网络时代的存储——NAS和SAN

网络时代的到来使存储技术发生了巨大变化，从而进入了网络存储的时代。NAS（Network Attatched Storage ，网络附加存储）、SAN（Storage Area Network，存储区域网络）是存储领域近来十分引人注目的技术。它一方面能为网络上的应用系统提供丰富、快速、简便的存储资源；另一方面又能共享存储资源并对其实施集中管理，成为当今理想的存储管理和应用模式。

NAS: “想说爱你不容易”

NAS系统拥有一个专用的服务器，服务器上安装着一个优化的文件系统和“瘦”操作系统，其作用类似于一个专用的文件服务器。这种专用文件服务器去掉了通用服务器原有的大多数计算功能，仅仅提供文件系统功能，用于存储服务。而且，NAS系统中的核心操作系统是经过特殊定制的，专门服务于文件请求且与主要的网络环境兼容，其基本结构如下图所示。

NAS存储系统的特点是通过基于IP网络的网络文件协议向多种客户端提供文件级I/O服务，客户端可以在NAS存储设备提供的目录或设备中进行文件级操作。当一个用户或应用程序试图访问文件时，经过解释的I/O请求被重定向到网络传输路径。这些I/O请求经过IP网络传输到NAS服务器端，由那里的网络文件协议接收，随后解包并处理客户端和块设备的映射关系，最后将正常的I/O操作请求交给服务器上的文件系统处理。

虽然与直连存储相比，NAS结构已经在速度、可靠性等方面有很大的改善，但仍然存在一些难以解决的问题。

其一是传输能力有限。在NAS中，数据的传输通过现有的局域网实现，但局域网原本是用来实现消息传递的，只适合短暂的突发数据传输，不能满足大容量连续数据传输的要求;同时，网络上大量计算机之间的通信也会占用有限的网络带宽，所以当网络规模较大时，必然会导致数据传输速率减慢。

其二是可扩展性有限。虽然当存储空间不足时，在网络中增加一台NAS设备非常容易，但新的NAS设备要求有新的IP地址，无法与原有的NAS设备集成为一体，不能形成一个连续的文件系统，从而增加了存取和管理的复杂度。

其三是数据备份能力有限并且不能对数据库服务提供有效的支持。通常，NAS设备不能支持存储设备之间的直接备份，只能采用基于网络的备份，这样会在数据备份时占用大量的网络带宽，严重影响网络上其他应用的运行，而且数据备份的速度也相对较慢。另一方面，由于NAS系统是面向文件的，采用的是NFS和CIFS这类网络文件访问协议，而不是块协议或数据库协议，因而使得NAS不能支持数据库服务。这一缺陷致使NAS的应用范围缩小了许多。

不难看出，NAS技术的引入并没有解决根本问题，仅仅是一种过渡性的解决方案，真正解决问题还需要新型的网络存储技术。