DAS / NAS / IP SAN / FC SAN區別
- 2020 年 2 月 11 日
- 筆記
DAS：服務器直接後掛存儲設備，最經濟的一種結構。
NAS：網絡上直接掛接的存儲設備，其實就是處於以太網上的一台利用NFS、CIFS等網絡文件系統的文件共享服務器。
SAN是網絡上的磁盤，NAS是一個網絡上的文件系統。
IP SAN：應用iSCSI技術的SAN（storage area network）網絡，傳輸介質為IP網。
FC SAN：是應用光纖技術的SAN網絡，傳輸介質為光纖，性能最高，目前使用最廣。
1.直連方式存儲(Direct Attached Storage-DAS)
存儲設備是通過電纜（通常是SCSI接口電纜）直接到服務器。I/O請求直接發送到存儲設備。這種方式是連接單獨的或兩台小型集群的服務器。
它的特點是初始費用可能比較低。可是這種連接方式下，對於多個服務器或多台PC的環境，每台PC或服務器單獨擁有自己的存儲磁盤，容量的再分配困難；對於整個環境下的存儲系統管理，工作煩瑣而重複，沒有集中管理解決方案。所以整體的管理成本較高。
PC中的磁盤或只有一個外部SCSI接口的JBOD都屬於DAS架構。
2.網絡附加存儲（Network Attached Storage – NAS）
NAS設備通常是集成了處理器和磁盤/磁盤櫃，類似於文件服務器。連接到TCP/IP網絡上（可以通過LAN或WAN），通過文件存取協議（例如NFS，CIFS等）存取數據。
NAS將文件存取請求轉換為內部I/O請求。這種方式是將存儲設備連接到基於IP的網絡中，不同於DAS和SAN，服務器通過「File I/O」方式發送文件存取請求到存儲設備NAS。NAS上一般安裝有自己的操作系統，它將File I/O轉換成Block I/O，發送到內部磁盤。
NAS系統有較低的成本，易於實現文件共享。但由於它是採用文件請求的方式，相比塊請求的設備性能差；並且NAS系統不適合於不採用文件系統進行存儲管理的系統，如某些數據庫。
NAS必須可以訪問卷或者物理磁盤。NAS必須具有接入以太網的能力，也就是必須具備以太網卡。
3．IP SAN
如果SAN是基於TCP/IP的網絡，實現IP-SAN網絡。這種方式是將服務器和存儲設備通過專用的網絡連接起來，服務器通過「Block I/O」發送數據存取請求到存儲設備。 最常用的是iSCSI技術，就是把SCSI命令包在TCP/IP包中傳輸，即為SCSI over TCP/IP。
IP SAN的優勢在於：
- 利用無所不在的以太網絡，一定程度上保護了現有投資。
- IP存儲超越了地理距離的限制，適合於對關鍵數據的遠程備份。
- IP網絡技術成熟,不存在互操作性問題
- IP存儲減少了配置、維護、管理的複雜度。
- IP網絡已經被IT業界廣泛認可－網絡管理軟件和服務產品可供使用
- 千兆網的廣泛使用大大提高了IP網絡的性能
- 萬兆網絡技術的發展，使IP存儲在性能上可以超越FC存儲
4.存儲區域網絡（Storage Area Network – FC SAN）
存儲設備組成單獨的網絡，大多利用光纖連接，採用光纖通道協議（Fiber Channel，簡稱FC）。服務器和存儲設備間可以任意連接，I/O請求也是直接發送到存儲設備。
光纖通道協議實際上解決了底層的傳輸協議，高層的協議仍然採用SCSI協議，所以光纖通道協議實際上可以看成是SCSI over FC。
存儲區域網絡的優點如下：
- 服務器和存儲設備之間更遠的距離（光纖通道網絡：10公里相比較DAS的SCSI：25米）；
- 高可靠性及高性能；
- 多個服務器和存儲設備之間可以任意連接；
- 集中的存儲設備替代多個獨立的存儲設備，支持存儲容量共享；
- 通過相應的軟件使得SAN上的存儲設備表現為一個整體，因此有很高的擴展性；
- 可以通過軟件集中管理和控制SAN上的存儲設備，提供數據共享；
- 由於SAN通常是基於光纖通道的解決方案，需要專用的光纖通道交換機和管理軟件，以SAN的初始費用比DAS和NAS高。
SAN與NAS的比較：
1、NAS設備一般都可以提供多種協議訪問數據，而SAN只能使用SCSI協議訪問。
2、NAS可以在一台盤陣上實現多台客戶端的共享訪問，包括同時訪問某個目錄或文件。而SAN方式下，除非所有的客戶端都安裝了專門的集群管理系統或集群文件系統模塊，否則不能將某個LUN共享，強制共享將會毀壞數據。
性能上：
FC性能最好，單端口可以達到2Gbps的帶寬；NAS性能最差，即使採用千兆網絡，通常只能30－40MBps；單千兆iSCSI可以達到60－70MBps；萬兆網絡下，單萬兆口的速度可以超過500MBps。 擴展性上：
FC和iSCSI採用SAN的架構，擴展性最好，在存儲網絡中，易於增加用戶或增加存儲模塊。 應用成本上：
FC的應用成本最高，需要配套的昂貴的光纖交換機（8端口光纖交換機大約3－4萬元）；每個服務器需要配光纖通道卡（光纖通道卡5000－1萬元）；以及採用光纖介質；相比之下，iSCSI只需要普通的以太網交換機（8端口千兆交換機1000元）；服務器本身帶有千兆網口，即使增加一個網卡也就是500元，採用普通的超五類線就可以，價格可以忽略不計； 市場定位：
FC佔據高端，iSCSI處於中高端，NAS和DAS處於低端
隨着越來越多機構對數據中心基礎架構的改造，大多數客戶對SAN比較了解並開始應用。但最近不少廠商開始向客戶介紹IP SAN，使得其中不少客戶對什麼是FC SAN、什麼是IP SAN、兩者之間的區別以及如何在自己的建設環境中進行選擇，有不少疑惑。本文就FC SAN和IP SAN的特點、差異、成熟度、以及如何選用等給出相應說明，請予參考。
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項目 |
IP SAN |
FC SAN |
說明 |
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技術成熟度 |
IP SAN是在最近2年開始為業務說推行，並為用戶說認識的新技術。 |
FC SAN是從九十年代末即開始發展的存儲網絡技術，其發展已經歷至少三代：1Gb、2Gb以及目前的4Gb。其應用已將近十年，是非常成熟和可靠的技術，其採用和認可的廣泛程度可以說是遍布幾乎各類機構，大中小型企業的數據中心裏。 |
在技術成熟度上，FC SAN比IP SAN要高得多 |
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協議效率 |
IP SAN實質上就是將SCSI指令封裝在IP包中，利用IP技術進行包的傳輸，利用的是IP技術的廣泛性和普及性。但是IP封裝有一個顯著的弱點：就是IP封裝的開銷大，效率低——即任何一個IP包中要附加的包頭和包尾，以及檢驗碼過多因此其總體的效率不高 |
比較FC SAN，將SCSI指令在FC包中進行封裝，包頭和包尾以及校驗碼所佔比例非常低，因此其效率非常高 |
從效率上看，FC SAN明顯高於IP SAN，因此FC SAN更加適合於對效率敏感的應用，例如對性能要求很高的數據庫應用，而IP SAN則主要應用到對性能和效率要求不高的環境中，例如OA，文檔處理，多媒體環境等 |
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性能 |
IP SAN協議中的封裝效率不高，因此IP SAN對環境的硬件速度要求更好，才能獲得與FC差不多的性能，可惜的是目前IP SAN最好環境還只是在千兆網中，因此其性能目前還無法與FC SAN相比 |
FC SAN協議本身效率高，同時目前FC SAN已經開始普遍部署4Gbps的環境，所以說FC SAN要比目前IP SAN性能塊很多 |
樂觀地講，10Gb即萬兆網中IP SAN的性能可能會有顯著改善，並能初步滿足相關應用的要求，與目前FC SAN中的性能可以一比。 |
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穩定性和安全性 |
低 |
高 |
IP SAN是建立在普通IP網上，FC SAN是建立在FC網絡中。FC網絡的抗干擾性要強；同時FC網絡的封閉性要高一些，不想IP網絡非常開放，因此FC SAN協議上要相對安全和穩定。 |
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成本 |
低 |
高 |
IP SAN的成本低主要體現在：— 設備價位低；— 運行維護費用低 |
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建議 |
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從上文分析，我們建議：— 在非關鍵環境中，在建設成本非常有限的條件下，可以考慮採用IP SAN；— 對於企業或者機構核心業務、關鍵業務中，其穩定性、性能、對技術的成熟度要求高，建議採用FC SAN，這樣企業和機構的主要業務系統將更有保障 |
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其他方面 |
兼容性：目前IP SAN主要完成的是Windows，Linux等較低端的服務器的兼容性測試；廠商支持度：— 服務器方面，主要是PC Server廠商和低端Unix服務器明確支持，部分高端服務器還不支持；—- 存儲方面：雖然大多數存儲都能支持IP SAN，但是在用戶環境中應用的主要還是中低端存儲 |
FC SAN兼容性測試已非常充分，遍布所有高端、中端、以及低端的服務器均能支持，廠商支持度：不管服務器還是存儲方面，幾乎所有的服務器（不論檔次）和獨立存儲系統都完全支持FC |
在兼容性和廠商支持度上看，同樣建議對於重要和關鍵業務系統，目前還是要採用FC要更穩定和可靠。 |
FC SAN和IPSAN說明：
SAN（全稱Storage Area Network，存儲局域網絡）的誕生，使存儲空間得到更加充分的利用，並使得安裝和管理更加有效。
SAN是一種將存儲設備、連接設備和接口集成在一個高速網絡中的技術。SAN本身就是一個存儲網絡，承擔了數據存儲任務，SAN網絡與LAN業務網絡相隔離，存儲數據流不會佔用業務網絡帶寬。
在SAN網絡中，所有的數據傳輸在高速、高帶寬的網絡中進行，SAN存儲實現的是直接對物理硬件的塊級存儲訪問，提高了存儲的性能和升級能力。
早期的SAN採用的是光纖通道（FC，Fiber Channel）技術，所以，以前的SAN多指採用光纖通道的存儲局域網絡，到了iSCSI協議出現以後，為了區分，業界就把SAN分為FC SAN和IP SAN。
iSCSI（互聯網小型計算機系統接口）是一種在TCP/IP上進行數據塊傳輸的標準。它是由Cisco和IBM兩家發起的，並且得到了各大存儲廠商的大力支持。iSCSI可以實現在IP網絡上運行SCSI協議，使其能夠在諸如高速千兆以太網上進行快速的數據存取備份操作。
iSCSI標準在2003年2月11日由IETF（互聯網工程任務組）認證通過。iSCSI繼承了兩大最傳統技術：SCSI和TCP/IP協議。這為iSCSI的發展奠定了堅實的基礎。
基於iSCSI的存儲系統只需要不多的投資便可實現SAN存儲功能，甚至直接利用現有的TCP/IP網絡。相對於以往的網絡存儲技術，它解決了開放性、容量、傳輸速度、兼容性、安全性等問題，其優越的性能使其備受關注與青睞。
在實際工作時，是將SCSI命令和數據封裝到TCP/IP包中，然後通過IP網絡進行傳輸。具體的工作流程如下：
(1) iSCSI系統由SCSI適配器發送一個SCSI命令。
(2) 命令封裝到TCP/IP包中並送入到以太網絡。
(3) 接收方從TCP/IP包中抽取SCSI命令並執行相關操作。
(4) 把返回的SCSI命令和數據封裝到TCP/IP包中，將它們發回到發送方。
(5) 系統提取出數據或命令，並把它們傳回SCSI子系統。
整理自：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_a2fee92e010164rr.html
http://baike.baidu.com/view/1810605.htm
