NAS

　　基本定義

　　NAS被定義為一種特殊的專用數據存儲服務器，包括存儲器件（例如磁盤陣列、CD/DVD驅動器、磁帶驅動器或可移動的存儲介質）和內嵌系統(tǒng)軟件，可提供跨平臺文件共享功能。NAS通常在一個LAN上占有自己的節(jié)點，無需應用服務器的干預，允許用戶在網絡上存取數據，在這種配置中，NAS集中管理和處理網絡上的所有數據，將負載從應用或企業(yè)服務器上卸載下來，有效降低總擁有成本，保護用戶投資。

　　NAS本身能夠支持多種協(xié)議（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能夠支持各種操作系統(tǒng)。通過任何一臺工作站，采用IE或Netscape瀏覽器就可以對NAS設備進行直觀方便的管理。

　　SAN 和NAS的區(qū)別：

　　SAN是一種網絡，NAS產品是一個專有文件服務器或一個只讀文件訪問設備。

　　SAN是在服務器和存儲器之間用作I/O路徑的專用網絡。

　　SAN包括面向塊（iSCSI）和面向文件（NAS）的存儲產品。

　　NAS產品能通過SAN連接到存儲設備

　　NAS的外觀

　　NAS是功能單一的精簡型電腦，因此在架構上不像個人電腦那么復雜，像鍵盤、鼠標、熒幕、音效卡、喇叭、擴充漕、各式連接口等都不需要；在外觀上就像家電產品，只需電源與簡單的控制鈕。NAS在架構上與個人電腦相似，但因功能單純，可移除許多不必要的連接器、控制晶片、電子回路，如鍵盤、鼠標、USB、VGA等。

　　存儲優(yōu)缺點

　　優(yōu)點：

　　NAS產品是真正即插即用的產品。NAS設備一般支持多計算機平臺，用戶通過網絡支持協(xié)議可進入相同的文檔，因而NAS設備無需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域網內。

　　NAS設備的物理位置同樣是靈活的。它們可放置在工作組內，靠近數據中心的應用服務器，或者也可放在其他地點，通過物理鏈路與網絡連接起來。無需應用服務器的干預，NAS設備允許用戶在網絡上存取數據，這樣既可減小CPU的開銷，也能顯著改善網絡的性能。

　　局限：

　　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(qū)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。

　　由于存儲數據通過普通數據網絡傳輸，因此易受網絡上其它流量的影響。當網絡上有其它大數據流量時會嚴重影響系統(tǒng)性能；由于存儲數據通過普通數據網絡傳輸，因此容易產生數據泄漏等安全問題；

　　存儲只能以文件方式訪問，而不能像普通文件系統(tǒng)一樣直接訪問物理數據塊，因此會在某些情況下嚴重影響系統(tǒng)效率，比如大型數據庫就不能使用NAS。

　　工作分類

　　1．電器型服務器

　　電器型服務器是NAS系列設備中最低端的產品。電器型服務器不是專門附加的存儲設備。它們?yōu)榫W絡提供了一個存儲的位置，但是由于沒有冗余的以及和高性能的組件，它們相對比較便宜。在工作組環(huán)境中，電器型服務器要起很多作用。典型服務包括網絡地址翻譯（NAT）、代理、DHCP、電子郵件、Web服務器、DNS、防火墻和VPN。

　　2．工作組NAS

　　工作組級的NAS特別適合于存儲需求相對較低的小型和中型公司，它們的存儲需要一般從幾百GB到1TB。運行電子商務軟件或者大型數據庫的公司會需要幾TB的存儲空間，他們使用的屬于中型NAS。一般來說，當從工作組升級到中型NAS時，你會發(fā)現(xiàn)熱插拔驅動器和一些可以放置額外的驅動器或更多的故障恢復產品的設備盒、增強的管理功能以及系統(tǒng)復雜性的少許提高。

　　3．中型NAS

　　我們所說的中型NAS解決方案提供了更好的擴展性和可靠性，而且有著與低端NAS類似的優(yōu)點，例如方便、專用的存儲空間和簡單的安裝和管理過程。與電器型服務器和工作組級NAS相比，這些NAS設備的成本明顯要高很多。

　　4．大型NAS

　　這類存儲設備，系統(tǒng)的易擴展性以及高可用性和冗余性都是十分關鍵的。這些設備還必須提供高端服務器的性能、靈活的管理以及與異類網絡平臺交互的能力。

　　主要應用

　　1.辦公自動化NAS解決方案

　　辦公自動化系統(tǒng)(OA)是政府機構和企業(yè)信息化建設的重點?，F(xiàn)代企事業(yè)單位的管理和運作是離不開計算機和局域網的，企業(yè)在利用網絡進行日常辦公管理和運作時，將產生日常辦公文件、圖紙文件、ERP等企業(yè)業(yè)務數據資料以及個人的許多文檔資料。傳統(tǒng)的內部局域網內一般都沒有文件服務器，上述數據一般都存放在員工的電腦和服務器上，沒有一個合適的設備作為其備份和存儲的應用。由于個人電腦的安全級別很低，員工的安全意識參差不齊，重要資料很容易被竊取、惡意破壞或者由于硬盤故障而丟失。

　　從對企事業(yè)單位數據存儲的分析中可以看出，要使整個企、事業(yè)單位內部的數據得到統(tǒng)一管理和安全應用，就必須有一個安全、性價比好、應用方便、管理簡單的物理介質來存儲和備份企業(yè)內部的數據資料。NAS網絡存儲服務器是一款特殊設計的文件存儲和備份的服務器，它能夠將網絡中的數據資料合理有效、安全地管理起來，并且可以作為備份設備將數據庫和其它的應用數據時時自動備份到NAS上。

　　2.稅務NAS解決方案

　　稅務行業(yè)需要的是集業(yè)務、信息、決策支持為一體的綜合系統(tǒng)。行業(yè)業(yè)務系統(tǒng)主要是稅收征管信息系統(tǒng)，還有稅務業(yè)務信息、通用業(yè)務信息等。整個系統(tǒng)將行政辦公 信息、輔助決策信息與業(yè)務系統(tǒng)結合起來，組成一個通用的綜合系統(tǒng)平臺，從而形成一個完整、集成、一體化的稅務業(yè)務管理系統(tǒng)。

　　稅務行業(yè)的業(yè)務數據資料、日常辦公文件資料及數據郵件系統(tǒng)非常重要，一旦數據資料丟失將會給日常工作和整個地區(qū)的稅收工作帶來麻煩。保證整個數據資料的安全運行及應用成為了稅務行業(yè)中一個必須解決的現(xiàn)實問題。解決這個問題的辦法，就是將這些數據資料存儲或備份到一個安全、快速、方便的應用環(huán)境中，以此來保證稅務行業(yè)數據的安全運行。

　　為合理解決數據業(yè)務資料備份和存儲的問題，可以使用一臺NAS 網絡存儲服務器來存儲和備份業(yè)務數據資料以及日常辦公數據。在業(yè)務主機內，數據庫里的信息資料直接通過數據增量備份功能備份到NAS中。連同局域網內部的業(yè)務資料以及工作人員的日常辦公文件資料或是基于光盤的數據資料，都可以存儲到NAS服務器上，以便工作人員隨時使用和瀏覽這些數據資料。使用NAS后，管理員能夠有效、合理地安排和管理其內部數據資料，使數據文件從其它網絡機器上分離出來，實現(xiàn)數據資料的分散存儲，統(tǒng)一管理數據資料環(huán)境系統(tǒng)。

　　3.廣告NAS解決方案

　　廣告設計行業(yè)是集市場調研、行銷策略、創(chuàng)意生產、設計執(zhí)行、后期制作和媒介發(fā)布為一體的綜合服務行業(yè)。

　　很多廣告公司的數據存儲模式比較落后，成本較高且效率低下，主要問題在于數據安全性差；整體數據量大以及原有大量陳舊的數據難以存儲管理；存在多操作系統(tǒng)平臺，設備繁雜導致存放的數據難以共享和管理，造成效率低下；廣告設計人員的離職造成設計資料無辜丟失。采用NAS存儲和備份廣告設計行業(yè)網絡中的業(yè)務數據資料，實現(xiàn)數據的集中存儲、備份、分析與共享，依據設計研究單位對不同數據的不同要求，充分利用現(xiàn)有數據，合理構建廣告設計行業(yè)的數據存儲平臺，從而提高了信息資料的傳送速度，節(jié)省了時間，提高了工作效率。

　　4.教育NAS解決方案

　　自提出”校校通”工程后，各個學校都在積極建設自己的校園網，以便將來能及時適應信息時代的發(fā)展。隨著”校校通”工程逐步到位，”資源通”成為下一步信息化建設的重點，具體體現(xiàn)在學校需要大量的資源信息以滿足學生與教師的需求。隨著校園內數據資源不斷增加，需要存儲數據的物理介質具有大容量的存儲空間和安全性，并要有非?？斓膫鬏斔俾?，確保整個數據資料的安全、快速存取。

　　校園網建設過程中偏重于網絡系統(tǒng)的建設，在網絡上配備了大量先進設備，但網絡上的教學應用資源卻相對匱乏。原有的存儲模式在增加教學資源時會顯現(xiàn)很多弊?。河捎趯W校傳統(tǒng)的網絡應用中所有教育資源都存放在一臺服務器上，具有高性能與高擴展能力的服務器成本較高；教學資源的訪問服務會與應用服務爭奪系統(tǒng)資源，造成系統(tǒng)服務效率的大幅下降；應用服務器的系統(tǒng)故障將直接影響資源數據的安全性和可用性，給學校的教學工作帶來不便。

　　針對這些問題，可以引入NAS設備來實現(xiàn)集中存儲與備份。

　?。?）.NAS提供了一個高效、低成本的資源應用系統(tǒng)。由于NAS本身就是一套獨立的網絡服務器，可以靈活地布置在校園網絡的任意網段上，提高了資源信息服務的效率和安全性，同時具有良好的可擴展性，且成本低廉。

　?。?）.提供靈活的個人磁盤空間服務。NAS可以為每個學生用戶創(chuàng)建個人的磁盤使用空間，方便師生查找和修改自己創(chuàng)建的數據資料。

　?。?）.提供數據在線備份的環(huán)境。NAS支持外接的磁帶機，它能有效地將數據從服務器中傳送到外掛的磁帶機上，保證數據安全、快捷備份。

　?。?）.有效保護資源數據。NAS具有自動日志功能，可自動記錄所有用戶的訪問信息。嵌入式的操作管理系統(tǒng)能夠保證系統(tǒng)永不崩潰，以保證連續(xù)的資源服務，并有效保護資源數據的安全。

　　5.醫(yī)療數據存儲NAS方案

　　醫(yī)院作為社會的醫(yī)療服務機構，病人的病例檔案資料管理是非常重要的。基于CT和X光的膠片要通過膠片數字化儀轉化為數字的信息存儲起來，以方便日后查找。這些片子的數據量非常大而且十分重要，對這些片子的安全存儲、管理數據與信息的快速訪問以及有效利用，是提高工作效率的重要因素，更是醫(yī)院信息化建設的重點問題。據調查，一所醫(yī)院一個月的數據量將近500GB，這么大的數據量僅靠計算機存儲是勝任不了的，有的醫(yī)院會使用刻錄機將過去的數據圖片刻錄到光盤上進行存儲，但這種存儲解決方式比較費時，且工作效率不高。醫(yī)院需要一種容量大、安全性高、管理方便、數據查詢快捷的物理介質來安全、有效地存儲和管 理這些數據。使用NAS解決方案可以將醫(yī)院放射科內的這些數字化圖片安全、方便、有效地存儲和管理起來，從而縮短了數據存儲、查找的時間，提高了工作效率。

　　6.制造業(yè)NAS解決方案

　　對于制造業(yè)來說，各種市場數據、客戶數據、交易歷史數據、社會綜合數據都是公司至關重要的資產，是企業(yè)運行的命脈。在企業(yè)數據電子化的基礎上，保護企業(yè)的關鍵數據并加以合理利用已成為企業(yè)成功的關鍵因素。因此，對制造行業(yè)的各種數據進行集中存儲、管理與備份，依據企業(yè)對不同數據的不同要求，從而合理構建企業(yè)數據存儲平臺。采用NAS的存儲方式是比較適合的，可以實現(xiàn)數據的集中存儲、備份、分析與共享，并在此基礎上充分利用現(xiàn)有數據，以適應市場需要，提高自身競爭力。

　　綜上所述，在數據管理方面，NAS具有很大優(yōu)勢，在某些數據膨脹較快、對數據安全要求較高、異構平臺應用的網絡環(huán)境中更能充分體現(xiàn)其價值。另外，NAS的性能價格比極高，廣泛適合從中小企業(yè)到大中型企業(yè)的各種應用環(huán)境。

　　底層協(xié)議

　　有人認為，NAS與SAN的本質區(qū)別在于以太網與FC，兩者的命運系于TCP/IP協(xié)議。SAN采用的是FC上的SCSI傳輸。iSCSI作為溝通了IP與SCSI（已經成熟用于FC上）的新協(xié)議，被看作影響SAN命運的一件大事。這些本質區(qū)別是從網絡架構來說的，對于許多關注NAS與SAN性能差別的用戶來說，兩者的本質差別還存在于文件讀寫實現(xiàn)上。

　　NAS采用了NFS（Sun）溝通Unix陣營和CIFS溝通NT與Unix，這也反映了NAS是基于操作系統(tǒng)的“文件級”讀寫操作，訪問請求是根據“文件句柄+偏移量”得出。句柄是比進程還要小的單元，通常用作進程之間通信、資源定位等。SAN中計算機和存儲間的接口是底層的塊協(xié)議，它按照協(xié)議頭的“塊地址+偏移地址”來定位。從這點說，SAN天生具有存儲異構整合的存儲虛擬化功能。下面我們介紹一下NAS文件共享的靈魂——NFS和CIFS。

　　NFS（網絡文件系統(tǒng)）是Unix系統(tǒng)間實現(xiàn)磁盤文件共享的一種方法，支持應用程序在客戶端通過網絡存取位于服務器磁盤中數據的一種文件系統(tǒng)協(xié)議。其實它包括許多種協(xié)議，最簡單的網絡文件系統(tǒng)是網絡邏輯磁盤，即客戶端的文件系統(tǒng)通過網絡操作位于遠端的邏輯磁盤，如IBM SVD（共享虛擬盤）?，F(xiàn)一般在Unix主機之間采用Sun開發(fā)的NFS（Sun），它能夠在所有Unix系統(tǒng)之間實現(xiàn)文件數據的互訪，逐漸成為主機間共享資源的一個標準。相比之下，SAN采用的網絡文件系統(tǒng)，作為高層協(xié)議，需要特別的文件服務器來管理磁盤數據，客戶端以邏輯文件塊的方式存取數據，文件服務器使用塊映射存取真正的磁盤塊，并完成磁盤格式和元數據管理。

　　CIFS是由微軟開發(fā)的，用于連接Windows客戶機和服務器。經過Unix服務器廠商的重新開發(fā)后，它可以用于連接Windows客戶機和Unix服務器，執(zhí)行文件共享和打印等任務。它最早的由來是NetBIOS，這是微軟開發(fā)的在局域網內實現(xiàn)基于Windows名稱資源共享的API。之后，產生了基于NetBIOS的NetBEUI協(xié)議和NBT(NetBIOS OVER TCP/IP)協(xié)議。NBT協(xié)議進一步發(fā)展為SMB（Server Message Block Potocol）和CIFS（Common Internet File System，通用互聯(lián)網文件系統(tǒng)）協(xié)議。其中，CIFS用于Windows系統(tǒng)，而SMB廣泛用于Unix和Linux，兩者可以互通。SMB協(xié)議還被稱作LanManager協(xié)議。CIFS可籍由與支持SMB的服務器通信而實現(xiàn)共享。微軟操作系統(tǒng)家族和幾乎所有Unix服務器都支持SMB協(xié)議/SMBBA軟件包。

　　但最近的消息有點不妙—微軟已經在Exchange等關健應用中撤消了對CIFS協(xié)議的支持。微軟在其網站上稱，CIFS協(xié)議要求數據通過客戶的網絡設備，容易造成性能瓶頸。此舉遭到業(yè)內人士抨擊。

　　SAMBA開放源代碼軟件的開發(fā)者之一杰里米稱，對Linux的恐懼感和試圖利用其在桌面操作系統(tǒng)方面的優(yōu)勢保護Windows服務器操作系統(tǒng)的銷售是微軟拒絕CIFS協(xié)議的真正原因。Network Appliance公司（NAS設備主要生產商之一）也曾表示，微軟的這一措施是“不理智和貪婪的”。

　　網絡采購

　　對于準備組建網絡的用戶來說，由于NAS已經是一部性能優(yōu)越的文件服務器了，在網絡中使用NAS設備意味著不必再購買傳統(tǒng)意義上的文件服務器，這可以大幅降低用戶的總擁有成本。同時， NAS設備還可以與應用服務器進行很好的配合，達到提升網絡整體性能的效果。

　　對于已經建立網絡的用戶來說，NAS設備可以與原有的文件服務器配合使用，極大地保護用戶前期投資。NAS也可以與多功能服務器配合使用，這樣可以減輕服務器的工作壓力，節(jié)省更多的時間進行其他應用，從而提高網絡的性能。

　　一旦用戶確定了存儲系統(tǒng)基本架構之后，我們需要進行產品的選型。容量與價格當然是要考慮的要點之一，不過這兩個因素非常容易得出結論，所以不會是用戶采購的難點，只是要注意既不讓投資設備閑置，又留有一定升級空間。產品采購真正難點再于全面考察其內在性能與功能，包括數據安全性、性能、連接性、管理性和附加功能等多方面。

　　安全性 數據安全是指在存儲設備的設計方面，對各種偶然性錯誤和意外情況的預期，以及采取的預防或補救措施。用戶需要注意的是，存儲系統(tǒng)是一個從軟到硬的復雜系統(tǒng)，所以，對數據保護能力的評價應當考慮到整個系統(tǒng)。

　　性能 對NAS產品來說，主要性能指數是OPS和ORT，分別代表每秒可響應的并發(fā)請求數和每個請求的平均反應時間。一般認為，NAS在 Web、E-mail、數據庫等小文件頻繁讀寫的環(huán)境下性能優(yōu)秀。

　　管理性 管理性是任何IT產品都必須具備的重要特性之一。首先，用戶應考慮產品所提供的管理功能或方式是否實用可靠，比如遠程Web管理、自動報警等。

　　協(xié)同工作能力 這一點對于NAS來說并不是一個問題，因為NAS設備只是附件設備。但用戶還是應該仔細考慮這一問題，尤其是系統(tǒng)安全性較高而又充滿了各種安全認證機制時。

　　存儲對比

　　傳統(tǒng)數據庫服務器通常均配置大容量內存，群集高端CPU和本地附帶存儲形成大而全的復雜體系結構。造成如此配置的主要原因是因為數據庫服務器必須同時執(zhí)行各種服務如：打印服務、文件名服務、文件服務、數據庫、路由、磁帶備份、磁盤陣列RAID和公用服務等。所有的服務都要消耗服務器的內存，CPU資源，在多層次的數據處理過程中，處理器和磁盤控制器可能會因為存取主存地址而進行競爭，從而使其核心的數據庫服務效率大大下降，因此如何在硬件配置中優(yōu)化數據庫服務便成了當務之急。