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網(wǎng)絡附加存儲

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1.什么是網(wǎng)絡附加存儲[1]

網(wǎng)絡附加存儲是采用網(wǎng)絡(TCP/IP、ATM、FDDI)技術(shù),通過網(wǎng)絡交換機連接存儲系統(tǒng)和服務器主機,建立專用于數(shù)據(jù)存儲的存儲私網(wǎng)。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(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)(比如以太網(wǎng)),連接到一群計算機上,從而幫助工作組或者部門級機構(gòu)解決迅速增加存儲容量的需求。需要共享大量CAD文檔的工程小組就是典型的例子。

隨著IP網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡附加存儲(NAS)技術(shù)發(fā)生質(zhì)的飛躍。由于網(wǎng)絡附加存儲采用TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換,TCP/IP是IT業(yè)界的標準協(xié)議,不同廠商的產(chǎn)品(服務器、交換機、NAS存儲)只要滿足協(xié)議標準就能夠?qū)崿F(xiàn)互連互通,無兼容性的要求;并且2002年萬兆以太網(wǎng)(10000Mbps)的出現(xiàn)和投入商用,存儲網(wǎng)絡帶寬將大大提高NAS存儲的性能,NAS解決方案見下圖。

NAS解決方案

2.網(wǎng)絡附加存儲的特點[1]

(1)NAS為那些訪問和共享大量文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)的企業(yè)環(huán)境提供了一個高效、性能價格比優(yōu)異的解決方案。數(shù)據(jù)的整合減少了管理需求和開銷,而集中化的網(wǎng)絡文件服務器和存儲環(huán)境(包括硬件和軟件)確保了可靠的數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)的高可用性??梢哉f,NAS提供了一個強有力的綜合機制。

(2)NAS技術(shù)能夠滿足特定的用戶需求。例如當某些企業(yè)需要應付快速數(shù)據(jù)增長的問題,或者是解決相互獨立的工作環(huán)境所帶來的系統(tǒng)限制時,可以采用新一代NAS技術(shù),利用集中化的網(wǎng)絡文件訪問機制和共享來解決這些問題,從而達到減少系統(tǒng)管理成本,提高數(shù)據(jù)備份和恢復功能的目的。

NAS沒有解決與文件服務器相關(guān)的一個關(guān)鍵性問題,即備份過程中的帶寬消耗。與將備份數(shù)據(jù)流從LAN中轉(zhuǎn)移出去的存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)不同,NAS仍使用網(wǎng)絡進行備份和恢復。NAS的一個缺點是它將存儲事務由并行SCSI連接轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡上。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盤請求。

3.網(wǎng)絡附加存儲的優(yōu)缺點[2]

NAS產(chǎn)品包括存儲器件(例如硬盤驅(qū)動器陣列、CD或DVD驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器或可移動的存儲介質(zhì))和集成在一起的簡易服務器,可用于實現(xiàn)涉及文件存取及管理的所有功能。簡易服務器經(jīng)優(yōu)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(lián)網(wǎng)緩存等。集成在NAS設備中的簡易服務器可以將有關(guān)存儲的功能與應用服務器執(zhí)行的其他功能分隔開。

NAS從兩方面改善了數(shù)據(jù)的可用性:

(1)即使相應的應用服務器不再工作了,仍然可以讀出數(shù)據(jù)。

(2)簡易服務器本身不會崩潰,因為它避免了引起服務器崩潰的首要原因,即應用軟件引起的問題。

NAS產(chǎn)品具有的優(yōu)點包括:

(1)NAS產(chǎn)品是真正即插即用產(chǎn)品。NAS設備一般支持多計算機平臺,用戶通過網(wǎng)絡支持協(xié)議可進入相同的文檔,因而NAS設備無需改造即可用于混合UNIX/Windows NT局域網(wǎng)內(nèi)。

(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(nèi),靠近數(shù)據(jù)中心的應用服務器,或者也可放在其他地點,通過物理鏈路與網(wǎng)絡連接起來。無需應用服務器的干預,NAS設備允許用戶在網(wǎng)絡上存儲數(shù)據(jù),這樣既可減小CPU的開銷,也能顯著改善網(wǎng)絡的性能。

NAS沒有解決與文件服務器相關(guān)的一個關(guān)鍵性問題,即備份過程中的帶寬消耗。與將備份數(shù)據(jù)流從LAN中轉(zhuǎn)移出去的存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)不同,NAS仍使用網(wǎng)絡進行備份和恢復。NAS的一個缺點是它將存儲事務由并行SCSI連接轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡上。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盤請求。

NAS是基于LAN的,按照TCP/IP協(xié)議進行通信,面向消息傳遞,以文件的I/O方式進行數(shù)據(jù)傳輸。在LAN環(huán)境下,NAS已經(jīng)完全可以實現(xiàn)異構(gòu)平臺之間的數(shù)據(jù)級共享,比如NT、UNIX等平臺的共享。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(fā)揮其應有的性能,這就需要等待G/T比特級以太網(wǎng)絡的大規(guī)模普及應用。

4.網(wǎng)絡附加存儲的體系結(jié)構(gòu)[2]

5.網(wǎng)絡附加存儲的使用特點[3]

NAS是一種直接連接到IP網(wǎng)絡之中的任務優(yōu)化高性能的存儲設備。存儲設備由高性能磁盤陣列組成。NAS將專業(yè)化的文件服務器與存儲技術(shù)相結(jié)合,通過文件系統(tǒng)的集中化管理實現(xiàn)網(wǎng)絡文件的共享訪問。允許一個異構(gòu)(多協(xié)議)環(huán)境中的多個客戶機和其他服務器共享數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)存儲技術(shù)相比,NAS主要有以下使用特點。

(1)易于安裝。NAS設備的安裝非常簡單,不需要任何其他專業(yè)操作就可以很容易地集成到網(wǎng)絡中。只需將NAS服務器連接到交換機上,分配一個IP地址即可,幾分鐘內(nèi)就可完成安裝并運行。

(2)易于部署。NAS設備物理位置靈活。它可以放置在網(wǎng)絡中心機房內(nèi),靠近數(shù)據(jù)中心的應用服務器;也可放在其他地點,通過物理鏈路與網(wǎng)絡連接起來。用戶可根據(jù)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并提高網(wǎng)絡吞吐量。

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

(4)整體性能高。無需應用服務器的干預,NAS設備允許用戶在網(wǎng)絡上存取數(shù)據(jù);這樣既可減小CPU的開銷,也能顯著改善網(wǎng)絡的性能。

(5)跨平臺使用?;赥CP/IP的數(shù)據(jù)傳輸使NAS可以支持多種網(wǎng)絡文件系統(tǒng),如NFS、CIFS、NCP和AFP等。NAS獨立于操作系統(tǒng)平臺,可以支持Windows、UNIX、Mac、Linux和Netware等不同操作系統(tǒng),如圖5.2所示,不同操作系統(tǒng)平臺的文件可以共享,具有文件服務器的特點。

(6)提高數(shù)據(jù)可用性。采用RAID5技術(shù),NAS可保證磁盤數(shù)據(jù)安全與完整。采用嵌入式操作系統(tǒng),具有很強的穩(wěn)定性和可靠性。網(wǎng)絡管理員可方便地設置用戶或用戶組對NAS服務器的訪問權(quán)限。

NAS直接和以太網(wǎng)相連,其安全性存在著一定的問題。通常為了保障安全性,需要通過防火墻設置保護NAS安全的規(guī)則。大量數(shù)據(jù)存儲都通過網(wǎng)絡完成,增加了網(wǎng)絡的負載,特別不適合于音頻、視頻數(shù)據(jù)的存儲。災難恢復比較困難,通常需要一個專門定制方案。

6.網(wǎng)絡附加存儲的市場需求[4]

按照不同規(guī)模企業(yè)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臺計算機(包括PC和MAC同時使用)所組成的局域網(wǎng)絡,其中的計算機及網(wǎng)絡維護由設計師兼任,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(jīng)常會遇到以下幾個方面的問題:

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

(2)設計稿。已經(jīng)設計完成的業(yè)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(diào)用、修改。對于重要資料,還必須要有妥善的備份。許多公司都是備份到本機硬盤上,資料安全性不高,如果備份到MO或光盤上,容量及檢索則會成為一個新問題,除不利于管理外,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,而且增加了多余的打樣開支。另外,設計公司與輸出公司之間的聯(lián)系是比較緊密的,例如稿件有所改動,必然需要派人往返于兩者之間,因此消耗許多人力。

2.大型出版、印刷企業(yè)對NAS的市場需求

大型出版、印刷公司的計算機數(shù)量多,且有專門的IT人員負責維護管理整個的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)。但是,因為信息量巨大,對這些資料的存儲與調(diào)閱要求相當高,如果是使用光盤備份,不但檢索不方便而且共享也不方便,如果購買服務器,則成本過高,且易造成浪費。通常情況下,大型印刷企業(yè)所使用的傳統(tǒng)服務器存儲方式主要有以下缺陷:

(1)通用服務器在提供多種基本網(wǎng)絡管理功能的同時,還要運行各種應用軟件來為用戶提供應用服務,由于每一項服務都需要占用服務器CPU、內(nèi)存和I/O總線等系統(tǒng)資源,因此當存取信息資源的用戶數(shù)量增多時,必然會嚴重降低整個網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)傳輸速度,甚至會產(chǎn)生服務器因不堪負荷而中斷服務的現(xiàn)象。

(2)通用服務器的安全性和穩(wěn)定性較差,一旦主服務器出現(xiàn)軟硬件故障、操作失誤或計算機病毒情況時,將會導致整個網(wǎng)絡癱瘓,服務器中的信息也可能因此而損失。通用服務器的擴展性較差,其擴充存儲容量的方法,就是給服務器增加硬盤,或是另外增購服務器,由此引發(fā)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服務器,也是一種資源浪費。

7.網(wǎng)絡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集多種功能于一身,它將網(wǎng)絡磁盤驅(qū)動器結(jié)合8個LAN埠、能做自動偵測的Switch、1個WAN埠、防火墻及打印服務器等功能,特別適合小型企業(yè)的網(wǎng)絡應用。其優(yōu)點體現(xiàn)在NAS的WAN埠直接與ADSL/CABLEMODEM相連接,再通過LAN端口供連接計算機或HUB來擴展,使工作群組內(nèi)的計算機都可共享上網(wǎng)頻寬,幾乎能滿足小型企業(yè)網(wǎng)絡應用的一切需求。這其中,NAS主要能實現(xiàn)以下功能特點:

(1)跨平臺檔案共享,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(xiàn)了檔案的交換與共享。

(2)存儲容量大,有許多容量可供選擇??蓪⒐獗P素材庫里的檔案全部搬到NAS上,便于檢索及共享。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(quán)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于奔波了。

(4)提供打印服務器功能,可直接連接打印機,讓局域網(wǎng)絡中的計算機都可共享打印。(5)安裝十分簡單便利,幾分鐘內(nèi)即可完成安裝,可通過LCD面板或Web接口對NAS進行設定。

2.大型出版印刷企業(yè)信息存儲解決方法

對大型的出版、印刷企業(yè),采用NAS的優(yōu)點主要體現(xiàn)加大資料量的存儲與調(diào)閱的便利性上。如果對網(wǎng)絡要求較高,可使用帶千兆網(wǎng)絡接口的NAS。通常,它們都具有RAID-0、1、5和JBOD等存儲管理設定功能,四個可熱備援的硬盤,兩個可熱抽換的工業(yè)電源,容量能指定,最大容量可達640G。由于采用了RJ-45標準網(wǎng)絡接口,因此無須關(guān)閉服務器和整個網(wǎng)絡,只要將NAS設備直接掛接在局域網(wǎng)絡上,分配一個IP地址即可,通常幾分鐘內(nèi)可完成安裝并運行。客戶端不需要安裝任何額外軟件,通過Web瀏覽器、FTP等標準的PC接口工具,就可存取NAS。

基于此,如果采用NAS網(wǎng)絡資源共享解決方案,具有最優(yōu)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(chǎn)品可以說是設計、出版及印刷行業(yè)在網(wǎng)絡應用上的很好選擇。

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