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存储

什么是网络附加存储?

网络附加存储 (NAS) 是一种文件级存储架构,可使存储的数据更易于网络设备访问。NAS 是三种主要存储架构之一,另外两种分别是存储区域网络 (SAN) 和直接附加存储 (DAS)。借助内置的安全管理和容错功能,NAS 为网络提供了单一的存储接入点。


NAS 是如何运作的?

硬件

预先配置好的存储软件将安装在专用硬件上。该硬件被称为 NAS 箱、NAS 设备、NAS 服务器或 NAS 头,其本质上只是一个包含存储磁盘或驱动器、处理器和随机存取存储器 (RAM) 的服务器。

软件

NAS 和通用服务器存储之间的主要区别在于软件。NAS 软件部署在轻量级操作系统 (OS) 上,而后者通常嵌入在硬件中。通用服务器具有完整的操作系统,它们每秒发送和接收数千个请求(其中一部分可能与存储有关),而 NAS 箱仅发送和接收两种请求:数据存储和文件共享。

协议

NAS 箱会根据数据传输协议进行格式化,以便按照相应的标准方式在设备间发送数据。客户端可以通过交换机来访问这些协议。交换机则是一个中央服务器,可用于连接所有设备并路由请求。数据传输协议基本上都能让您访问其他电脑上的文件,就像这些文件在您自己的电脑上一样。

一个网络可以运行多种数据传输协议,但是大多数网络基本上都会运行这 2 种:互联网协议 (IP) 和传输控制协议 (TCP)。TCP 会先将数据并入数据包,然后再通过 IP 进行发送。请将 TCP 数据包想象成经过压缩的 zip 文件,并将 IP 想象成电子邮件地址。如果您的祖父母不会使用社交媒体,也无权访问您个人的云环境,那么您必须通过电子邮件向他们发送度假照片。发送前,您可以将这些照片打包到 zip 文件中,无需一张张地发送。TCP 也会采用类似方式:先将文件并入数据包,再通过 IP 在网上发送。

跨协议发送的文件可以采用以下格式:

  • 网络文件系统 (NFS):该协议是 Linux 和 UNIX 系统的常用协议。作为一个供应商中立型协议,NFS 适用于所有硬件、操作系统或网络架构。
  • 服务器消息块 (SMB):大多数使用 SMB 的系统运行的都是 Microsoft Windows,该协议在 Windows 中被称为“Microsoft Windows 网络”。SMB 是基于通用互联网文件共享 (CIFS) 协议开发的,所以它也被称为 CIFS/SMB 协议。
  • Apple 文件传输协议 (AFP):运行 macOS 的 Apple 设备的专有协议。

NAS 的优点

  • 横向扩展功能:为 NAS 增加存储容量就和增加硬盘一样简单。您不必升级或更换现有的服务器,即可在不中断网络的情况下启用新的存储。
  • 高性能:由于 NAS 专门用于提供文件服务,所以其他联网设备无需再提供文件服务。由于 NAS 会针对具体用例(如大数据或多媒体存储)进行精调,所以客户可以获得更好的性能。
  • 易于设置:NAS 架构往往会通过经简化的脚本来交付,或以简化版操作系统的预安装设备的形式来交付,因而可以大幅缩短存储的设置时间和系统的管理时间。
  • 可访问性:所有联网设备都可以访问 NAS。
  • 容错性:可以对 NAS 进行格式化,以支持复制磁盘、独立磁盘冗余阵列纠删码,进而确保数据的完整性。

NAS 与云

NAS 本身并不是一种。云是一种 IT 环境,可以抽象、汇集和共享整个网络中的可扩展资源。NAS 可以是云环境中的一个重要组成部分,尤其是当云提供商将存储作为基础架构即服务 (IaaS) 协议的一部分交付给客户时。


存储类型比较

存储区域网络

存储区域网络 (SAN) 可以提供块存储。块存储会将单个存储宗卷(如硬盘、虚拟存储节点或云存储池)拆分成被称为“块”的多个小宗卷,各个块可以采用不同的协议格式。例如,一个块可以采用 NFS 格式,另一个块可以采用 AFP 格式,第三个块则可采用 SMB 格式。这可以提高用户的选择灵活性,但也会增加块导航的难度,因为它们会使用任意分类来打包数据。

直接附加存储

直接附加存储 (DAS) 是指直接附加到单个计算机的存储。它不联网,所以其他设备可以轻松地对其进行访问。DAS 是 NAS 的前身。每个 DAS 设备单独进行管理,而 NAS 箱会负责管理所有设备。DAS 最常见的示例就是一台计算机上的硬盘驱动器。要使得其他计算机能够访问该驱动器上的文件,则必须通过物理方式将该驱动器从原始计算机中移除,然后再将该驱动器附加到新的计算机,否则用户必须在 2 台设备之间建立某种连接(在这一点上,DAS 和 NAS 之间的界线变得有点模糊)。

软件定义存储

软件定义存储 (SDS) 是一种独立于底层硬件来运行的存储管理软件。这意味着,SDS 可以安装在 NAS 箱上,以便为特定工作负载定制硬件。安装 SDS 之后,存储硬件可以组建成集群,以使多个服务器能以单个系统的形式来执行特定的操作。例如,可以对一个服务器集群进行配置,用来托管用户目录和 NFS/CIFS 文件夹;同时针对块存储对另一个服务器集群进行配置,使之能够托管照片和多媒体。有些 NAS/SDS 解决方案甚至还能在 30 分钟或更短时间内整合并交付超过一千万亿字节的数据。


为什么选择红帽

因为我们的存储解决方案全都基于开源技术构建而成,这意味着您能与众多开发人员、合作伙伴和客户携手应对所面临的挑战。借助 SDS,企业可让存储宗卷正常工作,而无需担忧这些宗卷能否与其他系统进行整合;而我们的 NAS 解决方案则可与我们的存储软件以及经过认证的合作伙伴硬件搭配使用,从而为您提供一个易于安装且能针对不同工作负载进行优化的 SDS 解决方案。有了红帽数据服务,您只需更少资源,即可获得更大成效。

部署存储网络 — 技术清单

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一个软件定义的对象存储平台,还能为块和文件存储提供相应接口。它支持云基础架构、媒体存储库、备份和恢复系统以及数据湖。它尤其适合与红帽 OpenStack® 平台搭配使用。

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