限制，总体传输率最快只能达到133Mb/s。

　　SATA硬盘，即SATA（Serial ATA），又被称为串口硬盘。SATA采用差分信号系统，能有效滤除噪声，因此不需要使用高电压传输去抑制噪声，只需使用低电压操作即可。目前SATA 3.0的传输速率可达600Mb/s。

　　6、SAS

　　串行连接SCSI接口（Serial Attached SCSI，SAS），即串行连接SCSI，是新一代的SCSI技术，和现在流行的SATA相同，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连结线改善内部空间。

　　SAS的接口技术可以向下兼容SATA。具体来说，二者的兼容性主要体现在物理层和协议层的兼容。目前SAS的传输速率可达12Gb/s。

　　7、SSD 固态硬盘

　　固态硬盘（Solid State Drives，SSD）是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。

　　固态硬盘与传统机械硬盘相比，优点是快速读写、质量轻、能耗低、体积小；缺点是价格较昂贵、容量较低、一旦硬件损坏数据难恢复等。

　　目前，存储系统（尤其是SAN架构）中，为了均衡价格、速度、稳定性，构建存储池采用的硬盘往往是SSD、SAS等多种硬盘混合形式。这样可以达到数据分级存储的目的，需要高速率存取的数据存放在SSD盘中，大容量数据往往存储在机械硬盘中。

 

二、存储备份架构

　　常见的网络数据备份系统架构有基于主机（Host-Base）结构、基于局域网（LAN-Base）结构、基于SAN结构的LAN-Free和Server-Free结构。

　　1、Host-Base

　　Host-Base是最简单的一种数据保护方案，这种备份大多采用服务器上自带的磁带机或备份硬盘，而备份操作往往是手工操作。

　　Host-Base的优点是数据传输速度快、备份管理简单；缺点是不利于备份系统的共享，不适于现在大型的数据备份要求。

　　2、LAN-Base

　　LAN-Base数据的传输以网络为基础。LAN-Base方式下，会配置一台服务器作为备份服务器，负责整个系统的备份操作。磁带库或者硬盘池则接在某台服务器上，在进行数据备份时，备份对象将数据通过网络传输到磁带库中实现备份。

　　LAN-Base的优点是节省投资、磁带库共享、集中备分管理；缺点是对网络传输压力大。

　　3、LAN-Free

　　LAN-Free和Server-Free的备份系统基于SAN。基于SAN的备份彻底解决了传统备份方式需要占用LAN带宽的问题。

　　LAN-Free就是指数据无须通过局域网而直接进行备份，用户只需要把磁带机或磁带库等备份设备连接到SAN中，服务器直接需要备份的数据发送到共享的备份设备上，不需要经过局域网络。

　　LAN-Free的优点是数据备份统一管理、备份速度快、网络传输压力小、磁带库资源共享；缺点是少量文件恢复操作繁琐，并且技术实施复杂、投资较高。

　　4、Server-Free

　　LAN-Free备份需要占用备份主机的CPU资源。Server-Free备份方式下，虽然服务仍然需要参与备份过程，但负担已大大减轻，此时服务器类拟于交通警察，只用于指挥方向，不用于装载和运输，不是主要的备份数据通道。

　　Server-Freer 的优点与LAN-Free相似，更能缩短备份及恢复所用的时间；缺点是难度大、成本高，而且虽然服务器的负担大大减轻，但仍需要备份软件控制备份过程。元数据必须记录在备份软件的数据库上，仍需要占用CPU资源。