網絡連接存儲器,什么是網絡連接存儲器

NAS是一種直接掛接到網絡中的存儲設備,其允許客戶機訪問存儲器,就像存儲器直接與它們的系統相連一樣。它將存儲設備通過標準的網絡拓撲結構(例如以太網)，連接到一群計算機上。該技術繞過了傳統的服務器連接存儲器。用戶可以直接通過網絡使用存儲器,并且該技術消除了服務器和操作系統的干預所強加的大部分開銷,從而達到提高性能的目的。NAS是部件級的存儲方法,它的重點在于幫助工作組和部門級機構解決迅速增加存儲容量的需求。需要共享大型CAD文檔的工程小組就是典型的例子。

打個比方,假設某人在經營一個零件倉庫。售貨員位于庫房前面,而零件則存儲在庫房后面。這與具有直接掛接存儲器的傳統服務器類似。售貨員接收定單并由前面的辦公室記帳系統進行處理。但隨著客戶需求的增長,會面臨人手不夠和物理空間不夠大的問題。這時就需要建立一個面向客戶的倉庫并使客戶能直接在倉庫中選購。

NAS類似于SAN(存儲區域網絡),它們都將存儲器與服務器分離開來,但最好將NAS定義為直接與企業網絡相連的網絡設備。而SAN是作為企業網絡的子網創建的大型和復雜的數據中心存儲系統。NAS設備是專用于存儲和文件管理的相對便宜的存儲外圍設備(與SAN相比)。因為SAN和NAS在企業網上都有一席之地,所以不能斷定說哪個更好。許多在他們的數據中心運行SAN的公司可能部署部門或車間級的靠近用戶的NAS。這樣就減少了數據中心處的瓶頸。有時，NAS用作本地分級系統,以從SAN中獲取數據。

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

當文件服務器的擴充能力已經達到其極限時,通常會考慮使用NAS。NAS設備通常稱為文件管理器(請不要將其與文件服務器相混淆)。NAS實際上就是一臺專用數據服務器，它不再承擔應用服務（又稱為"瘦服務器"），可通過網絡接口與應用服務器連接，支持通用的數據傳輸協議，從而與生俱來地具備在異構服務器間共享數據的能力，進而使得維護和管理既簡單易行，又便于控制網絡上的每一個存儲點。試圖提供文件服務、應用程序服務、電子郵件服務等全用途的機器經常會使服務器負荷過重。而NAS則具有一個為文件操作而優化的剝離的“瘦”操作系統。在該系統中刪除了所有不必要的操作系統功能,保留的是通常嵌入硬件中的功能。其中還安裝了以太網適配器。網絡家電很像咖啡壺和烤面包機,因為它們都設計成能很好地完成某一件事情。實際上,通過優化用戶請求的響應,文件管理器可以通過網絡提供比從本地掛接硬盤獲取的更好的用戶請求響應。

NAS是平臺無關的,這意味著它可以使用任何客戶機并存儲各種不同的文件類型。盡管TCP/IP提供了傳輸服務。但文件訪問服務通常由CIFS (公共因特網文件系統)和NFS(網絡文件系統)提供。

NAS作為運行準備就緒的預配置設備出售。其安裝很簡單,只需將它們插入網絡中即可。大多數NAS在加電后即可在線使用。然后管理員使用遠程管理實用程序為用戶配置訪問。在目錄服務環境中,這與將表示NAS的對象添加到目錄樹的分枝中一樣簡單。NAS隨后獲取分配給目錄樹的這部分的所有安全權限和許可。

NAS是真正即插即用的產品，并且物理位置靈活，可放置在工作組內，也可放在混合環境中，如混合了Unix/Windows NT局域網的環境中，而無需對網絡環境進行任何的修改。NAS產品直接通過網絡接口連接到網絡上，只需簡單地配置一下IP地址，就可以被網絡上的用戶所共享。

技術專家George Gilder在描述該技術時具有獨到的見解。他說NAS使存儲器從“具有專用文件格式和昂貴的私有權特性的專用服務器操作系統的奴役”中解放出來。

Gilder指出,具有瘦操作系統的廉價、啞存儲設備和以太網控制器對于因特網是至關重要的。在這種模型中,服務器操作系統將“不再制定規則和支配體系結構”。Gilder還認為,“存儲器的急劇降價支配著以消費存儲器來節省處理和用戶時間的體系結構。就像帶寬一樣,對于存儲方面也如此,產品的充裕幾乎每次都能戰勝技術的因素”。這就是在過去幾年中NAS市場不斷擴張的原因。

實際上,逐漸增長的帶寬使NAS成為必要的設備。帶寬不斷增加以滿足需求,即使在存取網絡中也是如此,其中的城域以太網正在取消現任通信公司的的租用線路TDM模型。隨著音樂、視頻、照片和其他媒體可越來越容易地獲取、處理和存儲,這些文件在因特網上隨處都能進行復制。例如,用戶將照片和音樂放入Web服務器中以便與其他人共享。因特網已經成為一個大型的存儲系統。最初由Napster發起的對等趨勢闡明了文件共享如何繞過了受控制的存儲設備(如公司數據中心的存儲設備)。用戶在網絡邊緣交換信息,而不用通過中央存儲設備。盡管企業網絡還會需要對公司的數據進行安全和集中的存儲,但全世界的其他用戶只需要快速、廉價和方便存取的存儲。

下面將考慮瘦客戶機、那些廚房臺面上的無盤因特網訪問設備。它們依靠位于ISP(更可能是一些存儲能力達太比特的大型地區因特網數據中心處的存儲設備)。如果用戶曾經從機場終端的Web瀏覽器中存取過電子郵件,則應已經了解到瘦客戶機和基于因特網的存儲器的益處了。通過它們,用戶可從任何地方并使用任何設備訪問數據。

Network Appliance (網絡器具)公司是NAS領域的先驅。它開發了很多概念并創建了WAHL(隨地寫入文件布局)以便以多協議格式存儲文件。該格式的文件可以通過NFS、CIFS或HTTP共享。通過使用WAFL,不管使用哪一個操作系統或如何存儲文件,用戶都可以訪問文件。WAFL有很多NAS專有的特性。它提供了很高的性能并支持RAID和快速重新啟動(即使在不明原因的停機后)。

Microsoft現在將NAS支持包含在Windows2000操作系統中。Microsoft使用商標名“Powered by Windows”來表示來自運行Windows 2000操作系統的鎖定、網絡家電優化、預裝版本的供應商的網絡家電。Microsoft的NAS支持HTTP、 NFS、 CIFS、Netware、APPle Talk、FTP、FFP、Kerberos、Fibre Channel及SCSL注意，NAS不同于IP存儲解決方案,如針對數據中心環境的iSCSI和VI體系結構/DAFS(直接訪問文件系統)解決方案。NAS設備使用較高層的文件共享協議,如NFS和CIFS。而IP存儲解決方案和VI體系結構/DAFS將SCSI和Fibre Channel塊級存儲和訪問協議直接封裝到TCP/IP傳輸中,因此提高了網絡上的磁盤性能。

VI體系結構和DAFS在數據中心環境中提供了優化的數據傳輸。VI適配器允許直接的內存到內存的塊模式數據傳輸,該傳輸要比NFS和CIFS使用的文件共享方法快得多。DAFS是類似于NFS和CIFS的文件協議,它集成了VI體系結構的設備以允許應用程序繞過通常的操作系統功能而直接通過網絡訪問存儲塊。通過使用DAFS,客戶機可直接獲取到磁盤的訪問并從磁盤中直接將數據傳送到本機內存中,而不必向和從中間緩沖器中復制數據以及中斷操作系統。VI體系結構和DAFS最初只限定用于數據中心,因為VI對于客戶機和服務器都需要特殊的接口卡。DAFS最終會取代在NAS設備中使用的較慢的文件級訪問協議并大幅度地提高企業網絡中的存儲訪問性能。