如今,隨著磁盤和網絡等技術的發展,數據存儲的方式和架構也在一直不斷改變。人們可以通過SAN(存儲區域網絡)和NAS(網絡接入存儲)體系結構的比較,了解使用每種存儲系統格式時要牢記的內容。而對象存儲和云計算的興起也在影響存儲選擇。
SAN通過交換機連接在一個架構中,允許許多不同的服務器輕松訪問存儲。從服務器應用程序和操作系統(OS)的角度來看,在直接連接的SAN或存儲器中訪問數據存儲之間沒有明顯的區別。 SAN支持對數據的訪問,如直接連接存儲。
NAS是一種遠程文件服務的方法。而不是在用戶自己的文件系統上使用該軟件,文件訪問被重定向到使用遠程協議(例如CIFS或NFS)的其他設備,作為具有自己的文件系統的某種類型的服務器來執行文件I/O,實現文件共享和集中數據管理。
從NAS與SAN系統的角度來看,NAS用于文件I/O,SAN用于塊I/O。比較NAS與SAN時需要記住的另一件事是,NAS最終將文件I/O請求轉換為與其相連的存儲設備的塊訪問。
現在存儲的對象I/ O變得越來越普遍,主要是因為它在云存儲中大量使用,與塊存儲一起使用的SAN與文件存儲之間的清晰劃分變得越來越模糊。
當供應商為了存儲需求從塊或文件移到對象I/O時,用戶仍然希望按照他們習慣的方式訪問數據:SAN的塊存儲或NAS的文件存儲。供應商現在開始提供具有NAS或SAN體驗的前端系統,而后端則基于對象存儲。
文件vs.塊vs.對象
文件I/O存儲以與用戶在計算機上的驅動器上相同的方式讀取和寫入數據,這使用層級結構,文件夾內的文件可以放在更多文件夾中。這是NAS系統通常使用的方法。而這種方法有很多好處:
•當與NFS和CIFS一起使用,這是最常見的NAS協議,用戶可以像在本地驅動器上一樣復制和粘貼文件或整個文件夾。
•使IT易于管理。
I/O塊存儲將每個文件或文件夾視為較小數據位的各種塊,并在SAN系統中的各種驅動器和設備上分配每個塊的多個副本。這種方法的好處包括:
•更高的數據可靠性。如果一個或多個驅動器出現故障,仍可以訪問數據。
•更快的訪問。文件可以從最接近用戶的塊重新組合,不需要通過文件夾層次結構。
對象I/O存儲將每個文件視為單個對象(如文件I/O),并且不具有嵌套文件夾的層次結構(如塊I/O)。使用對象存儲,將所有文件或對象放入單個龐大的數據池或數據庫中?;谝呀浥c該文件相關聯或由對象存儲操作系統添加的元數據找到文件。
這意味著對象存儲是三種方法中最慢的方法,主要用于云文件存儲。但是,元數據訪問方式的最新進展以及越來越多使用的快速閃存驅動器,縮小了對象,文件和塊存儲之間的速度差距。
使用NAS和SAN
NAS與SAN的主要區別在于每個類型的存儲器如何顯示給用戶。
因為它通過標準以太網連接來連接到網絡,因此NAS系統或設備看起來像任何其他與用戶連接的網絡設備。用戶連接到NAS進行工作,像任何其他網絡連接的設備一樣,它具有自己的操作系統。在采用NAS設備的情況下,操作系統處理用戶計算機請求的數據的寫入和讀取。
一旦它被安裝在用戶的計算機上,SAN將顯示為本地驅動器。這意味著它將用作本地驅動器,用戶計算機上的操作系統將處理讀取或寫入數據的命令。這允許用戶像任何其他本地驅動器一樣對待它,包括在其上安裝軟件的能力。
NAS與SAN的連接
NAS系統是單個服務器或單個設備中包含的驅動器或服務器的集合。它直接連接到網絡,通常使用以太網電纜連接到以太網交換機。
SAN系統是一組驅動器,設備或服務器,所有這些都使用網絡結構(如iSCSI或光纖通道)連接在一起。
雖然以太網和Fabric網絡已經進行了多年的競爭,但Fabric網絡一直具有更直接的連接優勢,因為它不必經過TCP/IP處理以太網連接。因此,在數據速度相同的情況下,由于I/O在存儲和用戶之間的接觸頻率較低,所以在I/O速度方面有優勢。
主板的變革可能孕育未來
如今,可能更多的驚喜來自于通過結構擴展非易失性存儲器快速(NVMe)協議。
NVMe協議是將閃存設備直接連接到計算機主板,通過PCI Express總線進行通信的最快方式。而且它大大優于通過串行ATA連接的固態硬盤。用戶可以通過將SAN系統編織在一起的結構來擴展這種快速的NVMe連接。
為了公平起見,NVMe協議不能用于在遠程用戶和存儲陣列之間傳輸數據,因此需要使用消息層。這使得NVMe似乎更像是以太網連接的NAS系統,它使用以太網的TCP / IP協議來處理數據移動。但NVMe對fabric架構開發人員正在通過遠程直接內存訪問(RDMA)使用消息層對速度影響最小。在各種類型的RDMA中,RDMA能夠將以太網,互聯網廣域RDMA協議和InfiniBand進行融合,目前在高性能計算系統中使用。