对于NAS,IP SAN以及iSCSI SAN存储的一些认识和理解

    一直以来用户对于在选购存储产品上有许多不清楚 ,市场上有NAS, FC SAN,IP SAN 和iSCSCI SAN产品 ,到底哪种类型的产品更适合支撑企业的应用系统呢 ?

 

    我们经常可以听到用户讲 : “NAS 只能存储文件 ,而SAN 只能存储数据库的数据 ,所以企业有ERP 系统的一定只能购买 SAN的”.

 

    从用户的观念和理解来看 ,这句话只能描述了NAS和 SAN应用的一部分,并不是完全正确的 ;让我们来理解一下他们间的区别和联系吧 :

 

a. NAS本身可以做为一台网络设备 .通过内置采用微软的操作系统  CIFS（Common Internet File System ）, Linux、 Unix操作系统NFS （Network File System）或者是 MAC OS的操作系统,  共享给网络客户端直接存取文件档案的 , 文件访问操作更为快捷，并且易于向基础设施增加文件存储容量 ;比如应用服务器,邮件服务器或 WEB服务器。各操作系统协议间互不兼容 .它是基于操作系统的应用 ,所以用户常称它为”文件级”的传输方式 ;

 

 b. SAN是一种传输协议 ,它比NAS 更低层面上存储技术 ,它并不关心通道上传输的是哪种操作系统 .比如, 目前市场上许多 SAN存储, 可以把微软服务器程序安装在 SAN存储内, 并通过存储直接启动操作系统 ;

 

    简单地说， SAN是关联存储设备和服务器的网络。它和以太网有类似的架构。以太网由服务器、以太网卡、以太网集线器 /交换机及工作站组成。而 SAN则由服务器、HBA卡、集线器 /交换机和存储装置所组成。 iSCSI SAN是利用IP SAN 存储网络架构，以 iSCSI协议来进行数据传输，从而保证了数据块高效存取

 

    目前SAN的解决方案不但提供有对数据设备的高性能连接，提高了数据备份速度，还增加了对存储系统的冗余连接，提供了对高可用群集系统的支持。

 

让我们了解一下 SAN间的区别:

 

      FC SAN是采用光纤信道的 SAN，也就是服务器透过光纤信道卡（ FC HBA），连接光纤交换器（FC Switch），再连接后端的存储设备。 SAN架构透过光纤信道卡（FC HBA），连接光纤交换器（ FC Switch），再连接后端的存储设备。

      FC SAN是按块协议 (Block Protocal)的传输方式, 所以传输速度快 ,但是造价比较贵,随着客户端的数量增加 ,造价也随着上升;所以一般在大型网络的核心上都采用的 FC SAN的存储结构;  

 

    随着以太网技术的发展 ,使IP SAN 对SAN技术进一步的拓展 , IP SAN降低了FC SAN 的光纤造价 .直接在IP 网络上进行存储 ..而且实施起来更容易.

 

    IP SAN和 FC SAN一样, 都是按块协议 (Block Protocal) 的传输方式;

 

    所以使用 IP SAN来存储共享大量小尺寸的文件 ,不如NAS 来的方便和快速 .

 

       iSCSI 可以算 IP SAN发展的第三个里程碑, iSCSI是 SCSI over IP的一项重要成就，使用IP技术代替 FC对SCSI 进行封装 ,它是由IBM 与CISCO共同开发的协议标准，是一个供硬件设备使用的可以在 IP协议的上层运行的SCSI指令集。 iSCSI协议整合了存储和IP网络，使得通过 IP网络完成存储数据块的传输成为现实。使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。现在有向 10G以太网发展的趋势.

 

    iSCSI协议被用于服务器 (Initiator)、存储设备(Target) 和协议传输网关设备等设备上。它通过 IP网络来传输数据，数据存取方式上采用与 FC-SAN相同的块协议(Block Protocal)。

 

    iSCSI Initiator可分为三种，即软件 Initiator驱动程序、硬件的TOE HBA卡及 iSCSI HBA卡。就效能而言，Initiator驱动程序最差、 TOE居中、iSCSI HBA 卡最佳。但是， iSCSI HBA只能接受iSCSI 协议，而无法通过 NFS或CIFS 等档案系统协议与应用服务器沟通。 Initiator驱动程序及TOE 则同时支持 iSCSI、NFS 及CIFS三种协议。比如，对大容量数据的传输更好、更稳定，但是如果直接映射到设备端（硬盘录像机端）需要设备支持 ISCSI设备;

 

    注意:在使用 TOE方式时, 建议选配使用具有 Jumbo Frame功能的千兆交换机。

 

    iSCSI最重要的优点就是能在成本上提出大幅改善的方案，让中小企业也能享受到 SAN所带来的好处及便利。比如适配卡部分，只要 Host端主机本身内建的一般网络卡或网络芯片，搭配免费下载的 iSCSI Initiator驱动程序即可，所以在适配卡方面可以达到完全免费的境界。另外 ,iSCSI是基于IP 传输的协议 ,所以管理好网络即可. 另外 ,目前大多市场上的NAS设备都提供了对 iSCSI的支持, 推动了iSCSCI技术的发展 ; 

 

    加载SCSI协议的 IP SAN 实现了可靠的块级数据传输。可以广泛用于一些关键任务 : 紧急任务数据库应用、集中管理的存储备份方案、高可靠性存储方案、需动态实现虚拟存储应用、远程灾难备份应用 ;

 

    那么回过头来分析用户讲的话 :”数据库只能安装在SAN存储里” ;

 

    对于目前市场上的存储架构，每一种存储架构都有其优势与缺点，企业适用于哪一种架构多半要看企业本身应用系统所需的是哪一种 . 数据库安装在NAS上或是 SAN上, 更多取决于企业自身选用的应用程序 ,以及数据库系统对存储设备资源和性能的耗费情况而决定的 .

 

    比如 Oracle公司大部分的数据库就建立在 NAS上; 又比如微软的 SQL其些程序的特性，非常仰赖本地端磁盘驱动器，在  SAN的环境下，微软服务器的档案系统将会造成数据存取上的麻烦。因此如果企业采用的是微软的 SQL数据库，在存储架构里也比较适合采用 NAS.另外, 应用于频繁地共享或交换 CAD文件等的读写,SAN肯定是比不过 NAS的. 同理,IP SAN上同样也是可以安装 WEB,MAIL和文件服务器,数据库的 .

 

    但是NAS对于读写频繁的数据库系统 ,同样也有不足的地方:

 

1). 对于数据库存储这种读写要求使用率高的任务来说，不是很适合。  

 

2). NAS本身是个瓶径 ,获得数据的最大速率受到连接到 NAS的网络速率的限制。

 

3).  不能提供高可靠的灾备方案 ,在存储基础设施中存在潜在的结点故障的可能 .

 

    如果你的应用程序对存储设备读写频繁，那么 SAN是可以跨空间将多个服务器 /存储设备组织在一起作为一个逻辑卷 ,在确保SAN 包含多个控制器前提下 ,通过把数据分成多个数据块 (Block)并行写入/ 读出磁盘 ;以便更好提高数据传输的吞吐量 .防止瓶径.

 

    SAN可以提供其他存储策略所缺乏的关键性能选项 ,比如SAN 有个好处是集群文件系统非常有用，包括全局文件系统以及在不停机情况下在服务器和虚拟服务器之间移动存储资源的功能 ;尤其是对经常使用的文件服务器或者数据库来说更是如此 ,所以说, 对于大中型企业的数据库系统需要适时性 ,快速性和安全性要求,就迫使得用户更愿意选择 SAN.这是单纯的IP NAS 网络系统中是做不到的 . 3. SAN+NAS的融合

 

    先前的 SAN磁盘阵列多数情况下只为少数  服务器提供服务，而NAS则为数量众多的客户端提供服务 ;而SAN  和NAS的融合最开始始于高端市场， SAN加上一个NAS 头便可以提供文件服务， NAS也能够通过FC （Fibre Channel）端口或 IP方式接受块级（block-level）数据访问。而在中低端市场， iSCSI 功能让中小型企业用户可以同时获得 SAN+NAS的解决方案, 既能获得文件服务的同时 ,也可以获得块数据（如数据库应用）的增值服务 .