NAS和SAN存储和恢复技术介绍
第一部分什么是NAS
NAS是英文Network Attached Storage的缩写，通常翻译为网络附加存储。NAS设备近两年开始流行，可靠稳定的性能、特别优化的文件管理系统和低廉的价格使NAS市场得到了一定的增长。NAS作为一个网络附加存储设备，采用了信息技术中的流行技术-嵌入式技术。嵌入式技术的采用，使得NAS具有无人值守、高度职能、性能稳定、功能专一的特点。NAS设备内置优化的独立存储操作系统，可以有效、紧密地释放系统总线资源，全力支持I/O存储，同时NAS设备一般集成本地的备份软件，可以不经过服务器将NAS设备中的重要数据进行本地备份，而且NAS设备提供硬盘RAID、冗余的电源和风扇以及冗余的控制器，可以满足保证NAS的稳定应用。
1、NAS存储方案
NAS设备主要用来实现在不同操作系统平台下的文件共享应用，与传统的服务器或DAS存储设备相比，NAS设备的安装、调试、使用和管理非常简单，采用NAS可以节省一定的设备管理与维护费用。NAS设备提供 RJ- 45 接口和单独的IP地址，可以将其直接挂接在主干网的交换机或其它局域网的Hub上，通过简单的设置(如设置机器的IP地址等)就可以在网络即插即用地使用NAS设备，而且进行网络数据在线扩容时也无需停顿，从而保证数据流畅存储。
从趋势上看， TOE(TCP/IP Offload Engine)技术已经逐步成熟，Intel 、 Adaptec公司都已经有了成熟的产品，并将逐步应用在网络适配器上。同时，iSCSI 技术的产品方案也逐步成熟，这两种技术将大大推进NAS的应用。
第二部分什么是SAN
SAN的一个概念是允许存储设备和处理器(服务器)之间建立直接的高速网络(与LAN相比)连接，通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。SAN可以被看作是存储总线概念的一个扩展，它使用局域网(LAN)和广域网(WAN)中类似的单元，实现存储设备和服务器之间的互连。这些单元包括:路由器、集线器、交换机和网关。
SAN可在服务器间共享，也可以为某一服务器所专有，既可以是本地的存储设备也可以扩展到地理区域上的其他地方。SAN的接口可以是企业系统连接(ESCON)、小型计算机系统接口(SCSI)、串行存储结构(SSA)、高性能并行接口(HIPPI)、光纤通道(FC)或任何新的物理连接方法。
SAN的另一个定义是:它是一个集中式管理的高速存储网络，由多供应商存储系统、存储管理软件、应用程序服务器和网络硬件组成，能够帮助您充分利用您所拥有的商业信息的价值。
由于SAN的基础是存储接口，所以是与传统网络不同的一种网络，常常被称为服务器后面的网络。SAN可被用来绕过传统网络的瓶颈，它通过以下三种方式支持服务器与存储设备之间的直接高速数据传输:
服务器到存储设备:这是服务器与存储设备之间的传统的相互作用模式，其优点在于多个服务器可以串行或并行地访问同一个存储设备。
服务器到服务器:SAN可用于服务器之间的高速大容量数据通信。
存储设备到存储设备:通过这种外部数据传输能力，可以在不需要服务器参与的情况下传输数据,从而使服务器周期能更多地用于其他活动如应用程序处理等。这样的例子还包括磁盘设备不需服务器参与就可以将数据备份到磁带设备上，以及跨SAN的远程设备镜像操作。
SAN 包括:
SAN服务器:服务器基础结构是所有SAN解决方案的前提，这种基础结构是多种服务器平台的混合体，包括Windows NT、不同风格的UNIX和OS/390。由于服务器整合和电子商务的推动，对SAN的需求将不断增长。
SAN存储:存储基础结构是信息所依赖的基础，因此它必须支持公司的商业目标和商业模式。在这种情况下，仅仅使用更多和更快的存储设备是不够的，需要建立一种新的基础结构。和今天的基础结构相比，这种新的基础结构应该能够提供更好的网络可用性、数据访问性和系统管理性。SAN就是为了迎接这一挑战应运而生的，它解放了存储设备，使其不依赖于特定的服务器总线，而且将其直接接入网络。换句话说，存储被外部化，其功能分散在整个组织内部。SAN还支持存储设备的集中化和服务器群集，使其管理更加容易，费用更加低廉。
SAN互连:实现SAN需要考虑的第一个要素是，通过光纤通道之类的技术实现存储和服务器组件的连通性。以下所列的组件是实现LAN和WAN所使用的典型组件。与LAN一样，SAN通过存储接口的互连形成很多网络配置，并能够跨越很长的距离。
1 线缆和连接器
2 扩展器: 扩展器用来连接超过理论最大值的超长距离节点。
3 集线器: 通过集线器，一个逻辑环路上可以连接多达126个节点。
4 路由器: 存储路由是由数据通信领域的路由概念发展而来的一种新技术。存储路由器与网络路由器的不同在于，存储路由器数据的路由选择使用的是FCP(SCSI)之类的存储协议，而不是TCP/IP之类的通信协议。
5 网桥: 网桥的作用是使LAN/SAN能够与使用不同协议的其它网络通信。
6 网关: 网关是网络上用来连接两个或更多网络或设备的站点，可能执行也可能不执行协议转换。网关产品通常用来实现LAN到WAN的访问，通过网关，SAN可以延伸并越过WAN。
7 交换机: 交换机是用于连接大量设备、增加带宽、减少阻塞和提供高吞吐量的一种高性能设备。
SAN管理:为充分利用SAN在性能、可用性、成本、扩展性和互操作性方面的多种优势和功能，SAN的基础结构(交换机、路由器等)和它所连接的存储系统必须得到有效的管理。为简化SAN管理，SAN供应商需要调整简单网络管理协议(SNMP)、Web企业管理(WBEM)和企业存储资源管理(ESRM)标准，用以不间断地通过中央控制台监视和管理所有SAN的组件，另外，从中央控制台管理SAN的分区也是需要的。其中，遇到的最大挑战是确保所有的组件是可以互操作的，并且能够和不同的管理软件包合作。它包括:
1 资产管理: 资产管理负责资源发现、资源认可和资源安置，其输出结果是资产的库存列表，包括生产商、型号信息、软件信息和许可证信息等。
2 容量管理: 容量管理规划SAN的大小，例如所需交换机的大小和数量。它还负责获取以下信息:未用空间/插槽、未分配卷、已分配卷的自由空间、备份数目、磁带数目、利用率、自由临时设备的百分比等。
3 配置管理: 配置管理根据要求提供以下信息:当前逻辑和物理配置数据、端口利用数据，以及设备驱动器数据等，它可以根据高可用性和连接性的商业要求配置SAN。配置管理在需要时会要求将存储资源的配置与服务器中的逻辑视图结合起来。例如，任何人配置了企业存储服务器都会影响该服务器的最终配置。
4 性能管理: 性能管理在需要时会要求改进SAN的性能，而且会在所有级别上执行问题解决方案--设备硬件和软件接口级、应用程序级、甚至文件级。这种方式要求所有SAN解决方案都遵守公共的、不依赖于平台的访问标准。
5 可用性管理: 可用性管理负责预防故障、在问题发生时对其加以纠正、对重要事件在其发展到致命之前提出告警。例如，如果发生了路径错误，可用性管理功能会确定是一个连接故障还是其它部件故障，然后分配另一条路径，通知工程师修复故障部件，并在整个过程中维持系统的运行。
第三部分NAS和SAN最本质的不同
NAS和SAN最本质的不同就是文件管理系统在哪里。如图：
由上图可以看出，SAN结构中，文件管理系统（FS）还是分别在每一个应用服务器上；而NAS则是每个应用服务器通过网络共享协议（如：NFS、CIFS）使用同一个文件管理系统。换句话说：NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。
NAS是将目光集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上。SAN是将目光集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构。将来从桌面系统到数据集中管理到存储设备的全面解决方案将是NAS加SAN。
用iSCSI链接多个SAN
因为采用了TCP/IP完成传输，iSCSI协议成为跨城际网和广域网连接多个 SAN的最佳选择。这种连接包括跨过广域网扩展的本地iSCSI SAN和光纤通道SAN。多个iSCSI SAN能够跨过广域网以标准的以太网设备相连。当与一个光纤通道SAN进行连接时，需要一台IP存储交换机来将FC协议转变为iSCSI 协议。
IP存储路由器能够架接FC和iSCSI，而IP存储交换机不仅能架接FC和iSCSI，还能提供额外的交换机功能。这种 IP存储交换机提供的交换功能可以用于完成FC-FC 交换、FC-iSCSI交换、FC-千兆以太网交换和千兆网-千兆网交换。IP存储路由器和交换机均能用于实现FC SAN的扩展，并将FC SAN与iSCSI SAN连接在一起。图 7显示了一个基于IP存储路由器和交换机的简单配置。
链接 iSCSI SAN和光纤通道SAN
IP访问存储/存储整合
通过在服务器中使用 iSCSI 适配器，用户现在可以跨过一个IP网络访问光纤通道存储资源。这极大地扩展了存储访问的灵活性，使用户可以不受服务器访问的限制而整合FC存储资源。例如，可以直接跨过IP网络访问服务器获得数据库信息。
企业级用户的远程备份
企业用户可以结合iSCSI和IP存储路由器或交换机，利用IP网络实现远程备份。远程站点虽然独立运行，但仍能通过企业存储资源获得好处，实现iSCSI服务器到FC存储的备份和恢复。这种应用使数据中心管理员能集中企业数据资源于一地，并为多个远程用户在不同的站点上提供各中复杂的企业存储管理。
结论
iSCSI以先进的网络化存储为IT管理人员提供了直接连接存储的替代解决方案。IP存储网络利用IT部门现成的IP网络知识和LAN、MAN及 WAN网络管理工具。乘着 IP技术发展的浪潮和10G千兆以太网的引入，iSCSI为企业和服务商提供了一个从逻辑上联合基础设施的发展途径。
