DAS?NAS?还是SAN 企业存储模式优劣分析

对于企业来说，数据的安全性极为重要，一旦遭到破坏或丢失，就会造成难以弥补的损失，因此需要对重要数据进行集中存储、维护以及共享。这就需要涉及到企业数据存储的模式选择。通常，企业级数据存储有三种方式：DAS(Direct-Attached Storage，直连式存储)、NAS(Network-Attached Storage，网络接入式存储)和SAN(Storage Area Network，存储区域网络)。本文主要为读者详细介绍这三种数据存储方式，以及如何根据企业自身的实际情况选择合适的数据存储模式。

数据存储的三种模式

在企业刚刚建立初期，用户的数据规模不大，存储需求也很简单，只是要把相关数据集中存放在某地，一是为了能够安全保存，同时还可以确保数据随时被调用。我们早都采用一种称之为DAS的存储方式。这种存储模式的服务器架构如同PC，外部数据存储设备(磁盘阵列、光盘机、磁带机等)都直接挂接在服务器的内部总线上，数据存储设备是整个服务器结构的一部分。DAS这种直连方式能够解决单台服务器的存储空间扩展、高性能传输需求。

但是，DAS在带来简洁的架构的同时，直连模式也导致了存储容量的提升非常困难。为了解决存储容量不足，以NAS为代表的第二代企业级存储方案应运而生。顾名思义，NAS是通过网络直接连接的磁盘阵列，它具备了磁盘阵列的所有主要特征：高容量、高效能、高可靠性。NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接起来，可以无需服务器直接上网，不依赖通用的操作系统，而是采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统。由于内置了与网络连接所需的协议，因此NAS系统的管理和设置较为简单。除此之外，NAS还支持即插即用，部署的物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在其它地点。它提供了一个简单、高性价比、高可用性、高扩展性和低成本的网络存储解决方案，可以有效地帮助企业级用户解决存储容量不足的问题。

不过，DAS和NAS存储系统实现的都是文件级存储，不仅会占用大量资源，而且容易受到系统延迟、网络延迟等影响。另外，随着用户数据量的增加，NAS也将出现和DAS同样的问题——不能为提高存储能力而无限制地增加存储设备。与DAS和NAS存储相比，SAN的优势在于所有的数据处理都不是由服务器完成的，而是将这些存储设备单独通过光纤交换机连接起来，形成一个光纤通道网络，然后这个网络再与企业现有局域网连接。SAN是一种将存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术，本身就是一个存储网络，承担了主网络中的数据存储任务。在SAN网络中，所有的数据传输在高速、高带宽的网络中进行，并且SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问，提高了存储的性能和可升级能力。

DAS存储服务器

根据存储网络所采用的传输协议和物理介质的不同，SAN有FC SAN、IP SAN和InfiniBand SAN等多种实现方式。FC SAN采用高速的光纤通道构成存储网络，是SAN的主流技术。不过，随着Ethernet和IP技术的不断发展成熟，基于IP的SAN存储集合了Ethernet和IP的开放性及块存储多方面的优点，并以IP协议替代光纤通道协议实现端到端的SAN存储，具有架构简单和设置简单等优点。InfiniBand SAN则是一种把IP网络和存储网络合二为一，以交换机互连和路由器互连支持系统的可扩展性网络存储模式，在目前高端存储市场比较常见。

三种存储方式的优缺点分析

对于企业级存储来说，它必须具有以下几方面的要求：性能、安全性、扩展性、易用性、成本以及服务等。由于企业用户的存储系统构建并不是一蹴而就的事情，都会经历从单机迈向网络存储的过程，因此就存在DAS、NAS和SAN三种存储方案供企业用户进行不同的选择。那这三种存储方式各自的优缺点在哪里呢？

小型企业存储解决方案：DAS

DAS是早进入人们视野的一种存储模式，并随PC的发展而发展。由于架构简单，维护方便，因此被很多入门级服务器采用。但是DAS系统的缺点也很明显，就是不能满足大容量的存储需求。当需要增加系统的存储容量时，一般只能采用增加磁盘阵列(RAID)方式。除此之外，DAS直连式存储依赖服务器操作系统进行数据的I/O读写和存储维护管理，数据备份和恢复要占用大量服务器资源(包括CPU、系统I/O总线等，通常占用率在20～30%)，因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行，以免影响正常业务的开展。直连式存储的数据量越大，备份和恢复的时间就越长，对服务器硬件的依赖性和影响就越明显。

面向多用户的NAS

直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接，随着服务器CPU的处理能力越来越强，存储硬盘空间越来越大，硬盘的数量越来越多，SCSI通道将会成为I/O瓶颈。并且，服务器主机SCSI ID资源有限，能够建立的SCSI通道连接也因此受到了限制。

另外，无论直连式存储是从服务器主机的扩展，还是从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集或存储阵列容量的扩展，都会造成业务系统的停机，从而给企业带来经济损失，对于银行、电信、传媒等行业7×24小时服务的关键业务系统，这是不可接受的。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展，只能由原设备厂商提供，往往受原设备厂商限制。正是由于上述缺点，DAS存储方案一般被用在入门级文件服务器或数据量不大的关键存储区域，毕竟DAS模式的硬件RAID特性可以为系统带来更高的安全性，再加上其结构简单、成本较低等特点，比较适合快速部署。因此，对于小型企业用户来说，DAS不失为一个比较好的存储解决方案。

中型企业存储方案：NAS

为了解决DAS存在的诸多问题，同时也伴随着网络的普及和发展，NAS作为一个新的存储模式应运而生。那它比DAS好在哪里呢？我们不妨将两者做一个对比。

NAS能够为不同操作系统、不同存储需求的用户提供全面的服务

数据安全性上的优劣分析

在NAS网络附加存储方案中，服务器与实际的存储设备是分开的。也就是说，在硬盘等存储设备与客户端之间存在着一个网络附加存储服务器。如果某台NAS节点出现故障，用户仍然可以访问其它的数据，不会造成整个系统的崩溃。

而在DAS直接方式存储的方案中，往往服务器与磁盘阵列柜是在一起的。也就是说，如果其中的一台服务器出现故障瘫痪，那必须要整个服务器修复后才能够使用。可以看出，NAS存储方案在冗余性方面比DAS系统更优秀。当然，这也只是相对的，DAS方案也可以通过其它的方式，如服务器冗余等来提高服务器自身的安全性和可靠性，但是这样一来，DAS额外的系统成本会是一笔不小的开支。

在数据备份上，NAS网络附加存储也有着比较出色的表现，在数据备份效率、安全性上更加有保障，而且灵活性更高，如可以实现不同设备之间的数据备份等。而DAS直连方式存储一般需要用户自己去选择第三方的备份工具，或者采用RAID磁盘阵列的方式实现数据的冗余备份。这种方式尽管在安全性上有保证，但是在备份效率与灵活性方面是很难跟配套的专业备份软件相比的。

数据安全性的另外一个体现就是容灾性。对于NAS存储方案来说，它可以更加容易、简便地实现远程容灾备份。相反，由于DAS采用磁盘阵列技术本身就可以在一定程度上实现容灾的要求。如在磁盘阵列中，即使损坏一块硬盘，那么服务器仍然可以根据一定的规则自动修复数据，而不会导致数据的丢失等等。

如果单从安全性方面来考虑采用哪一个存储方案，那么可以从是否需要远程容灾备份的角度考虑。如果需要的话，则采用NAS存储方案，否则还是选择DAS方案。

跨平台性能上的差异分析

众所周知，跨平台性能是NAS网络附加存储出色的优点之一。NAS网络存储在处理异构操作系统平台方面相比传统的磁盘阵列来说具有绝对的优势，如NAS服务器系统本身就支持多种操作系统。并且，即使在同一个网络下，NAS也可以存储来自多个操作系统的数据，而不需要做任何的数据转换，也不需要为不同的操作系统设置多个NAS服务器。

DAS存储在跨平台上的表现就要弱势得多。虽然很多磁盘阵列本身可以支持不同的操作系统，但在存储数据时，却只支持一种客户端。如果有多个客户端同时往一个DAS设备存储数据，则需要经过数据转换，或采用虚拟机等中间设备才可以实现。这不仅增加了额外的成本与管理难度，而且还会导致数据的存储能力下降。因此，企业如果需要支持异构操作系统平台，好在一开始就选择NAS网络附加存储。

部署成本上的高低分析

DAS的磁盘阵列主要有软件RAID和硬件RAID两种。而硬件RAID又分为独立的硬件RAID与内置式硬件RAID，所采用的RAID模式不同，成本上相差会很大。而NAS网络附加存储本身就是一台独立的功能强大的磁盘阵列。从目前市场上主流的产品来看，NAS存储产品的购买价格要比软件RAID和内置式硬件RAID DAS系统高，但比独立式硬件RAID系统要低。

独立式硬件RAID卡

独立式的硬件RAID一般用来做一些中央存储，如银行总部的存储与备份。对于这样的要害部门而言这点投资是值得的。但是对于中小企业来说，独立式硬件RAID的成本就太高了，收益率不高。

对于小型企业来说，使用软件RAID或内置式RAID的DAS方案就足够了。而对于中型企业，在资金允许的情况下好还是选择NAS方案。对于数据量比较大的企业，可以适当增加硬盘容量。一些集团企业下面子公司的存储设备，也可以采用NAS网络附加存储。

维护成本对比

NAS数据存储方案是基于局域网而设计的，按照传统的TCP/IP协议进行通信。在LAN环境下，NAS已经完全可以实现异构平台之间的数据级共享，比如Windows NT、Linux、UNIX等平台的共享和集中管理。因此，NAS存储方案对于企业来说的使用和维护成本相当低，完全可以由现有网管员担当。相对而言，DAS的维护成本就要高得多，一般需要专人看管，而且数据量越大备份时间越长，维护周期和成本都要相应增加。

综合以上对比结果我们可以看到，对于中型企业来说，基于网络架构的NAS存储系统无疑具有更多的优势。首先，它解决了DAS解决方案先天不足的存储容量上限的问题；其次，它的架构相对简单，容量和设备部署也比较灵活，而且可以很好地支持跨平台操作；而网络架构也使它更容易实现集中管理和维护，特别是在实现远程备份和容灾等方面具有比较明显的优势，而这些都是中型企业在选择数据存储时必须要考虑的。

大型分布式企业存储方案：SAN

通过下图我们可以看到，与网络存储方式NAS相比，SAN具有下面几个特点：首先SAN具有无限的扩展能力。由于SAN采用了分布式架构，服务器可以访问存储网络上的任何一个存储设备，因此用户可以自由增加磁盘阵列和服务器等设备，使得整个系统的存储空间和处理能力得以按客户需求不断扩大。通过SAN，我们实现一些过去认为不可能的事，比如创建全球文件系统(Global File System，GFS)、用户通过应用SAN在服务器间实现存储的快速迁移而无需计划当机时间等。事实上，当你迁移到SAN平台上之后，所有关于存储的难题都可以抛之脑后了。

SAN存储区域网络架构

除此之外，SAN还具有更高的连接速度和处理能力。SAN采用了为大规模数据传输而专门设计的光纤网络，传输速度可以很轻松地达到200Mbps甚至400Mbps以上。

后，SAN方案简化了管理和集中控制，这对于全部存储设备都集中在信息中心是非常有现实意义的。SAN将企业的存储和服务器平台分开，可以实现24×7不间断的系统可用性和集中管理。在这个平台的基础上，它还可以应用一套统一的灾难恢复解决方案，同时可经济高效地扩展存储环境。因此，SAN非常适用于非线性编辑、服务器集群、远程灾难恢复、因特网数据服务等多个领域。

不过，光纤SAN的缺点也同样明显，就是光纤铺设成本太高，造成了只有资金雄厚的大企业可以享用SAN带来的好处。如果企业内部和远程的办公机构都使用光纤，那只能用奢侈来形容。即使是中型企业，因为资金问题，也很难决定部署光纤SAN。因此，如何降低SAN的成本就是一个亟待解决的问题。

为此，在原来光纤SAN的基础上，结合现有互联网和局域网技术，人们又开发了IP SAN。IP SAN顾名思义是指在传统IP以太网上构建的一个存储区域网络，它不仅有效地降低了SAN的构建成本，而且同时还拥有了网络互联以及共享等诸多优点。通过iSCSI、以太网以及TCP/IP技术，IP SAN可以实现与互联网的无缝连接，使建立全球IP SAN网络成为可能，从而实现全球访问。而如果要通过光纤网络来做到这一点，显然不是一般企业能够承受的。

写在后

从上述分析可以看出，无论是DAS，还是NAS和SAN，都有各自的特点，面向的用户群也不尽相同。DAS和NAS无疑更适合中小企业用户，而SAN更适合政府、银行、连锁超市等大型分布式行政单位和企业机构。实际上，除了上面三种存储模式之外，云存储、虚拟存储也逐渐开始展露头角，为用户提供了越来越多的选择。但是，不难看出，以互联网为基础的网络存储模式，例如NAS、SAN、云存储等正在大放异彩。究竟哪种存储方式更适合你？也许只有通过多比较，从成本、快速部署的难易程度、后期维护、安全性、可扩充性等方面仔细衡量之后才能找到答案了。