存储区域网络 (SAN) 与网络直连存储 (NAS)

存储区域网络 (SAN) 是一个紧密耦合的专用存储设备网络，提供共享的存储池，在网络中的每个用户看来，就像直接连接到计算机一样。SAN 通过光纤通道连接，并使用交换机管理存储数据流量。它旨在实现快速、低延迟的数据访问并具备易于扩展的特性。

SAN 存储解决方案基于块存储，意味着数据被拆分为存储卷，这些存储卷可以使用不同的协议进行格式化，例如 iSCSI 或光纤通道协议 (FCP)。SAN 可以包括硬盘或虚拟存储节点和云资源，称为虚拟 SAN 或 vSAN。

SAN 配置由三个不同的层组成：

• 存储层：物理数据存储资源，例如数据中心中的硬盘，被组织成存储池和存储层级。由于数据采用块级存储、内置冗余和自动流量重路由，即使服务器宕机，数据仍然可用。
• 光纤网层：指存储与用户的连接方式，例如通过网络设备和电缆。此连接可以通过光纤通道或以太网光纤通道 (FCoE) 实现。两者都通过将存储及其相关数据流量迁移到独立的高速网络，从而减轻局域网 (LAN) 的压力。
• 主机层：该层包括用于访问存储的服务器和应用程序。由于这一层将 SAN 存储识别为本地硬盘，它能够确保快速的处理速度和数据传输。

当用户 A 想与位于另一地点的用户 B 协作处理某个文件时，他们会在网络设备上查找该文件，从而在主机层触发访问文件的请求。随后，该请求通过服务器在网络层（即光纤层）使用数据访问协议进行处理。数据随后从存储层内的存储池中检索出来。用户 A 可以对文件进行修改，由于 SAN 提供低延迟的数据存储和更新，用户 B 可以实时访问该文件、查看修改内容并添加自己的更改。

另一种 SAN 存储方法是通过 vSAN（即虚拟存储区域网络）。与将数据存储在硬件（如数据驱动器）上不同，vSAN 在虚拟机 (VM) 上提供存储，这些虚拟机通常托管在服务器上。虚拟机是云计算的基本单元，使企业能够有效、高效地运行和扩展应用程序及工作负载。vSAN 利用云计算的灵活性、可扩展性和安全性，为整个组织及不同地点提供共享存储和数据访问。

NAS 存储系统基于文件存储，这意味着数据以文件形式存储，并按目录和子目录的层级结构组织在文件夹中。与只能被单个设备访问的直连存储不同，NAS 文件系统提供设备之间的文件存储和共享功能。

一个 NAS 系统由以下几个元素构成：

• 网络：一个或多个 NAS 设备通过局域网 (LAN) 或以太网连接，并分配有 IP 地址。
• NAS 设备：该硬件设备拥有自己的 IP 地址，包括网络接口卡 (NIC)、电源、处理器、内存以及可容纳两到五块磁盘的硬盘托架。NAS 设备（或称主机）在用户计算机与 NAS 存储之间建立连接并处理请求。
• 存储：NAS 设备中的硬盘用于存储数据。存储通常采用 RAID 配置，将数据分布并复制到多块硬盘上。这提供了数据冗余作为安全保障，并提升了性能和存储容量。
• 操作系统：与本地存储不同，NAS 存储是自包含的。它还包含操作系统，用于运行数据管理软件并授权文件级访问给授权用户。
• 软件：NAS 设备内置的预配置软件用于管理 NAS 设备，并处理数据存储和文件共享请求。

当用户请求访问存储在 NAS 上的文件时，该请求会发送到 NAS 设备，由操作系统和软件进行管理，同时通过诸如 SMB（服务器消息块，一种用于共享文件访问的应用层协议）或 NFS（网络文件系统，允许用户在远程系统中查看、存储和更新文件）等协议检索数据。随后，数据通过 TCP/IP 协议以数据包形式通过中央服务器或交换机发送到用户设备。

SAN 和 NAS 系统都是基于网络的存储解决方案，旨在为多个用户提供全天候的本地及远程数据访问。以下是两种方法的一些区别。

• 网络类型：NAS 使用局域网或以太网网络连接到设备，而 SAN 在高速光纤通道上运行。
• 易于管理：NAS 存储选项通常易于设置和管理，既适合小型企业，也适合大型企业。SAN 则需要更多的手动管理来进行配置和维护。
• 协议：协议为设备之间提供通信方式，并为数据格式化和处理提供标准化规则。NAS 可以使用多种协议与服务器连接，包括 NFS、SMB/CIFS 和 HTTP；而 SAN 使用 SCSI 协议。
• 可扩展性：SAN 和 NAS 都可以通过增加存储设备来扩展存储容量。简单的 NAS 配置只需增加更多 NAS 设备即可轻松扩展；但在企业级环境下，这可能增加复杂性并导致成本上升。SAN 具有高度可扩展性，因为可以随时间增加更多块级存储设备，而不会影响网络完整性。
• 速度和性能：由于共享存储池，SAN 是低延迟的解决方案，而 NAS 系统在检索共享文件时通常吞吐量较低。
• 价格：入门级 NAS 解决方案对个人用户来说价格实惠。企业也可以以较低成本满足部分存储需求。由于 SAN 需要更多管理且存储架构更复杂，因此通常价格更高。

根据公司的需求和应用，有时 NAS 是更合适的选择：

• 文件协作和存储：这是中大型企业中 NAS 的主要使用场景。通过部署 NAS 存储，IT 部门可以整合多个文件服务器，便于管理并节省空间。
• 归档：NAS 是存储大量文件的良好选择，尤其适用于希望创建可搜索且可访问的活跃归档的情况。
• 大数据：NAS 是用于存储和处理大型非结构化文件、运行分析以及使用 ETL（提取、转换、加载）工具进行整合的常见选择。

低延迟和可扩展性使 SAN 在以下情况下成为首选：

• 视频编辑：大型文件需要高吞吐量和低延迟。SAN 可以直接连接到视频编辑桌面客户端，无需额外的服务器层，从而提供高性能能力。
• 电子商务：当今消费者期望在线购物顺畅且快速。电子商务公司需要高性能功能，这使 SAN 成为合适选择。
• 备份/灾难恢复：网络设备的备份可以快速且直接地写入 SAN 存储，因为数据流量不经过局域网 (LAN)。虚拟化通过虚拟机和云存储加速了 SAN 的处理能力和可扩展性。

如今，公司可以选择多种存储技术。因此，了解不同选项、其功能以及各种存储方法的适用场景非常重要。IBM 提供多种存储解决方案，以满足现代企业的需求。

想要了解更多关于 SAN 的强大功能，请阅读我们的存储区域网络概述以及 IBM 的 SAN 解决方案。

网络直连存储在可靠维护企业数据方面发挥着重要作用。IBM 的 NAS 解决方案（通过Tivoli Storage Manager 提供）帮助企业防范数据故障。

想进一步了解您的数据存储选项吗？请阅读我们的概述“什么是数据存储？”，以比较不同选项并了解 IBM 提供的解决方案。