几种主流网络存储技术的比较分析
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云端存储的优缺点分析近年来,随着互联网技术的不断发展和普及,云端存储在人们的生活中开始扮演越来越重要的角色。
相对于传统的本地存储,云端存储具有很多优点,同时也存在一些不足之处。
本文将从多个方面对云端存储的优缺点进行分析。
一、优点1. 跨平台共享云端存储可以支持多种设备平台,例如PC、手机、平板等。
只要有网络连接,用户就可以在这些设备之间自由地共享和使用存储的内容,不再需要像传统存储方式一样,通过U盘、移动硬盘等设备进行文件拷贝。
2. 大容量存储在云端存储的服务中,用户通过租用云端存储提供商的服务器空间,获得大容量的存储。
由于数据存在于服务器上,而不是存储在本地设备中,所以用户无需担心本地存储空间不足的问题。
3. 数据备份和恢复用户所存储的云端数据可以随时进行备份和恢复,这可以有效降低用户数据丢失的风险。
同时,一般的云端存储会提供备份服务和数据冗余,确保即使出现故障,用户的数据也能正常运行和访问。
4. 安全性高由于云端存储的服务提供商通常都会拥有比个人更加先进和专业的安全技术和防护手段,在确保数据安全和保密性方面更胜一筹。
并且,对于一些重要的数据,用户还可以进行加密,保障数据的安全。
5. 节省成本相对于传统存储方式,云端存储的成本更加合理且透明,用户不需要再购买高昂的网络存储硬件,只需要向云服务提供商支付一定的租赁费用即可享受大容量的存储资源。
二、不足之处1. 网络连接稳定性由于数据存储在云端服务器上,所以互联网连接的稳定性成为影响云端存储正常使用的主要因素之一。
在网络不好的情况下,云端存储的速度和稳定性都会受到影响,工作效率不如本地存储。
2. 数据隐私问题尽管云端存储的服务商可以提供高水平的数据安全性,但是仍然存在数据被非法入侵或泄漏的风险。
这对于一些强调隐私的用户来说,可能会是很大问题。
3. 服务商可靠性云端存储服务商的可靠性,直接影响到用户的稳定性和体验。
如果所选取的服务商质量不高或者服务不稳定,用户的数据存储就无法得到保障,甚至可能丢失。
数据安全领域的四种网络数据备份技术在当前信息化时代,网络数据备份技术在数据安全领域扮演着重要的角色。
由于网络环境的不确定性以及恶意攻击的日益增多,数据备份技术变得至关重要。
本文将介绍四种常见的网络数据备份技术,包括本地备份、远程备份、在线备份和云备份,并对其优缺点进行分析。
一、本地备份本地备份是指将数据存储在本地介质中,例如硬盘、磁带等。
本地备份具有以下优点:1. 数据可随时恢复:本地备份可以在需要时快速恢复数据,不受网络环境的限制。
2. 数据安全性高:本地备份可以完全掌控数据的存储和传输过程,可避免数据被篡改或泄露的风险。
然而,本地备份也存在一些缺点:1. 设备故障:本地硬盘或磁带等设备存在故障的风险,一旦设备损坏,备份数据也会丢失。
2. 地理位置单一:本地备份通常只有一份副本,一旦发生火灾、水灾等灾害,备份数据也无法保证完整性。
二、远程备份远程备份是指将数据备份到远程地点,例如其他建筑、机房等。
远程备份具有以下优点:1. 数据安全性高:远程备份能够有效避免本地备份设备故障、灾害等情况下导致的数据丢失。
2. 备份多样化:可以将数据备份到多个远程地点,以提高数据备份的可靠性和安全性。
然而,远程备份也存在一些缺点:1. 传输速度慢:由于数据需要通过网络传输到远程地点,备份过程可能比较耗时。
2. 成本高:搭建远程备份系统需要一定的成本投入,包括设备、带宽等。
三、在线备份在线备份是指将数据备份到互联网上的在线存储空间。
在线备份具有以下优点:1. 可靠性高:在线备份通常采用冗余存储技术,能够保证数据的可靠性和完整性。
2. 方便易用:用户可以通过互联网随时随地访问备份数据,方便快捷。
然而,在线备份也存在一些缺点:1. 安全风险:在线备份数据存储在互联网上,可能受到黑客攻击或数据泄露的风险。
2. 需要高带宽:进行大规模数据备份需要较高的网络带宽,可能会增加成本投入。
四、云备份云备份是指将数据备份到云服务器上,由云服务提供商负责数据存储和管理。
分布式存储vs传统SAN、NAS的优缺点分析传统存储架构的局限性和分布式存储的优点传统SAN存储设备一般采用双控制器架构,两者互为备份,配置两台交换机与前端的服务器进行连接,这种双控制器架构方式会有以下两个方面的缺点:1.网络带宽容易变成整个存储性能的瓶颈;2.如果一个控制器损坏,系统的性能将大幅下降,影响存储的正常使用。
传统存储架构的局限性主要体现在以下几个方面:1、横向扩展性较差受限于前端控制器的对外服务能力,纵向扩展磁盘数量无法有效提升存储设备对外提供服务的能力。
同时,前端控制器横向扩展能力非常有限,业界最多仅能实现几个控制器的横向。
因此,前端控制器成为整个存储性能的瓶颈。
2、不同厂家传统存储之间的差异性带来的管理问题不同厂商设备的管理和使用方式各有不同,由于软硬件紧耦合、管理接口不统一等限制因素无法做到资源的统一管理和弹性调度,也会带来存储利用率较低的现象。
因此,不同存储的存在影响了存储使用的便利性和利用率。
分布式存储往往采用分布式的系统结构,利用多台存储服务器分担存储负荷,利用位置服务器定位存储信息。
它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展,将通用硬件引入的不稳定因素降到最低。
优点如下:1.高性能一个具有高性能的分布式存户通常能够高效地管理读缓存和写缓存,并且支持自动的分级存储。
分布式存储通过将热点区域内数据映射到高速存储中,来提高系统响应速度;一旦这些区域不再是热点,那么存储系统会将它们移出高速存储。
而写缓存技术则可使配合高速存储来明显改变整体存储的性能,按照一定的策略,先将数据写入高速存储,再在适当的时间进行同步落盘。
2.弹性扩展得益于合理的分布式架构,分布式存储可预估并且弹性扩展计算、存储容量和性能。
分布式存储的水平扩展有以下几个特性:1) 节点扩展后,旧数据会自动迁移到新节点,实现负载均衡,避免单点过热的情况出现;2) 水平扩展只需要将新节点和原有集群连接到同一网络,整个过程不会对业务造成影响;3) 当节点被添加到集群,集群系统的整体容量和性能也随之线性扩展,此后新节点的资源就会被管理平台接管,被用于分配或者回收。
计算机网络中的数据存储和传输技术计算机网络中的数据存储和传输技术是现代信息技术中的关键一环。
它涉及到了数据的存储、传输和处理等方面的技术和方法。
本文将从以下几个方面详细介绍计算机网络中的数据存储和传输技术。
一、数据存储技术1.1 数据存储的目的和意义数据存储的目的是为了将数据永久存储下来,并能够随时访问和使用。
数据存储的意义在于对数据进行备份和保护,以及提供数据的高效访问和处理。
1.2 数据存储的方式- 硬盘存储:利用硬盘将数据读写到物理介质上,并通过存储控制器进行管理和访问。
- 内存存储:将数据存储在计算机的内存中,以实现快速访问和处理。
- 云存储:将数据存储在云端服务器上,用户可以通过互联网进行访问和管理。
1.3 数据存储的技术和方法- 数据压缩技术:通过对数据进行压缩处理,减小存储空间的占用,提高存储效率。
- 数据加密技术:对敏感数据进行加密处理,保护数据的安全性和隐私。
- 数据备份技术:将数据复制到其他存储介质上,以防止数据丢失和损坏。
二、数据传输技术2.1 数据传输的基本原理数据传输是指将数据从发送端传输到接收端的过程。
它依赖于计算机网络的物理层和数据链路层的支持。
2.2 数据传输的方式- 有线传输:通过物理介质(如光纤、电缆等)将数据进行传输。
- 无线传输:通过无线信号将数据进行传输,如Wi-Fi、蓝牙等。
2.3 数据传输的协议和方法- TCP/IP协议:是互联网传输控制协议/网络互联协议的简称,是互联网传输的基础协议。
- UDP协议:是用户数据报协议的简称,它是一种面向无连接的传输协议,可实现快速传输。
- 网络拥塞控制:通过限制网络传输的速度和数量,避免网络拥塞和数据丢失。
三、数据传输和存储技术的应用3.1 云存储技术云存储技术是一种将数据存储在云端服务器上的技术,用户可以通过互联网对数据进行访问和管理。
它提供了高效的数据存储和备份方案,同时减轻了用户的数据管理和维护负担。
3.2 大数据存储和处理技术随着大数据时代的到来,对大数据的存储和处理提出了更高的要求。
三种企业存储⽅案对于⼀个企业来说,⽹络数据的安全性是极为重要的,⼀旦重要的数据被破坏或丢失,就会对企业造成重⼤的影响,甚⾄是难以弥补的损失。
通常企业数据存储包括三种⽅式:DAS、NAS和SAN。
本⽂主要为读者详细介绍这三种数据存储⽅式以及如何根据企业⾃⾝的实际情况选择合适的数据存储⽅式。
认识企业数据存储的三种⽅式:DAS、NAS和SAN 在企业刚刚建⽴初期,⽤户的数据规模并不⼤,存储需求也很简单,只是要把相关数据存放在某⼀地⽅即可。
⽽存放数据的最终⽬的不但是为了能够安全保存,还必须保证数据可以随时被调⽤。
我们最早都是采⽤⼀种称之为“DAS(Direct Attached Storage,直接外挂存储)”存储⽅式的⼀种⽅案。
这种存储⽅案的服务器结构如同PC机架构,外部数据存储设备(如磁盘阵列、光盘机、磁带机等)都直接挂接在服务器内部总线上,数据存储设备是整个服务器结构的⼀部分,同样服务器也担负着整个⽹络的数据存储职责。
DAS这种直连⽅式,能够解决单台服务器的存储空间扩展、⾼性能传输需求,并且单台外置存储系统的容量,已经从不到1TB,发展到了2TB,随着⼤容量硬盘的推出,单台外置存储系统容量还会上升。
此外,DAS还可以构成基于磁盘阵列的双机⾼可⽤系统,满⾜数据存储对⾼可⽤的要求。
从趋势上看,DAS仍然会作为⼀种存储模式,继续得到应⽤。
NAS(Network Attached Storage,⽹络附加存储)⽅式则全⾯改进了以前低效的DAS存储⽅式,它是采⽤独⽴于PC服务器,单独为⽹络数据存储⽽开发的⼀种⽂件服务器。
NAS服务器中集中连接了所有的⽹络数据存储设备(如各种磁盘阵列、磁带、光盘机等),存储容量可以较好地扩展,同时由于这种⽹络存储⽅式是NAS服务器独⽴承担的,所以,对原来的⽹络服务器性能基本上没什么影响,以确保整个⽹络性能不受影响。
它提供了⼀个简单、⾼性价⽐、⾼可⽤性、⾼扩展性和低总拥有成本(TCO)的⽹络存储解决⽅案。
云存储的优点缺点对比分析云存储是一种通过Internet连接远程存储和处理数据的技术。
它的优点和缺点非常明显,下面将对其进行详细的对比分析。
优点:1.可靠性高:云存储提供了数据备份、冗余存储和灾备机制,保证了数据的安全性和可靠性,即使出现硬件故障或自然灾害,数据仍能够恢复。
2.可扩展性强:云存储可以根据需要随时扩展存储空间,企业和个人用户可以根据实际需求进行存储空间的升级,无需购买昂贵的硬件设备。
4. 可访问性高:云存储允许用户通过Internet随时随地访问存储的数据,无需使用特定的设备和存储介质,提高了数据的可访问性和灵活性。
5.节约成本:云存储免去了购买和维护硬件设备的成本,用户只需根据使用情况支付相应的费用,节约了大量的资金和时间成本。
缺点:1. 需要网络连接:云存储的数据交互和访问都需要Internet连接,如果网络出现故障或连接缓慢,用户对云存储的依赖性就会受到影响。
2.安全风险:云存储将用户的数据存储在远程服务器上,其数据安全性和隐私保护成为用户关注的焦点,可能会存在数据泄漏和黑客攻击的风险。
3.数据控制权问题:用户将数据存储在云端后,对数据的控制权可能受到限制,用户可能无法对数据进行全面自主管理,需要依赖云服务提供商。
4.存储容量限制:云存储服务商通常会对用户的存储容量有一定限制,不同的计划和服务等级提供不同的容量配额,用户可能需要支付更多费用以扩展容量。
5.依赖云服务提供商:用户将数据存储在云端,对云服务提供商的持续可用性和服务质量有很高的依赖性,如果服务提供商出现故障或破产,用户的数据可能会受到损失或无法访问。
综上所述,云存储作为一种新型的数据存储和管理方式,其优点主要体现在可靠性高、可扩展性强、共享和协作方便、可访问性高以及节约成本。
然而,它也存在需要网络连接、安全风险、数据控制权问题、存储容量限制以及依赖云服务提供商等缺点。
因此,在选择和使用云存储服务时,用户应权衡其优缺点,根据自身需求和安全考虑做出合适的决策。
虚拟化存储与传统存储的对比与优劣势分析随着信息技术的迅速发展,存储技术也在不断演进和创新。
虚拟化存储作为一种新兴的存储技术,与传统存储相比,具有许多优势和劣势。
本文将从性能、可靠性、灵活性、成本等角度对虚拟化存储和传统存储进行对比和分析。
1. 性能比较在性能方面,虚拟化存储通常能够提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
这是因为虚拟化存储利用了多台物理服务器上的存储资源,并通过虚拟化技术进行统一管理和调度。
而传统存储则通常采用独立的存储设备,无法充分利用多节点的计算能力。
因此,虚拟化存储在处理大量数据和流量时具有明显的优势。
然而,在某些特定场景下,传统存储也能够发挥其优势。
例如对于对数据存取时延非常敏感的应用,传统存储由于没有额外的虚拟化层,能够提供更快速的响应时间。
此外,传统存储设备通常具有较高的可靠性和稳定性,能够保证数据的完整性和安全性。
2. 可靠性比较传统存储设备通常采用冗余阵列(RAID)技术来提高可靠性。
RAID技术通过将数据切分成多份,并分别存储在不同的磁盘上,以实现故障容错和数据恢复。
而虚拟化存储可以通过分布式存储技术来实现数据的冗余和备份。
该技术将数据切分成多份,并存储在不同的物理服务器上,即使某些服务器发生故障,数据仍然可用。
然而,虚拟化存储也存在一些可靠性方面的问题。
由于虚拟化存储依赖于网络传输数据,网络故障或延迟可能会导致存储性能下降甚至数据丢失风险。
相比之下,传统存储设备通常使用本地存储,对网络的依赖性较低,因此可以提供更高的可靠性和稳定性。
3. 灵活性比较虚拟化存储通过虚拟化技术实现了存储资源的池化和统一管理,可以提供更高的灵活性和可扩展性。
管理员可以根据需要动态分配和调整存储资源,在不停机的情况下实现存储的升级和扩展。
此外,虚拟化存储还支持快照、克隆和迁移等功能,方便用户备份数据,快速部署和迁移虚拟机。
相比之下,传统存储设备通常难以实现资源的动态分配和调整。
如果需要增加存储容量,管理员通常需要停机维护,切换硬件设备或重新配置存储系统。
[技术]浅议DAS、NAS、SAN三种模式2005-3-21 14:49:00文/出处:厂家技术资料目前磁盘存储市场上,存储分类(如下表一)根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储,封闭系统主要指大型机,AS400等服务器,开放系统指基于包括Windows、UNIX、Linux 等操作系统的服务器;开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储;开放系统的外挂存储根据连接的方式分为:直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)和网络化存储(Fabric-Attached Storage,简称FAS);开放系统的网络化存储根据传输协议又分为:网络接入存储(Network-Attached Storage,简称NAS)和存储区域网络(Storage Area Network,简称SAN)。
由于目前绝大部分用户采用的是开放系统,其外挂存储占有目前磁盘存储市场的70%以上,因此本文主要针对开放系统的外挂存储进行论述说明。
表一:今天的存储解决方案主要为:直连式存储(DAS)、存储区域网络(SAN)、网络接入存储(NAS)。
如下表二:开放系统的直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)已经有近四十年的使用历史,随着用户数据的不断增长,尤其是数百GB以上时,其在备份、恢复、扩展、灾备等方面的问题变得日益困扰系统管理员。
主要问题和不足为:直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO等),数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机(库),数据备份通常占用服务器主机资源20-30%,因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行,以免影响正常业务系统的运行。
直连式存储的数据量越大,备份和恢复的时间就越长,对服务器硬件的依赖性和影响就越大。
直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接,带宽为10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等,随着服务器CPU的处理能力越来越强,存储硬盘空间越来越大,阵列的硬盘数量越来越多,SCSI通道将会成为IO瓶颈;服务器主机SCSI ID资源有限,能够建立的SCSI通道连接有限。
三种SAN架构比较SAN是通过专用高速网将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统,未来的信息存储将以SAN存储方式为主。
可采用光纤通道(FC)、IP/Ethernet、InfiniBand互连技术分别组建FC-SAN、iSCSI-SAN和InfiniBand-SAN。
现代企业对于存储系统高可靠性、高可用性、高性能、动态可扩展性、易维护性和开放性等众多方面的需求,对现有的存储技术提出了挑战,存储器件和设备这一级无论做得多好,都难以满足网络和企业存储的多种需求,这就需要在存储系统结构这一级来解决问题。
FC-SAN目前基于FC的SAN应用方案最多,成熟的产品也很多。
FC-SAN主要由磁盘阵列、FC-Switch交换机和主机光纤接口卡等组成。
FC-SAN存储系统主要具有如下技术特点:(1) 采用可伸缩的FC-Switch网络拓扑结构,通过高速光纤通道(目前FC的单向速率为200 MB/s)连接,提供SAN内部任意节点之间的多路可选择的数据交换,设备访问的网络拥塞处理也交由高速交换机处理,使得连接设备的增多几乎不影响各个设备的访问速度。
(2) (2) Switch规模越大,吞吐率就越高,如:8-port switch吞吐率为3.2GB/s,16-port switch吞吐率为6.4GB/s。
(3) (3) 支持热拔插,高可靠性、可用性、可维护性(RAS)。
(4) 至少在今后两年中,或者性价比良好的IP和InfiniBand解决方案进入市场之前,光纤通道还将继续是SAN的主流,即使到了IP和InfiniBand进入市场的时候,光纤通道结构也不会完全被取代。
(5) IP-SAN(6) FC-SAN虽然性能优越,可扩展性好,但受限于现有的光纤传输方式,其价格昂贵。
因此,基于普通IP协议和以太网的SAN应运而生,这就是IP存储(IPS),它将SCSI协议映射到TCP/IP协议上,使得SCSI的命令、数据和状态可以在传统的IP网上传输。
存储技术-DAS NAS和SAN在视频监控系统数字化、网络化、智能化的过程中,存储技术得到越来越多的应用。
在单机DVR时代,人们对存储空间按照G单位来部署,几百个G的硬盘是主流;而伴随DVR的网络化及NVR的大量应用,单机DVR或NVR自带的存储空间已经远远不能满足人们对海量视频的存储、检索需求。
因此,人们将存储功能从DVR或NVR中剥离出来,让更专业的设备来做,从此,磁盘阵列轰轰烈烈地进入安防应用,人们谈到的是以T为单位的存储空间,考虑的是DAS、NAS、SAN 架构及I/O、吞吐、冗余等技术参数。
DAS、NAS和SAN是目前主流的存储架构。
DAS是直连式存储,存储设备直接和服务器主机连接,接口一般为FC或者SCSI;NAS是网络附加存储,通过网络连接存储系统,接口为TCP/IP;SAN是存储区网络,一般采用FC(光纤通道),将存储系统网络化,接口为FC(光纤通道),当然还有直接利用网络的SAN架构,即IP SAN系统。
DAS技术DAS即直连方式存储,英文全称是Direct Attached Storage,中文翻译成“直接附加存储”。
DAS是以服务器为中心的存储结构,就是将存储设备直接连在服务器主机上(可以在服务器内部或者外部),然后服务器连接在网络上,网络上任何客户端要访问某存储设备上的资源时必须经过服务器。
由于连接在各个节点服务器上的存储设备是独立的,因此整个网络上的存储设备其实是分散、独立而难以共享的。
由于所有的数据流必须经过服务器转发,因此服务器的负担比较重,也将是整个系统的瓶颈。
DAS架构NAS技术NAS即网络附加存储,英文全称是Network Attached Storage,在NAS存储结构中,存储系统不再通过I/O总线附属于某个特定的服务器或客户机,而是直接通过网络接口与网络直接相连,用户通过网络访问。
NAS实际上是一个带有“瘦服务器”的存储设备,其作用类似于一个专用的文件服务器。
几种主流网络存储技术的比较分析
网络存储技术就是将“存储”和“网络”结合起来,通过网络连接各存储设备,实现存储设备之间、存储设备和服务器之间的数据在网络上的高性能传输。
下面主要分析以下三种主流的网络存储技术:DAS、NAS、SAN,并对这些技术进行比较。
1 直接依附存储( Direct Attached Storage,DAS)
DAS是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上,即每一台服务器都带有自己的磁盘、磁带机或是磁带库。
其本身是硬件的堆叠,存储操作依赖于服务器,不带有任何存储操作系统。
其存储设备是通用服务器的一部分,该服务器同时提供应用程序的运行,即数据访问与操作系统、文件系统和服务程序紧密相关,是一种以服务器为中心的存储结构。
由于直接将存储设备连接到服务器上。
这导致它有以下几方面的缺点:
1)传递距离:一般SCSI 电缆允许的传递距离最大为25 m。
2)连接数量:一方面,SCSI 连接器的尺寸限制了连接服务器的数量;另一方面,每台服务器最多也只能连接16 个SCSI 阵列。
3)传输速率:目前并行SCSI 最大运行速度为320 Mbit/s,且只能以半双工方式。
在网络带宽足够的情况下,服务器本身成为数据输入输出的瓶颈。
因此,当存储容量增加时,DAS 方式很难扩展,这对存储容量的升级是一个巨大的瓶颈;另一方面,由于数据的读取都要通过服务器来处理,必然导致服务器的处理压力增加,数据处理和传输能力将大大降低。
此外,当服务器出现故障时,也会波及到存储数据,使其无法使用。
目前DAS已经几乎退出了存储市场。
2 网络附加存储( Network Attached Storage,NAS)
NAS是可以直接连到网络上向用户提供文件级服务的存储设备。
采用NAS 技术的存储设备不再通过I/ O 总线附属于某个特定的服务器,而是通过网络接口与网络直接相连,由用户通过网络访问。
NAS以数据为中心,将存储设备与其它应用服务器分离。
存储设备在功能上完全独立于网络中的其它应用服务器。
客户机与存储设备之间可以直接进行数据访问而不需要文件(应用)服务器的干预,因此不仅响应速度快,而且数据传输速率很高;同时也降低对服务器的要求和成本,这样使得NAS 的部署更加方便且性价比较高。
虽然NAS 具有较好的可扩展性、可访问性、低价位、部署简单、易于管理等优点,但也存在着以下不足:
1)在文件访问的速度方面:NAS 采用的是文件I/O 方式,这带来巨大的网络协议开销。
正是基于这个原因,NAS 不适合对访问速度要求高的应用场合,
如数据库应用、在线事务处理等。
2)在数据备份方面:需要占用LAN 的带宽,浪费宝贵的网络资源,严重时甚至影响客户应用的顺利进行。
3)在资源的整合和NAS 的管理方面:NAS 只能对单个存储(单个NAS 内部)设备之中的磁盘进行资源的整合,目前还无法跨越不同的NAS 设备。
难以将多个NAS 设备整合成一个统一的存储池,因而难以对多个NAS 设备进行统一的集中管理,只能进行单独管理。
3 存储区域网络( Storage Area Network,SAN)
SAN是通过专用高速网络将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统。
它没有采用文件共享存取方式,而是采用块(block)级别存储。
目前典型两种结构是基于光纤通道的FC-SAN 和基于IP网络的IP-SAN。
3.1 FC-SAN
FC( Fiber Channel 光纤通道)最初不是为硬盘设计开发的接口技术,而是专门为网络系统设计的,随着存储系统对速度的需求,才逐渐应用到硬盘系统中。
光纤通道的主要特性有: 热插拔性、高速带宽、远程连接、连接设备数量大等。
FC-SAN由三个基本的组件构成:接口(SCSI、FC)、连接设备(Switch、Router)和协议(IP、SCSI)。
这三个组件再加上附加的存储设备和服务器就构成一个SAN 系统。
FC-SAN提供一个专用的、高可靠性的基于光通道的存储网络,将存储设备从传统的以太网中分离出来,成为独立的存储区域网络,服务器可以访问存储区域网上的任何存储设备,同时存储设备之间以及存储设备与SAN 交换机之间也可以进行通信。
FC-SAN存储区域网络的优点:
1)可实现大容量存储设备共享。
2)可实现性能服务器与高速存储设备的高速互联。
3)可实现灵活的存储设备配置要求。
4)可实现数据快速备份。
5)提高了数据的可靠性和安全性。
FC-SAN也存在着一些不足:
1)设备的互操作性较差。
一般情况下,不同的产品提供商的光纤通道协议的具体实现不同,这导致了不同产品之间难以互相访问。
2)构建和维护SAN 需要有丰富经验并接受过专门训练的专业人员,加大了构建和维护费用。
3)在异构环境下的文件共享方面,SAN 中存储资源的共享一般指的是不同平台下的存储空间的共享而非数据文件的共享。
4)连接距离受限(10 km 左右)且网络互连设备昂贵。
这些都阻碍了SAN 技术的普及应用和推广。
3.2 IP-SAN
IP-SAN是基于IP 网络实现数据块级别存储方式的存储网络,它允许用户在已有的以太网上创建存储网络,并可在任何网络节点上实施部署,因此保存的数据量更大。
IP-SAN采用10G 以太网交换机代替传统的专用存储交换机,降低了部署成本;同时采用传统的IP 协议,突破了传输距离的限制。
在IPSAN 存储领域中,较为成熟的是iSCSI(Internet 小型计算机系统接口)技术。
iSCSI 是基于IP 网络实现的SAN 架构,它既具有IP 网络配置和管理简单等优点,同时又提供了SAN 架构所拥有的强大功能和扩展性。
iSCSI 是连接到一个TCP/IP 网络的直接寻址的存储库,通过使用TCP/IP 协议对SCSI 指令进行封装,可以使指令能够通过IP 网络进行传输,而过程完全不依赖于地点。
iSCSI存储的优点:
1)建立在SCSI、TCP/IP 这些稳定和熟悉的标准上,安装成本和维护费用较低。
2)iSCSI 支持一般的以太网交换机而不是特殊的光纤通道交换机,从而降低了构建成本。
3)iSCSI 通过IP 传输存储命令,因此可以在整个Internet 上传输,没有距离限制。
iSCSI存储的缺点:
1)存储和网络是同一个物理接口,同时协议本身的开销较大。
2)协议本身需要频繁地将SCSI 命令封装到IP包中,以及从IP包中将SCSI 命令解析出来,这两个因素都造成了带宽的占用和主处理器的负担。
但是随着专门处理iSCSI指令的芯片的出现以及10G 以太网的普及,这两个问题将得到缓解。
因此,iSCSI有着较好的发展空间。
3.3 FC-SAN和IP-SAN之间的区别
FC-SAN和IP-SAN基于协议的不同,其区别比较明显:
1)网络速度方面:FC-SAN一般提供1 Gbit/s、2 Gbit/s、4Gbit/s 的带宽,而IP-SAN能提供的带宽主要受LAN和WAN的影响,在千兆以太网中能提供1Gbit/s,随着千兆以太网的成熟,将可以提供10Gbit/s的带宽。
2)网络架构方面:FC-SAN需要构建一个独立的光纤网络,每台服务器都要增加HBA卡(主机总线适配器),而IP-SAN使用现有的IP网络。
3)传输距离方面:FC-SAN受到光纤传输距离的限制最10km,而IP-SAN理论上没有距离限制。
4)使用和维护方面:FC-SAN技术较复杂,建立时需要专业人员进行,维护需要经过长时间的培训和学习,而IP-SAN与其它IP网络设备一样操作简单。
5)成本方面:FC-SAN需要购买光纤交换机、HBA 卡、光纤磁盘阵列等,这些设备都非常昂贵,构建和维护时需要有丰富经验并接受过专门训练的专业人员,这大大增加了构建和维护费用,而IP-SAN的成本要低得多。
6)兼容性方面:FC-SAN设备的互操作性较差,不同的产品提供商的光纤通道协议的具体实现是不同的,这造成了不同产品之间难以互相操作。
而IP-SAN 可以将存储设备合并为存储池,能很好地整合各种存储设备,同时有效保护了以
往的投资。
7)容灾方面:FC-SAN需要另外购买与高端设备搭配的容灾软件,而IP-SAN 本身包括本地和异地数据容灾的功能,且成本较低。
4 结语
网络存储在很大程度上提高了数据的共享性、可用性、可扩展性和管理性。
本文总结了网络存储的几种主流模式的构建方法并分析比较了各自的特点。
而作为未来存储方向的网络存储,因为其低成本、高可靠性和高智能化,将越来越被众多用户所重视。
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