DAS:服务器直接后挂存储设备,最经济的一种结构。

NAS:网络上直接挂接的存储设备,其实就是处于以太网上的一台利用NFS、CIFS等网络文件系统的文件共享服务器。

SAN是网络上的磁盘,NAS是一个网络上的文件系统。

IP SAN:应用iSCSI技术的SAN(storage area network)网络,传输介质为IP网。

FC SAN:是应用光纤技术的SAN网络,传输介质为光纤,性能最高,目前使用最广。

1. 直连方式存储 (Direct Attached Storage-DAS)
存储设备是通过电缆(通常是SCSI接口电缆)直接到服务器。I/O请求直接发送到存储设备。这种方式是连接单独的或两台小型集群的服务器。 
它的特点是初始费用可能比较低。可是这种连接方式下,对于多个服务器或多台PC的环境,每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘,容量的再分配困难;对于整个环境下的存储系统管理,工作烦琐而重复,没有集中管理解决方案。所以整体的管理成本较高。

PC中的磁盘或只有一个外部SCSI接口的JBOD都属于DAS架构。

2. 网络附加存储(Network Attached Storage - NAS) 
NAS设备通常是集成了处理器和磁盘/磁盘柜,类似于文件服务器。连接到TCP/IP网络上(可以通过LAN或WAN),通过文件存取协议(例如NFS,CIFS等)存取数据。 
NAS将文件存取请求转换为内部I/O请求。这种方式是将存储设备连接到基于IP的网络中,不同于DAS和SAN,服务器通过“File I/O”方式发送文件存取请求到存储设备NAS。NAS上一般安装有自己的操作系统,它将File I/O转换成Block I/O,发送到内部磁盘。 
NAS系统有较低的成本,易于实现文件共享。但由于它是采用文件请求的方式,相比块请求的设备性能差;并且NAS系统不适合于不采用文件系统进行存储管理的系统,如某些数据库。

NAS必须可以访问卷或者物理磁盘。NAS必须具有接入以太网的能力,也就是必须具备以太网卡。

3.IP SAN

如果SAN是基于TCP/IP的网络,实现IP-SAN网络。这种方式是将服务器和存储设备通过专用的网络连接起来,服务器通过“Block I/O”发送数据存取请求到存储设备。 
最常用的是iSCSI技术,就是把SCSI命令包在TCP/IP 包中传输,即为SCSI over TCP/IP。 
IP SAN的优势在于: 
利用无所不在的以太网络,一定程度上保护了现有投资。 
IP存储超越了地理距离的限制,适合于对关键数据的远程备份。 
IP网络技术成熟,不存在互操作性问题 
IP存储减少了配置、维护、管理的复杂度。 
IP网络已经被IT业界广泛认可-网络管理软件和服务产品可供使用 
千兆网的广泛使用大大提高了IP网络的性能 
万兆网络技术的发展,使IP存储在性能上可以超越FC存储

4. 存储区域网络(Storage Area Network – FC SAN) 
存储设备组成单独的网络,大多利用光纤连接,采用光纤通道协议(Fiber Channel,简称FC)。服务器和存储设备间可以任意连接,I/O请求也是直接发送到存储设备。 
光纤通道协议实际上解决了底层的传输协议,高层的协议仍然采用SCSI协议,所以光纤通道协议实际上可以看成是SCSI over FC。 
存储区域网络的优点如下: 
服务器和存储设备之间更远的距离(光纤通道网络:10公里相比较DAS的SCSI:25米); 
高可靠性及高性能; 
多个服务器和存储设备之间可以任意连接 
集中的存储设备替代多个独立的存储设备,支持存储容量共享; 
通过相应的软件使得SAN上的存储设备表现为一个整体,因此有很高的扩展性; 
可以通过软件集中管理和控制SAN上的存储设备,提供数据共享 
由于SAN通常是基于光纤通道的解决方案,需要专用的光纤通道交换机和管理软件,以SAN的初始费用比DAS和NAS高。

SAN与NAS的比较:

1、NAS设备一般都可以提供多种协议访问数据,而SAN只能使用SCSI协议访问。

2、NAS可以在一台盘阵上实现多台客户端的共享访问,包括同时访问某个目录或文件。而SAN方式下,除非所有的客户端都安装了专门的集群管理系统或集群文件系统模块,否则不能将某个LUN共享,强制共享将会毁坏数据。

性能上:FC性能最好,单端口可以达到2Gbps的带宽;NAS性能最差,即使采用千兆网络,通常只能30-40MBps;单千兆iSCSI可以达到60-70MBps;万兆网络下,单万兆口的速度可以超过500MBps。

扩展性上:FC和iSCSI采用SAN的架构,扩展性最好,在存储网络中,易于增加用户或增加存储模块。

应用成本上:FC的应用成本最高,需要配套的昂贵的光纤交换机(8端口光纤交换机大约3-4万元);每个服务器需要配光纤通道卡(光纤通道卡5000-1万元);以及采用光纤介质;相比之下,iSCSI只需要普通的以太网交换机(8端口千兆交换机1000元);服务器本身带有千兆网口,即使增加一个网卡也就是500元,采用普通的超五类线就可以,价格可以忽略不计;

市场定位:FC占据高端,iSCSI处于中高端,NAS和DAS处于低端

随着越来越多机构对数据中心基础架构的改造,大多数客户对SAN比较了解并开始应用。但最近不少厂商开始向客户介绍IP SAN,使得其中不少客户对什么是FC SAN、什么是IP SAN、两者之间的区别以及如何在自己的建设环境中进行选择,有不少疑惑。本文就FC SAN和IP SAN的特点、差异、成熟度、以及如何选用等给出相应说明,请予参考。

项目

IP SAN

FC SAN

说明

技术成熟度

IP SAN是在最近2年开始为业务说推行,并为用户说认识的新技术。

FC SAN是从九十年代末即开始发展的存储网络技术,其发展已经历至少三代:1Gb、2Gb以及目前的4Gb。其应用已将近十年,是非常成熟和可靠的技术,其采用和认可的广泛程度可以说是遍布几乎各类机构,大中小型企业的数据中心里。

在技术成熟度上,FC SAN比IP SAN要高得多

协议效率

IP SAN实质上就是将SCSI指令封装在IP包中,利用IP技术进行包的传输,利用的是IP技术的广泛性和普及性。但是IP封装有一个显著的弱点:就是IP封装的开销大,效率低——即任何一个IP包中要附加的包头和包尾,以及检验码过多因此其总体的效率不高

比较FC SAN,将SCSI指令在FC包中进行封装,包头和包尾以及校验码所占比例非常低,因此其效率非常高

从效率上看,FC SAN明显高于IP SAN,因此FC SAN更加适合于对效率敏感的应用,例如对性能要求很高的数据库应用,而IP SAN则主要应用到对性能和效率要求不高的环境中,例如OA,文档处理,多媒体环境等

性能

IP SAN协议中的封装效率不高,因此IP SAN对环境的硬件速度要求更好,才能获得与FC差不多的性能,可惜的是目前IP SAN最好环境还只是在千兆网中,因此其性能目前还无法与FC SAN相比

FC SAN协议本身效率高,同时目前FC SAN已经开始普遍部署4Gbps的环境,所以说FC SAN要比目前IP SAN性能块很多

乐观地讲,10Gb即万兆网中IP SAN的性能可能会有显著改善,并能初步满足相关应用的要求,与目前FC SAN中的性能可以一比。

稳定性和安全性

IP SAN是建立在普通IP网上,FC SAN是建立在FC网络中。FC网络的抗干扰性要强;

同时FC网络的封闭性要高一些,不想IP网络非常开放,因此FC SAN协议上要相对安全和稳定。

成本

IP SAN的成本低主要体现在:

--- 设备价位低;

--- 运行维护费用低

建议

从上文分析,我们建议:

--- 在非关键环境中,在建设成本非常有限的条件下,可以考虑采用IP SAN;

--- 对于企业或者机构核心业务、关键业务中,其稳定性、性能、对技术的成熟度要求高,建议采用FC SAN,这样企业和机构的主要业务系统将更有保障

其他方面

兼容性:目前IP SAN主要完成的是Windows,Linux等较低端的服务器的兼容性测试;

厂商支持度:

--- 服务器方面,主要是PC Server厂商和低端Unix服务器明确支持,部分高端服务器还不支持;

---- 存储方面:虽然大多数存储都能支持IP SAN,但是在用户环境中应用的主要还是中低端存储

FC SAN兼容性测试已非常充分,遍布所有高端、中端、以及低端的服务器均能支持,

厂商支持度:

不管服务器还是存储方面,几乎所有的服务器(不论档次)和独立存储系统都完全支持FC

在兼容性和厂商支持度上看,同样建议对于重要和关键业务系统,目前还是要采用FC要更稳定和可靠。

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