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NAS存储设备的技术分析
NAS存储设备的技术分析
随着数据量的迅猛增长,人们对数据存储的需求越来越大,NAS存储设备的应用,可以很好的为企业解决存储难题。随着硬件价格的下降,NAS将会向两个方面发展:在低端,主要特点是越来越专用,使用越来越简单,会通过软件实现iSCSI协议,来满足网络共享;在中高端,SAN势必是共享存储的龙头;要是在网络上实现文件共享,NAS则会成为一件强有力的武器。
NAS(Network Attached Storage),译为网络附加存储、或者网络存储设备,它是一种专用数据存储设备,直接连到网络上,不再挂接服务器后端,避免给服务器增加I/O负载。NAS内嵌系统软件,提供跨平台文件共享,实现数据集中管理。
NAS不但具有SAN的存储共享数据和集中管理的优点,同时由于它基于LAN的接入方式,具有接入方便快捷、成本低、兼容性好、管理方便等特点,进而大量节省用户成本; NAS已经逐渐成为企事业单位网络存储方案的主要选择之一。
目前已有很多公司推出丰富的NAS存储设备,国外专业的存储厂商有NetApp、 Auspex、PROCOM、EMC等,他们逐渐成为中高端NAS产品的主要供应商,而国内外的很多服务器提供商,也先后推出了自己的NAS产品,攻打中低端市场,并逐步向中高端渗透。利用其成熟的存储技术和在服务器方面的经验和技术优势形成新的NAS竞争团队。
由于NAS产品直接应用成熟的网络技术,使用可靠简单快捷,所以已经广泛应用到教育、科研、ISP/ASP、IDC、Web/E-mail、金融、保险、电信、CAD、医药、出版、印刷、音视频VoD点播等诸多领域。
NAS技术分析
NAS存储设备使用非常简单,通过数据网络直接向客户端提供文件共享。网络介质可以是局域网,也可以是广域网;理论上拓扑结构可以支持多种类型。
NAS主要有两个突出特点:其一,物理连接将NAS直接连到网络上,不再挂接到某个服务器后端,避免增加服务器I/O负载;其二,技术上通过专用软件策略进行数据块调度,减少磁头臂机械移动的次数,克服由此造成的延时。
NAS从结构上可以分解为控制器部分、网络部分、存储设备三部分;存储设备可以是RAID磁盘阵列,或者是磁盘和磁带;网络部分从理论上可以是各种网络技术,支持多种网络拓扑;控制器部分从结构和功能上讲都是一个有自己的CPU和自己的OS的瘦服务器,NAS实际上是一个专用的网络文件服务器。
NAS作为专用网络文件服务器,具有文件共享服务的同时,强化了其“专用”性,在同等的配置下I/O性能高、管理方便,同时提高可靠性和扩展能力,特别是专门实现的跨平台的文件共享也是一般文件服务器不具有的。其专用的瘦服务器特性,是由NAS存储设备核心来实现,它增强了操作系统在存储设备管理和I/O处理方面的功能,提供管理工具来简化管理。下面从四个主要方面简单说明。
NAS核心操作系统
NAS作为一种专用服务器,就像路由器依靠其核心OS实现路由功能一样,NAS OS也是其系统“心脏”。
NAS OS通常需要实现四个方面的功能:1.设备驱动功能;2.设备管理功能;3.文件共享服务:主要是能够支持访问的客户端的类型,至少应该包括对CIFS协议(Windows系列平台文件共享协议标准)和NFS协议(UNIX/Linux平台的共享协议的标准)的支持; 4.应用系统:通常包括一个缩减的Web服务程序和备份引擎。
目前,NAS OS的实现基础主要有三个途径:
1. 以FreeBSD/Linux等通用网络OS为蓝本,进行系统重构而成。像 lenovo联想的SureNAS R系列、Procom的产品和NetApp的产品都是这样的产品。
2. 以Microsoft 的SAK为基础,定制开发而成。像IBM 和 Dell 的大部分NAS产品和lenovo SureNAS100系列NAS产品等。
3. 基于VxWork等高效嵌入式操作系统开发而成。只有少量高端产品才采用这种方法。
NAS存储设备存储设备及文件系统
目前主流的存储技术在NAS中都有应用。在SAN中采用的FiberChannel技术和Fabric交换技术在高端NAS产品也占有很大的比重,由于其成本较高,在中低端几乎没有选用。未来的联想高端NAS或NAS网关,将会采用FC技术或者集成支持FC设备。
SCSI技术是在中端和部分高端NAS广泛采用的技术,联想即将推出的SureNAS 400和800就是采用高效的SCSI技术。
早期的NAS主要从中高端推广继承,采用的主要是SCSI RAID技术;随着CPU性能提高和新技术的出现,IDE技术在低端NAS成为主流选择;其性能、可靠性和易用性都不逊色于SCSI,但是总体拥有成本却大大降低。联想日前上市的低端网络存储SureNAS100、SureNAS 104R和208R就是采用IDE技术的高性价
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