NAS DAS SAN三种存储方式区别是什么?

NAS网络存储、SAN和DAS三组词可以说是失之毫厘,谬以千里。三者的目的相同:存储。但是初衷、达成路径和结果也不相同。今天,我们就来NAS DAS SAN三种存储方式的区别

一、什么是DAS、SAN、NAS存储?

DAS存储通过SAS、iSCSI或FC等接口与服务器直接连接,中间没有任何转换交换设备,作为服务器内置硬盘容量的扩充,具有一定的灵活性和限制性。RAID通常在服务器端进行设置,现在通常单一存储与服务器直连也称为DAS。


SAN是一种专门用于存储的专业网络,RAID在存储器端进行设置。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,这样不管数据置放在那里,服务器都可直接存取所需的数据。


NAS是通过IP网络访问的文件系统,可以理解为服务器+硬盘+文件系统软件的组合。存储可配置网络 IP 地址,直接接入IP局域网络,RAID在存储器端进行设置并配置文件共享功能。

二、根据服务器类型区分NAS、DAS、SAN

关于存储的分类,根据服务器类型分为:封闭系统的存储和开放系统的存储,封闭系统主要指大型机,开放系统指基于Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器;开放系统的存储分为:内置存储和外挂存储;

服务器类型区分NAS、DAS、SAN

外挂存储根据连接的方式分为:

一、直连式存储(Direct-Attached Storage,简称DAS)

二、网络化存储(Fabric-Attached Storage,简称FAS),网络化存储根据传输协议又分为:

1、网络接入存储(Network-Attached Storage,简称NAS)

2、存储区域网络(Storage Area Network,简称SAN)。

三、根据存储类型区分NAS、DAS、SAN

DAS、NAS、SAN分别对应的是块存储、文件存储、对象存储。

块存储和文件存储是我们比较熟悉的两种主流的存储类型,而对象存储(Object-based Storage)是一种新的网络存储架构,基于对象存储技术的设备就是对象存储设备(Object-based Storage Device)简称OSD。本质是一样的,底层都是块存储,只是在对外接口上表现不一致,分别应用于不同的业务场景。

根据存储类型区分NAS、DAS、SAN

对象存储: 也就是通常意义的键值存储,其接口就是简单的GET、PUT、DEL和其他扩展,如七牛、又拍、Swift、S3

块存储: 这种接口通常以QEMU Driver或者Kernel Module的方式存在,这种接口需要实现Linux的Block Device的接口或者QEMU提供的Block Driver接口,如Sheepdog,AWS的EBS,青云的云硬盘和阿里云的盘古系统,还有Ceph的RBD(RBD是Ceph面向块存储的接口)

文件存储: 通常意义是支持POSIX接口,它跟传统的文件系统如Ext4是一个类型的,但区别在于分布式存储提供了并行化的能力,如Ceph的CephFS(CephFS是Ceph面向文件存储的接口),但是有时候又会把GFS,HDFS这种非POSIX接口的类文件存储接口归入此类。

四、三种存储方式的应用场景

1、DAS已有四十多年的历史,不过还是比较适用于那些数据量不大,对磁盘访问速度要求较高的中小企业;

2、NAS多适用于文件服务器,用来存储非结构化数据,虽然受限于以太网的速度,但是部署灵活,成本低;

3、SAN则适用于大型应用或数据库系统,缺点是成本高、较复杂。

NAS DAS SAN三种存储方式区别

五、NAS文件存储特性

NAS(Network Attached Storage):是一套网络储存设备,通常是直接连在网络上并提供资料存取服务,一套 NAS 储存设备就如同一个提供数据文件服务的系统,特点是性价比高。例如教育、政府、企业等数据存储应用。


它采用NFS或CIFS命令集访问数据,以文件为传输协议,通过TCP/IP实现网络化存储,可扩展性好、价格便宜、用户易管理,如目前在集群计算中应用较多的NFS文件系统,但由于NAS的协议开销高、带宽低、延迟大,不利于在高性能集群中应用。

NAS文件存储部署图

典型设备:FTP、NFS服务器


为了克服文件无法共享的问题,所以有了文件存储。文件存储,就是在文件系统一层对外提供服务,系统只用访问文件系统一级就可以,各个系统都可以根据接口取访问。文件存储也有软硬一体化的设备,但是其实一台普通的PC机,只要装上合适的操作系统和软件,就可以假设FTP与NFS服务了,架上该类服务之后的服务器,就是文件存储的一种了。主机A可以直接对文件存储进行文件的上传和下载,与块存储不同,主机A是不需要再对文件存储进行格式化的,因为文件管理功能已经由文件存储自己搞定了。

nas优点

(1)造价低:随便一台机器就可以,另外普通的以太网就可以,根本不需要专用的SAN网络,所以造价低

(2)方便文件共享

nas缺点

读写速率低,传输速率慢:以太网,上传下载速度较慢,另外所有读写都要1台服务器里面的硬盘来承受,相比起磁盘阵列动不动就十几上百块硬盘同时读写,速率慢了许多。

六、DAS存储方式的特性

DAS(Direct Attached Storage)——直接附加存储,是指将存储设备通过总线(SCSI、PCI、IDE等)接口直接连接到一台服务器上使用的存储方式。


DAS存储在我们生活中是非常常见的,尤其是在中小企业应用中,DAS是最主要的应用模式,存储系统被直连到应用的服务器中,在中小企业中,许多的数据应用是必须安装在直连的DAS存储器上。


DAS存储更多的依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包括CPU、系统IO等),数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机(库),数据备份通常占用服务器主机资源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,以免影响正常业务系统的运行。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大。

DAS存储方式部署图

无论直连式存储还是服务器主机的扩展,从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster),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。

DAS优点

(1)这种方式的好处当然是因为通过了Raid与LVM等手段,对数据提供了保护;

(2)可以将多块廉价的硬盘组合起来,称为一个大容量的逻辑盘对外提供服务,提高了容量;

(3)写入数据时,由于是多块磁盘组合出来的逻辑盘,所以几块硬盘可以并行写入的,提升了读写效率;

(4)很多时候块存储采用SAN架构组网,传输速度以及封装协议的原因,使得传输速度和读写效率得到提升

DAS缺点

(1)采用SAN架构组网时,需要额外为主机购买光纤通道卡,还要购买光纤交换机,造价成本高;

(2)主机之间数据无法共享,在服务器不做集群的情况下,块存储裸盘映射给主机,在格式化使用后,对于主机来说相当于本地盘,那么主机A的本地盘根本不能给主机B去使用,无法共享数据

(3)不利于不同操作系统主机间的数据共享:因为操作系统使用不同的文件系统,格式化后,不同的文件系统间的数据是共享不了的。 例如一台win7,文件系统是FAT32/NTFS,而linux是EXT4,EXT4是无法识别NTFS的文件系统的

七、SAN存储方式的特性

SAN(Storage Area Network)存储区域网络,是一种高速的、专门用于存储操作的网络,通常独立于计算机局域网(LAN)。


SAN将主机(管理server,业务server等)和存储设备连接在一起,能够为其上的任意一台主机和任意一台存储设备提供专用的通信通道。SAN将存储设备从服务器中独立出来,实现了服务器层次上的存储资源共享。

SAS存储方式部署图

SAN存储一般由磁盘阵列(RAID)连接光纤通道(Fibre Channel)组成。SAN提供了一种与现有LAN连接的简易方法,并且通过同一物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议。SAN不受现今主流的、基于SCSI存储结构的布局限制。特别重要的是,随着存储容量的爆炸性增长,SAN允许企业独立地增加它们的存储容量。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列,这样不管数据置放在那里,服务器都可直接存取所需的数据。因为采用了光纤接口,SAN还具有更高的带宽。

SAS优点

具备块存储的读写高速。

具备文件存储的共享等特性。

八、总结

上面描述了这么多NAS DAS SAN三种存储方式的区别,但它们除了各有特色之外,还会相辅相成,就像是SAN经常成为NAS的“靠山”一样,三个互相“依偎”,才会达成最佳解决方案。

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