隨著數據量的迅猛增長,人們對數據存儲的需求越來越大,NAS存儲設備的應用,可以很好的為企業解決存儲難題。
隨著硬件價格的下降,NAS將會向兩個方面發展:在低端,主要特點是越來越專用,使用越來越簡單,會通過軟件實現iSCSI協議,來滿足網絡共享:在中高端,SAN勢必是共享存儲的龍頭;要是在網絡上實現文件共享,NAS則會成為一件強有力的武器。
NAS(NetworkAttachedStorage),譯為網絡附加存儲、或者網絡存儲設備,它是一種專用數據存儲設備,直接連到網絡上,不再掛接服務器后端,避免給服務器增加I/O負載。NAS內嵌系統軟件,提供跨平臺文件共享,實現數據集中管理。
NAS不但具有SAN的存儲共享數據和集中管理的優點,同時由于它基于LAN的接入方式,具有接入方便快捷、成本低、兼容性好、管理方便等特點,進而大量節省用戶成本;NAS已經逐漸成為企事業單位網絡存儲方案的主要選擇之一。
NAS技術分析
NAS存儲設備使用非常簡單,通過數據網絡直接向客戶端提供文件共享。網絡介質可以是局域網,也可以是廣域網;理論上拓撲結構可以支持多種類型。
NAS主要有兩個突出特點:其一,物理連接將NAS直接連到網絡上,不再掛接到某個服務器后端,避免增加服務器I/O負載;其二,技術上通過專用軟件策略進行數據塊調度,減少磁頭臂機械移動的次數,克服由此造成的延時。
NAS從結構上可以分解為控制器部分、網絡部分、存儲設備三部分;存儲設備可以是RAID磁盤陣列,或者是磁盤和磁帶;網絡部分從理論上可以是各種網絡技術,支持多種網絡拓撲;控制器部分從結構和功能上講都是一個有自己的CPU和自己的OS的瘦服務器,NAS實際上是一個專用的網絡文件服務器。
NAS作為專用網絡文件服務器,具有文件共享服務的同時,強化了其“專用”性,在同等的配置下I/O性能高、管理方便,同時提高可靠性和擴展能力,特別是專門實現的跨平臺的文件共享也是一般文件服務器不具有的。其專用的瘦服務器特性,是由NAS存儲設備核心來實現,它增強了操作系統在存儲設備管理和I/O處理方面的功能,提供管理工具來簡化管理。下面從四個主要方面簡單說明。
NAS核心操作系統
NAS作為一種專用服務器,就像路由器依靠其核心OS實現路由功能一樣,NASOS也是其系統“心臟”。
NASOS通常需要實現四個方面的功能:1.設備驅動功能;2.設備管理功能;3.文件共享服務:主要是能夠支持訪問的客戶端的類型,至少應該包括對CIFS協議(Windows系列平臺文件共享協議標準)和NFS協議(UNIX/Linux平臺的共享協議的標準)的支持;4.應用系統:通常包括一個縮減的Web服務程序和備份引擎。
目前,NASOS的實現基礎主要有三個途徑:
1.以FreeBSD/Linux等通用網絡OS為藍本,進行系統重構而成。像lenovo聯想的SureNASR系列、Procom的產品和NetApp的產品都是這樣的產品。
2.以Microsoft的SAK為基礎,定制開發而成。像IBM和Dell的大部分NAS產品和lenovoSureNAS100系列NAS產品等。
3.基于VxWork等高效嵌入式操作系統開發而成。只有少量高端產品才采用這種方法。
NAS存儲設備及文件系統
目前主流的存儲技術在NAS中都有應用。在SAN中采用的FiberChannel技術和Fabric交換技術在高端NAS產品也占有很大的比重,由于其成本較高,在中低端幾乎沒有選用。未來的聯想高端NAS或NAS網關,將會采用FC技術或者集成支持FC設備。
SCSI技術是在中端和部分高端NAS廣泛采用的技術,聯想即將推出的SureNAS400和800就是采用高效的SCSI技術。
早期的NAS主要從中高端推廣繼承,采用的主要是SCSIRAID技術;隨著CPU性能提高和新技術的出現,IDE技術在低端NAS成為主流選擇;其性能、可靠性和易用性都不遜色于SCSI,但是總體擁有成本卻大大降低。聯想日前上市的低端網絡存儲SureNAS100、SureNAS104R和208R就是采用IDE技術的高性價比產品。
網絡設備
雖然NAS存儲設備理論上可以支持各種拓撲結構和網絡協議,但是,由于以太網技術是目前最普遍的一種局域網技術,特別是快速以太網絡技術,數據傳輸率已經達到了1Gbps,且正在推出10Gbps的標準和技術,這些都確定了以太網技術的霸主地位,因此以太網是NAS設備通常采用的技術;聯想SureNAS系列都全面支持以太網技術。
網絡是NAS對外數據共享的唯一通道,其性能和可靠性要求都非常高。高端NAS會采用一些關鍵技術來提供網絡可用帶寬和容錯,而部分低端NAS也采用了這些技術。聯想的SureNASR系列的雙以太網絡接口可以通過Trunking來實現雙網口綁定、提高網絡帶寬;同時支持網絡接口間的Failover,提高網絡的可靠性和可用性。
文件系統
NAS網絡文件服務器采用的文件系統對效率、可靠性、容量、容錯能力都要求苛刻。不同層次和核心的NAS采用的文件系統也有所不同。
基于SAK開發的NAS內部采用的文件系統基本上都是NTFS,它具有較強的安全級別、容量和性能,并且能夠與ActiveDirectory很好地集成?;贔reeBSD/Linux開發的NASOS通常采用缺省文件系統,像FreeBSD的UFS、Linux的ext2/ext3等。