NAS服务器(NetworkAttachedStorage)又叫网络附属存储,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,也可以通过服务器来进行存储的设备。[1]
NAS服务器可以通过集线器或交换机接入到用户网络上,是一种即插即用的网络设备,该服务器基于LAN(局域网),按照TCP/IP协议进行通信,以文件的I/O(输入/输出)方式进行数据传输。NAS服务器可以应用在任何的网络环境当中,主服务器和客户端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件,包括SMB格式(WIndows)、NFS格式(UnIx,LInux)和CIFS(FIleSystem)格式等等。服务器包括存储器件(例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和内嵌系统软件,可提供跨平台文件共享功能。[2]
从结构上讲,NAS是功能单一的精简型电脑,因此在架构上不像服务器那么复杂,在外观上就像家电产品,只有电源与简单的控制钮,只需通过一根网线连接到终端客户机上,就可以完成NAS的安装控制。[2]
NAS(NetworkAttachedStorage:网络附属存储)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。按字面简单说就是连接在网络上,具备资料存储功能的装置,因此也称为“网络存储器”。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心,将存储设备与服务器彻底分离,集中管理数据,从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储,而效率却远远高于后者。
NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器,包括存储器件(例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和内嵌系统软件,可提供跨平台文件共享功能。NAS通常在一个LAN上占有自己的节点,无需应用服务器的干预,允许用户在网络上存取数据,在这种配置中,NAS集中管理和处理网络上的所有数据,将负载从应用或企业服务器上卸载下来,有效降低总拥有成本,保护用户投资。
NAS本身能够支持多种协议(如NFS、CIFS、FTP、HTTP等),而且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站,采用IE或Netscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。
NAS是功能单一的精简型电脑,因此在架构上不像个人电脑那么复杂,像键盘、鼠标、荧幕、音效卡、喇叭、扩充漕、各式连接口等都不需要;在外观上就像家电产品,只需电源与简单的控制钮。NAS在架构上与个人电脑相似,但因功能单纯,可移除许多不必要的连接器、控制晶片、电子回路,如键盘、鼠标、USB、VGA等。
SAN、大型磁带库、磁盘柜等产品虽然都是很好的存储解决方案,但他们同样有着不菲的身价和复杂的操作。市场需要一种面对中小企业的简单易用的存储解决方案。
各厂商的NAS产品几乎都以存储服务器的形式出现,并且都把操作系统和内存固化到产品中。各厂商主推新一代的NAS产品具有容量大、价格低、安装设置操作简单、扩展性能良好等特点。
NAS实际上是一个带有瘦服务器(ThinServer)的存储设备,其作用类似于一个专用的文件服务器。这种专用存储服务器不同于传统的通用服务器,它去掉了通用服务器原有的不适用的大多数计算功能,而仅仅提供文件系统功能,用于存储服务,大大降低了存储设备的成本。为方便存储到网络之间以最有效的方式发送数据,专门优化了系统硬软件体系结构,多线程、多任务的网络操作系统内核特别适合于处理来自网络的I/O请求,不仅响应速度快,而且数据传输速率也很高。与传统以服务器为中心的存储系统相比,数据不再通过服务器内存转发(这会引起额外延迟和阻塞),直接在客户机和存储设备间传送(即所谓第三方传送),服务器仅起控制管理的作用,因而具有更快的响应速度和更高的数据带宽。另外,对服务器的要求降低,可大大降低服务器成本,这样就有利于高性能存储系统在更广的范围内普及应用。
NAS是一台服务器,有自己的核心,如CPU、内存、操作系统、磁盘系统,而磁盘阵列只是一个存储介质。NAS直接接到交换机或集线器上,磁盘阵列接到服务器后端。NAS不依赖于服务器,NAS有自己的文件管理系统,把服务器管理文件的包袱卸掉,提高服务器性能,磁盘阵列没有自己文件管理系统,完全依托于服务器,当数据流量很大时,给服务器造成的压力很大,易形成I/O瓶颈,使整个网络系统性能降低。磁盘阵列技术的出现,是为了提高数据存储的可靠性。它用效率来换取可靠性。NAS把磁盘阵列技术融合在它的文件系统中,这样既提高了数据的可靠性,又利用磁盘的并行操作,提高了系统的整体性能。由上可基本看出NAS比磁盘阵列速度快的原因,下面就让我们来具体对NAS和磁盘阵列速度做一个比较。
控制普通磁盘的是通用操作系统,如UNIX或NT,控制磁盘只是其职能中的一部分,I/O操作算法效率不高。而NAS的操作系统是专用的,它只管磁盘I/O,算法效率最高。
通用文件服务器的CPU当进行I/O操作时,系统发生中断,等待I/O完成后才能恢复应用运行。在有NAS的系统中,应用程序需要进行磁盘I/O操作时,I/O操作由NAS完成,在磁盘I/O操作中最费时间的是写操作,NAS将写请求先写到NVRAM(不掉电内存)中,这个动作完成后,应用程序即可恢复运行,所以要比磁盘阵列速度快得多,不但速度提升,效率也明显高于磁盘阵列。
磁盘阵列速度慢的根本原因在于磁头臂的查找是机械动作,所以减少磁头臂的移动次数是提高效率的关键。NAS对磁盘的I/O操作算法,尤其是写操作,比通用操作系统做了极大的改进,它最大限度地减少了磁头臂的移动次数。其算法保证磁头总是停留在一个可写的位置上,并从这个位置连续写下去。
通常的RAID(磁盘阵列)系统,对于通用操作系统来说是外加的,是额外负担。人们使用RAID是为了得到高可靠性,但这是以牺牲一定的系统效率做前提的。NAS的RAID系统是设计在它的专用操作系统中的,它不仅不是额外负担,相反由于多个磁盘的磁头臂可以同时并行读写,所以I/O速度更高了。
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