网络附加存储

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网络附加存储(Network Attached Storage,NAS)

目录

什么是网络附加存储[1]

  网络附加存储是采用网络(TCP/IPATM、FDDI)技术,通过网络交换机连接存储系统和服务器主机,建立专用于数据存储的存储私网。也就是说,NAS是部门级的存储方法,将存储设备通过标准的网络拓扑结构(比如以太网),连接到一群计算机上,从而帮助工作组或者部门级机构解决迅速增加存储容量的需求需要共享大量CAD文档的工程小组就是典型的例子。

  随着IP网络技术的发展,网络附加存储(NAS)技术发生质的飞跃。由于网络附加存储采用TCP/IP网络协议进行数据交换,TCP/IP是IT业界的标准协议,不同厂商的产品(服务器、交换机、NAS存储)只要满足协议标准就能够实现互连互通,无兼容性的要求;并且2002年万兆以太网(10000Mbps)的出现和投入商用,存储网络带宽将大大提高NAS存储的性能,NAS解决方案见下图。

NAS解决方案

网络附加存储的特点[1]

  (1)NAS为那些访问和共享大量文件系统数据的企业环境提供了一个高效、性能价格比优异的解决方案。数据的整合减少了管理需求和开销,而集中化的网络文件服务器和存储环境(包括硬件和软件)确保了可靠的数据访问和数据的高可用性。可以说,NAS提供了一个强有力的综合机制。

  (2)NAS技术能够满足特定的用户需求。例如当某些企业需要应付快速数据增长的问题,或者是解决相互独立的工作环境所带来的系统限制时,可以采用新一代NAS技术,利用集中化的网络文件访问机制和共享来解决这些问题,从而达到减少系统管理成本,提高数据备份和恢复功能的目的。

  NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,即备份过程中的带宽消耗。与将备份数据流从LAN中转移出去的存储区域网(SAN)不同,NAS仍使用网络进行备份和恢复。NAS的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。这就是说LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。

网络附加存储的优缺点[2]

  NAS产品包括存储器件(例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和集成在一起的简易服务器,可用于实现涉及文件存取及管理的所有功能。简易服务器经优化设计,可以完成一系列简化的功能,例如文档存储及服务电子邮件互联网缓存等。集成在NAS设备中的简易服务器可以将有关存储的功能与应用服务器执行的其他功能分隔开。

  NAS从两方面改善了数据的可用性:

  (1)即使相应的应用服务器不再工作了,仍然可以读出数据。

  (2)简易服务器本身不会崩溃,因为它避免了引起服务器崩溃的首要原因,即应用软件引起的问题。

  NAS产品具有的优点包括:

  (1)NAS产品是真正即插即用产品。NAS设备一般支持多计算机平台,用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS设备无需改造即可用于混合UNIX/Windows NT局域网内。

  (2)NAS设备的物理位置同样是灵活的,它们可放置在工作组内,靠近数据中心的应用服务器,或者也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。无需应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存储数据,这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能。

  NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题,即备份过程中的带宽消耗。与将备份数据流从LAN中转移出去的存储区域网(SAN)不同,NAS仍使用网络进行备份和恢复。NAS的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。这就是说,LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。

  NAS是基于LAN的,按照TCP/IP协议进行通信,面向消息传递,以文件的I/O方式进行数据传输。在LAN环境下,NAS已经完全可以实现异构平台之间的数据级共享,比如NT、UNIX等平台的共享。但是,在10/100M的带宽条件下,只有其中的30%左右可以用作存储,所以NAS无法发挥其应有的性能,这就需要等待G/T比特级以太网络的大规模普及应用。

网络附加存储的体系结构[2]

NAS体系结构图

  NAS的体系结构如图所示。一个NAS包括网络管理模块(如LAN)、文件服务管理模块和由多个硬盘驱动器构成的存储模块。NAS可以应用在任何网络环境中。主服务器和客户端可以非常方便地在NAS上存储任意格式的文件,包括SMB格式(Windows)、NFS格式(UNIX、Linux)和CIFS格式等。NAS系统可以根据服务器或者客户端计算机发出的指令完成对内在文件的管理。其特性包括:独立于操作系统,不同类的文件共享,交叉协议用户认证,浏览器界面的操作,管理,增加和移出服务器不会中断网络服务等。NAS是在RAID的基础上增加了存储操作系统,因此,NAS的数据能由异类平台共享。

网络附加存储的使用特点[3]

  NAS是一种直接连接到IP网络之中的任务优化高性能的存储设备。存储设备由高性能磁盘阵列组成。NAS将专业化的文件服务器与存储技术相结合,通过文件系统的集中化管理实现网络文件的共享访问。允许一个异构(多协议)环境中的多个客户机和其他服务器共享数据。与传统存储技术相比,NAS主要有以下使用特点。

  (1)易于安装。NAS设备的安装非常简单,不需要任何其他专业操作就可以很容易地集成到网络中。只需将NAS服务器连接到交换机上,分配一个IP地址即可,几分钟内就可完成安装并运行。

  (2)易于部署。NAS设备物理位置灵活。它可以放置在网络中心机房内,靠近数据中心的应用服务器;也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。用户可根据需要来确定NAS的物理位置,一般将其放置在访问频率最高的地方,以进一步缩短用户的访问时间并提高网络吞吐量

  (3)方便使用和管理。客户不需安装任何额外软件,NAS服务器设置、升级及管理均可通过Web浏览器远程实现。

  (4)整体性能高。无需应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据;这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能。

  (5)跨平台使用。基于TCP/IP的数据传输使NAS可以支持多种网络文件系统,如NFSCIFS、NCP和AFP等。NAS独立于操作系统平台,可以支持Windows、UNIX、Mac、Linux和Netware等不同操作系统,如图5.2所示,不同操作系统平台的文件可以共享,具有文件服务器的特点。

  (6)提高数据可用性。采用RAID5技术,NAS可保证磁盘数据安全与完整。采用嵌入式操作系统,具有很强的稳定性和可靠性网络管理员可方便地设置用户或用户组对NAS服务器的访问权限。

  NAS直接和以太网相连,其安全性存在着一定的问题。通常为了保障安全性,需要通过防火墙设置保护NAS安全的规则。大量数据存储都通过网络完成,增加了网络的负载,特别不适合于音频、视频数据的存储。灾难恢复比较困难,通常需要一个专门定制方案。

网络附加存储的市场需求[4]

  按照不同规模企业和用途,一般可以分为以下两大类的市场需求

  1.小型工作室对NAS的市场需求

  所谓的小型工作室,包括一些小型的广告公司、设计工作室、印前输出公司等等,他们一般拥有由十几台计算机(包括PC和MAC同时使用)所组成的局域网络,其中的计算机网络维护由设计师兼任,或是外聘专职的IT人员。通常情况下,小型工作室在信息处理中经常会遇到以下几个方面的问题:

  (1)素材库。大量的光盘图库素材,需要时一张张地翻阅,容易损坏光盘,且效率不高。

  (2)设计稿。已经设计完成的业务稿件,例如海报、卡片、包装袋包装盒及媒体广告等,往往需要留存一段时间,以便下次调用、修改。对于重要资料,还必须要有妥善的备份。许多公司都是备份到本机硬盘上,资料安全性不高,如果备份到MO或光盘上,容量及检索则会成为一个新问题,除不利于管理外,还增加了储存成本

  (3)送稿。设计出来的作品,需要打样送给客户审核,若客户有一点小意见,就得重新修改和打样,整个过程都需要派人往返送稿,不但耗费时间,而且增加了多余的打样开支。另外,设计公司与输出公司之间的联系是比较紧密的,例如稿件有所改动,必然需要派人往返于两者之间,因此消耗许多人力。

  2.大型出版、印刷企业对NAS的市场需求

  大型出版、印刷公司的计算机数量多,且有专门的IT人员负责维护管理整个的计算机网络系统。但是,因为信息量巨大,对这些资料的存储与调阅要求相当高,如果是使用光盘备份,不但检索不方便而且共享也不方便,如果购买服务器,则成本过高,且易造成浪费。通常情况下,大型印刷企业所使用的传统服务器存储方式主要有以下缺陷:

  (1)通用服务器在提供多种基本网络管理功能的同时,还要运行各种应用软件来为用户提供应用服务,由于每一项服务都需要占用服务器CPU、内存和I/O总线等系统资源,因此当存取信息资源的用户数量增多时,必然会严重降低整个网络的数据传输速度,甚至会产生服务器因不堪负荷而中断服务的现象。

  (2)通用服务器的安全性和稳定性较差,一旦主服务器出现软硬件故障、操作失误或计算机病毒情况时,将会导致整个网络瘫痪,服务器中的信息也可能因此而损失。通用服务器的扩展性较差,其扩充存储容量的方法,就是给服务器增加硬盘,或是另外增购服务器,由此引发庞大开支和维护困难。而且,如果为了使用存储功能去使用昂贵的服务器,也是一种资源浪费。

网络附加存储的市场运用[4]

  1.小型工作室的信息存储解决方法

  常见的小型NAS集多种功能于一身,它将网络磁盘驱动器结合8个LAN埠、能做自动侦测的Switch、1个WAN埠、防火墙及打印服务器等功能,特别适合小型企业的网络应用。其优点体现在NAS的WAN埠直接与ADSL/CABLEMODEM相连接,再通过LAN端口供连接计算机或HUB来扩展,使工作群组内的计算机都可共享上网频宽,几乎能满足小型企业网络应用的一切需求。这其中,NAS主要能实现以下功能特点:

  (1)跨平台档案共享,不同客户端(包括windows95/98/ME/NT/2000/XP、MAC、Linux、Unix等)都可以直接连接到NAS存取档案,实现了档案的交换与共享。

  (2)存储容量大,有许多容量可供选择。可将光盘素材库里的档案全部搬到NAS上,便于检索及共享。另外,使用RAIDl存储管理功能,还能保障你的设计稿资料更安全,不易遗失。

  (3)透过Web浏览器,授权用户可使用IP地址或URL名称,直接连接到NAS,所以,你可以把设计稿放在NAS上供客户审核,再也不必为送设计稿样或取客户素材而疲于奔波了。

  (4)提供打印服务器功能,可直接连接打印机,让局域网络中的计算机都可共享打印。(5)安装十分简单便利,几分钟内即可完成安装,可通过LCD面板或Web接口对NAS进行设定。

  2.大型出版印刷企业信息存储解决方法

  对大型的出版、印刷企业,采用NAS的优点主要体现加大资料量的存储与调阅的便利性上。如果对网络要求较高,可使用带千兆网络接口的NAS。通常,它们都具有RAID-0、1、5和JBOD等存储管理设定功能,四个可热备援的硬盘,两个可热抽换的工业电源,容量能指定,最大容量可达640G。由于采用了RJ-45标准网络接口,因此无须关闭服务器和整个网络,只要将NAS设备直接挂接在局域网络上,分配一个IP地址即可,通常几分钟内可完成安装并运行。客户端不需要安装任何额外软件,通过Web浏览器、FTP等标准的PC接口工具,就可存取NAS。

  基于此,如果采用NAS网络资源共享解决方案,具有最优的性能价格比和最低的总体成本,用极低的投入换来高效率和高安全性,大大降低了客户整体支出。因此,NAS产品可以说是设计、出版及印刷行业在网络应用上的很好选择。

相关条目

参考文献

  1. 1.0 1.1 全国计算机信息高新技术考试教材编写委员会编写.信息安全职业技能培训教程 高级管理员级.科学出版社,2006
  2. 2.0 2.1 周跃东主编.计算机网络工程.西安电子科技大学出版社,2009.02
  3. 杨威,贾祥福,杨陟卓编著.局域网组建、管理与维护.人民邮电出版社,2009
  4. 4.0 4.1 俞向东编著.计算机互联网在印刷出版的应用与数字化原理.中国轻工业出版社,2008
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