网络存储技术

网络存储技术优缺点与发展趋势

随着不断加速的信息需求使得存储容量飞速增长，存储系统网络平台已经成为一个核

心平台，同时各种应用对平台的要求也越来越高，不仅在存储容量上，还包括数据访问性

能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说，存储网络平台

的综合性能的优劣，将直接影响到整个系统的正常运行。因此，发展一种具有成本效益的

和可管理的先进存储方式就成为必然。下面就当前的存储技术及发展趋势进行分析和探讨。

信息量的飞速发展使得存储容量也飞速增长，发展一种具有成本效益和可管理和先进存储

方式就成为必然。本文就几种传统的网络存储框架进行探讨，之后介绍了新的存储技术，

并分析了网络存储体系结构的发展趋势。

随着不断加速的信息需求使得存储容量飞速增长，存储系统网络平台已经成为一个核

心平台，同时各种应用对平台的要求也越来越高，不仅在存储容量上，还包括数据访问性

能、数据传输性能、数据管理能力、存储扩展能力等等多个方面。可以说，存储网络平台

的综合性能的优劣，将直接影响到整个系统的正常运行。因此，发展一种具有成本效益的

和可管理的先进存储方式就成为必然。下面就当前的存储技术及发展趋势进行分析和探讨。

一、网络存储技术概述

所谓网络存储技术(NetworkStorageTechnologies)，就是以互联网为载体实现数据

的传输与存储，数据可以在远程的专用存储设备上，也可以是通过服务器来进行存储。网

络存储技术是基于数据存储的一种通用网络术语。实际上，我们可以将存储技术分为三个

阶段：①总线存储阶段；②存储网络阶段；③虚拟存储阶段。以存储网络为中心的存储是

对数据存储新需求的回答。它采用面向网络的存储体系结构，使数据处理和数据存储分离；

网络存储体系结构包括了网络和I/O的精华，将I/O能力扩展到网络上，特别是灵活的网

络寻址能力，远距离数据传输能力，I/O高效的原性能；通过网络连接服务器和存储资源，

消除了不同存储设备和服务器之间的连接障碍；提高了数据的共享性、可用性和可扩展性、

管理性。

二、几种传统的网络存储架构

网络存储架构大致分为三种：直连附加存储、网络附加存储、存储区域网络。这几种

网络存储方式特点各异，应用在不同的领域。下面我们来做简单的介绍并分析其中区别。

2.1直连附加存储(DAS：DirectAttachedStorage)

直接网络存储(DAS)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上的

方式。这种连接方式主要应用于单机或两台主机的集群环境中，主要优点是存储容量扩展

的实施简单，投入成本少，见效快。DAS主要应用于：

①服务器在地理分布上很分散，SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时；

②存储系统必须被直接连接到应用服务器时；

③包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用时。

缺点：

①不能提供跨平台的文件共享功能；

②用户要备份数据和存储数据，都要占用服务器CPU的时间，降低了服务器的管理效

能；

③由于各个主机之间的数据独立，数据需要逐一备份，使数据备份工作较为困难；

④随着服务器的增多，数据管理会越来越复杂；增加存储设备，扩展存储容量，需要

对服务器进行重新配置，这样做容易中断单位的业务连接性，造成数据丢失。

2.2网络附加存储(NAS：NetworkAttachedStorage)

网络附加存储(NAS)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，

以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。NAS中服务器与存储之间的通信使用

TCP/IP协议，数据处理是“文件级”。NAS可附加大容量的存储内嵌操作系统，专门针对

文件系统进行重新设计和优化以提供高效率的文件服务，降低了存储设备的成本，数据传

输速率也很高。

NAS应用于电子出版、CAD、图像、教育、银行、政府、法律环境等那些对数据量有较

大需求的应用中。多媒体、Internet下载以及在线数据的增长，特别是那些要求存储器能

随着公司文件大小规模而增长的企业、小型公司、大型组织的部门网络，更需要这样一个

简单的可扩展的方案。

缺点：

①NAS采用FileI/O方式，因此当客户端数目或来自客户端的请求较多时，NAS服务

器仍将成为系统的瓶颈；

②进行数据备份时需要占用LAN的带宽，造成资源浪费；

③NAS只能对单个存储(单个NAS内部)设备中的磁盘进行资源整合，目前还无法跨越不

同的NAS设备，只能进行单独管理，不适合密集型大规模的数据传输。

2.3存储区域网络(SAN：StorageAreaNetwork)

SAN(StorageAreaNetwork，存储区域网)，通常SAN由RAID阵列连接光纤通道(Fibre

Channel)组成，SAN和服务器以及客户机的数据通信通过SCSI命令而非TCP/IP，数据处理

是“块级”。

应用：

①数据共享由于存储设备的中心化，大量的文件服务器可以低成本的存取和共享信息，

同时也不会使系统性能有明显下降；

②存储共享两个或多个服务器可以共享一个存储单元，这个存储单元在物理上可以被

分成多个部分，而每个部分又连接在特定的服务器上；

③数据备份通过使用SAN，这些操作可以独立于原来的网络，从而能够提高操作的性能；

④灾难恢复传统方法，当灾难发生时，使用磁带实现数据恢复。通过使用SAN，可采用

多种手段实现数据的自动备份，而且这种备份是热备份形式，也就是说，一旦数据出错，

立即可以获得该数据的镜像内容。

三、新的网络存储技术IP—SAN

网络存储的发展产生了一种新技术IP—SANt。IP—SAN是以IP为基础的SAN存储方案，

是IP存储技术应用的第三阶段，是完全的端到端的、基于IP的全球SAN存储。它充分利

用了IP网络的技术成熟、性能稳定、传输距离远、安装实施简单、后期维护量少的特点，

可为用户提供一个运行稳定、实施简单方便、价格低廉的大容量存储系统，是一种可共同

使用SAN与NAS，并遵循各项标准的纯软件解决方案。IP—SAN可让用户同时使用

GigabitEtherneSCSI与FibreChannel，建立以IP为基础的网络存储基本架构，由于IP

在局域网和广域网上的应用以及良好的技术支持，在IP网络中也可实现远距离的块级存储，

以IP协议替代光纤通道协议，IP协议用于网络中实现用户和服务器连接，随着用于执行

1P协议的计算机的速度的提高及G比特的以太网的出现，基于IP协议的存储网络实现方案

成为SAN的更佳选择。

四、虚拟存储

所谓虚拟存储，就是把内存与外存有机的结合起来使用，从而得到一个容量很大的“内

存”。以存储网络为中心的存储解决不了全部的数据存储问题，如存储资源共享、数据共

享、数据融合等。不少先进存储系统的倡导者都提出，存储作为一种资源，应该像我们日

常生活中的自来水和电力一样，随时可以方便的存取和使用，这就是存储公用设施模型，

也是网络存储的发展目标。实现存储公用设施模型的关键就是在网络存储基础上实现统一

虚拟存储系统。目前存储技术还处于存储网络阶段，虚拟存储才刚刚起步。

五、云存储

云存储是在云计算(Cloudcomputing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念。云计算

是是分布式处理(DistributedComputing)、并行处理(ParallelComputing)和网格计算

(GridComputing)的发展，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子

程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经计算分析之后将处理结果回传给用户。

云存储的概念与云计算类似，它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功

能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提

供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储的核心是应用软件与存储设备相结合，通

过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。

云存储对使用者来讲，不是指某一个具体的设备，而是指一个由许许多多个存储设备

和服务器所构成的集合体。用户使用云存储，并不是使用某一个存储设备，而是使用整个

云存储系统带来的一种数据访问服务。所以严格来讲，云存储不是存储，而是一种服务。

六、结束语

数据的重要性越来越得到人们的广泛认同，未来网络的核心将是数据，网络化存储正

是数据存储的一个发展方向。目前网络存储技术沿着三个主要的方向发展：NAS、SAN、

IP—SAN。而SAN和NAS的融合将更有利于数据的存储和备份，因此，SAN和NAS的融合、

统一虚拟存储技术是未来网络存储技术发展的两个趋势。