【文章內(nèi)容簡介】 御來自系統(tǒng)外部或內(nèi)部的非法操作；還應(yīng)能夠隨著存儲(chǔ)容量的增長線性擴(kuò)展它們的性能。為滿足以上需求，信息的存儲(chǔ)模式正全面轉(zhuǎn)向“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)”。人們把網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)稱為信息技術(shù)發(fā)展的第三次浪潮（前兩次分別是PC 和網(wǎng)絡(luò)）。存儲(chǔ)從主機(jī)中分離出來成為獨(dú)立的存儲(chǔ)系統(tǒng)，把獨(dú)立的存儲(chǔ)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的用戶設(shè)備用網(wǎng)絡(luò)連接起來，用戶便可以方便地使用像瀏覽器這樣的客戶端軟件（或像使用本地硬盤一樣）進(jìn)訪問和管理，這就是網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的核心思想是存儲(chǔ)與主機(jī)的分離，而此前則是以計(jì)算機(jī)為核心，存儲(chǔ)只是計(jì)算機(jī)（或服務(wù)器）的外設(shè)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)提供了前提。NAS（Network Attached Storage，附網(wǎng)存儲(chǔ)）和SAN（ StorageArea Network，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)）是兩種主要的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，NAS 與SAN 的融合同IP 存儲(chǔ)（ IP Storage）、存儲(chǔ)虛擬化（ StorageVirtualization）一起被看作是未來存儲(chǔ)發(fā)展的趨勢。第2章 DAS存儲(chǔ) DAS存儲(chǔ)簡介DAS即直連方式存儲(chǔ)，英文全稱是Direct Attached Storage。中文翻譯成“直接附加存儲(chǔ)”。顧名思義，在這種方式中，存儲(chǔ)設(shè)備是通過電纜（通常是SCSI接口電纜）直接到服務(wù)器的。I/O（輸入/輸入）請求直接發(fā)送到存儲(chǔ)設(shè)備。DAS，也可稱為SAS（ServerAttached Storage，服務(wù)器附加存儲(chǔ)）。它依賴于服務(wù)器，其本身是硬件的堆疊，不帶有任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。早期企業(yè)數(shù)據(jù)量較少時(shí)，購買的服務(wù)器中可能內(nèi)/外置帶有SCSI接口的磁帶驅(qū)動(dòng)器(或磁帶機(jī))，這種服務(wù)器主要是用在UNIX(Solaris、AIX或HP UNIX)環(huán)境下，使用SUN、IBM或HP等廠商的服務(wù)器，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)主要依靠磁帶來完成，當(dāng)時(shí)存儲(chǔ)的最大數(shù)據(jù)容量在12G。 在windows 系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)采用外置移動(dòng)硬盤，容量多達(dá)幾百個(gè)G，隨之USB和IEEE1394接口的移動(dòng)硬盤解決方案應(yīng)運(yùn)而生，使用最新的Serial ATA(串行)作為移動(dòng)硬盤的傳輸接口，理論傳輸速度能達(dá)到1500Mbps,，甚至是IEEE1394的速度最快上許多，在利用SATA設(shè)備可熱插拔的技術(shù)后讓SATA移動(dòng)硬盤能象USB/1394移動(dòng)硬盤一樣使用。 基于硬件的RAID系統(tǒng)是從主機(jī)之外獨(dú)立地管理 RAID 子系統(tǒng)，并且它在主機(jī)處把每一組 RAID 陣列只顯示為一個(gè)磁盤。硬件raid實(shí)現(xiàn)分為兩種：一種是內(nèi)置(或集成)raid控制器，一種是外置raid控制器。內(nèi)置raid控制器通常是常用的卡件的形式插接在計(jì)算機(jī)主板上，集成raid控制器則是由主板廠商直接把控制芯片集成在主板上，近來高端主板集成raid控制器幾乎成了標(biāo)準(zhǔn)配置。 根據(jù)raid控制器以及連接模式不同，raid控制器都配有不同數(shù)量的緩存，當(dāng)然緩存越多，控制器的性能就越好了，價(jià)格也就比較貴了。軟件 RAID 在操作系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各類 RAID 級別，因?yàn)樗恍枰嘿F的RAID控制器卡，軟件 RAID 提供了最廉價(jià)的解決方法。它還可以用在較便宜的 IDE 磁盤以及 SCSI 磁盤。使用非常的快速 CPU，軟件 RAID 的某些性能有可能超出硬件 RAID。 JBOD也是目前存儲(chǔ)領(lǐng)域中一類重要的存儲(chǔ)設(shè)備。JBOD可以在基于并行SCSI電纜的直接附加存儲(chǔ)中使用，或在一般情況下，在具有Fibre Channel接口的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中使用。磁盤驅(qū)動(dòng)器插在一個(gè)內(nèi)部總線上，將服務(wù)器與JBOD系統(tǒng)之間的外部總線電纜簡化成單條電纜連接。 JBOD也支持熱插拔磁盤驅(qū)動(dòng)器，即可以在不影響數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和服務(wù)器操作的同時(shí)增加或者替換磁盤。使用SCSI磁盤的JBOD，各磁盤之間組成一個(gè)封閉的SCSI菊花鏈，為主機(jī)提供了并行SCSI連接。使用Fibre Channel磁盤的JBOD可以提供1～2個(gè)Fibre Channel接口，在內(nèi)部形成一個(gè)共享環(huán)段。 DAS還可以構(gòu)成基于磁盤陣列的雙機(jī)高可用系統(tǒng)，滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對高可用的要求。兩臺(tái)主機(jī)共同連接一個(gè)磁盤陣列，在主機(jī)上通過SCSI接口將磁盤陣列連接起來，或者在主機(jī)上安裝光端模塊，通過光纖連接到磁盤陣列上。磁盤陣列和主機(jī)相連后，可以選擇出一部分硬盤作為主機(jī)的外置硬盤，不能被共享。 這樣存儲(chǔ)方式主要用于雙機(jī)熱備上，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，企業(yè)里一些重要的數(shù)據(jù)保護(hù)都是采用這種方式，確?！叭f無一失”。后來隨著服務(wù)器和備份軟件成本的下降，在LINUX和WINDOWS平臺(tái)也可以實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備了，以這種DAS方式實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)目前廣泛地存在企業(yè)中，也是DAS在企業(yè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中具體應(yīng)用的集中表現(xiàn)。 DAS存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)典型DAS結(jié)構(gòu)如圖所示： 對于多個(gè)服務(wù)器或多臺(tái)PC的環(huán)境，使用DAS方式設(shè)備的初始費(fèi)用可能比較低，可是這種連接方式下，每臺(tái)PC或服務(wù)器單獨(dú)擁有自己的存儲(chǔ)磁盤，容量的再分配困難；對于整個(gè)環(huán)境下的存儲(chǔ)系統(tǒng)管理，工作煩瑣而重復(fù)，沒有集中管理解決方案。所以整體的擁有成本（TCO）較高。 DAS存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)DAS的方案設(shè)計(jì)比較簡單，通常情況下，用SCSI電纜或光纖把服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)物理連接，（實(shí)現(xiàn)的前提是服務(wù)器上必須有SCSI接口或FC接口，及安裝接口的驅(qū)動(dòng)程序），物理連接完成后，首先啟動(dòng)陣列，啟動(dòng)時(shí)陣列自動(dòng)初始化和引導(dǎo)陣列自檢，這些過程完成后，用戶就可以根據(jù)自己的需要設(shè)置RAID的級別及RAID的初始化，這個(gè)過程完成后用戶就可以象使用本地硬盤一樣地使用這個(gè)大容量邏輯磁盤，可以對磁盤進(jìn)行分區(qū)、格式化和共享等操作。此時(shí)，存儲(chǔ)容量實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展得以實(shí)現(xiàn)。 DAS優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)；將多個(gè)磁盤合并成一個(gè)邏輯磁盤，滿足海量存儲(chǔ)的需求?？蓪?shí)現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)和操作系統(tǒng)的分離：操作系統(tǒng)一般存放本機(jī)硬盤中，而應(yīng)用數(shù)據(jù)放置于陣列中。提高存取性能：操作單個(gè)文件資料，同時(shí)有多個(gè)物理磁盤在并行工作，運(yùn)行速度比單個(gè)磁盤運(yùn)行速度高。實(shí)施簡單：無須專業(yè)人員操作和維護(hù)，節(jié)省用戶投資缺點(diǎn)：直連式存儲(chǔ)依賴服務(wù)器主機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的IO讀寫和存儲(chǔ)維護(hù)管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機(jī)資源（包括CPU、系統(tǒng)IO等），數(shù)據(jù)流需要回流主機(jī)再到服務(wù)器連接著的磁帶機(jī)（庫），數(shù)據(jù)備份通常占用服務(wù)器主機(jī)資源2030%，因此許多企業(yè)用戶的日常數(shù)據(jù)備份常常在深夜或業(yè)務(wù)系統(tǒng)不繁忙時(shí)進(jìn)行，以免影響正常業(yè)務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行。直連式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量越大，備份和恢復(fù)的時(shí)間就越長，對服務(wù)器硬件的依賴性和影響就越大。 直連式存儲(chǔ)與服務(wù)器主機(jī)之間的連接通道通常采用SCSI連接，帶寬為10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，隨著服務(wù)器CPU的處理能力越來越強(qiáng)，存儲(chǔ)硬盤空間越來越大，陣列的硬盤數(shù)量越來越多，SCSI通道將會(huì)成為IO瓶頸；服務(wù)器主機(jī)SCSI ID資源有限，能夠建立的SCSI通道連接有限。 無論直連式存儲(chǔ)還是服務(wù)器主機(jī)的擴(kuò)展，從一臺(tái)服務(wù)器擴(kuò)展為多臺(tái)服務(wù)器組成的群集(Cluster)，或存儲(chǔ)陣列容量的擴(kuò)展，都會(huì)造成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的停機(jī)，從而給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，對于銀行、電信、傳媒等行業(yè)724小時(shí)服務(wù)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)，這是不可接受的。并且直連式存儲(chǔ)或服務(wù)器主機(jī)的升級擴(kuò)展，只能由原設(shè)備廠商提供，往往受原設(shè)備廠商限制。 第3章 NAS存儲(chǔ) NAS存儲(chǔ)簡介網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NetworkAttached Storage，簡稱NAS）采用網(wǎng)絡(luò)（TCP/IP、ATM、FDDI）技術(shù)，通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接存儲(chǔ)系統(tǒng)和服務(wù)器主機(jī)，建立專用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)私網(wǎng)。隨著IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍。早期80年代末到90年代初的10Mbps帶寬，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)作為文件服務(wù)器存儲(chǔ)，性能受帶寬影響；后來快速以太網(wǎng)（100Mbps）、VLAN虛網(wǎng)、Trunk(Ethernet Channel) 以太網(wǎng)通道的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)的讀寫性能得到改善；1998年千兆以太網(wǎng)（1000Mbps）的出現(xiàn)和投入商用，為網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)（NAS）帶來質(zhì)的變化和市場廣泛認(rèn)可。由于網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ)采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，TCP/IP是IT業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不同廠商的產(chǎn)品（服務(wù)器、交換機(jī)、NAS存儲(chǔ)）只要滿足協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)就能夠?qū)崿F(xiàn)互連互通，無兼容性的要求；并且2002年萬兆以太網(wǎng)（10000Mbps）的出現(xiàn)和投入商用，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)帶寬將大大提高NAS存儲(chǔ)的性能。通常,NAS產(chǎn)品與客戶間的通信使用NFS協(xié)議、CIFS協(xié)議和Appletalk協(xié)議、FTP協(xié)議,這些協(xié)議運(yùn)行在以太網(wǎng)絡(luò)和Internet所采用的IP協(xié)議之上,其目的是用來交換計(jì)算機(jī)之間的文件。幾乎所有的UNIX和NT廠家在網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的讀取方式皆采用以下兩種公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議:①UNIX系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,以SUN Microsystems開發(fā)并公開的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(NetworkFileSystem,NFS)為主。②Windows系列操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)則是由IBM 和Microsoft開發(fā)的通用網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)(CommonInternetFileSystem,CIFS)為主要協(xié)議。這些標(biāo)準(zhǔn)已被廣泛地接受并使用,所以直接通過網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)服務(wù)的存儲(chǔ)設(shè)備遠(yuǎn)比以直接連接方式的存儲(chǔ)設(shè)備(DAS)容易連接和管理,擴(kuò)充性非常良好。此外,NAS設(shè)備因?yàn)橹С諲FS和CIFS協(xié)議,故異構(gòu)平臺(tái)間的文件可以通過這兩種協(xié)議,而達(dá)到真正的文件共享。 NAS存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ),服務(wù)器是專用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，包括存儲(chǔ)器件（例如磁盤陣列、CD/DVD驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器或可移動(dòng)的存儲(chǔ)介質(zhì)）和內(nèi)嵌系統(tǒng)軟件，直接連到以太網(wǎng)上，不再掛接于服務(wù)器后端，增加和移除NAS服務(wù)器操作不會(huì)中斷網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。 NAS更加適合文件級別上的數(shù)據(jù)處理，提供跨平臺(tái)文件共享，將負(fù)載從應(yīng)用或企業(yè)服務(wù)器上卸載下來，有效降低總擁有成本，保護(hù)用戶投資。數(shù)據(jù)備份過程需要占用網(wǎng)絡(luò)帶寬。 NAS是指將集成的存儲(chǔ)系統(tǒng)如磁盤陣列和磁帶設(shè)備，直接通過LAN接口連入信息通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。它使用TCP/IP之類的信息通信協(xié)議。存儲(chǔ)系統(tǒng)在客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)關(guān)系中相當(dāng)于一個(gè)服務(wù)器，它擁有一個(gè)處理器和操作系統(tǒng)或微內(nèi)核，通過處理NFS（網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)）之類的文件I/O協(xié)議，來管理存儲(chǔ)系統(tǒng)與其客戶機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。 NAS方案設(shè)計(jì)教育信息中心是一種特殊的中心，它不僅可以看到數(shù)量巨大的分布在全國各個(gè)學(xué)校節(jié)點(diǎn)上的共享信息，還可以根據(jù)有關(guān)的信息“抽取匯聚”原則聚集數(shù)量巨大的教育信息資源。例如，它可以根據(jù)某文章的評價(jià)和訪問量來對全國的教育資源進(jìn)行等級分類，并把優(yōu)秀的資源入中央庫。所以，必然有大量的存儲(chǔ)需求。在網(wǎng)絡(luò)信息中心，管理著所有枝干校園網(wǎng)，所以應(yīng)該有大量的重要數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)。因此，建議采用Coventive　NAS　6000，它采用的是以太網(wǎng)通路，支持千兆以太網(wǎng)，且存儲(chǔ)容量大(480GB可擴(kuò)充)，硬件RAID技術(shù)，六塊可熱插拔硬盤。利用它可以實(shí)現(xiàn)快速的，穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。 典型應(yīng)用拓?fù)鋱D如下： 在各校園網(wǎng)絡(luò)的信息中心，管理著各中小學(xué)校園網(wǎng)上的共享資源，所以應(yīng)該有一定的數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)。因此，建議采用 Coventive　NAS　6000，它采用的是ATA100的硬盤接口，網(wǎng)絡(luò)帶寬高達(dá)100MB/S。支持千兆以太網(wǎng)，且存儲(chǔ)容量大(480GB可擴(kuò)充)。Coventive　NAS采用的是內(nèi)嵌式Linux操作系統(tǒng)，與用戶數(shù)據(jù)完全隔離，它運(yùn)行于內(nèi)存中虛擬的內(nèi)核平臺(tái)，可以防止黑客的攻擊和病毒的侵害，也可以有效防止因用戶誤操作而導(dǎo)致的用戶數(shù)據(jù)丟失，因而擁有極高的安全性能，對帳戶的輕松管理得以實(shí)現(xiàn)。對于重要的數(shù)據(jù)可以通過Coventive　 NAS　6000自帶的遠(yuǎn)程備份程序用磁帶進(jìn)行備份，減少了額外的軟件開支。如圖所示： 　在各校園網(wǎng)絡(luò)，普遍采用的是百兆以太網(wǎng)絡(luò)，且數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)相對較少，所以建議采用Coventive　NAS　500，它最大的存儲(chǔ)空間是 320GB，完全可以滿足客戶的需求，擁有極高的性價(jià)比，而且使用非常簡便。而且對于重要數(shù)據(jù)同樣可以通過自帶的備份功能進(jìn)行遠(yuǎn)程磁帶備份。 NAS的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于NAS存儲(chǔ)方案是基于原有局域網(wǎng)而設(shè)計(jì)的，是部件級的存儲(chǔ)方法，所以NAS將存儲(chǔ)設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接到一群計(jì)算機(jī)上，在適用性方面具有較強(qiáng)優(yōu)勢。首先，NAS方案可無需網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器直接上網(wǎng)，不依賴通用的操作系統(tǒng)，而是采用一個(gè)面向用戶設(shè)計(jì)的、專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的簡化操作系統(tǒng)，內(nèi)置了與網(wǎng)絡(luò)連接所需的協(xié)議，因此使整個(gè)系統(tǒng)的管理和設(shè)置較為簡單；其次NAS服務(wù)器是真正即插即用的產(chǎn)品，并且物理位置靈活，可放置在工作組內(nèi)，也可放在其他地點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)連接。最后，NAS方案是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在存儲(chǔ)領(lǐng)域的延伸和發(fā)展，數(shù)據(jù)以文件的形式按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在客戶機(jī)與存儲(chǔ)設(shè)備之間流動(dòng)，它可以利用NFS實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)的客戶機(jī)對數(shù)據(jù)的共享，集成在存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)的專用文件服務(wù)器提高了文件傳輸?shù)腎/O速度。一旦用戶把互連性和多平臺(tái)性放在首位的時(shí)候，對NAS的考慮會(huì)多一些。缺點(diǎn)：采用傳統(tǒng)的IP以太網(wǎng)技術(shù)也給NAS方案帶來了致使的弱點(diǎn)，那就是存儲(chǔ)性能較低，只適用于較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模或者較低數(shù)據(jù)流域量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，對于一些較高要求存儲(chǔ)環(huán)境，NAS也是無法勝任的。因?yàn)樗遣捎脗鹘y(tǒng)的IP以太網(wǎng)，帶寬較低，特別是在100Mbps以下的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)展到一定規(guī)模，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)和數(shù)據(jù)管理形成了網(wǎng)絡(luò)的雙重負(fù)擔(dān)。另外，這種NAS方案，磁盤陣列必須配置專用文件服務(wù)器，后期擴(kuò)容成本高，且一