如今，隨著磁盤和網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方式和架構(gòu)也在一直不斷改變。人們可以通過SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))和NAS(網(wǎng)絡(luò)接入存儲(chǔ))體系結(jié)構(gòu)的比較，了解使用每種存儲(chǔ)系統(tǒng)格式時(shí)要牢記的內(nèi)容。而對(duì)象存儲(chǔ)和云計(jì)算的興起也在影響存儲(chǔ)選擇。

SAN通過交換機(jī)連接在一個(gè)架構(gòu)中，允許許多不同的服務(wù)器輕松訪問存儲(chǔ)。從服務(wù)器應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)(OS)的角度來看，在直接連接的SAN或存儲(chǔ)器中訪問數(shù)據(jù)存儲(chǔ)之間沒有明顯的區(qū)別。 SAN支持對(duì)數(shù)據(jù)的訪問，如直接連接存儲(chǔ)。

NAS是一種遠(yuǎn)程文件服務(wù)的方法。而不是在用戶自己的文件系統(tǒng)上使用該軟件，文件訪問被重定向到使用遠(yuǎn)程協(xié)議(例如CIFS或NFS)的其他設(shè)備，作為具有自己的文件系統(tǒng)的某種類型的服務(wù)器來執(zhí)行文件I/O，實(shí)現(xiàn)文件共享和集中數(shù)據(jù)管理。

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從NAS與SAN系統(tǒng)的角度來看，NAS用于文件I/O，SAN用于塊I/O。比較NAS與SAN時(shí)需要記住的另一件事是，NAS最終將文件I/O請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為與其相連的存儲(chǔ)設(shè)備的塊訪問。

現(xiàn)在存儲(chǔ)的對(duì)象I/ O變得越來越普遍，主要是因?yàn)樗谠拼鎯?chǔ)中大量使用，與塊存儲(chǔ)一起使用的SAN與文件存儲(chǔ)之間的清晰劃分變得越來越模糊。

當(dāng)供應(yīng)商為了存儲(chǔ)需求從塊或文件移到對(duì)象I/O時(shí)，用戶仍然希望按照他們習(xí)慣的方式訪問數(shù)據(jù)：SAN的塊存儲(chǔ)或NAS的文件存儲(chǔ)。供應(yīng)商現(xiàn)在開始提供具有NAS或SAN體驗(yàn)的前端系統(tǒng)，而后端則基于對(duì)象存儲(chǔ)。

文件vs.塊vs.對(duì)象

文件I/O存儲(chǔ)以與用戶在計(jì)算機(jī)上的驅(qū)動(dòng)器上相同的方式讀取和寫入數(shù)據(jù)，這使用層級(jí)結(jié)構(gòu)，文件夾內(nèi)的文件可以放在更多文件夾中。這是NAS系統(tǒng)通常使用的方法。而這種方法有很多好處：

• 當(dāng)與NFS和CIFS一起使用，這是最常見的NAS協(xié)議，用戶可以像在本地驅(qū)動(dòng)器上一樣復(fù)制和粘貼文件或整個(gè)文件夾。
• 使IT易于管理。

I/O塊存儲(chǔ)將每個(gè)文件或文件夾視為較小數(shù)據(jù)位的各種塊，并在SAN系統(tǒng)中的各種驅(qū)動(dòng)器和設(shè)備上分配每個(gè)塊的多個(gè)副本。這種方法的好處包括：

• 更高的數(shù)據(jù)可靠性。如果一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障，仍可以訪問數(shù)據(jù)。
• 更快的訪問。文件可以從最接近用戶的塊重新組合，不需要通過文件夾層次結(jié)構(gòu)。

對(duì)象I/O存儲(chǔ)將每個(gè)文件視為單個(gè)對(duì)象(如文件I/O)，并且不具有嵌套文件夾的層次結(jié)構(gòu)(如塊I/O)。使用對(duì)象存儲(chǔ)，將所有文件或?qū)ο蠓湃雴蝹€(gè)龐大的數(shù)據(jù)池或數(shù)據(jù)庫中。基于已經(jīng)與該文件相關(guān)聯(lián)或由對(duì)象存儲(chǔ)操作系統(tǒng)添加的元數(shù)據(jù)找到文件。

這意味著對(duì)象存儲(chǔ)是三種方法中最慢的方法，主要用于云文件存儲(chǔ)。但是，元數(shù)據(jù)訪問方式的***進(jìn)展以及越來越多使用的快速閃存驅(qū)動(dòng)器，縮小了對(duì)象，文件和塊存儲(chǔ)之間的速度差距。

使用NAS和SAN

NAS與SAN的主要區(qū)別在于每個(gè)類型的存儲(chǔ)器如何顯示給用戶。

因?yàn)樗ㄟ^標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)連接來連接到網(wǎng)絡(luò)，因此NAS系統(tǒng)或設(shè)備看起來像任何其他與用戶連接的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。用戶連接到NAS進(jìn)行工作，像任何其他網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備一樣，它具有自己的操作系統(tǒng)。在采用NAS設(shè)備的情況下，操作系統(tǒng)處理用戶計(jì)算機(jī)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)的寫入和讀取。

一旦它被安裝在用戶的計(jì)算機(jī)上，SAN將顯示為本地驅(qū)動(dòng)器。這意味著它將用作本地驅(qū)動(dòng)器，用戶計(jì)算機(jī)上的操作系統(tǒng)將處理讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)的命令。這允許用戶像任何其他本地驅(qū)動(dòng)器一樣對(duì)待它，包括在其上安裝軟件的能力。

NAS與SAN的連接

NAS系統(tǒng)是單個(gè)服務(wù)器或單個(gè)設(shè)備中包含的驅(qū)動(dòng)器或服務(wù)器的集合。它直接連接到網(wǎng)絡(luò)，通常使用以太網(wǎng)電纜連接到以太網(wǎng)交換機(jī)。

SAN系統(tǒng)是一組驅(qū)動(dòng)器，設(shè)備或服務(wù)器，所有這些都使用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(如iSCSI或光纖通道)連接在一起。

雖然以太網(wǎng)和Fabric網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)行了多年的競(jìng)爭(zhēng)，但Fabric網(wǎng)絡(luò)一直具有更直接的連接優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗槐亟?jīng)過TCP/IP處理以太網(wǎng)連接。因此，在數(shù)據(jù)速度相同的情況下，由于I/O在存儲(chǔ)和用戶之間的接觸頻率較低，所以在I/O速度方面有優(yōu)勢(shì)。

主板的變革可能孕育未來

如今，可能更多的驚喜來自于通過結(jié)構(gòu)擴(kuò)展非易失性存儲(chǔ)器快速(NVMe)協(xié)議。

NVMe協(xié)議是將閃存設(shè)備直接連接到計(jì)算機(jī)主板，通過PCI Express總線進(jìn)行通信的最快方式。而且它大大優(yōu)于通過串行ATA連接的固態(tài)硬盤。用戶可以通過將SAN系統(tǒng)編織在一起的結(jié)構(gòu)來擴(kuò)展這種快速的NVMe連接。

為了公平起見，NVMe協(xié)議不能用于在遠(yuǎn)程用戶和存儲(chǔ)陣列之間傳輸數(shù)據(jù)，因此需要使用消息層。這使得NVMe似乎更像是以太網(wǎng)連接的NAS系統(tǒng)，它使用以太網(wǎng)的TCP / IP協(xié)議來處理數(shù)據(jù)移動(dòng)。但NVMe對(duì)fabric架構(gòu)開發(fā)人員正在通過遠(yuǎn)程直接內(nèi)存訪問(RDMA)使用消息層對(duì)速度影響最小。在各種類型的RDMA中，RDMA能夠?qū)⒁蕴W(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)廣域RDMA協(xié)議和InfiniBand進(jìn)行融合，目前在高性能計(jì)算系統(tǒng)中使用。