NAS(网络附加存储)和 SAN(存储区域网络)都是 面向多用户同时存储数据 而设计的存储技术。它们都能实现为多用户提供独立存储,但在各自面对的应用场景中他们有很多的区别。

一般而言,NAS 是一台独立设备,通过网络提供文件共享存储,价格没那么贵而且安装简单。相比之下,SAN 则是多种设备紧密组合而成的 基于块 的数据存储,价格很贵,安装和管理也都更复杂。从用户的角度来看,NAS 与 SAN 最大的不同在于 NAS 设备看起来像 文件服务器 上的存储并使用 NFSSMB/CIFS 等协议,而 SAN 是将磁盘以本地设备的形式通过连接提供给用户的。

基本定义 — 什么是 NAS?

NAS 是一台连接到网络中的计算机,它为网络中的其它计算机提供基于文件的数据存储服务。NAS 的优点在于安装和设置很简单。NAS 存储是以网络挂载卷的形式向用户提供服务的,通常被设置成逻辑的、冗余的存储容器或 RAID 磁盘阵列。

NAS 本身就是一个网络节点,与其他计算机和使用 TCP/IP 协议的设备一样,它们都能维护自己的 IP 地址并高效的与其他的网络设备之间通信。尽管 NAS 并没有被设计用作常规服务器用途,但 NAS 厂商和第三方积极的提供各种软件,从而让 NAS 实现更多常规服务器功能。

NAS 设备为位于不同位置的多用户访问数据提供了便利,特别对于项目协作和信息共享的场景格外有价值。NAS 提供了良好的访问权限控制和协作安全支持,它让非 IT 专家也可以管理和访问数据。另外,通过数据冗余架构,NAS 也提供了良好的数据安全保证,包括 RAID 磁盘阵列和自动备份服务(备份到本地和云端)。

NAS 的好处

对于家庭办公和中小型企业而言,NAS 通常是 DAS(直连存储)的换代选择。使用 NAS 可以实现文件的本地和远程访问,7x24 不间断访问,数据冗余,灵活替换和升级硬盘,实现数据自动备份等功能。

NAS 优点总结

  • 价格相对不那么贵
  • 7x24 运行和远程访问
  • 良好的扩展能力
  • 冗余存储架构
  • 自动备份到其他设备以及云端
  • 灵活性

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NAS 的局限

NAS 的缺点在于规模和性能的局限。随着用户数量的增多,NAS 服务器也许无力支撑,需要提升马力。另一个缺点在于以太网的自身局限。在设计上,数据被分段放入包中,通过以太网将所有包从一处传输到另一处。只有当所有包都传输完毕并按顺序重新组合,否则用户无法使用文件,但在传输过程中可能会发生包传输延迟或排序错误等故障。

在传输小文件时,由于网速慢或重试连接等产生的传输延迟很难被用户察觉,但这却容易对文件造成重大的破坏。对于渲染中的视频,整体文件很大,延迟超过几毫秒就可能导致失败。

基本定义 — 什么是 SAN?

SAN 是一种提供多用户共享访问同一的块级数据存储的方案,甚至可以实现多客户端同时高性能的访问文件。SAN 增强了存储设备(如磁盘阵列和磁带库)的可访问性,使用户可以将它们视为本地系统上的外部硬盘驱动器。SAN 通过一个独立的基于存储的网络,通过光纤通道实现块数据的告诉访问,并避免 TCP/IP 协议和局域网拥塞的限制,为媒体和关键任务存储数据提供了最高的访问速度。

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SAN 的好处

由于它比 NAS 更复杂也更昂贵,SAN 通常在那些配备专门 IT 职员的大企业中采用。对于像视频编辑这样的应用,特别需要它这种高速度和低延迟的特性。视频编辑需要公平且优先的使用网络带宽,这就是选择 SAN 的优势。

SAN 的一个主要有点是所有文件都是通过以太网访问,而服务是通过速度极快的光线通道提供的,即便是很大的文件在客户端工作站上也能达到极高的传输性能。因此,如今的 SAN 被广泛用在视频协作编辑领域。

SAN 优点总结

  • 数据存取速度极快
  • 独立于局域网的数据存储网络,释放局域网带宽压力
  • 高扩展性
  • 操作系统级(块级)文件访问
  • 满足高质量服务应用的要求,如视频编辑

SAN 的局限

SAN 的挑战在于成本和管理的要求 - 需要额外维护一个独立的网络以及构建专门的光线通道网络可能是一项相当大的投资。话虽如此,SAN 的确是大量用户实现高速访问数据存储的唯一方式,而且它的规模可以扩展到同时支持几百个用户。

NAS 和 SAN 有何不同?

NAS SAN
通常用于家庭和中小企业 通常用在专业领域和企业环境
比较便宜 很贵
易于管理 需要更多管理
像网络驱动器(文件)一样访问数据 像访问本地硬盘一样访问数据
速度取决于本地 TCP/IP 网络,通常是 100M 到 1000M 网络。由于文件系统层较慢,通常吞吐量较低,延迟也较高。 使用高速光纤通道,2G 到 128G 带宽。一些 SAN 使用 iSCSI 作为光纤通道的廉价替代方案。
I/O 协议:NFS、SMB/CIFS、HTTP SCSI、iSCSI、FCoE
低端产品不能大规模扩展;高端 NAS 使用集群或扩展节点实现 PB 级扩展 基于独立网络的架构使得管理员可以按需扩展性能和容量
通常不直接用于虚拟化 适用于虚拟化
无需进行架构变更 需要变更架构
入门级产品通常存在单点故障,如:电源 具备冗余能力的容错网络
受网络瓶颈影响 不受网络瓶颈影响
文件备份和快照既经济又可调度 块存储备份和镜像需要更多存储空间

NAS/SAN 共同点

因为 SAN 有很多有点,因此很多供应商通过弃用光纤通道提供更低成本的 SAN 产品。这使得 SAN 和 NAS 的有点被融合到了一起,比单纯的 SAN 成本更低。

FCoE - 以太网光纤通道就是一个例子,它可以实现通过局域网提供 10GB/s 的块存储传输。对于小型应用环境,iSCSI 更加便宜,它能实现 SCSI 命令通过 IP 包在局域网中发送。这两种方法都完全避免了昂贵的光纤通道,虽然降低了块级访问的速度,但成本更低。

Reference