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Network Attached Storage

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網路附加存儲(Network Attached Storage,NAS)

目錄

  • 1 什麼是網路附加存儲[1]
  • 2 網路附加存儲的特點[1]
  • 3 網路附加存儲的優缺點[2]
  • 4 網路附加存儲的體繫結構[2]
  • 5 網路附加存儲的使用特點[3]
  • 6 網路附加存儲的市場需求[4]
  • 7 網路附加存儲的市場運用[4]
  • 8 相關條目
  • 9 參考文獻

什麼是網路附加存儲[1]

  網路附加存儲是採用網路(TCP/IP、ATM、FDDI)技術,通過網路交換機連接存儲系統和伺服器主機,建立專用於數據存儲的存儲私網。也就是說,NAS是部門級的存儲方法,將存儲設備通過標準的網路拓撲結構(比如乙太網),連接到一群電腦上,從而幫助工作組或者部門級機構解決迅速增加存儲容量的需求。需要共用大量CAD文檔的工程小組就是典型的例子。

  隨著IP網路技術的發展,網路附加存儲(NAS)技術發生質的飛躍。由於網路附加存儲採用TCP/IP網路協議進行數據交換,TCP/IP是IT業界的標準協議,不同廠商的產品(伺服器、交換機、NAS存儲)只要滿足協議標準就能夠實現互連互通,無兼容性的要求;並且2002年萬兆乙太網(10000Mbps)的出現和投入商用,存儲網路帶寬將大大提高NAS存儲的性能,NAS解決方案見下圖。

NAS解决方案

網路附加存儲的特點[1]

  (1)NAS為那些訪問和共用大量文件系統數據的企業環境提供了一個高效、性能價格比優異的解決方案。數據的整合減少了管理需求和開銷,而集中化的網路文件伺服器和存儲環境(包括硬體和軟體)確保了可靠的數據訪問和數據的高可用性。可以說,NAS提供了一個強有力的綜合機制。

  (2)NAS技術能夠滿足特定的用戶需求。例如當某些企業需要應付快速數據增長的問題,或者是解決相互獨立的工作環境所帶來的系統限制時,可以採用新一代NAS技術,利用集中化的網路文件訪問機制和共用來解決這些問題,從而達到減少系統管理成本,提高數據備份和恢復功能的目的。

  NAS沒有解決與文件伺服器相關的一個關鍵性問題,即備份過程中的帶寬消耗。與將備份數據流從LAN中轉移出去的存儲區域網(SAN)不同,NAS仍使用網路進行備份和恢復。NAS的一個缺點是它將存儲事務由並行SCSI連接轉移到了網路上。這就是說LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外,還必須處理包括備份操作的存儲磁碟請求。

網路附加存儲的優缺點[2]

  NAS產品包括存儲器件(例如硬碟驅動器陣列、CD或DVD驅動器、磁帶驅動器或可移動的存儲介質

)和集成在一起的簡易伺服器,可用於實現涉及文件存取及管理的所有功能。簡易伺服器經優化設計,可以完成一系列簡化的功能,例如文檔存儲及服務、電子郵件、互聯網緩存等。集成在NAS設備中的簡易伺服器可以將有關存儲的功能與應用伺服器執行的其他功能分隔開。

  NAS從兩方面改善了數據的可用性:

  (1)即使相應的應用伺服器不再工作了,仍然可以讀出數據。

  (2)簡易伺服器本身不會崩潰,因為它避免了引起伺服器崩潰的首要原因,即應用軟體引起的問題。

  NAS產品具有的優點包括:

  (1)NAS產品是真正即插即用產品。NAS設備一般支持多電腦平臺,用戶通過網路支持協議可進入相同的文檔,因而NAS設備無需改造即可用於混合UNIX/Windows NT區域網內。

  (2)NAS設備的物理位置同樣是靈活的,它們可放置在工作組內,靠近數據中心的應用伺服器,或者也可放在其他地點,通過物理鏈路與網路連接起來。無需應用伺服器的干預,NAS設備允許用戶在網路上存儲數據,這樣既可減小CPU的開銷,也能顯著改善網路的性能。

  NAS沒有解決與文件伺服器相關的一個關鍵性問題,即備份過程中的帶寬消耗。與將備份數據流從LAN中轉移出去的存儲區域網(SAN)不同,NAS仍使用網路進行備份和恢復。NAS的一個缺點是它將存儲事務由並行SCSI連接轉移到了網路上。這就是說,LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外,還必須處理包括備份操作的存儲磁碟請求。

  NAS是基於LAN的,按照TCP/IP協議進行通信,面向消息傳遞,以文件的I/O方式進行數據傳輸。在LAN環境下,NAS已經完全可以實現異構平臺之間的數據級共用,比如NT、UNIX等平臺的共用。但是,在10/100M的帶寬條件下,只有其中的30%左右可以用作存儲,所以NAS無法發揮其應有的性能,這就需要等待G/T比特級乙太網絡的大規模普及應用。

網路附加存儲的體繫結構[2]

NAS体系结构图

  NAS的體繫結構如圖所示。一個NAS包括網路管理模塊(如LAN)、文件服務管理模塊和由多個硬碟驅動器構成的存儲模塊。NAS可以應用在任何網路環境中。主伺服器和客戶端可以非常方便地在NAS上存儲任意格式的文件,包括SMB格式(Windows)、NFS格式(UNIX、Linux)和CIFS格式等。NAS系統可以根據伺服器或者客戶端電腦發出的指令完成對內在文件的管理。其特性包括:獨立於操作系統,不同類的文件共用,交叉協議用戶認證,瀏覽器界面的操作,管理,增加和移出伺服器不會中斷網路服務等。NAS是在RAID的基礎上增加了存儲操作系統,因此,NAS的數據能由異類平臺共用。

網路附加存儲的使用特點[3]

  NAS是一種直接連接到IP網路之中的任務優化高性能的存儲設備。存儲設備由高性能磁碟陣列組成。NAS將專業化的文件伺服器與存儲技術相結合,通過文件系統的集中化管理

實現網路文件的共用訪問。允許一個異構(多協議)環境中的多個客戶機和其他伺服器共用數據。與傳統存儲技術相比,NAS主要有以下使用特點。

  (1)易於安裝。NAS設備的安裝非常簡單,不需要任何其他專業操作就可以很容易地集成到網路中。只需將NAS伺服器連接到交換機上,分配一個IP地址即可,幾分鐘內就可完成安裝並運行。

  (2)易於部署。NAS設備物理位置靈活。它可以放置在網路中心機房內,靠近數據中心的應用伺服器;也可放在其他地點,通過物理鏈路與網路連接起來。用戶可根據需要來確定NAS的物理位置,一般將其放置在訪問頻率最高的地方,以進一步縮短用戶的訪問時間並提高網路吞吐量。

  (3)方便使用和管理。客戶不需安裝任何額外軟體,NAS伺服器設置、升級及管理均可通過Web瀏覽器遠程實現。

  (4)整體性能高。無需應用伺服器的干預,NAS設備允許用戶在網路上存取數據;這樣既可減小CPU的開銷,也能顯著改善網路的性能。

  (5)跨平臺使用。基於TCP/IP的數據傳輸使NAS可以支持多種網路文件系統,如NFS、CIFS、NCP和AFP等。NAS獨立於操作系統平臺,可以支持Windows、UNIX、Mac、Linux和Netware等不同操作系統,如圖5.2所示,不同操作系統平臺的文件可以共用,具有文件伺服器的特點。

  (6)提高數據可用性。採用RAID5技術,NAS可保證磁碟數據安全與完整。採用嵌入式操作系統,具有很強的穩定性和可靠性。網路管理員可方便地設置用戶或用戶組對NAS伺服器的訪問許可權。

  NAS直接和乙太網相連,其安全性存在著一定的問題。通常為了保障安全性,需要通過防火牆設置保護NAS安全的規則。大量數據存儲都通過網路完成,增加了網路的負載,特別不適合於音頻、視頻數據的存儲。災難恢複比較困難,通常需要一個專門定製方案。

網路附加存儲的市場需求[4]

  按照不同規模企業和用途,一般可以分為以下兩大類的市場需求。

  1.小型工作室對NAS的市場需求

  所謂的小型工作室,包括一些小型的廣告公司、設計工作室、印前輸出公司等等,他們一般擁有由十幾台電腦(包括PC和MAC同時使用)所組成的區域網絡,其中的電腦及網路維護由設計師兼任,或是外聘專職的IT人員。通常情況下,小型工作室在信息處理中經常會遇到以下幾個方面的問題:

  (1)素材庫。大量的光碟圖庫素材,需要時一張張地翻閱,容易損壞光碟,且效率不高。

  (2)設計稿。已經設計完成的業務稿件,例如海報、卡片、包裝袋、包裝盒及媒體廣告等,往往需要留存一段時間,以便下次調用、修改。對於重要資料,還必須要有妥善的備份。許多公司都是備份到本機硬碟上,資料安全性不高,如果備份到MO或光碟上,容量及檢索則會成為一個新問題,除不利於管理外,還增加了儲存成本

  (3)送稿。設計出來的作品,需要打樣送給客戶審核,若客戶有一點小意見,就得重新修改和打樣,整個過程都需要派人往返送稿,不但耗費時間,而且增加了多餘的打樣開支。另外,設計公司與輸出公司之間的聯繫是比較緊密的,例如稿件有所改動,必然需要派人往返於兩者之間,因此消耗許多人力。

  2.大型出版、印刷企業對NAS的市場需求

  大型出版、印刷公司的電腦數量多,且有專門的IT人員負責維護管理整個的電腦網路系統。但是,因為信息量巨大,對這些資料的存儲與調閱要求相當高,如果是使用光碟備份,不但檢索不方便而且共用也不方便,如果購買伺服器,則成本過高,且易造成浪費。通常情況下,大型印刷企業所使用的傳統伺服器存儲方式主要有以下缺陷:

  (1)通用伺服器在提供多種基本網路管理功能的同時,還要運行各種應用軟體來為用戶提供應用服務,由於每一項服務都需要占用伺服器CPU、記憶體和I/O匯流排等系統資源,因此當存取信息資源的用戶數量增多時,必然會嚴重降低整個網路的數據傳輸速度,甚至會產生伺服器因不堪負荷而中斷服務的現象。

  (2)通用伺服器的安全性和穩定性較差,一旦主伺服器出現軟硬體故障、操作失誤或電腦病毒情況時,將會導致整個網路癱瘓,伺服器中的信息也可能因此而損失。通用伺服器的擴展性較差,其擴充存儲容量的方法,就是給伺服器增加硬碟,或是另外增購伺服器,由此引發龐大開支和維護困難。而且,如果為了使用存儲功能去使用昂貴的伺服器,也是一種資源浪費。

網路附加存儲的市場運用[4]

  1.小型工作室的信息存儲解決方法

  常見的小型NAS集多種功能於一身,它將網路磁碟驅動器結合8個LAN埠、能做自動偵測的Switch、1個WAN埠、防火牆及列印伺服器等功能,特別適合小型企業的網路應用。其優點體現在NAS的WAN埠直接與ADSL/CABLEMODEM相連接,再通過LAN埠供連接電腦或HUB來擴展,使工作群組內的電腦都可共用上網頻寬,幾乎能滿足小型企業網路應用的一切需求。這其中,NAS主要能實現以下功能特點:

  (1)跨平臺檔案共用,不同客戶端(包括windows95/98/ME/NT/2000/XP、MAC、Linux、Unix等)都可以直接連接到NAS存取檔案,實現了檔案的交換與共用。

  (2)存儲容量大,有許多容量可供選擇。可將光碟素材庫里的檔案全部搬到NAS上,便於檢索及共用。另外,使用RAIDl存儲管理功能,還能保障你的設計稿資料更安全,不易遺失。

  (3)透過Web瀏覽器,授權用戶可使用IP地址或URL名稱,直接連接到NAS,所以,你可以把設計稿放在NAS上供客戶審核,再也不必為送設計稿樣或取客戶素材而疲於奔波了。

  (4)提供列印伺服器功能,可直接連接印表機,讓區域網絡中的電腦都可共用列印。(5)安裝十分簡單便利,幾分鐘內即可完成安裝,可通過LCD面板或Web介面對NAS進行設定。

  2.大型出版印刷企業信息存儲解決方法

  對大型的出版、印刷企業,採用NAS的優點主要體現加大資料量的存儲與調閱的便利性上。如果對網路要求較高,可使用帶千兆網路介面的NAS。通常,它們都具有RAID-0、1、5和JBOD等存儲管理設定功能,四個可熱備援的硬碟,兩個可熱抽換的工業電源,容量能指定,最大容量可達640G。由於採用了RJ-45標準網路介面,因此無須關閉伺服器和整個網路,只要將NAS設備直接掛接在區域網絡上,分配一個IP地址即可,通常幾分鐘內可完成安裝並運行。客戶端不需要安裝任何額外軟體,通過Web瀏覽器、FTP等標準的PC介面工具,就可存取NAS。

  基於此,如果採用NAS網路資源共用解決方案,具有最優的性能價格比和最低的總體成本,用極低的投入換來高效率和高安全性,大大降低了客戶整體支出。因此,NAS產品可以說是設計、出版及印刷行業在網路應用上的很好選擇。

相關條目

  • 統一虛擬存儲
  • 存儲區域網路
  • 直接連接存儲

參考文獻

  1. 1.0 1.1 全國電腦信息高新技術考試教材編寫委員會編寫.信息安全職業技能培訓教程 高級管理員級.科學出版社,2006
  2. 2.0 2.1 周躍東主編.電腦網路工程.西安電子科技大學出版社,2009.02
  3. ↑ 楊威,賈祥福,楊陟卓編著.區域網組建、管理與維護.人民郵電出版社,2009
  4. 4.0 4.1 俞向東編著.電腦互聯網在印刷出版的應用與數字化原理.中國輕工業出版社,2008