运维小白扫盲——NAS和SAN

今天一个刚毕业的实习生突然跑到我面前问我。

“哥，可以详细给我讲一下什么是NAS，什么是SAN吗？"

我呵呵一笑，回答道

“你们大学老师没有介绍吗？”

他疑惑的摸着脑袋摇摇头。

好吧，对于刚毕业的实习生来说，不清楚NAS和SAN的区别也是可以理解的。

毕竟我也是参加工作后才系统学习的。

但对于那些已经参加工作的人来说，一定要清晰的知道它们的区别以及运用场景。

如果你还不知道，就继续往下看吧。

废话不多说，直接上干货！

一、NAS简介

在20世纪80年代初，英国纽卡斯尔大学布赖恩.兰德尔教授 ( Brian Randell)和同事通过“纽卡斯尔连接”成功示范和开发了在整套UNIX机器上的远程文件访问。继“纽卡斯尔连接”之后， 1984 年Sun公司发布了NFS协议，允许网络服务器与网络客户分享他们的存储空间。90年代初Auspex工程师创建了集成的NetApp文件管理器，它支持windows CIFS和UNIX NFS协议，并有卓越的可扩展性和易于部署，从此市场有了专用NAS设备。在短短几年中，NAS凭借简便高效应用的中心思想，逐渐成为网络数据存储方案的主打设备之一。目前EMC公司 Celerra产品拥有优异的性能及多功能性，在全球NAS市场处于领导地位。

1.1NAS概念

NAS（Network-Attached Storage，网络附加存储）是指连接到计算机网络的文件级别计算机数据存储，可以为不同客户端提供数据存取。

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（一个或多个硬盘驱动器的网络设备，这些硬盘驱动器通常安排为逻辑的、冗余的存储容器或者RAID阵列）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组网图

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。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，也可放在混合环境中，如混合了Unix/Windows局域网的环境中，而无需对网络环境进行任何的修改。NAS产品直接通过网络接口连接到网络上，只需简单地配置一下IP地址，就可以被网络上的用户所共享。

1.2 NAS特点

与采用存储区域网络(SAN-Storage Area Network)的方案比较，采用网络附加存储(NAS-Network-Attached Storage)结构的方案具有以下特点:

（1）网络为中心，开放的标准协议支持

区别于存储区域网络(SAN)的设计方案，网络接入存储(NAS)的模式以网络为中心。该方案利用现有的以太网网络资源来接入专用的网络存储设备，而不是另外再部署昂贵的光纤交换机网络来连接传统的存储设备，这样保护了用户对以太网的投资。

近年来，千兆以太网的传输带宽(1000Mbps，为125MB/s)已经得到普及，并且有望朝万兆以太网发展。届时，以太网的传输带宽将会是10倍于SAN赖以生存的各种SCSI和 Fiber Channel协议的传输带宽。EMC公司Celerra产品支持目前最流行的TCP/IP网络协议，而使用的NFS和CIFS文件服务协议也是业界标准协议，充分做到设备的兼容性。

（2） 独立的操作系统

Celerra的DART操作系统具备自主知识产权，专注于文件系统的传输。该操作系统功能强大，性能优越，保证了文件系统高速可靠的传输。Celerra后端通过SAN网络连接后端存储设备，拥有多条链路冗余，避免单点故障，保障了数据安全性。用户的数据只要保存一个拷贝，即可被前端的各种类型的主机所使用，因此，具备主机无关性。Celerra的DART操作系统对于不同操作系统Unix和Windows同样保证了数据共享，并且各自的访问权限亦可得到相应的保证。

（3）安装及管理简便

NAS无需服务器直接上网，而是采用面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统，内置了与网络连接所需的协议，整个系统的管理和设置较为简单。Celerra只要现有的网络具有空闲的网口，在无需关机的情况下，即可提供给前端不同类型主机进行访问，无需在主机上安装任何的软硬件。

（4）NAS底层协议

NAS采用了NFS（Sun）沟通Unix阵营和CIFS沟通NT阵营，这也反映了NAS是基于操作系统的“文件级”读写操作，访问请求是根据“文件句柄+偏移量”得出。

既然都已经看到什么是NAS了，那就再看看SAN又是什么吧。

二、SAN简介

2.1、什么是SAN？

SAN(Storage Area Network的简称)直译过来就是存储区域网络，它采用光纤通道(Fibre Channel)技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器主机，建立专用于数据存储的区域网络。SAN网络存储是一种高速网络或子网络，SAN存储系统提供在计算机与存储系统之间的数据传输。一个SAN网络由负责网络连接的通信结构、负责组织连接的管理层、存储部件以及计算机系统构成，从而使SAN技术保证数据传输的安全性和力度。

SAN组网图

2.2 SAN的特点

（1）高性能：SAN通过使用高速网络连接存储设备和服务器，提供了卓越的数据传输性能。它可以支持大规模的数据访问和传输，适用于对存储性能有较高要求的应用，比如数据库、虚拟化和大规模数据分析。

（2）低延迟：SAN具有低延迟的特点，这是因为SAN基于块级别的存储方式，可以直接将存储设备连接到服务器，并以存储块的形式传输数据。这种直接连接方式减少了数据访问的中间环节，从而降低了访问延迟，提供了更快的数据传输速度。

（3）高可靠性：SAN采用了冗余和容错机制，确保存储数据的安全性和可靠性。通过使用磁盘阵列和RAID技术，SAN可以在单个磁盘故障时持续提供数据访问，并通过自动重建和数据恢复操作来保护数据。

（4）灵活性和可扩展性：SAN架构具有高度的灵活性和可扩展性。它允许管理员根据需求添加、移动或删除存储设备，以适应不断增长的存储需求。SAN还支持存储虚拟化技术，可以将多个独立的存储设备汇总管理，提供统一的存储资源管理和故障恢复。

（5）高级功能：SAN提供了一系列高级功能，如数据快照、克隆、镜像和迁移等。这些功能使管理员能够更好地管理数据，实现快速备份和恢复，实时数据保护以及迁移数据到其他存储设备

三、NAS和SAN的区别

NAS和SAN都是存储解决方案，它们被广泛应用于企业和个人用户，用于存储和管理数据。然而，它们在架构、部署方式和使用场景上存在一些关键区别。

（1）架构：

NAS是基于文件级别的存储，它将存储设备（通常是专用的NAS设备）连接到网络，并通过网络协议（如NFS或SMB/CIFS）共享文件给用户。用户可以像访问本地文件一样访问和管理文件。

SAN是基于块级别的存储，它将存储设备（通常是独立的磁盘阵列）连接到高速网络，并通过SCSI协议提供块级别的存储。SAN将存储设备与服务器直接连接，使服务器可以像本地磁盘一样访问存储。

（2）部署方式：

SAN是块存储，在操作系统底层，可以作为操作系统所在的磁盘，为块设备。NAS是文件存储，基于操作系统，提供的是文件目录服务

NAS是文件存储，基于操作系统，提供的是文件目录服务。通常作为一个独立的设备出现，它具有自己的处理器、内存和操作系统。NAS设备可以很容易地连接到网络并配置，因此适合用于小型办公室或小型网络环境。它们提供了简单的文件共享和网络备份功能。

SAN是块存储，在操作系统底层，可以作为操作系统所在的磁盘，为块设备。通常作为一个独立的存储网络存在，需要专门的硬件（如磁盘阵列和光纤通道交换机）来提供存储服务。SAN在大型企业环境中更为常见，可以支持高性能的存储需求，如数据库和虚拟化环境。

（3）数据访问：

NAS通过共享文件的方式进行数据访问。多个用户可以同时访问和修改共享文件，因此适用于团队合作和共享数据的场景。

SAN提供块级别的数据访问，服务器可以直接将存储设备连接到其操作系统，并以存储块的形式访问数据。这种直接连接方式可以提供更高的性能，并适用于对数据访问速度和稳定性要求较高的场景。

（4）扩展性：

NAS通常具有易于扩展的特点。用户可以通过添加额外的磁盘或扩展机架来增加存储容量，而不会中断数据访问。

SAN也可以扩展，但通常需要更高的成本和复杂性。用户需要考虑SAN架构的可扩展性，并确保扩展过程对现有的存储和服务器不会产生影响。

综上所述，NAS适用于文件级别的存储与共享，适合小型网络环境和团队合作。而SAN则适用于对性能和可靠性要求较高的大型企业环境，尤其是数据库和虚拟化等应用场景。根据具体的需求和预算，选择适合自己的存储解决方案非常重要。