网络存储设备的选型
目 录
1. 网络存储技术简介 1
2. 常用的网络存储结构 1
2.1 直连附属存储（Direct Attached Storage） 1
2.2 网络附属存储（Networks Attached Storage） 2
2.3 存储区域网络（Storage Area Network） 2
3. 网络存储设备的选型 4
3.1 容错能力 4
3.2 性能 4
3.3 容量 5
3.4 连接性 5
3.5 可管理性 5
3.6 附加功能 5
1. 网络存储技术简介
对个人来说，存储就是一种能够存储数据的设备，它可能是一块硬盘、一个优盘或者是一根内存条。但是对企业来说，存储却是一种架构、一种技术、一种可以保证企业业务正常运行的基础设施。
随着互联网技术和应用的迅速发展，使得人类对网络的依赖越来越强。但是，不管网络发展到何种阶段，用户最终需要的是数据，对网络上大量的数据需要进行有效地存储和管理，从而诞生了网络存储技术这一概念。
所谓网络存储技术，就是以互联网为载体实现数据的传输与存储，是针对网络存储的管理技术和使用技术的总称。简单来说，网络存储技术就是对直接连接到网络上的硬盘进行组织与管理，从而形成网络存储系统。
2. 常用的网络存储结构
网络存储结构大致可分为直连附属存储（DAS：Direct Attached Storage）、网络附属存储（NAS:Network Attached Storage）、存储区域网络（SAN:Storage Area Network）三种类型。
2.1 直连附属存储（Direct Attached Storage）
直连附属存储（DAS），是一种早期的存储应用模式，其特点是依赖主机，存储系统必须被直接连接到服务器上，每一台主机管理它本身的文件系统，所以不能实现与其他主机的资源共享，如图1所示。
图1 直连附属存储DA
直连附属存储系统能应用于支持NFS或CIFS的客户端，也可以作为应用服务器或者是数据库服务器的存储设备，各主机之间通过网络互联。这种网络存储架构的主要缺点在于：
（1）不能提供跨平台的文件共享功能，且受限于某个独立的操作系统。
（2）分散的数据存储模式，使得网络管理员需要耗费大量的精力和时间到不同的服务器上进行相应的系统维护，在增加维护成本的同时，也为系统管理带来了麻烦。
（3）由于各个主机之间的数据独立，使得数据需要逐一备份，使得数据备份工作较为困难。
由于直连附属存储过于依赖主机操作系统进行数据的I/O读写和存储维护管理，数据备份和恢复要求占用主机资源，数据流需要回流主机再到服务器连接着的存储设备。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，而且备份和恢复的时间比较长。
2.2 网络附属存储（Networks Attached Storage）
网络附属存储（NAS）是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术，如图2所示。
图2 网络附属存储NAS
NAS中服务器与存储之间的通信使用TCP/IP协议，数据处理是“文件级”（file level）。简单来说，NAS存储架构是为解决直连附属存储架构中的一系列问题而产生的。与直连附属存储的最大不同是，在NAS中，存储系统是直接附加到以太网上，存储与服务器是分离的，并加入了数据集中管理系统。这样做的好处是释放带宽、提高性能、降低成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储，而效率却远远高于后者。此外，NAS能支持多种协议，包括NFS、CIFS、FTP、HTTP等。用户可以使用任何一台工作站（无论是NT工作站还是Unix工作站）采用浏览器的方式对NAS设备进行直观方便的管理。
NAS的优点在于摆脱了传统服务器和异构化构架的桎梏，而且这种架构在提供足够的存储和扩展空间的同时还提供了极高的性价比，很适合中小企业选择。
2.3 存储区域网络（Storage Area Network）
存储区域网络SAN是一个高速的子网，通常SAN由RAID阵列连接光纤通道（Fibre Channel）组成，SAN和服务器以及客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP，数据处理是“块级”（block level），如图3所示。
图3 存储区域网络SAN
SAN实现的硬件基础是存储和备份设备，包括磁带库、磁盘阵列和光盘库等；SAN高速子网的实现基础是光纤通道，包括主机总线适配卡和驱动程序、光缆、交换机以及SCSI间的桥接器等；SAN的管理软件包括：备份软件、存储资源管理软件、设备管理软件。
存储区域网络的支撑技术是Fibre Channel（FC）技术，这是ANSI为网络和通道I/O接口建立的一个标准集成。支持HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM等多种高级协议，它的最大特性是将网络和设备的通讯协议与传输物理介质隔离开。
SAN经过十多年的发展，已经相当成熟，已成为业界的事实标准。目前来说，SAN最高可提供2Gbps的存储带宽。
当然，SAN存储架构也存在一定的问题。首先是这种架构的部署成本以及管理难度较高，使众多中小企业难以承受。另一方面，由于 SAN本身技术的局限，SAN与应用网络的异构性会导致“孤岛”现象的出现。为此，应该寻求一种新的方式，用与应用网络相同的体系架构、技术标准去构造存储网。
以IP网络起家的网络厂商巨头Cisco和IBM联手，专门研究与开发了iSCSI技术标准。于是，一种新兴的、既降低成本又简化管理的IP-SAN技术应运而生。如图4所示。
图4 IP SAN存储架构
IP- SAN通过结合iSICI和千兆以太网的优势，不仅提供了FC SAN的强大的稳定性和功能，还省掉了FC不菲的成本，简化了设计、管理与维护，降低了各种费用和总体拥有成本，从而成为数据量高速增长企业的新选择。
目前主流的三种IP存储方案包括：互联网小型计算机系统接口（Internet Small Computer Systems Interface，简称iSCSI）、互联网光纤通道协议（Internet Fibre Channel Protocol，简称iFCP）和基于IP的光纤通道（FCIP）方案。
3. 网络存储设备的选型
选择和评价网络存储系统的存储设备，主要可以从容错能力、性能、容量、连接性、可管理性和附加功能等方面考虑。
3.1 容错能力
容错能力是指当存储设备遇到各种偶然性错误和意外情况时，原设计可以实现的预期应对功能，以及采取的预防或补救措施。由于存储系统是一个从软到硬的复杂系统，因此对数据保护能力的评价应当考虑到整个系统。一些低端磁盘阵列厂商宣称他们的产品由于采用了RAID、热交换磁盘和双电源等技术而使数据永不丢失。对一些中小型应用的用户，这些数据保护技术基本可以满足要求，但是对于运行关键性业务的用户，这些技术只是数据保护的最基本前提。对数据完整性的保护、对写缓存的保护、对主机连接的保护，以及对远程容灾的支持等才是真正体现数据保护能力的指标。
3.2 性能
评价存储产品的性能并不难，因为这一指标可以被充分量化。对于磁盘阵列产品，主要看两个性能指数：带宽和每秒I/O次数IOPs。带宽取决于整个阵列系统，与所配置的磁盘个数也有一定关系；而IOPs则基本由阵列控制器决定。在Web、Mail和数据库等小文件频繁读写的环境下，磁盘阵列的性能主要由IOPs决定；在视频等大文件连续读写的环境下，磁盘阵列的性能主要由带宽决定。因此，对于不同的应用，需要考察的侧重点各不相同。对于NAS产品，主要看两个性能指数：OPS和ORT，分别代表每秒可响应的并发请求数和每个请求的平均反应时间。对磁带存储设备来说，单个磁带驱动器的读写速度是最重要的性能指标。
3.3 容量
在选择网络存储系统的设备时，存储容量是最简单的一个性能指标。需要注意的是不仅要关心产品的最大容量，还要关心厂商推荐使用的容量和扩容成本等问题。
3.4 连接性
关于连接性问题，在SAN环境中，以光纤通道连接设备为中心，要连接主机、磁盘阵列和磁带库等设备，环境比较复杂。因此在产品选型时，要充分考虑设备间的连接性。选择具有良好的开放性和连接性的产品，不仅为当前系统正常连接和运行提供保障，也为系统未来扩展提供更大的空间和灵活性。
3.5 可管理性
对于可管理性的考察，首先应考虑产品所提供的管理功能是否实用可靠，提供支持中心化管理和远程管理功能的产品对用户将十分方便。需要注意的是，很多产品的故障自动通知机制给用户带来方便，但同时也构成安全隐患。另外，在配置改变或系统扩容时能够做到不需要停机或尽可能缩短停机时间，是企业级产品的重要特征。
3.6 附加功能
现代的存储系统产品，特别是部门级和企业级的在线存储产品已经不仅仅是存储数据的设备，而是一个具备一定智能的小型系统。各个厂商将很多功能性软件都整合到自己的存储设备中，向用户提供更好的解决方案。比较常见的附加功能主要有数据快照功能、LUN Masking（基于主机的数据隔离）功能和异地数据复制功能等几种。
