隨著主機、磁盤、網絡等技術的發展，對于承載大量數據存儲的服務器來說，服務器內置存儲空間，或者說內置磁盤往往不足以滿足存儲需要或者雖然能滿足要求，但各個服務器之間獨立，嚴重降低了磁盤的利用率。因此，在內置存儲之外，服務器需要采用外置存儲的方式擴展存儲空間，今天IT君給大家分享一下當前主流的存儲架構。

直連式存儲（Direct-Attached Storage，簡稱DAS）

DAS存儲在我們生活中是非常常見的，尤其是在中小企業應用中，DAS是最主要的應用模式，存儲系統被直連到應用的服務器中。服務器中的硬盤或只有一個外部SCSI接口的JBOD都屬于DAS架構。

DAS存儲設備與服務器主機之間的連接通道通常采用SCSI連接，DAS存儲設備主要是磁盤陣列（RAID: Redundant Arrays of Independent Disks）、磁盤簇（JBOD:Just a Bunch Of Disks）等。

DAS存儲更多的依賴服務器主機操作系統進行數據的IO讀寫和存儲維護管理，數據備份和恢復要求占用服務器主機資源（包括CPU、系統IO等），數據流需要回流主機再到服務器連接著的磁帶機（庫），數據備份通常占用服務器主機資源20-30%，因此許多企業用戶的日常數據備份常常在深夜或業務系統不繁忙時進行，以免影響正常業務系統的運行。直連式存儲的數據量越大，備份和恢復的時間就越長，對服務器硬件的依賴性和影響就越大。

無論直連式存儲還是服務器主機的擴展，從一臺服務器擴展為多臺服務器組成的群集(Cluster)，或存儲陣列容量的擴展，都會造成業務系統的停機，從而給企業帶來經濟損失，對于銀行、電信、傳媒等行業7×24小時服務的關鍵業務系統，這是不可接受的。并且直連式存儲或服務器主機的升級擴展，只能由原設備廠商提供，往往受原設備廠商限制。

網絡接入存儲（Network-Attached Storage，簡稱NAS）

網絡儲存設備 (Network Attached Storage，NAS)，是一種專門的資料儲存技術的名稱。簡單來說NAS就是一臺在網絡上提供文檔共享服務的的網絡存儲服務器。它可以直接連接在電腦網絡（以太網）上面，對不同類型操作系統的使用者提供了集中式資料存取服務。使用者可以通過某種方式（例如linux下的mount命令）將存儲服務掛載到本地進行訪問，在本地呈現的就是一個文件目錄樹。

NAS和傳統的文件儲存服務或是直接儲存設備不同的地方在于NAS設備上面的操作系統和軟件只提供了資料儲存、資料存取、以及相關的管理功能；此外，NAS設備也提供了不止一種文檔傳輸協定。NAS系統通常有一個以上的硬盤，而且和傳統的文檔服務器一樣，通常會把它們組成RAID來提供服務；有了NAS以后，網絡上的其他服務器就可以不必再兼任文檔服務器的功能。NAS的型式很多樣化，可以是一個大量生產的嵌入式設備，也可以在一般的電腦上執行NAS的軟件。

NAS用的是以文檔為單位的通訊協定，例如像是NFS（在UNIX系統上很常見）或是SMB（常用在Windows系統）。NAS所用的是以文檔為單位的通訊協定，相對之下，儲域網絡（SAN）用的則是以區塊為單位的通訊協定、通常是透過SCSI再轉為光纖通道或是iSCSI。

NAS設備用的通常是精簡版的操作系統，只提供了最單純的文檔服務和其相關的通訊協定；舉例來說，有一個叫FreeNAS的開放源碼NAS軟件用的就是精簡版的FreeBSD，它可以在一般的電腦硬件上執行，而商業化的嵌入式設備用的則是封閉源碼的操作系統和通訊協定程式。

NAS產品有一個比較大的優勢是真正即插即用。NAS設備一般支持多計算機平臺，用戶通過網絡支持協議可進入相同的文檔，因而NAS設備無需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域網內，同時NAS的應用非常靈活。

存儲區域網絡（Storage Area Network，簡稱SAN）

SAN存儲 （存儲區域網絡Storage Area Network）也即存儲區域網絡，從名字上我們也可以看出，這個是通過某種交換機（例如光纖交換機）連接存儲陣列和服務器主機，最后成為一個專用的存儲網絡。SAN經過十多年歷史的發展，已經相當成熟，成為業界的事實標準（但各個廠商的光纖交換技術不完全相同，其服務器和SAN存儲有兼容性的要求）。

SAN提供了一種與現有LAN連接的簡易方法，并且通過同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協議。SAN不受現今主流的、基于SCSI存儲結構的布局限制。特別重要的是，隨著存儲容量的爆炸性增長，SAN允許企業獨立地增加它們的存儲容量。SAN的結構允許任何服務器連接到任何存儲陣列，這樣不管數據置放在那里，服務器都可直接存取所需的數據。因為采用了光纖接口，SAN還具有更高的帶寬。

如今的SAN解決方案通常會采取以下兩種形式：光纖信道以及iSCSI或者基于IP的SAN，也就是FC SAN和IP SAN。光纖信道是SAN解決方案中大家最熟悉的類型，但是，由于萬兆網的普及，基于iSCSI的SAN解決方案開始大規模應用，與光纖通道技術相比較而言，這種技術具有良好的性能，而且價格低廉。

SAN真正的綜合了DAS和NAS兩種存儲解決方案的優勢。例如，在一個很好的SAN解決方案實現中，你可以得到一個完全冗余的存儲網絡，這個存儲網絡具有不同尋常的擴展性，確切地說，你可以得到只有NAS存儲解決方案才能得到的幾百T字節的存儲空間，但是你還可以得到塊級數據訪問功能，而這些功能只能在DAS解決方案中才能得到。對于數據訪問來說，你還可以得到一個合理的速度，對于那些要求大量磁盤訪問的操作來說，SAN顯得具有更好的性能。利用SAN解決方案，你還可以實現存儲的集中管理，從而能夠充分利用那些處于空閑狀態的空間。更有優勢的一點是，在某些實現中，你甚至可以將服務器配置為沒有內部存儲空間的服務器，要求所有的系統都直接從SAN（只能在光纖通道模式下實現）引導。這也是一種即插即用技術。

因為SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能，所以運行備份操作就無需考慮它們對網絡總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實現簡化，特別是對于全部存儲設備都集群在一起的時候。最后一點，光纖接口提供了10公里的連接長度，這使得實現物理上分離的、不在機房的存儲變得非常容易。

SAN和NAS都是通過網絡的方式實現了業務服務器與存儲設備的連接和訪問，但兩者是有別的前者在業務服務器上呈現的是一個磁盤，需要格式化成文件系統后使用；而后者在業務服務器上呈現的是文件系統。

統一存儲

所謂統一存儲其實在架構上與上述兩種形式并沒有差異，只是將上述兩種方式整合到一臺物理設備中，并可以同時對外提供SAN和NAS服務。該設備的前端接口可支持FC 8Gb、iSCSI 1Gb和iSCSI 10Gb，后端具備SAS 6Gb硬盤擴展接口，可支持SAS、SATA硬盤及SSD固態硬盤具備極佳的擴展能力。實現FC SAN與IP SAN、各類存儲介質的完美融合，有效整合用戶現有存儲網絡架構，實現高性能SAN網絡的統一部署和集中管理，以適應業務和應用變化的動態需求。主機接口及硬盤接口均采用模塊化設計，更換主機接口或硬盤擴展接口，無須更換固件，可大大簡化升級維護的難度和工作量。

分布式存儲

分布式存儲是一種數據存儲技術，通過網絡使用企業中的每臺機器上的磁盤空間，并將這些分散的存儲資源構成一個虛擬的存儲設備，數據分散的存儲在企業的各個角落。傳統的網絡存儲系統采用集中的存儲服務器存放所有數據，存儲服務器成為系統性能的瓶頸，也是可靠性和安全性的焦點，不能滿足大規模存儲應用的需要。分布式網絡存儲系統采用可擴展的系統結構，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息，它不但提高了系統的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴展。

如圖5所示，分布式存儲使用的設備一般是常規服務器，而非存儲設備。分布式存儲通過非標準協議實現服務器上存儲資源的整個，并進行存儲資源池化和虛擬化處理，最后呈現給用戶某種形式（塊存儲或者文件存儲）的存儲空間。分布式存儲有其特異性，其使用的并非標準協議，因此通常需要在應用服務器安裝其客戶端軟件實現存儲空間的虛擬呈現，以及請求的處理。

由于分布式存儲拓撲結構的復雜性，其出現故障的概率也大大增加了。因此，對于分布式存儲需要實現基于網絡的數據冗余、數據保護和數據容錯等功能，確保在出現任何異常情況（例如磁盤、網卡、交換機和服務器等）下存儲系統的可用性和可靠性。

Server SAN

Server SAN其實也是分布式存儲的一種，由于其比較新，目前沒有一個具體的定義。 Server San應該是一個利用軟件將基于DAS存儲（包含閃存卡，直連存儲）的集合，做成一個能共享的SAN存儲網絡。

SAN存儲區域網，大家都很熟悉。普遍使用的就兩種： FC SAN和ISCSI SAN。這兩種結構是通過FC網絡或者IP網絡將存儲設備放到一個共享的環境中心，讓分布式的服務HA，應用遷移，數據復制等都可以通過這套網絡實現。但是大家注意了，這套SAN網絡是很貴的，管理起來是很麻煩的。 在很多的環境下面，很多SAN環境中會有一部分直連存儲我們根本沒有用上：比如直連存儲卡，本地硬盤等。

從實際的應用中，直連存儲的效率是很高的：PCI-E直接到數據端，比經過FC協議的轉換還要快。而且成本低。 Server SAN是一個最新的概念：將分布在各個服務器上的直連存儲通過軟件的方式整合成一個統一的SAN存儲系統。有點類似谷歌在云計算上做的工作，將上萬臺服務器組成一個超級計算機。 現在Server San已經不是一個概念了，在谷歌和facebook的數據中心已經大量使用了。最經典的案例就是VMware中的vSAN 了。

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總結

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