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4.淺談企業儲存架構 - DAS / SAN / NAS / iSCSI

  • DAS (Direct Attached Storage:直接連接儲存) 

DAS是一般企業最常使用的儲存架構,使用一台Server,透過SCSI或Fiber裝置連接儲存裝置。DAS也是企業最早採行的On Line型儲存設備,主要組成成分包括
儲存裝置與作為介面的主機介面卡(Host Bus Adapter,HBA。由於DAS是將儲存裝置直接與伺服器相連,因此這樣的設計能夠提供較高的安全性;但是在存取動作上就欠缺足夠的效率。倘若企業內其他的伺服器想對與某一伺服器相連的儲存裝置進行存取動作,則資料傳送便必須經過區域網路﹙LAN﹚及該一伺服器,此舉不僅增加該伺服器的工作量,也會拖累該區域網路的傳輸速度。在過去,企業大多採用DAS以從事儲存的任務,但是在企業資料量大幅增加的趨勢下,DAS逐漸地已經無法滿足企業對儲存工作的需求,因而有SAN及NAS的出現。

優點:價格適中,架構不複雜,安全性高。
缺點:
1.擴充性差。
2.另外當其他Server或PC要存取Storge時,必須經過該連接的Server。且使用檔案存取(File-Level)方式,資料存取速度,會受限於該台Server的I/O及所連接的SCSI效能。




  • SAN (Storage Attachment Network:儲存區域網路) 
SAN是以光纖為傳輸線路,因此所有的設備必須支援光纖,Server需有HBA卡,並利用光纖Switch將所有設備互連,將許多儲存裝置從區域網路獨立成一個儲存專用的區域網路,其最大的特色即在於得以實現伺服器與儲存設備間多對多的高速連接。當你的路徑有兩條以上,還需要加上Router,做資料的繞送。

現階段技術比較成熟的SAN,乃是透過光纖通道(Fibre Channel)與伺服主機做連結,目前的傳輸速率一般為100MBSec,但最快可達200MBSec。企業要建構SAN,則必須要在伺服主機內部安裝光纖介面卡,在主機外則必須裝設光纖纜線、光纖介面的集線器(Hub)、交換器(Switch)與路由器(Router)…等裝置,如此各伺服器才能透過光纖通道與SAN進行連結。
因為是以光纖為介質,所以在價格上是非常昂貴的,通常只有大企業才會使用此架構。

優點:SAN的主要構成成分包括有儲存裝置、SAN集線器或交換器、路由器….等,其架構與組成具有相當大的彈性。
1.所有連接在SAN架構上的Server都可以存取Storage。即連接性佳,在SAN架構下,任一伺服器可與任一儲存裝置直接相連,任一儲存裝置也可彼此直接相連。
2.使用區塊存取(Block-Level),不使用檔案存取(File-Level)的方式,可以分配區塊給Server,讓你的Server認為遠端的Storage是本機的硬碟。適合當資料庫、Mail的直接儲存空間。 
3.擴充性強,企業可以在不增加伺服器與區域網路負擔的情況下進行擴充的動作。
4.因為使用光纖,存取效能最好。即資料分享能力優異,因儲存裝置不再與特定的某一伺服器相連,故可由許多伺服器共享資源,並且大量檔案傳輸亦不會影響主網路效能。
5.管理效能佳,可以輕易地對分散各處的儲存裝置進行管理。
6.LAN-Free與Serverless的資料備份能力,因為儲存裝置間彼此直接相連,使備份工作無須佔據伺服器空間與區域網路的頻寬,具備快速備份與災難復原能力
7.特別適合存放需要運算的資料,由於SAN具備高效率的傳輸速度,因此特別適合存放運算工作量大的資料。
缺點:
1.成本較高、且建置費時︰
由於企業導入SAN架構,除了添購儲存設備之外,更必須建置先光纖基礎建設、並購置光纖交換器或集線器,因此非但整體持有成本較NAS為高,建置工程亦較為繁複,且需有專人負責。
2.仍無共同標準可供業界遵循:
因為目前SAN架構並沒有一個共同的標準可供廠商遵循,故現階段的SAN產品僅能夠在某些作業系統與產品間進行跨平台的運作,因此SAN廠商便必須花費可觀的心力來整合許多組成要素以建構SAN的解決方案。




  • NAS (Network Attached Storage:網路附接儲存) 
NAS是將儲存系統透過一特殊專門的檔案伺服器直接連到區域網路上,而由於此一伺服器是專門設計用來進行資料存取的動作因此企業內的其他伺服器便不須同時兼負資料存取的動作,而有更大空間去進行其他的工作。說穿了就是一台獨立的主機加上儲存裝置整合在一起,通常這種主機使用內嵌式系統(以Linux居多),大部分都有提供Web介面操作。
NAS尤其能夠為需要擷取與共享大量文件資料系統的企業環境,提供一個具有高度效率、性能價格比優異的儲存解決方案,經常被應用在UNIX中的NFS(Network File System)或Windows NT的CIFS(Common Internet File
System)中的文件共享工作。原則上,NAS適合存放不需要運算的資料,例如電子郵件與檔案。

而NAS的組成結構相當單純,僅有儲存裝置與一個檔案伺服器,簡而言之其對企業具有以下幾項重要的優點:
1.相對DAS而言,NAS架構下的儲存裝置不屬於某特定伺服器,使伺服器功能可獲得更好的發揮。
2.NAS使用TCP/IP協定,故在現有網路架構下即可運作,企業無須再建置新的儲存基礎建設,導入的複雜度亦較SAN低。
3.NAS已有標準協定,可以在不同的作業系統下運作,相容性高。
4.尤其適用於長距離的小資料量傳輸工作。
5.成本較SAN低。
6.特別適合存放使用者眾多的資料:由於NAS採用TCP/IP協定,開放的網路架構,特別適合存放串流(Streaming、影音(Video/Audio)或者CAD/CAM(電腦輔助設計/製造)…等類型的資料。

不過,由於NAS仍然是使用區域網路或廣域網路(WAN)來傳送資料,因此存取速度與資料分享程度都比不上SAN尤其一些需要運算的資料亦不適合透過NAS來存取,為其主要的缺點。

優點:價格便宜,架構簡單,操作便利。Server或PC皆可直接存取該儲存裝置。
缺點:
1.使用檔案存取方式,較適合人數不多的中小企業當File Server。
2.NAS因為屬於便宜的方案,因此本身主機的I/O效能有限,當多人存取時,速度會變慢。




  


  • iSCSI (Internet SCSI)
iSCSI又稱IP-SAN,它融合了SAN的高擴充性及,以及NAS的便利性。

它使用網路線當傳輸媒介不需要像SAN一樣使用光纖設備。它的架構跟NAS一樣,因此不影響現有網路架構,相對的價格上便宜許多。
另外,它是使用IP的方式,將SCSI協定包在封包裡面,讓支援iSCSI的設備彼此做資料交換。因此它可以做到SCSI的區塊存取特性,讓Storage分配區塊給有支援iSCSI的Server,視為本機的硬碟,作為資料庫、Mail、File的直接儲存空間。
PC端若支援iSCSI,也可以直接存取iSCSI Storage。目前Win7已支援iSCSI協定。
優點:價格適中,架構簡單,擴充性強,支援區塊存取。
缺點:設備需支援iSCSI協定,操作需學習。

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