如果要在自己的私有数据中心中管理自己的基础架构，那么我们必然要经历一系列不同的存储产品。
选择存储解决方案很大程度上取决于要求。
在最终确定用例的特定存储选项之前，对技术有一点了解总是有帮助的。

我实际上是要写一篇有关对象存储（这是云中当前最热的存储选项）的文章。
但是，在讨论存储领域的那部分内容之前，我认为最好讨论两种主要的存储方法，这些方法很长时间以来就并存在一起，供内部用于他们的需求。

存储类型决定取决于许多因素，例如以下因素。

• 我们要存储的数据类型
• 使用方式
• 扩展关注点
• 最后是预算

当我们以系统管理员的身份开始职业生涯时，经常会听到同事谈论诸如SAN，NAS，DAS等不同的存储方法。
如果不加研究，我们一定会对存储中的不同术语感到困惑。
混淆常常是由于不同存储方法之间的相似性而引起的。
在技术术语上保持最新的唯一硬性规定是，要继续阅读东西（尤其是某些技术背后的概念）。

今天，我们将讨论定义环境中存储结构的两种不同方法。
我们在体系结构中对两者的选择仅取决于用例和存储的数据类型。

在本教程结束时，我希望我们对两种主要的存储方法以及需要选择的存储方法有一个清晰的了解。

SAN（存储区域网络）和NAS（网络添加存储）

下文将介绍区分这些技术的主要方面。

• 存储如何连接到系统。简而言之，如何在访问系统和存储组件（直接连接或者网络连接）之间建立连接
• 用于连接的电缆类型。简而言之，这是将系统连接到存储组件（例如，以太网和光纤通道）完成的电缆连接类型
• 输入和输出请求如何完成。简而言之，这是用于执行输入和输出请求的协议（例如SCSI，NFS，CIFS等）

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让我们先讨论SAN，然后再讨论NAS，最后，对这些技术中的每一种进行比较，以清除它们之间的差异。

SAN（存储区域网络）

由于每秒需要同时处理一种请求，因此当今的应用程序非常耗费资源。
以一个电子商务为例，该每秒有成千上万的人在下订单，并且所有这些都需要正确存储在数据库中以便以后检索。
用于存储此类高流量数据库的存储技术必须在请求服务和响应方面快速（简而言之，在输入和输出方面应该快速）。

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在这种情况下（我们需要高性能和快速的I/O），我们可以使用SAN。

SAN只是在存储设备和服务器之间建立连接的高速网络。

传统上，应用程序服务器过去曾连接有自己的存储设备。
服务器通过称为SCSI（小型计算机系统接口）的协议与这些设备进行对话。
SCSI只是用于在服务器和存储设备之间进行通信的标准。
所有普通硬盘，磁带驱动器等都使用SCSI。
最初，服务器中包含的存储设备可以满足服务器的存储需求（该服务器用于使用SCSI与这些内部存储设备进行通信。
这与普通台式机与其内部设备进行通信的方式非常相似硬盘。
）。

使用SCSI将诸如光盘驱动器之类的设备连接到服务器（属于服务器的一部分）。
SCSI用于将设备连接到服务器的主要优点是其高吞吐量。
尽管此体系结构足以满足低端需求，但很少有类似下面提到的限制的限制。

• 服务器只能访问直接连接到其上的设备上的数据。
• 如果服务器发生故障，则数据访问将失败（因为存储设备是服务器的一部分，并且已使用SCSI添加到服务器）
• 服务器可以访问的存储设备数量是有限制的。如果服务器需要更多的存储空间，则由于SCSI总线只能容纳有限数量的设备，因此将不再有可添加的空间。
• 另外，使用SCSI存储的服务器必须在存储设备附近（因为并行SCSI是大多数计算机和服务器中的常规实现，因此具有一定的距离限制。它可以工作长达25米。）

使用DAS（直接连接的存储）可以克服其中的一些限制。
用于将存储直接连接到服务器的介质可以是SCSI，以太网，光纤通道等中的任何a)
低复杂性，低投资，部署简单使得DAS被许多人采用为正常需求。
如果与更快的介质（如光纤通道）一起使用，该解决方案即使在性能上也算不错。

即使是连接到服务器的外部U盘也是DAS（从概念上讲，它是DAS，因为它直接连接到服务器的USB总线）。
但是由于USB总线的速度限制，通常不使用U盘。
通常，对于大型和大型DAS存储解决方案，使用的介质是SAS（串行连接的SCSI）。
在内部，存储设备可以使用RAID（通常是这种情况）或者任何东西来为服务器提供存储卷。
如今，SAS存储选项可提供6Gb/s的速度。

DAS存储设备的一个示例是Dell的MD1220

对于服务器，DAS存储将看起来非常类似于其自己的内部驱动器或者插入的外部驱动器。

尽管DAS可以满足正常需求并提供良好的性能，但是存在一些限制，例如可以访问它的服务器数量。
存储设备，或者说DAS存储必须靠近服务器（在同一机架中或者在所使用介质的可接受距离范围内）。

可以说，直接添加存储（DAS）比任何其他存储方法都快。
这是因为它不涉及通过网络进行数据传输的任何开销（所有数据传输都发生在服务器与存储设备之间的专用连接上。
主要是串行连接的SCSI或者SAS）。
但是，由于光纤通道和其他缓存机制的最新改进，SAN还提供了类似于DAS的更好的速度，并且在某些情况下，它超过了DAS提供的速度。

在进入SAN之前，让我们了解用于互连存储设备的几种媒体类型和方法（当我说存储设备时，请不要将其视为单个硬盘。
将其视为磁盘阵列，可能处于某些RAID级别。
可以将其视为戴尔的MD1200之类的东西。

什么是SAS（串行连接SCSI），FC（光纤通道）和iSCSI（Internet小型计算机系统接口）？

传统上，像内部硬盘一样的SCSI设备都连接到共享的并行SCSI总线。
这意味着所有连接的设备都将使用同一总线发送/接收数据。
但是共享的并行连接不利于高精度，并且在高速传输过程中会产生问题。
但是，设备与服务器之间的串行连接可以提高数据传输的整体吞吐量。
存储设备和服务器之间的SAS连接每个磁盘使用专用的300 MB /秒。
考虑一下所有连接的设备共享相同速度的SCSI总线。

SAS使用相同的SCSI命令从设备发送和接收数据。
另外，请不要以为SCSI仅用于内部存储。
它还用于将外部存储设备连接到服务器。

如果选择数据传输性能和可靠性，那么使用SAS是最佳解决方案。
在可靠性和错误率方面，SAS磁盘比旧的SATA磁盘要好得多。
SAS的设计考虑到了性能，因此它是全双工的。
这意味着可以使用SAS同时从设备发送和接收数据。
单个SAS主机端口也可以使用扩展器连接到多个SAS驱动器。
SAS通过在设备（存储设备，如磁盘驱动器和磁盘阵列的设备）与主机之间进行串行通信来使用点对点数据传输。

第一代SAS提供大约3Gb/s的速度。
第二代SAS将其提高到6Gb/s。
第三代（许多组织目前正在使用它们以实现极高的吞吐量）将其提高到12Gb/s。

光纤通道协议

光纤通道是一种用于快速数据传输的相对较新的互连技术。
其设计的主要目的是使数据传输速度更快，而延迟却很小/可以忽略不计。
它可以用于互连工作站，外围设备，存储阵列等。

将光纤通道与其他互连方法区分开的主要因素是，它可以使用相同的适配器在单个通道上管理网络和I/O通信。

1988年，ANSI（美国国家标准协会）对光纤通道进行了标准化。
当我们说光纤（在光纤通道中）时，不要认为它仅支持光纤介质。
光纤是一个术语，用于在光纤通道协议中用于互连的任何介质。
我们甚至可以使用铜线来降低成本。

请注意，ANSI的光纤通道标准支持网络，存储和数据传输。
光纤通道不知道我们传输的数据类型。
它可以发送封装在光纤通道框架内的SCSI命令（它没有自己的I/O命令来发送和接收存储）。
主要优点是它可以在内部合并诸如SCSI和IP之类的被广泛采用的协议。

下面将介绍进行光纤通道连接的组件。
以下要求是实现点对点连接的最低要求。
通常，这可用于存储阵列和主机之间的直接连接。

• 具有光纤通道端口的HBA（主机总线适配器）
• HBA卡的驱动程序
• 用于在HBA光纤通道端口中互连设备的电缆

如前所述，SCSI协议封装在光纤通道内部。
因此，通常必须将SCSI数据修改为光纤通道可以传递到目的地的另一种格式。
当目的地接收到数据时，它将重新将其转换为SCSI。

我们可能在想为什么我们需要这种映射和重新映射，为什么我们不能直接使用SCSI来传递数据。
这是因为SCSI无法将数据传送到更多距离的设备（或者大量主机）。

光纤通道最多可用于互连系统10KM（如果与光纤一起使用，则可以通过在两者之间使用中继器来增加此距离）。
我们还可以使用铜线将数据传输到30m的范围，以降低光纤通道的成本。

随着各种主要供应商提供的光纤通道交换机的出现，连接许多大量的存储设备和服务器现在已成为一件容易的事（只要我们有足够的预算进行投资）。
光纤通道的联网能力导致SAN（存储区域网络）的先进采用，以实现更快，更远距离和更可靠的数据访问。
大多数高级计算环境（需要快速且大量的数据传输）使用带有光纤电缆的光纤通道SAN。

当前的光纤通道标准（称为16GFC）可以1600MB/s的速率传输数据（不要忘记该标准于2011年发布的事实）。
未来几年即将到来的标准有望提供3200MB/s和6400MB/s的速度。

iSCSI（Internet小型计算机系统接口）

iSCSI不过是用于互连存储阵列和主机的基于IP的标准。
它用于通过IP网络承载SCSI通信。
这是连接到存储设备的最简单，最便宜的解决方案（尽管不是最好的）。

对于位置无关的存储，这是一项不错的技术。
因为它可以使用局域网建立到存储设备的连接，所以广域网。
它是存储区域网络互连标准。
它不需要像光纤通道网络一样的特殊电缆和设备。

对于使用带有iSCSI的存储阵列的系统，该存储显示为本地连接的磁盘。
该技术紧随光纤通道之后，由于其成本低廉而被广泛采用。

它是基于TCP/IP的网络协议。
我们可以猜想，与光纤通道相比，它根本不是一个好的性能（这是因为所有内容都在TCP上运行，而没有特殊的硬件和对体系结构的修改。
）

iSCSI给服务器带来了一点CPU负载，因为服务器必须使用常规TCP对网络上的所有存储请求进行另外的处理。

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与光纤通道相比，iSCSI具有以下缺点

• 由于IP标头的开销，与光纤通道相比，iSCSI引入了更多的延迟。
• 数据库应用程序具有较小的读写操作，在iSCSI上完成这些操作会带来更多的延迟
• 在包含其他正常流量（iSCSI以外的其他基础结构流量）的同一LAN上完成iSCSI时，它将导致读/写延迟或者性能低下。
• 最大速度/带宽受限于以太网和网络速度。即使我们聚合了多个链接，它也不会扩展到光纤通道级别。

NAS（网络添加存储）

NAS的最简单定义是“与网络上的其他服务器共享自己的存储并充当文件服务器的任何服务器都是最简单的NAS”。

请记下网络添加存储通过网络共享文件这一事实。
不能通过网络存储设备。

NAS将使用以太网连接通过网络共享文件。
NAS设备将具有IP地址，然后可以通过该IP地址通过网络进行访问。
当我们访问Windows系统上的文件服务器上的文件时，它基本上就是NAS。

主要区别在于计算机或者服务器如何处理特定的存储。
如果计算机将存储视为自身的一部分（类似于将DAS添加到服务器的方式），换句话说，如果服务器的处理器负责管理添加的存储，则它将是某种DAS。
如果计算机/服务器将连接的存储视为另一台计算机（通过网络共享其数据），那么它就是NAS。

可以将直接连接的存储（DAS）视为任何其他外围设备，例如鼠标键盘等。
因为对于服务器/计算机，它是直接连接的存储设备。
但是，NAS是另一台服务器，或者说具有自己的计算功能的设备可以与其他人共享自己的存储。

甚至SAN存储也可以被视为具有自己的处理/计算能力的设备。
因此，NAS，SAN和DAS之间的主要区别在于访问它的服务器/计算机的外观。
DAS存储设备作为其自身的一部分出现在服务器上。
服务器将其视为自己的物理部分。
尽管DAS存储设备可能不在服务器内部（通常是另一台具有自己的存储阵列的设备），但服务器将其视为自己的内部部分（DAS存储在服务器上似乎是自己的内部存储）。

在谈论NAS时，我们需要称它们为共享而不是存储设备。
因为NAS在服务器上显示为共享文件夹，而不是网络上的共享设备。
请不要忘记NAS设备本身就是计算机，它们可以与他人共享其存储空间这一事实。
当我们使用SAMBA（即NAS）通过访问控制共享文件夹时。

尽管NAS是满足我们存储需求的更便宜的选择。
它确实不适合企业级的高性能应用程序。
从来没有想过要使用NAS存储数据库（需要高性能）。
使用NAS的主要缺点是性能问题，以及对网络的依赖性（多数情况下，用于正常流量的LAN也用于与NAS共享存储，这使它更加拥塞）

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通过网络与NFS共享导出时，它也是NAS的一种形式。

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NAS只是连接到TCP/IP网络的设备/设备/服务器，它与他人共享自己的存储。
如果我们深入研究，当文件读/写请求发送到连接到服务器的NAS共享时，该请求将以CIFS（公用Internet文件系统）或者NFS（网络文件系统）请求的形式通过网络。
接收端（NAS设备）在接收到NFS CIFS请求后，会将其转换为本地存储I/O命令集。
这就是为什么NAS设备具有自己的处理和计算能力的原因。

因此，NAS是文件级存储（因为它基本上是一种文件共享技术）。
这是因为它隐藏了实际的文件系统。
它为用户提供了使用NFS或者CIFS访问其共享存储空间的界面。

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我们可以找到NAS的一种常见用法，即为每个用户提供一个主目录。
这些主目录存储在NAS设备中，并安装到用户登录的计算机上。
由于可以通过网络访问该主目录，因此用户可以从网络上的任何计算机登录。

NAS的优势

• 与SAN相比，NAS的架构要简单一些
• 在现有架构中部署它更便宜。
• 无需修改体系结构，因为普通的TCP/IP网络是唯一的要求

NAS的缺点

• NAS速度很慢
• 低吞吐量和高延迟，因此不能用于高性能应用程序

回到SAN

现在让我们回到关于SAN（存储区域网络）的讨论，该讨论是从一开始就开始的。

关于SAN的首要知识（除了我们之前已经讨论过的东西之外）是其块级存储解决方案。
SAN已针对大量的块级数据传输进行了优化。
与光纤通道介质（光纤和光纤通道交换机）一起使用时，SAN的性能最佳。

NAS和SAN都解决了使存储设备更靠近访问它的服务器的问题（DAS就是这种情况）。
可以将SAN存储分配给服务器，该服务器随后可以与其他使用NAS的服务器共享。
请不要忘记DAS，NAS和SAN上的基础磁盘可以是任何形式的RAID（真正的区别在于服务器如何使用哪种协议和介质访问这些存储设备）。

名称存储区域网络本身意味着存储位于其自己的专用网络中。
主机可以使用光纤通道，TCP/IP网络（SAN通过tcp/ip网络使用iSCSI）将存储设备连接到自身。

SAN可以被视为一种结合了DAS和NAS的最佳功能的技术。
如果我们还记得，DAS在计算机上似乎是其自己的存储设备，并且以良好的速度而闻名，DAS也是块级存储解决方案（如果我们还记得，我们在DAS期间从未谈论过CIFS或者NFS）。
NAS以其灵活性，通过网络的主要访问，访问控制等而闻名。
SAN将这两个方面的最佳功能结合在一起，因为.....

• SAN存储也作为服务器自己的存储设备出现在服务器上
• 其块级存储解决方案
• 良好的性能/速度
• 使用iSCSI的网络功能

SAN和NAS并不是竞争技术，而是针对不同的需求和目的而设计的。
由于SAN是块级存储解决方案，因此最适合用于高性能数据库存储，电子邮件存储等。
大多数现代SAN解决方案还提供磁盘镜像，归档备份和复制功能。

SAN是专用的存储设备网络（可以包括磁带驱动器存储，raid磁盘阵列等），它们一起工作以提供出色的块级存储。
NAS是单个设备/服务器/计算设备，但可以通过网络共享其自己的存储。

SAN和NAS之间的主要区别