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NAS存储应用分析与部署

NAS存储应用分析与部署 2011年12月12日 来源： NAS产品是通过网络连接的磁盘存储系统，它具备了磁盘阵列高容量、高速度、高可靠的主要特征。采用专门设计的用于数据存储的操作系统，屏蔽了除存储、加密以外的各种不必要的服务，降低了资源占用。同时内置了与网络连接所需的协议，关闭了不必要的端口，并且可以内置防火墙，支持CA验证，提高了系统安全性。它可以无需服务器直接上网，因此使整个系统的管理和设置更为简单。其次NAS是真正即插即用的产品，并且物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在其他地点与网络连接。最重要的是， NAS能够提供相当好的性能价格比。1、 硬盘子系统的带宽众所周知，RAID技术可以同时读写硬盘从而成倍的提高硬盘系统的吞吐速度。但实际上DAS和其他SCSI-SATA结构的产品采用的是SCSI总线，受此限制带宽最多为320M，只能满足1块硬盘的猝发带宽需求。而圣桥NAS系统由于没有采用落后的SCSI和SCSI-SATA结构，从而避免了这一限制，圣桥NAS将硬盘数据直接接入64/133 PCI-X数据总线使总带宽达到1GB，可以满足20块硬盘同时读写。在将同为14盘位的圣桥NAS产品和其他DAS和SCSI-SATA产品对比后发现，圣桥NAS硬盘子系统的猝发速度是Ultra160 SCSI的10倍，持续读写速度是Ultra160 SCSI的7倍。我们分别在圣桥的NAS产品Storway xS152使用6块硬盘，配置成RAID5和处于RAID5同步状态下进行的吞吐率测试结果如图所示。我们知道不同的应用每次读取数据块的大小不同，从测试中可以看出：在100%读的状态下，每次读取块的大小在1024K时达到最大峰值121.45MBps;而同步状态下100%读的峰值出现在512K时，为106.59MBps。NAS 的应用分析：1、 替代磁盘柜和数据存储服务器(DAS)

服务器的工作分为数据计算和数据存储，而NAS专为数据存储和吞吐而设计，从而将本由服务器完成的数据存储工作分离出来。采用NAS设备作为三层结构中的数据存储设备可以更好的发挥系统的吞吐性能，简化系统结构，节省一台服务器和相关设备，大幅度的降低成本，同时由于NAS自身具有的硬盘管理，远程镜像，异地灾备功能从而能为整个应用系统提供了更高的数据安全性。2、 大量文件需要多用户共享使用，数据文件，设计图纸实际工作中的不同岗位间的协作关系越来越密切越来越复杂，总有很多的文件是需要由不同的用户共同使用，尤其是广告、设计、图片、图像处理等业务经常要由多人对同一文件进行修改。同时在IT工作中也有很多的安装程序，补丁、安装程序等文件同样需要有一个空间来集中存放以备使用。这种应用场合和要求有共享空间需求中，采用NAS是最佳解决方案它提供了比DAS更低的TOC和更高的性价比。

3、 文件既需共享又需安全的场合一个企业中的员工由于各种原因在工作中必然要共享一些文件，但由于他们的岗位和级别不同使用文件的目的也不同，所以对文件的权限也不相同，另外企业运营多年后也会产生大量的历史数据，这些数据既需要保护不被篡改又需要开放给相关人员进行查询，这些都需要对文件实施权限管理。在这种需求下采用NAS可以给分不同目录，每个目录都可以设置容量，用户数，用户名，每个用户可以有不同权力。组管理能力，每个目录分配一个组长由组长自行决定该目录空间如何使用，分配给何用户及该用户拥有的权限，不同级别的权限管理，数据保密，避免文件被非法拷贝。

4、 缺乏专业IT人员的用户NAS具有即插即用的特点，操作简单，设置容易。由于在企业现存的互联网络(Internet)上运行NAS，不需要改变网络结构和网络设置。所以只要再经过少量的知识培训，员工就能使用或者管理NAS 了。由于NAS既有自动工作、无人值守的灵活性同时还可以进行远程控制，使得已有的网络或存储管理员已经完全够格管理NAS设备。可以减少IT部门的工作负荷。5、 远程漫游用户(Synchronous Mirroring)

当某些大型客户机构有很多的mailbox，address，database，profiel和其他很多的需要各部门、机构共享的文件。当客户在向全国范围内扩充并建立分支机构时，如何使用这些文件成为困难。同时由于工作关系，很多用户需要在各个办事处间移动办公，如何让这些漫游用户无论到哪里都能使用到同步更新的公司资源也成为IT部门的一大难题。 现在，圣桥NAS技术的成熟运用为解决这些问题提供了简便有效的解决方案。利用圣桥公司独有的Synchronous Mirroring功能，NAS就可以根据事先安排好的计划自动地将文件在不同地域间同步，各地的用户在本地登陆就能使用到相应文件。漫游的用户甚至能够在上海使用到与北京相同的桌面。6、 基于NAS存储平台的数据同步，并提供Disaster Recovery (DR)对于企业不同的数据需求，一方面是高可用性(High Availability)，其观念是无论系统当遭受损毁时，必须在最短时间内回复运作。另一方面，对于某些次重要数据，虽然无须在第一时间内修复，但我们仍要考虑是如何保护服务器上的资料 。本系统将以圣桥NAS产品，LTO技术及圣桥公司的Synchronous Mirroring软件和Lan-Free Backup软件，实现自动数据备份软件和数据同步技术构成一个完整的数据自动备份与同步集中的解决方案。为全国性机构的中心节点以及分支节点提供基于NAS存储平台的自动化数据备份与同步，并保证系统的高可用性。

每个节点在磁盘备份的基础上，进一步实现磁盘到磁带的数据备份，据通过NAS自动向磁带机进行增量备份，差异备份和其他各种策略性备份，以充分满足数据的安全与可用性。还可以实现不同节点两台NAS存储设备之间的数据同步以及系统的灾难备援。并且，下一级节点的数据通过现有的网络连接，在第一时间将数据文件传送至高一级节点。同时也可实现上级中心节点向下级节点的数据发送。7、 基于NAS的近线备份、虚拟带库(VTL)，实现数据备份的高速化目前的数据备份方式像电信，IDC等通常采用离线备份，就是采用磁带库对在线存储(FC SAN、DAS)中的数据进行备份，以实现防灾的目的。但是，离线存储采用的是磁带作为存储介质，当需要对已写入的数据进行修改时，所有的数据都需要全部进行改写。因此，离线海量存储的访问是慢速度、低效率的，而且磁带容易损耗，不能适应频繁的备份作业。近线存储通过使用SATA磁盘为基本设备的NAS方式，克服离线备份响应慢的缺点。，磁盘备份方式的速度要比磁带快4到10倍。大大加快了读写的速度，使之达到了保证数据能够被及时访问的目的。同时减少对存储设备的维护费用，通过不易发生错误的磁盘技术，降低设备损耗费用。

通过使用NAS支持的虚拟磁带库(VTL)近线备份的应用，数据的备份不再直接备份到磁带，而是把FC SAN上改动的数据块(或整个文件)以差异或增量备份的方式备份到NAS上，过一段时间后再将近线存储上的文件备份到带库里去。这样可以减少对磁带的使用和损耗，加快系统数据响应的时间;使整个网络系统能够以更快的速度更高的频率进行增量和差异备份，在用户需要调用数据时不需要再从磁带中缓慢地调出。而且恢复数据时也就能提供时间更接近的数据。同时，圣桥的NAS产品还能够使用NDMP协议。圣桥的NAS利用NDMP协议可以使与NAS连接的带库影射成为应用服务器的本地带库。这样每台应用服务器上的备份软件可以通过网络将数据直接备份到与NAS相连的带库中去，而不必给每台应用服务器都配备一个带库。使用基于NAS存储设备而搭建的SAN架构，充分利用了企业原有资源，可以极大的降低企业初期的数据保护存储系统的投入，并能过易于操作，易于根据用户需求而灵活扩展，无需对现有网络管理人员额外培训的存储备份管理软件，帮助中小型企业用户能轻松拥有符合本公司发展策略的信息化存储系统，不仅为当前业务的开展打下坚实的后盾，也为以后用户的异地容灾等需求奠定基础，提供了可供升级接口。测试表明，不同的操作系统对硬盘子系统得操作性能也有不同的表现。圣桥为Storway xS系列产品采用的是专门设计的storix操作系统，重新组织了系统资源的分配，主要用于解决数据存储和吞吐所需要的资源和带宽问题，在吞吐性能上远远优于windows storage server(见附表一)。Storway nas 和windows server比较：

2、 硬盘技术的采用圣桥NAS采用的是新一代的STAT技术的硬盘，SATA是一种高速点对点的硬盘技术，它没有类似SCSI的总线限制，SATA磁盘采用直接端口访问方式单独与RAID卡连接。接口猝发速度达到150M，二代SATA将达到300MB，单个硬盘吞吐速度50M以上，同时支持热插拔。单盘最大容量比SCSI高一倍以上达到300G。而每兆容量的购买成本只有SCSI的1/4。圣桥NAS特别对硬盘性能进行了优化，使单盘持续读写性能达到了70MBps。当多个磁盘同时工作时，性能非常优越，高于采用总线方式的SCSI磁盘。经测试，在8个SATA磁盘做raid5同步时，性能明显高于8个SCSI磁盘的同步速度(SATA磁盘同步速度为49MBps,SCSI系统只有37MBps)。

3、 全系统结构简单(图示)

DAS系统至少有一台服务器和一个硬盘柜构成，服务器和硬盘柜上还必须安装昂贵的SCSI RAID控制器。而圣桥NAS结构非常简单，一台设备就具备了一整套DAS系统的全部功能。4、 部署容易，网线即可，无需驱动NAS对安装的物理位置没有特殊要求，凡是有网口的地方就能安装NAS。NAS的所有功能在出厂前均已预置，只需插上网线电源即可投入使用。也不需要像DAS那样安装控制器和驱动程序更不需要像DAS那样受缚与易损的SCSI电缆。5、 高安全性，文件级别的安全管理由于DAS仅提供了一个文件存储的硬件设备，完全不具备文件级别的安全特性。在DAS模式下想实现安全特性必须要安装于控制器，并要安装Server版操作系统将网络结构改为域模式。而NAS则不需要改变原有的网络结构，NAS能够在工作组模式下实现只有域环境下才能实现的安全特性，提升整个网络的安全级别，实现文件、用户的分级管理，不同用户对同一文件，同一客户对不同文件均可设置不同级别的权限。6、 全系统安全，自动镜像，自动管理，自动修复，自动磁盘整理。减轻it的工作负荷。NAS拥有完善的自控能力。它无需主机系统干预，可以自动完成碎片整理、同步、数据修复、文件快照、远程镜像，NAS独有的系统监控功能一旦发现系统运行异常还会以mail、声音方式报警。NAS基本属于一个无人值守的存储设备，无需IT人员参与控制和管理7、 独特的文件系统，避免了文件碎片普通服务器文件系统会使磁盘在使用一定时间后会产生大量的文件碎片，使得寻道变得异常缓慢，严重时会使吞吐速度降为原来的1/3 至1/4之多。服务器操作系统虽然自带了碎片整理程序，但是由于碎片整理要占用大量的系统资源严重影响持续可用的能力，经测试发现对2T左右的磁盘进行碎片整理需通常要30小时。在这段时间里服务器的运行速度会变得非常缓慢，以至于难以及时响应其他用户的数据请求。而圣桥NAS由于采用了专用的XFC文件系统，在将文件存入磁盘时就考虑到了文件的变动增减可能并预留了空间，从根本上避免了文件碎片的产生。从而使系统始终保持最高的磁盘I/O速度。8、 强大的数据备份功能：NAS产品采用数据集中存储机制，使数据备份快捷又简单，同时STORWAY NAS存储器提供了强大的备份功能(支持WINDOWS BACKUP,VERITAS，LEGATO等备份软件、自带QUICK SHOOT快照软件包，自带SYSTERM BACKUP备份软件包)。(end)

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