隨著主機(jī)、磁盤、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于承載大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的服務(wù)器來(lái)說(shuō)，服務(wù)器內(nèi)置存儲(chǔ)空間，或者說(shuō)內(nèi)置磁盤往往不足以滿足存儲(chǔ)需要或者雖然能滿足要求，但各個(gè)服務(wù)器之間獨(dú)立，嚴(yán)重降低了磁盤的利用率。因此，在內(nèi)置存儲(chǔ)之外，服務(wù)器需要采用外置存儲(chǔ)的方式擴(kuò)展存儲(chǔ)空間，今天IT君給大家分享一下當(dāng)前主流的存儲(chǔ)架構(gòu)。

直連式存儲(chǔ)（Direct-Attached Storage，簡(jiǎn)稱DAS）

DAS存儲(chǔ)在我們生活中是非常常見的，尤其是在中小企業(yè)應(yīng)用中，DAS是最主要的應(yīng)用模式，存儲(chǔ)系統(tǒng)被直連到應(yīng)用的服務(wù)器中。服務(wù)器中的硬盤或只有一個(gè)外部SCSI接口的JBOD都屬于DAS架構(gòu)。

DAS存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器主機(jī)之間的連接通道通常采用SCSI連接，DAS存儲(chǔ)設(shè)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(chǔ)更多的依賴服務(wù)器主機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的IO讀寫和存儲(chǔ)維護(hù)管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機(jī)資源（包括CPU、系統(tǒng)IO等），數(shù)據(jù)流需要回流主機(jī)再到服務(wù)器連接著的磁帶機(jī)（庫(kù)），數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機(jī)資源20-30%，因此許多企業(yè)用戶的日常數(shù)據(jù)備份常常在深夜或業(yè)務(wù)系統(tǒng)不繁忙時(shí)進(jìn)行，以免影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行。直連式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量越大，備份和恢復(fù)的時(shí)間就越長(zhǎng)，對(duì)服務(wù)器硬件的依賴性和影響就越大。

無(wú)論直連式存儲(chǔ)還是服務(wù)器主機(jī)的擴(kuò)展，從一臺(tái)服務(wù)器擴(kuò)展為多臺(tái)服務(wù)器組成的群集(Cluster)，或存儲(chǔ)陣列容量的擴(kuò)展，都會(huì)造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機(jī)，從而給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于銀行、電信、傳媒等行業(yè)7×24小時(shí)服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這是不可接受的。并且直連式存儲(chǔ)或服務(wù)器主機(jī)的升級(jí)擴(kuò)展，只能由原設(shè)備廠商提供，往往受原設(shè)備廠商限制。

網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（Network-Attached Storage，簡(jiǎn)稱NAS）

網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存設(shè)備 (Network Attached Storage，NAS)，是一種專門的資料儲(chǔ)存技術(shù)的名稱。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)NAS就是一臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)上提供文檔共享服務(wù)的的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器。它可以直接連接在電腦網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）上面，對(duì)不同類型操作系統(tǒng)的使用者提供了集中式資料存取服務(wù)。使用者可以通過(guò)某種方式（例如linux下的mount命令）將存儲(chǔ)服務(wù)掛載到本地進(jìn)行訪問(wèn)，在本地呈現(xiàn)的就是一個(gè)文件目錄樹。

NAS和傳統(tǒng)的文件儲(chǔ)存服務(wù)或是直接儲(chǔ)存設(shè)備不同的地方在于NAS設(shè)備上面的操作系統(tǒng)和軟件只提供了資料儲(chǔ)存、資料存取、以及相關(guān)的管理功能；此外，NAS設(shè)備也提供了不止一種文檔傳輸協(xié)定。NAS系統(tǒng)通常有一個(gè)以上的硬盤，而且和傳統(tǒng)的文檔服務(wù)器一樣，通常會(huì)把它們組成RAID來(lái)提供服務(wù)；有了NAS以后，網(wǎng)絡(luò)上的其他服務(wù)器就可以不必再兼任文檔服務(wù)器的功能。NAS的型式很多樣化，可以是一個(gè)大量生產(chǎn)的嵌入式設(shè)備，也可以在一般的電腦上執(zhí)行NAS的軟件。

NAS用的是以文檔為單位的通訊協(xié)定，例如像是NFS（在UNIX系統(tǒng)上很常見）或是SMB（常用在Windows系統(tǒng)）。NAS所用的是以文檔為單位的通訊協(xié)定，相對(duì)之下，儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）用的則是以區(qū)塊為單位的通訊協(xié)定、通常是透過(guò)SCSI再轉(zhuǎn)為光纖通道或是iSCSI。

NAS設(shè)備用的通常是精簡(jiǎn)版的操作系統(tǒng)，只提供了最單純的文檔服務(wù)和其相關(guān)的通訊協(xié)定；舉例來(lái)說(shuō)，有一個(gè)叫FreeNAS的開放源碼NAS軟件用的就是精簡(jiǎn)版的FreeBSD，它可以在一般的電腦硬件上執(zhí)行，而商業(yè)化的嵌入式設(shè)備用的則是封閉源碼的操作系統(tǒng)和通訊協(xié)定程式。

NAS產(chǎn)品有一個(gè)比較大的優(yōu)勢(shì)是真正即插即用。NAS設(shè)備一般支持多計(jì)算機(jī)平臺(tái)，用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)支持協(xié)議可進(jìn)入相同的文檔，因而NAS設(shè)備無(wú)需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域網(wǎng)內(nèi)，同時(shí)NAS的應(yīng)用非常靈活。

存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage Area Network，簡(jiǎn)稱SAN）

SAN存儲(chǔ) （存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)Storage Area Network）也即存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，從名字上我們也可以看出，這個(gè)是通過(guò)某種交換機(jī)（例如光纖交換機(jī)）連接存儲(chǔ)陣列和服務(wù)器主機(jī)，最后成為一個(gè)專用的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。SAN經(jīng)過(guò)十多年歷史的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)成熟，成為業(yè)界的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)（但各個(gè)廠商的光纖交換技術(shù)不完全相同，其服務(wù)器和SAN存儲(chǔ)有兼容性的要求）。

SAN提供了一種與現(xiàn)有LAN連接的簡(jiǎn)易方法，并且通過(guò)同一物理通道支持廣泛使用的SCSI和IP協(xié)議。SAN不受現(xiàn)今主流的、基于SCSI存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的布局限制。特別重要的是，隨著存儲(chǔ)容量的爆炸性增長(zhǎng)，SAN允許企業(yè)獨(dú)立地增加它們的存儲(chǔ)容量。SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲(chǔ)陣列，這樣不管數(shù)據(jù)置放在那里，服務(wù)器都可直接存取所需的數(shù)據(jù)。因?yàn)椴捎昧斯饫w接口，SAN還具有更高的帶寬。

如今的SAN解決方案通常會(huì)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(wàn)兆網(wǎng)的普及，基于iSCSI的SAN解決方案開始大規(guī)模應(yīng)用，與光纖通道技術(shù)相比較而言，這種技術(shù)具有良好的性能，而且價(jià)格低廉。

SAN真正的綜合了DAS和NAS兩種存儲(chǔ)解決方案的優(yōu)勢(shì)。例如，在一個(gè)很好的SAN解決方案實(shí)現(xiàn)中，你可以得到一個(gè)完全冗余的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)具有不同尋常的擴(kuò)展性，確切地說(shuō)，你可以得到只有NAS存儲(chǔ)解決方案才能得到的幾百T字節(jié)的存儲(chǔ)空間，但是你還可以得到塊級(jí)數(shù)據(jù)訪問(wèn)功能，而這些功能只能在DAS解決方案中才能得到。對(duì)于數(shù)據(jù)訪問(wèn)來(lái)說(shuō)，你還可以得到一個(gè)合理的速度，對(duì)于那些要求大量磁盤訪問(wèn)的操作來(lái)說(shuō)，SAN顯得具有更好的性能。利用SAN解決方案，你還可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)的集中管理，從而能夠充分利用那些處于空閑狀態(tài)的空間。更有優(yōu)勢(shì)的一點(diǎn)是，在某些實(shí)現(xiàn)中，你甚至可以將服務(wù)器配置為沒有內(nèi)部存儲(chǔ)空間的服務(wù)器，要求所有的系統(tǒng)都直接從SAN（只能在光纖通道模式下實(shí)現(xiàn)）引導(dǎo)。這也是一種即插即用技術(shù)。

因?yàn)镾AN解決方案是從基本功能剝離出存儲(chǔ)功能，所以運(yùn)行備份操作就無(wú)需考慮它們對(duì)網(wǎng)絡(luò)總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化，特別是對(duì)于全部存儲(chǔ)設(shè)備都集群在一起的時(shí)候。最后一點(diǎn)，光纖接口提供了10公里的連接長(zhǎng)度，這使得實(shí)現(xiàn)物理上分離的、不在機(jī)房的存儲(chǔ)變得非常容易。

SAN和NAS都是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方式實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備的連接和訪問(wèn)，但兩者是有別的前者在業(yè)務(wù)服務(wù)器上呈現(xiàn)的是一個(gè)磁盤，需要格式化成文件系統(tǒng)后使用；而后者在業(yè)務(wù)服務(wù)器上呈現(xiàn)的是文件系統(tǒng)。

統(tǒng)一存儲(chǔ)

所謂統(tǒng)一存儲(chǔ)其實(shí)在架構(gòu)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(tái)物理設(shè)備中，并可以同時(shí)對(duì)外提供SAN和NAS服務(wù)。該設(shè)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(kuò)展接口，可支持SAS、SATA硬盤及SSD固態(tài)硬盤具備極佳的擴(kuò)展能力。實(shí)現(xiàn)FC SAN與IP SAN、各類存儲(chǔ)介質(zhì)的完美融合，有效整合用戶現(xiàn)有存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高性能SAN網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一部署和集中管理，以適應(yīng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用變化的動(dòng)態(tài)需求。主機(jī)接口及硬盤接口均采用模塊化設(shè)計(jì)，更換主機(jī)接口或硬盤擴(kuò)展接口，無(wú)須更換固件，可大大簡(jiǎn)化升級(jí)維護(hù)的難度和工作量。

分布式存儲(chǔ)

分布式存儲(chǔ)是一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用企業(yè)中的每臺(tái)機(jī)器上的磁盤空間，并將這些分散的存儲(chǔ)資源構(gòu)成一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)設(shè)備，數(shù)據(jù)分散的存儲(chǔ)在企業(yè)的各個(gè)角落。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用集中的存儲(chǔ)服務(wù)器存放所有數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)服務(wù)器成為系統(tǒng)性能的瓶頸，也是可靠性和安全性的焦點(diǎn)，不能滿足大規(guī)模存儲(chǔ)應(yīng)用的需要。分布式網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)采用可擴(kuò)展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用多臺(tái)存儲(chǔ)服務(wù)器分擔(dān)存儲(chǔ)負(fù)荷，利用位置服務(wù)器定位存儲(chǔ)信息，它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴(kuò)展。

如圖5所示，分布式存儲(chǔ)使用的設(shè)備一般是常規(guī)服務(wù)器，而非存儲(chǔ)設(shè)備。分布式存儲(chǔ)通過(guò)非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)服務(wù)器上存儲(chǔ)資源的整個(gè)，并進(jìn)行存儲(chǔ)資源池化和虛擬化處理，最后呈現(xiàn)給用戶某種形式（塊存儲(chǔ)或者文件存儲(chǔ)）的存儲(chǔ)空間。分布式存儲(chǔ)有其特異性，其使用的并非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，因此通常需要在應(yīng)用服務(wù)器安裝其客戶端軟件實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)空間的虛擬呈現(xiàn)，以及請(qǐng)求的處理。

由于分布式存儲(chǔ)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，其出現(xiàn)故障的概率也大大增加了。因此，對(duì)于分布式存儲(chǔ)需要實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)保護(hù)和數(shù)據(jù)容錯(cuò)等功能，確保在出現(xiàn)任何異常情況（例如磁盤、網(wǎng)卡、交換機(jī)和服務(wù)器等）下存儲(chǔ)系統(tǒng)的可用性和可靠性。

Server SAN

Server SAN其實(shí)也是分布式存儲(chǔ)的一種，由于其比較新，目前沒有一個(gè)具體的定義。 Server San應(yīng)該是一個(gè)利用軟件將基于DAS存儲(chǔ)（包含閃存卡，直連存儲(chǔ)）的集合，做成一個(gè)能共享的SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。

SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)，大家都很熟悉。普遍使用的就兩種： FC SAN和ISCSI SAN。這兩種結(jié)構(gòu)是通過(guò)FC網(wǎng)絡(luò)或者IP網(wǎng)絡(luò)將存儲(chǔ)設(shè)備放到一個(gè)共享的環(huán)境中心，讓分布式的服務(wù)HA，應(yīng)用遷移，數(shù)據(jù)復(fù)制等都可以通過(guò)這套網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。但是大家注意了，這套SAN網(wǎng)絡(luò)是很貴的，管理起來(lái)是很麻煩的。 在很多的環(huán)境下面，很多SAN環(huán)境中會(huì)有一部分直連存儲(chǔ)我們根本沒有用上：比如直連存儲(chǔ)卡，本地硬盤等。

從實(shí)際的應(yīng)用中，直連存儲(chǔ)的效率是很高的：PCI-E直接到數(shù)據(jù)端，比經(jīng)過(guò)FC協(xié)議的轉(zhuǎn)換還要快。而且成本低。 Server SAN是一個(gè)最新的概念：將分布在各個(gè)服務(wù)器上的直連存儲(chǔ)通過(guò)軟件的方式整合成一個(gè)統(tǒng)一的SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)。有點(diǎn)類似谷歌在云計(jì)算上做的工作，將上萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器組成一個(gè)超級(jí)計(jì)算機(jī)。 現(xiàn)在Server San已經(jīng)不是一個(gè)概念了，在谷歌和facebook的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)大量使用了。最經(jīng)典的案例就是VMware中的vSAN 了。

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總結(jié)

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