摘  要： 根據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),，對(duì)當(dāng)前具有代表性的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)NAS,、SAN和iSCSI進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明,，iSCSI是NAS和SAN兩種技術(shù)在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的融合,，通過把面向數(shù)據(jù)塊的SCSI協(xié)議封裝在TCP/IP包中，以便在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上傳送,，可以達(dá)到較好的存儲(chǔ)性價(jià)比,。
關(guān)鍵詞： NAS；SAN,；iSCSI,；網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)

　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從服務(wù)器/客戶機(jī)模式到今天的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境，再到今后的移動(dòng)計(jì)算環(huán)境,，對(duì)數(shù)據(jù)的請(qǐng)求不再受時(shí)間和空間的限制,。隨著計(jì)算機(jī)能力的不斷提高，數(shù)據(jù)量也在不斷膨脹,。數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)中最寶貴的資源,，因數(shù)據(jù)問題導(dǎo)致的損失可能使一個(gè)企業(yè)破產(chǎn)。隨著信息化的不斷推進(jìn)，日常業(yè)務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴越來越強(qiáng),，數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),，數(shù)據(jù)管理和維護(hù)工作日益繁雜。
網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)是制約網(wǎng)絡(luò)I/O吞吐量的瓶頸,，合理地設(shè)計(jì)和規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，會(huì)最大限度地降低總體擁有成本,，使網(wǎng)絡(luò)性能得到充分發(fā)揮,。
　本文對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)NAS、SAN和iSCSI進(jìn)行了分析,，根據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量的各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo),，對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明,，iSCSI是NAS和SAN兩種技術(shù)在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的融合,，通過把面向數(shù)據(jù)塊的SCSI協(xié)議封裝在TCP/IP包中，以便在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上傳送,，可以達(dá)到較好的存儲(chǔ)性價(jià)比,。
1 NAS
1.1 NAS結(jié)構(gòu)
　網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)NAS（Network Attached Storage）將存儲(chǔ)設(shè)備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上，提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù),。NAS服務(wù)器一般由存儲(chǔ)硬件,、操作系統(tǒng)以及其上的文件系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。它基于TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)文件級(jí)數(shù)據(jù)的存取服務(wù),。
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,，可以無需服務(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(jiǎn)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(jiǎn)單,。NAS的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2 NAS的特性
　NAS是精簡(jiǎn)型服務(wù)器,，在硬件架構(gòu)上只需CPU,、內(nèi)存、硬盤,、網(wǎng)卡和主機(jī)板等,。在軟件方面，操作系統(tǒng)也是精簡(jiǎn)型系統(tǒng),，有些甚至是免費(fèi)的Linux,。采用磁盤陣列技術(shù)，NAS可保證硬件設(shè)備和數(shù)據(jù)的安全與完整。通過網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù),，即使相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器不再工作,，仍然可以讀取數(shù)據(jù)。所采用的嵌入式操作系統(tǒng)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性,，網(wǎng)絡(luò)管理員可方便地設(shè)置用戶或用戶組對(duì)NAS服務(wù)器的訪問權(quán)限,。
NAS只適用于較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)模或者較低數(shù)據(jù)流量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份,。NAS仍使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行備份和恢復(fù),，LAN除了處理正常的最終用戶傳輸流外，還必須處理包括備份的存儲(chǔ)磁盤請(qǐng)求,。
2 SAN
　存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN（Storage Area Network）是一種在服務(wù)器和外部存儲(chǔ)資源或獨(dú)立的存儲(chǔ)資源之間實(shí)現(xiàn)高速可靠訪問的專用網(wǎng)絡(luò),。SAN采用可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，每個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備不隸屬于任何一臺(tái)服務(wù)器,，所有的存儲(chǔ)設(shè)備都可以在全部的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間作為對(duì)等資源共享,。SAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　SAN作為網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)施,，旨在提供靈活,、高性能和可擴(kuò)展的存儲(chǔ)環(huán)境，擅長(zhǎng)在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù),，特別適于以下應(yīng)用場(chǎng)合：
?。?）對(duì)響應(yīng)時(shí)間、可用性和可擴(kuò)展性要求高的關(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,；
?。?）對(duì)性能、數(shù)據(jù)完整性和可靠性要求高的集中存儲(chǔ)備份,，以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全,，可極大地提高企業(yè)數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)操作的可靠性和可擴(kuò)展性；
?。?）海量存儲(chǔ)的應(yīng)用環(huán)境,，如圖書館、銀行,、證券,、中大型企業(yè)或組織的數(shù)據(jù)中心；
?。?）支持服務(wù)器及其連接設(shè)備之間提供光纖通道高性能和擴(kuò)展的距離,。
3 iSCSI
　Internet小型機(jī)系統(tǒng)接口協(xié)議iSCSI（Internet Small Computer System Interface）是一種端到端的協(xié)議，用于在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸和存儲(chǔ)I/O數(shù)據(jù)塊,。該協(xié)議被用于服務(wù)器,、存儲(chǔ)設(shè)備和協(xié)議傳輸網(wǎng)關(guān)設(shè)備。iSCSI使用標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)交換機(jī)和路由器，將數(shù)據(jù)從服務(wù)器轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)設(shè)備,。它還使得IP和以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施可以被用于對(duì)SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)的擴(kuò)展訪問,，跨過任意距離完成對(duì)SAN的擴(kuò)展接入。

　結(jié)果表明,，NAS只適用于較小網(wǎng)絡(luò)規(guī)?；蛘咻^低數(shù)據(jù)流量的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份，當(dāng)數(shù)據(jù)量增多時(shí),，NAS的存儲(chǔ)效率將急劇下降,；SAN提供高性能和擴(kuò)展的存儲(chǔ)環(huán)境，擅長(zhǎng)在服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備之間傳輸大塊數(shù)據(jù),；相對(duì)于NAS，iSCSI帶寬高,、功能強(qiáng)（特別是遠(yuǎn)程復(fù)制和災(zāi)難恢復(fù)）,、可用性強(qiáng)，能夠處理大塊數(shù)據(jù)的傳輸,。
4.2 存儲(chǔ)成本的比較和分析
　NAS投資成本較高（后期擴(kuò)容成本高）,，而可靠度不高，一般文件服務(wù)器沒有高可用配置,，存在單點(diǎn)故障,；SAN應(yīng)用在對(duì)性能、數(shù)據(jù)完整性和可靠性要求高的集中存儲(chǔ)備份,，以保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全,，但實(shí)現(xiàn)成本極高。iSCSI連接距離更長(zhǎng),，突破FC/SAN目前10 km的局限,，其利用現(xiàn)有的TCP/IP基礎(chǔ)設(shè)施來構(gòu)筑SAN，網(wǎng)絡(luò)部署成本相對(duì)較低,。
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