將所有數(shù)據(jù)存儲在硬盤服務(wù)器上似乎不太實際。因此，外部數(shù)據(jù)存儲是擴(kuò)展服務(wù)器容量的一種流行方式。然而，它們的特性和初始成本差異很大。因此，我們總結(jié)了它們的優(yōu)缺點，以便您更輕松地選擇。在某種程度上，創(chuàng)建具有理想?yún)?shù)的外部存儲是相當(dāng)困難的。有大量的硬件組件、軟件類型和協(xié)議，從而為存儲提供了特定的功能。
為了區(qū)分基本標(biāo)準(zhǔn)，使用縮寫NAS、SAN 和 DAS。為了能夠解釋這些，有必要介紹兩個基本類別的外部存儲。因此，存儲是根據(jù)數(shù)據(jù)讀取和記錄的級別來定義的。第一種類型處理文件級別的數(shù)據(jù)，這意味著這種存儲基本上作為具有自己文件系統(tǒng)的服務(wù)器工作。因此，客戶端的服務(wù)器發(fā)出“將 X 位寫入此文件”或“從該文件中檢索 X 位”的命令。這種存儲被分配為 NAS。
另一種選擇是訪問塊級別的數(shù)據(jù)。因此，服務(wù)器和存儲之間的通信速度更快，因為它直接工作，即“寫入信息塊 X”或“檢索塊 X”。此類存儲相互連接，并與服務(wù)器作為 DAS 或通過 SAN 連接。
NAS 作為基于文件的存儲
網(wǎng)絡(luò)附加存儲 (NAS) 是通過網(wǎng)絡(luò)連接的存儲。由于數(shù)據(jù)是在文件級別處理的，因此 NAS 在服務(wù)器看來是一個擁有自己文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。NAS 存儲可能有多種形式；例如，可以將包含不同數(shù)量的可交換硬盤的其他服務(wù)器、虛擬機(jī)和/或所謂的磁盤站連接到處理服務(wù)器。
這些可能被安排為一個大單元，或作為一個RAID 陣列。在這種情況下，數(shù)據(jù)以特定的方式類比存儲在兩個或多個獨立磁盤上，因此如果其中一個磁盤發(fā)生故障，則不會有任何損失。通常，為了描述安全級別，使用術(shù)語 RAID 和編號。例如，與 RAID 1 相比，RAID 6 具有更高的數(shù)據(jù)安全性。
使用通過 Internet遠(yuǎn)程訪問文件的協(xié)議，以便服務(wù)器與 NAS 存儲進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng) (NFS) 既適用于 Linux 系統(tǒng)，也適用于 Windows 中的服務(wù)器消息塊 (SMB)。
SAN 和 DAS 以及面向塊的存儲
面向塊的存儲包括兩個子類別，具體取決于它們連接到服務(wù)器的方式。首先，可以應(yīng)用直接連接到服務(wù)器的直接附加存儲（DAS）。其次，磁盤陣列和存儲通過稱為存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接。
硬盤、SSD 和磁盤陣列可以用作 DAS。這些存儲以多種方式連接——通常應(yīng)用SAS 或 SATA。與 SAN 相比，DAS 效率更高且通常更便宜。另一方面，DAS 的可擴(kuò)展性不大。連接的計算機(jī)數(shù)量受 DAS 上 SAS 端口數(shù)量的物理限制。關(guān)于磁盤陣列，通常的數(shù)量是四個。
這就是為什么許多公司和機(jī)構(gòu)更喜歡通過 SAN 連接的面向塊的存儲。這個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接了幾個獨立的磁盤陣列，或者可能是 NAS，它們相互之間聯(lián)網(wǎng)，并通過交換機(jī)連接到服務(wù)器。如果某些節(jié)點受到物理損壞，其他存儲不會受到威脅，從而降低了數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。
獨立存儲和服務(wù)器之間的信息傳輸是通過高度可擴(kuò)展的分離網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)的，因此可以連接大量存儲和終端服務(wù)器。為了在 SAN 架構(gòu)中的存儲和服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)，應(yīng)用了各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如光纖通道 (FC)、以太網(wǎng)和/或以太網(wǎng)光纖通道 (FcoE)。對于更長的距離，光纜主要用作傳輸介質(zhì)。金屬直連銅纜 (DAC) 有助于縮短距離。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)，或根據(jù)需要，需要選擇一種方便的傳輸協(xié)議。光纖通道協(xié)議 (FCP)、互聯(lián)網(wǎng)小型計算機(jī)系統(tǒng)接口 (iSCSI) 和最近的 NVME-oF（NVM Express over Fabrics）是最常實施的。FCP 可以與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) FC 或 FcoE 一起使用。ISCI 協(xié)議適用于以太網(wǎng)，但它可能會出現(xiàn)故障，特別是考慮到數(shù)據(jù)丟失。因此通常使用無線融合以太網(wǎng)。
目前，使用最廣泛的協(xié)議之一是NVME-oF協(xié)議，因為 SSD 存儲可以通過它共享，同時保持高性能。舊類型的協(xié)議建立在普通磁盤上，但在連接 SSD 磁盤時，它們的工作效果不如 NVME-oF。
確保高可用性
通過 SAN 連接的 NAS 和面向塊的存儲都可以（但不是必須）實現(xiàn)高數(shù)據(jù)可用性。這并不總是必要的。例如，要歸檔稅務(wù)記錄，您實際上并不需要立即獲得數(shù)據(jù)。如果將存儲中的數(shù)據(jù)用于移動應(yīng)用程序或大型電子商店，則必須具備高可用性。它可以通過兩種基本方式提供，軟件或硬件，Dell EMC 等公司為其制造合適的組件。關(guān)于 NAS、FreeNAS、NasLite 和GlusterFS——它們也在我們的 DC 中實施——使用了程序。通過 SAN 連接的面向塊的存儲可以使用CEPH、vSAN（用于VMware vSphere虛擬化）軟件或 Microsoft Storage Spaces 應(yīng)用。
SAN和NAS的比較
通過 SAN 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和 NAS 存儲類型連接的面向塊的磁盤陣列用于通過網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展服務(wù)器或計算機(jī)的容量。在這兩種情況下，數(shù)據(jù)都可以在多個節(jié)點中共享，因此它們不必單獨存儲在每個服務(wù)器和計算機(jī)上。NAS 的一大優(yōu)勢是更易于實施和管理。這顯然取決于NAS的具體級別；考慮更復(fù)雜的解決方案，必須有專家在場。即使沒有更深入的管理知識，也可以連接和設(shè)置最簡單的。
相反，SAN 連接了許多軟件和硬件組件，因此與具有相同容量的要求不高的 NAS 相比，成本更高。就在幾年前，只有銀行等大型機(jī)構(gòu)——它們的工作需要高級存儲——才能負(fù)擔(dān)得起連接在 SAN 中的塊存儲。但是，這不再相關(guān)；由于 SAN 的價格已大幅降低，因此一般公司都可以使用它。不幸的是，它的設(shè)置和管理仍然非常昂貴。然而，為了存儲機(jī)密或其他敏感數(shù)據(jù)，這是必須的。由于分離的網(wǎng)絡(luò)，為數(shù)據(jù)提供了更高的安全性。
| 通過 SAN 連接的塊存儲 | 面向文件的 NAS 存儲 | |
| 使用的網(wǎng)絡(luò) | 專用（隔離）網(wǎng)絡(luò) | 與普通流量共享的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) |
| 數(shù)據(jù)存儲 | 塊級 | 文件級 |
| 連接到服務(wù)器 | 作為本地硬盤 | 作為文件網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 |
| 協(xié)議 | NVMe-oF、FCP、iSCSI | NFS、中小企業(yè) |
| 管理和維護(hù) | 具有挑戰(zhàn)性，需要專業(yè)知識 | 易于更簡單的變體 |
| 文件系統(tǒng) | 服務(wù)器級 | 存儲級 |
| 購置和運營成本 | 很高 | 相對較低 |
| 適用用途 | 高IOPS數(shù)據(jù)工作與共享 | 存檔和共享未調(diào)整的數(shù)據(jù) |
選擇通過 SAN 連接的塊存儲，還是 NAS 足夠？
上述兩種解決方案在很多方面都不同；因此，在實踐中它們被用于各種目的也就不足為奇了。而且，存儲的優(yōu)勢結(jié)合在企業(yè)中是很常見的；由于特殊的多協(xié)議，服務(wù)器能夠與NAS進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐ㄐ牛⒏鶕?jù)需要在SAN的框架內(nèi)。盡管如此，重要的是提前考慮您將使用網(wǎng)絡(luò)存儲的目的。
例如，NAS 非常適合在公司內(nèi)部共享文件。因此，每個人都可以訪問他們經(jīng)常用于工作的相同手冊、照片和文件。同時應(yīng)該理所當(dāng)然地認(rèn)為NAS中共享的文件不會經(jīng)常調(diào)整。考慮到其較低的購置和維護(hù)成本，NAS 用于存儲和歸檔大量數(shù)據(jù)，尤其是視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。因此 NAS 主要用于存儲安全攝像機(jī)鏡頭。NAS 網(wǎng)絡(luò)存儲偶爾用于擴(kuò)展虛擬和/或普通服務(wù)器內(nèi)存，特別是對于不經(jīng)常讀取和/或重寫的數(shù)據(jù)。
SAN 特性，例如高性能和可用性，以及低延遲，通常用于頻繁調(diào)整且必須立即可用的數(shù)據(jù)。使用高速隔離網(wǎng)絡(luò)以及整個 SAN 架構(gòu)的通信允許高頻率的 IOPS（每秒輸入和輸出）。因此，它們適用于擁有大量訪客的大型電子商店。它還適用于使用數(shù)據(jù)庫或其他活動數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序，這些數(shù)據(jù)不切實際或不可能存儲在安裝應(yīng)用程序的服務(wù)器上。以極少的延遲快速備份大量數(shù)據(jù)也很受歡迎。由于其特性和可預(yù)測的性能，連接 SAN 的存儲設(shè)備也可用于視頻流。
只知道存儲類型是不夠的
但是，要為特定目的謹(jǐn)慎地選擇數(shù)據(jù)存儲，您必須知道比哪種數(shù)據(jù)訪問類型和服務(wù)器連接更合適。硬件組件、存儲類型、協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)以及在某些情況下甚至軟件的整個組成和設(shè)置都是煉金術(shù)，這通常需要專業(yè)經(jīng)驗。
在 MasterDC 中，我們提供具有單獨數(shù)量的磁盤和 RAID 級別的 NAS 存儲服務(wù)器，既適用于共享生產(chǎn)數(shù)據(jù)，也適用于數(shù)據(jù)備份和存檔。對于要求高可用性和低延遲的更高要求的客戶，我們還提供通過 SAN 連接的磁盤陣列。
我們的高級管理員還實施、設(shè)置和管理軟件定義的存儲。關(guān)于 NAS，我們使用開源程序 GlusterFS。對于在 SAN 中連接的更高級的軟件定義存儲，我們使用與 VMware vSphere 兼容的 CEPH 和/pr vSAN 優(yōu)化存儲。
