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二、存储体系结构
存储体系结构先后经历了直接连接存储(direct attached storage,DAS)、网络附加存储(network attached storage,NAS)和存储区域网络(storage area network,SAN)的发展。
(一)DAS
DAS是以服务器为中心的存储体系,是传统的存储系统。DAS存储设备直接挂接在各种服务器或客户机的后端,是通用服务器的一部分,提供应用程序的运行,如视频流、数据库等服务。数据的输入/输出由服务器负责,数据访问与操作系统、文件系统和服务程序紧密相关。
DAS自身不带任何操作系统,由运行在服务器或客户机的操作系统或第三方软件兼管,用户数量增加或服务器提供服务时,响应速度将变慢。此时如果将访问模式由以服务器为中心转化为以数据和网络为中心,就可以实现容量扩展、性能增加和距离延伸,尤其是多个主机数据共享。DNS推动了存储与计算的分离,向NAS发展。
(二)NAS
NAS是一个包含优化文件系统和瘦操作系统的专用数据存储服务器,提供跨平台文件共享功能。
NAS采用网络文件系统(network file system,NFS)协议和通用网路文件系统(common internet file system,CIFS)协议,可使客户端通过IP网络共享文件。NAS存储设备以网络为中心面向文件服务,并作为一个文件服务器直接连接至网络,应用和数据存储于不同的服务器,网络中设备的数据全部存储在NAS设备中,应用服务器通过标准LAN的接口与作为网络文件系统的数据服务器连接。NAS存储系统将数据从网络中独立出来,降低服务器的负载,同时提高了网络性能。
NAS也有潜在的局限性:①NAS文件服务器不支持需大量依赖数据库处理结果的应用。②NAS是一种专用设备,缺乏灵活性。③NAS备份与恢复困难。
(三)SAN
SAN是通过专用高速网将一个或多个网络存储设备和服务器连接的专用存储系统,其主流接口为光纤通道协议(fiber channel protocol,FCP)。
常见的SAN部署包括光纤通道SAN和IP SAN。SAN以数据存储为中心,采用可伸缩网络拓扑结构,提供SAN内部任意节点之间的多路可选择数据交换和高性能数据管道,以及共享的集中管理存储设备,采用网络和通道技术相融合的光纤通道接口。SAN将LAN的存储转换到由存储设备组成的专用网络,使数据的访问、备份和恢复不影响LAN性能。与DAS相比,SAN可实现存储整合,提高存储资源利用率,减少购买和管理的总存储量,降低管理信息成本。光纤通道技术的发展使SAN支持远距离通信、易于扩展,并可解决网络数据的存储备份、高可用性、灾难恢复等问题。
SAN的适用性和通用性较差,系统安装和升级效率不高。此外,由于SAN一般使用光纤专用网络,设备价格和实现费用较高,局限于大中型应用。