存储分类(详解)

存储分类（详解）一直搞不清SAN、NAS、DAS、FC、ISCSI、FC-SAN、IPSAN这些概念初学存储技术的人可能会被SAN、NAS、DAS、FC、ISCSI、FC-SAN、IPSAN等这些大量的术语和英文缩略语搞得晕头转向，技术资料的确看了很多，但仍然无法清楚地知道这些概念之间根本的区别。因为常见的资料中一般都不会对SAN、ISCSI、FC-SAN、IPSAN都多个概念进行分类，经常只是简单地放在一起来进行论述，论述的内容的大多集中优缺点对比方面，但结果却是相反的，经常是越比较越糊涂。很多初学者经常会问出这样的问题：SAN和NAS、ISCSI存储有什么区别？SAN和NAS设备哪个更好？“如何为一个应用系统选择存储设备？实际上SAN、NAS、DAS、FC、ISCSI、FC-SAN、IP-SAN等并不是同一类别的概念。SCSI、FC、NAS、ISCSI等概念指的是存储设备类型，DAS、NAS、SAN等指的是存储系统的网络结构。1.按存储设备类型分存储设备类型是指通过采用SCSI、FC、TCP/IP，ISCSI等接口类型、数据传输协议、以及不同数据存储介质的存储设备。常见的存储设备类型可为SCSI存储、NAS存储、FC存储、iSCSI存储和磁带存储。存储设备类型这个概念的核心是设备，指的是由存储介质、驱动器、控制器、供电系统、冷却系统等组成的一个整体。它独立与网络层设备和主机层设备，因此当提到存储设备类型的时候，不要涉及与存储设备连接的网络设备和主机。区分一个存储设备的类型主要依靠存储设备对外提供的接口类型、数据传输协议、和存储介质。a.SCSI存储存储设备的对外提供的接口是SCSI，按照SCSI协议传输数据的存储设备就是SCSI存储。如果再区分存储介质，那么存储介质为SCSI磁盘的存储被称为SCSI-SCSI存储，存储介质为SATA磁盘的存储被称为SCSI-SATA存储。存储名称分为两个部分，前面表示存储设备接口类型及接口部分的数据传输协议，后部分表示存储介质。b.FC存储存储设备的对外提供的接口是FC光纤通道，按照FC光纤通道协议传输数据的存储设备就是FC存储。存储介质为FC磁盘的存储被称为FC-FC存储。存储介质为SATA磁盘的存储被称为FC-SATA存储。注意：采用光纤通道协议的存储设备应该称之为FC存储或光纤通道存储，也可以简称为光纤存储，不能称之为SAN存储，SAN指的是一种存储系统的网络结构。c.ISCSI存储采用ISCSI输出协议、对外提供ISCSI接口的存储设备自然应该成为ISCSI存储，只不过ISCSI一般都采用SATA磁盘作为存储介质，所以ISCSI存储在名称上不会再细分，都通称为ISCSI。d.NAS存储NAS是一种特殊的存储设备类型，虽然NAS对外提供IP接口，按照IP协议进行数据传输，但NAS最终提供给主机的是一个文件系统，SCSI存储、FC存储和ISCSI等提供给主机的是一个裸的、没有文件系统的逻辑卷，且NAS本身是一个服务器+存储的结构，因此严格上讲，NAS应该能算是一种存储系统结构，而不是一个存储类型。不过很多时候我们都把NAS的服务器+存储结构看成一个整体，这个整体又通过标准的IP传输协议来进行访问和数据传输。因此NAS一般都被认为是一个存储设备类型。在本书中，NAS既是一个存储设备类型，又是一个存储系统网络结构。e.磁带存储判断一个存储是够是磁带存储的标准是看这个存储设备是否采用磁带作为存储介质。磁带存储的外部接口类型一般有两种，一是SCSI接口，二是FC光纤通道接口。磁带根据存储的数据是否已经数据化可分为非数据化磁带（即模拟磁带、数字磁带）和数据流磁带两种。模拟磁带一般常用于视音频文件的图像和声音存储，不用于数据存储。存储设备类型指的是存储设备这一个单体的分类，存储系统的网络结构自然是指存储设备、主机、以及存储设备与主机之间的连接系统所形成的整体拓扑结构。2.按存储系统的网络结构分存储系统网络结构是指存储设备与服务器、工作站等需要进行数据读写操作的主机之间的连接方式，网络拓扑结构、数据读写方式、存储共享方式和数据共享方式。存储系统网络结构不同，存储设备的工作方式、流程和性能就会不同。大家常提到的、主流的存储系统网络架构有DAS、NAS、SAN三种网络架构。a.DAS架构DAS即直连式存储（DIrect-AttachedStorage），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SCSIID资源有限，能够建立的SCSI通道连接有限。无论直连式存储还是服务器主机的扩展，从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster)，或存储阵列容量的扩展，都会造成业务系统的停机，从而给企业带来经济损失，对于银行、电信、传媒等行业7×24小时服务的关键业务系统，这是不可接受的。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展，只能由原设备厂商提供，往往受原设备厂商限制。b.NAS架构NAS即网络接入存储（Network-AttachedStorage），采用网络（TCP/IP、ATM、FDDI）技术，通过网络交换机连接存储系统和服务器主机，建立专用于数据存储的存储私网。随着IP网络技术的发展，网络接入存储（NAS）技术发生质的飞跃。早期80年代末到90年代初的10Mbps带宽，网络接入存储作为文件服务器存储，性能受带宽影响；后来快速以太网（100Mbps）、VLAN虚网、Trunk(EthernetChannel)以太网通道的出现，网络接入存储的读写性能得到改善；1998年千兆以太网（1000Mbps）的出现和投入商用，为网络接入存储（NAS）带来质的变化和市场广泛认可。由于网络接入存储采用TCP/IP网络进行数据交换，TCP/IP是IT业界的标准协议，不同厂商的产品（服务器、交换机、NAS存储）只要满足协议标准就能够实现互连互通，无兼容性的要求；并且2002年万兆以太网（10000Mbps）的出现和投入商用，存储网络带宽将大大提高NAS存储的性能。NAS需求旺盛已经成为事实。首先NAS几乎继承了磁盘列阵的所有优点，可以将设备通过标准的网络拓扑结构连接，摆脱了服务器和异构化构架的桎梏；其次，在企业数据量飞速膨胀中，SAN、大型磁带库、磁盘柜等产品虽然都是很好的存储解决方案，但他们那高贵的身份和复杂的操作是资金和技术实力有限的中小企业无论如何也不能接受的。NAS正是满足这种需求的产品，在解决足够的存储和扩展空间的同时，还提供极高的性价比。因此，无论是从适用性还是TCO的角度来说，NAS自然成为多数企业，尤其是大中小企业的最佳选择。c.SAN架构SAN即存储区域网络（Storage-AttachedStorage），采用光纤通道（FibreChannel）技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络。SAN经过十多年历史的发展，已经相当成熟，成为业界的事实标准（但各个厂商的光纤交换技术不完全相同，其服务器和SAN存储有兼容性的要求）。SAN由100MB/s、200MB/s，发展到目前的1Gbps、2Gbps。SAN网络环境中，因采用存储设备类型的不同又可以分为FC-SAN（采用光纤通道存储产品）和IP-SAN（采用ISCSI存储设备）。