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隨著主機、磁盤、網(wǎng)絡等技術(shù)的發(fā)展，對于承載大量數(shù)據(jù)存儲的服務器來說，服務器內(nèi)置存儲空間，或者說內(nèi)置磁盤往往不足以滿足存儲需要或者雖然能滿足要求，但各個服務器之間獨立，嚴重降低了磁盤的利用率。因此，在內(nèi)置存儲之外，服務器需要采用外置存儲的方式擴展存儲空間，今天IT君給大家分享一下當前主流的存儲架構(gòu)。

圖1 DAS存儲示意圖

　　直連式存儲(簡稱DAS)

　　DAS存儲是最為常見的存儲形式之一，特別是其是在規(guī)模比較小的企業(yè)中。由于企業(yè)本身數(shù)據(jù)量不大，且光纖交換機等設備價格昂貴，因此基本都采用高密度的存儲服務器或者服務器后接JBOD等形式，這種形式的存儲屬于DAS架構(gòu)。

圖2 DAS存儲示意圖

　　對于DAS存儲，其實可以是在服務器內(nèi)部直接連接磁盤組，或者通過外接線連接磁盤陣列兩種方式。對于外聯(lián)的方式通常是通過SAS線進行連接，其實通過FC進行服務器與磁盤陣列的連接也可以理解為DAS存儲形式，并沒有嚴格的定義。對于通過SAS方式直連的DAS通常需要通過硬件RAID卡或者軟RAID的方式實現(xiàn)磁盤的冗余保護，防止由于磁盤故障導致整個存儲系統(tǒng)的不可用而丟失數(shù)據(jù)。同時，采用該種方式的存儲通常還需要在主機端安裝備份軟件對數(shù)據(jù)進行定期備份，以防止設備故障導致數(shù)據(jù)丟失。

　　無論直連式存儲還是服務器主機的擴展，從一臺服務器擴展為多臺服務器組成的群集(Cluster)，或存儲陣列容量的擴展，都會造成業(yè)務系統(tǒng)的停機，從而給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失，對于銀行、電信、傳媒等行業(yè)7×24小時服務的關(guān)鍵業(yè)務系統(tǒng)，這是不可接受的。并且直連式存儲或服務器主機的升級擴展，只能由原設備廠商提供，往往受原設備廠商限制。

圖3 NAS存儲示意圖

　　網(wǎng)絡連接存儲(簡稱NAS)

　　網(wǎng)絡儲存設備 (Network Attached Storage，NAS)，從名稱上可以看出是其可以通過以太網(wǎng)方式接入并進行訪問的存儲形式。簡單來說NAS就是一臺在網(wǎng)絡上提供文檔共享服務的的網(wǎng)絡存儲服務器。NAS存儲設備可以直接連接在以太網(wǎng)中，之后在該網(wǎng)絡域內(nèi)的不同類型操作系統(tǒng)主機都可以實現(xiàn)對該設備的訪問。使用者可以通過某種方式(例如linux下的mount命令)將存儲服務掛載到本地進行訪問，在本地呈現(xiàn)的就是一個文件目錄樹。我們所熟悉的NFS其實就是一個NAS存儲形式，NFS服務器就是NAS存儲設備，我們可以通過開源軟件搭建該種類型的存儲設備，當然市面上也有很多成熟的產(chǎn)品。

　　NAS與傳統(tǒng)的直接儲存設備不同的地方在于NAS設備通常只提供了資料儲存、資料存取、以及相關(guān)的管理功能，不會與其它業(yè)務混合部署，這樣就增加該設備的穩(wěn)定性，減少故障的發(fā)生概率。NAS的型式很多樣化，可以是一個大量生產(chǎn)的嵌入式設備，也可以在一般的電腦上執(zhí)行NAS的軟件。NAS用的是以文檔為單位的通信協(xié)議，這些通信協(xié)議都是標準協(xié)議，目前比較知名的是NFS和CIFS兩種。其中NFS在UNIX系統(tǒng)上很常見，而CIFS則在Windows系統(tǒng)經(jīng)常使用。

　　目前也有一些開源的軟件實現(xiàn)了NAS的功能，例如FreeNAS和Openfiler 等開源軟件。其中FreeNAS的開放源碼NAS軟件用的就是精簡版的FreeBSD操作系統(tǒng)，它可以在一般的電腦硬件上執(zhí)行，而商業(yè)化的嵌入式設備用的則是封閉源碼的操作系統(tǒng)和通訊協(xié)定程式。而Openfiler則能把標準x86/64架構(gòu)的系統(tǒng)變成一個強大的NAS、SAN存儲和IP存儲網(wǎng)關(guān)，為管理員提供一個強大的管理平臺，并能能應付未來的存儲需求。

　　NAS產(chǎn)品有一個比較大的優(yōu)勢是真正即插即用。NAS設備一般支持多計算機平臺，用戶通過網(wǎng)絡支持協(xié)議可進入相同的文檔，因而NAS設備無需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域網(wǎng)內(nèi)，同時NAS的應用非常靈活。

圖4 SAN存儲示意圖

　　存儲區(qū)域網(wǎng)絡(Storage Area Network，簡稱SAN)

　　SAN存儲 (存儲區(qū)域網(wǎng)絡Storage Area Network)也即存儲區(qū)域網(wǎng)絡，這個是通過某種交換機(例如光纖交換機或者IB交換機等)連接存儲陣列和服務器主機等設備，形成一個專用的存儲網(wǎng)絡。其概念的核心是形成一個存儲網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡是專有網(wǎng)絡，不同于NAS中的以太網(wǎng)，這種網(wǎng)絡往往無法與現(xiàn)有以太網(wǎng)實現(xiàn)互聯(lián)互通。所謂的專用存儲網(wǎng)絡主要體現(xiàn)在通信設備和協(xié)議上，目前主流的是FC-SAN，也就是基于FC設備及通信協(xié)議的存儲區(qū)域網(wǎng)絡。

　　鑒于上述缺點，后面有發(fā)展出一種基于以太網(wǎng)的SAN存儲形式，這個就是我們通常所說的iSCSI。這種存儲形式其實是利用TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)了對SCSI協(xié)議的封裝。 主機端相當于CS架構(gòu)的客戶端，而存儲端則是服務端。該種方式SAN存儲的優(yōu)點是實現(xiàn)存儲網(wǎng)絡與傳統(tǒng)以太網(wǎng)的互聯(lián)互通。特別是萬兆網(wǎng)的普及，基于iSCSI的SAN解決方案開始大規(guī)模應用，與光纖通道技術(shù)相比較而言，這種技術(shù)具有良好的性能，而且價格低廉。

　　SAN存儲的隔離特性使得存儲設備可以實現(xiàn)更多的附加功能，從而增強存儲系統(tǒng)的可靠性、可用性和利用率等。比如在存儲設備端實現(xiàn)容災軟件，可以實時的將數(shù)據(jù)備份到其它數(shù)據(jù)中心的存儲設備?；蛘咴诖鎯υO備增加壓縮或者去重功能，從而提高存儲設備的利用率等。

　　因為SAN解決方案是從基本功能剝離出存儲功能，所以運行備份操作就無需考慮它們對網(wǎng)絡總體性能的影響。SAN方案也使得管理及集中控制實現(xiàn)簡化，特別是對于全部存儲設備都集群在一起的時候。最后一點，光纖接口提供了10公里的連接長度，這使得實現(xiàn)物理上分離的、不在機房的存儲變得非常容易。

　　SAN和NAS都是通過網(wǎng)絡的方式實現(xiàn)了業(yè)務服務器與存儲設備的連接和訪問，但兩者是有別的前者在業(yè)務服務器上呈現(xiàn)的是一個磁盤，需要格式化成文件系統(tǒng)后使用;而后者在業(yè)務服務器上呈現(xiàn)的是文件系統(tǒng)。

　　統(tǒng)一存儲

　　所謂統(tǒng)一存儲其實在架構(gòu)上與上述兩種形式并沒有差異，只是將上述兩種方式整合到一臺物理設備中，并可以同時對外提供SAN和NAS服務。該設備的前端接口可支持FC 8Gb、iSCSI 1Gb和iSCSI 10Gb，后端具備SAS 6Gb硬盤擴展接口，可支持SAS、SATA硬盤及SSD固態(tài)硬盤具備極佳的擴展能力。實現(xiàn)FC SAN與IP SAN、各類存儲介質(zhì)的完美融合，有效整合用戶現(xiàn)有存儲網(wǎng)絡架構(gòu)，實現(xiàn)高性能SAN網(wǎng)絡的統(tǒng)一部署和集中管理，以適應業(yè)務和應用變化的動態(tài)需求。主機接口及硬盤接口均采用模塊化設計，更換主機接口或硬盤擴展接口，無須更換固件，可大大簡化升級維護的難度和工作量。

圖5 分布式存儲示意圖

　　分布式存儲

　　分布式存儲是一種數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，通過網(wǎng)絡使用企業(yè)中的每臺機器上的磁盤空間，并將這些分散的存儲資源構(gòu)成一個虛擬的存儲設備，數(shù)據(jù)分散的存儲在企業(yè)的各個角落。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)采用集中的存儲服務器存放所有數(shù)據(jù)，存儲服務器成為系統(tǒng)性能的瓶頸，也是可靠性和安全性的焦點，不能滿足大規(guī)模存儲應用的需要。分布式網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)采用可擴展的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息，它不但提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴展。

　　如圖5所示，分布式存儲使用的設備一般是常規(guī)服務器，而非存儲設備。分布式存儲通過非標準協(xié)議實現(xiàn)服務器上存儲資源的整個，并進行存儲資源池化和虛擬化處理，最后呈現(xiàn)給用戶某種形式(塊存儲或者文件存儲)的存儲空間。分布式存儲有其特異性，其使用的并非標準協(xié)議，因此通常需要在應用服務器安裝其客戶端軟件實現(xiàn)存儲空間的虛擬呈現(xiàn)，以及請求的處理。

　　由于分布式存儲拓撲結(jié)構(gòu)的復雜性，其出現(xiàn)故障的概率也大大增加了。因此，對于分布式存儲需要實現(xiàn)基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)保護和數(shù)據(jù)容錯等功能，確保在出現(xiàn)任何異常情況(例如磁盤、網(wǎng)卡、交換機和服務器等)下存儲系統(tǒng)的可用性和可靠性。

圖5 分布式存儲示意圖

　　Server SAN

　　Server SAN其實也是分布式存儲的一種，由于其比較新，目前沒有一個具體的定義。 Server San應該是一個利用軟件將基于DAS存儲(包含閃存卡，直連存儲)的集合，做成一個能共享的SAN存儲網(wǎng)絡。

　　SAN存儲區(qū)域網(wǎng)，大家都很熟悉。普遍使用的就兩種： FC SAN和ISCSI SAN。這兩種結(jié)構(gòu)是通過FC網(wǎng)絡或者IP網(wǎng)絡將存儲設備放到一個共享的環(huán)境中心，讓分布式的服務HA，應用遷移，數(shù)據(jù)復制等都可以通過這套網(wǎng)絡實現(xiàn)。但是大家注意了，這套SAN網(wǎng)絡是很貴的，管理起來是很麻煩的。 在很多的環(huán)境下面，很多SAN環(huán)境中會有一部分直連存儲我們根本沒有用上：比如直連存儲卡，本地硬盤等。

　　從實際的應用中，直連存儲的效率是很高的：PCI-E直接到數(shù)據(jù)端，比經(jīng)過FC協(xié)議的轉(zhuǎn)換還要快。而且成本低。 Server SAN是一個最新的概念：將分布在各個服務器上的直連存儲通過軟件的方式整合成一個統(tǒng)一的SAN存儲系統(tǒng)。有點類似谷歌在云計算上做的工作，將上萬臺服務器組成一個超級計算機。 現(xiàn)在Server San已經(jīng)不是一個概念了，在谷歌和facebook的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)大量使用了。最經(jīng)典的案例就是VMware中的vSAN 了。

來源：機房360