NAS技术总结（存储技术）

NAS技术总结课程目的学完本课程后，学员能够知道：NAS的发展历程NAS包含的协议基础NAS存储特点、与其它存储的区别NAS应用及产品介绍NAS发展前景目录NAS发展历史

NAS协议基础、特点NAS存储特点、与其它存储的区别NAS应用和产品介绍NAS发展前景介绍NAS发展历史（一）

说起NAS（NetworkAttachedStorage）的历史就不能不从NFS说起，上个世纪80年代中期，Sun公司推出一种开放式的技术NFS（NetworkFileSystem）---用于在不同机器，不同操作系统之间通过网络互相分享各自的文件。

当然，基于NFS协议的文件共享主要是面向各种各样的UNIX平台，而那个时候Linus还没有诞生，直到1991年Linus才在大学中完成了linux最初内核的编写。 而大家不禁会问那么Dos,Novell,Windows平台是怎么进行文件共享的？

NAS发展历史（二）答案就是：SMB(ServerMessageBlock)/CIFS(CommonInternetFileSystem)什么是SMB/CIFS

？

依照微软的意思，CIFS是为客户系统在网络上向服务器请求文件和打印服务的开放跨平台的运行机制。它是建立在广泛应用于个人电脑和工作站等操作系统的标准服务器消息块(SMB)协议。实际上，SMB是一个通过网络在共享文件，设备，命名管道之间操作数据的协议。而CIFS是SMB的一个公共版本。NAS发展历史（三）

NAS与NFS,SMB/CIFS协议的产生和发展有着必然的联系，但显然不是鸡生蛋，蛋生鸡的关系。

NAS作为一种概念是1996年从美国硅谷提出的，而NAS产品真正广受关注则是从.Com热潮开始，并在1999年达到高潮。那时，很多.Com公司用NAS提供E-mail服务、Web服务。

NAS发展历史（四）NAS的存储架构从发展的过程来看，大致可分为以下4种通用的文件服务器架构 即通用的文件服务器+普通的操作系统对外提供基于CIFS或NFS服务，一般情况下，此文件服务器的硬件就是普通的PC。此外，对外提供的文件服务由于安装的操作系统的不同，而有一定的限制。譬如windows操作系统一般提供基于CIFS协议的文件服务，unix/linux系统提供基于NFS协议的文件服务。NAS发展历史（五）NAS发展历史传统的NAS机头+DAS存储架构 即指专业的存储厂商提供基于自己开发的软硬件结构的NAS机头，并且NAS机头和存储池直接相连对外提供基于CIFS和NFS协议的文件服务，这种结构的缺点是NAS机头和存储资源一体，不便于扩展。

集成式的NAS架构

即指传统的NAS机头的存储服务管理功能独立出来成为专门存储服务器，通过基于FC接口和后段存储网络（SAN）直接相连，注意后端的存储网络是非共享的（不需要经过交换机），这也是集成式的NAS架构和网关式的NAS架构的差异。

NAS发展历史（六）NAS发展历史网关式的NAS架构 即指传统的NAS机头的存储服务管理功能独立出来成为专门存储服务器，通过存储交换机（基于FC,IP）和共享的存储网络（SAN）相连,初步实现NAS和SAN的融合。这也正迎合了目前各个主流存储厂商号称“统一存储”的说法。具体的实现方法，由于厂家各异，从核心技术角度，大致分为两类：一类是以NetApp为代表,技术核心是：专有的DataONTAP操作系统+WAFL(WriteAnywhereFileLayout)专有文件系统；另一类是以EMC为代表，技术核心是：windowStorageServer操作系统+SAK（ServerApplianceKit）目录NAS发展历史NAS协议基础、特点NAS存储特点、与其它存储的区别NAS应用和产品介绍NAS发展前景介绍

NAS包含的协议基础NFS协议介绍SMB/CIFS协议介绍NFS,SMB/CIFS比较NFS协议的标准化，最新发展状况NAS包含的协议基础

——NFS协议介绍（一）

NFS-NetworkFileSystem的缩写，NFS是由Sun开发并发展起来的一项用于在不同机器，不同操作系统之间通过网络互相分享各自的文件。NFSserver也可以看作是一个FILESERVER,它可以让你的PC通过网络将远端得NFSSERVER共享出来的档案MOUNT到自己的系统中，在CLIENT看来使用NFS的远端文件就象是在使用本地文件一样。

NFS协议从诞生到现在为止，已经有多个版本，如NFSV2（rfc1094）,NFSV3（rfc1813）,最新的版本是V4（rfc3010）。V3相对V2的主要区别：

1.文件尺寸

V2最大只支持32BIT的文件大小(4G),而NFSV3新增加了支持64BIT文件大小的技术。

2.文件传输尺寸

V3没有限定传输尺寸，V2最多只能设定为8k，可以使用-rsizeand-wsize

来进行设定。

3.完整的信息返回

V3增加和完善了许多错误和成功信息的返回，对于服务器的设置和管理能带来很大好处。

NAS包含的协议基础

——NFS协议介绍（二）

4.增加了对TCP传输协议的支持

V2只提供了对UDP协议的支持，在一些高要求的网络环境中有很大限制，V3增加了对TCP协议的支持

5.异步写入特性

6.改进了SERVER的mount性能

7.有更好的I/OWRITES

性能。

8.更强网络运行效能，使得网络运作更为有效。

9.更强的灾难恢复功能。

NAS包含的协议基础

——NFS协议介绍（三）NAS包含的协议基础

——NFS协议介绍（四）NFSV3

能否使用异步写入，这是可选择的。

NFSV3客户端发送一个异步写入请求到服务器，在给客户端答复之前服务器并不是必须要将数据写入到存储器中（稳定的）。服务器能确定何时去写入数据或者将多个写入请求聚合到一起并加以处理，然后写入。客户端能保持一个数据的copy以防服务器不能完整的将数据写入。写入存储器之前不能再响应任何的写入请求。

当客户端希望释放这个copy的时候，它会向服务器通过上述操作过程，以确保每个操作步骤的完整。异步写入能够使服务器去确定最好的同步数据的策略。使数据能尽可能的同步的提交和到达。 与V2比较来看，这样的机制能更好的实现数据缓冲和更多的平行（平衡）。而NFSV2的SERVER在将数据写入存储器之前不能再响应任何的写入请求。NAS包含的协议基础

——NFS协议介绍（五）V4相对V3的改进：

改进了INTERNET上的存取和执行效能

在协议中增强了安全方面的特性

增强的跨平台特性

NAS包含的协议基础

——NFS协议介绍（六）

RPC（RemoteProcedureCall）

NFS本身是没有提供信息传输的协议和功能的，但NFS却能让我们通过网络进行资料的分享，这是因为NFS使用了一些其它的传输协议。而这些传输协议用到这个RPC功能的。

NAS包含的协议基础

——NFS协议介绍（七）

可以说NFS本身就是使用RPC的一个程序，或者说NFS也是一个RPCSERVER。 所以只要用到NFS的地方都要启动RPC服务，不论是NFSSERVER或者NFSCLIENT。这样SERVER和CLIENT才能通过RPC来实现PROGRAMPORT的对应。 可以这么理解RPC和NFS的关系：

NFS是一个文件系统，而RPC负责信息的传输。NAS包含的协议基础

——NFS协议介绍（八）SMB技术的发展开始于八十年代，出现过很多版本的SMB协议。但是最通用的(在Windows98,WindowsNT,Windows2000andXP)是NTLM0.12版本。

SMB可以运行在TCP/IP，NetBEUI，DECnet和IPX/SPX协议之上。如果SMB执行于TCP/IP，DECnet或则是NetBEUI之上，那么NETBIOS名字必须被使用。

NETBIOS名字用来在网络上鉴别一台计算机。NAS包含的协议基础

——SMB/CIFS协议介绍（一）客户端和服务器建立SMB会话过程介绍：开始于客户端向服务器请求一个NETBIOS会话。客户端发送它的已编码的NETBIOS名字到SMB服务器(它们在139端口监听连接请求)。服务器接收到NETBIOS名字后回复一个NETBIOS会话数据报给有效的会话连接。客户端在建立了连接之后才能进入访问。客户端发送一个SMBnegprot请求数据报(negprot是磋商协议“negotiateprotocol”的简写)。客户端列出了它所支持的所有SMB协议版本NAS包含的协议基础

——SMB/CIFS协议介绍（二）NAS包含的协议基础

——SMB/CIFS协议介绍（二）客户端和服务器建立SMB会话过程介绍：③通过磋商之后，客户端进程向服务器发起一个用户或共享的认证这个过程是通过发送SesssetupX(SesssetupX是会话建立和X“SessionsetupandX”的简称)请求数据报实现的。客户端发送一对登录名/密码或一个简单密码到服务器，然后服务器通过发送一个SesssetupX应答数据报来允许或拒绝本次连接。④在客户端完成了磋商和认证之后，它会发送一个TconX数据报并列出它想访问的特定网络资源的名称，之后服务器会发送一个TconX应答数据报以表示此次连接是否接受或拒绝。

在SMB中有两种安全模式“共享”级的安全模式 这种安全模式需要一个访问网络上共享资源的密码。用户通过这个密码来访问网络资源(IPC，磁盘，打印机)。他可以是网络上任何一个知道共享资源服务器名字的用户。“用户”级的安全模式 这是在第一种模式上的增强版。它坚持使用一对登录名/密码来访问共享资源。所以如果一个用户想访问这种类型的共享资源，就必须同时提供登录名和密码。NAS包含的协议基础

——SMB/CIFS协议介绍（三）相同点：都是基于文件系统都是基于C/S(Client/Server)结构都能提供不同OS系统数据共享NAS包含的协议基础

——NFS,SMB/CIFS比较（一）不同点：NFS主要面向UNIX/LINUX系统间文件数据共享SMB/CIFS主要面向Windows系列平台数据共享NFS的不安全性--没有真正的用户验证机制,而只有对RPC/Mount请求的过程验证机制，而SMB/CIFS能提供基于用户/密码的验证以及ACL方式等NFS服务需要提供较多端口，安全隐患较大NAS包含的协议基础

——NFS,SMB/CIFS比较（二）

总之，NFS和SMB/CIFS都能提供文件数据共享，并且在不同的OS平台上，都有相关的软件或插件支持。比如在UNIX/LINUX平台，可以通过Samba软件和Windows平台实现文件共享，在Windows平台可以安装微软的SFU(ServiceForUnix)工具包来实现NFSServer/Client功能。NAS包含的协议基础

——NFS,SMB/CIFS比较（三）NFS发展历程：1984:NFSversion2 –Aimedathomedirectoriesandmailboxes1987:FirstattemptatsecureNFS1991:FirstNFS/TCP1992:NFSversion31993:SPECSFSbenchmarkforNFSdebuts1997:OracledatabasecertifiedoverNFS/NetAppfilers1998:SecureNFSviaKerberosV52000:NFSemergesasstorageprotocolforHPCNFSv4 –2002:Firstclient(Windows-basedHummingbird) –2003:RFC3530issued –2003:Firstserver(NetApp) –2004:FirstUNIX-basedclientandserver(AIXfromIBM)NAS包含的协议基础

——NFS协议的标准化，最新发展状况

目录NAS发展历史NAS协议基础、特点NAS存储特点、与其它存储的区别NAS应用和产品介绍NAS发展前景介绍

NAS存储特点、与其它存储的区别

iSCSI协议简介NFS,CIFS协议和iSCSI协议对比NAS存储和DAS以及SAN存储比较SAN与NAS的差别NAS存储特点及与其它存储的区别由IBM，CISIO，HP发起；2000-2为IETF草案，2004-4作为正式的IETF标准现在的iSCSI协议对应SAM2，而最新的SAM是SAM4主要由RFC3720描述涉及的RFC还有：3721（iSNS），3722（命令规范），3723（安全），3347（设计），3783（IP上的有序命令传送），3385（错误估计）用TCP/IP作为SAN的基础设施iSCSI是构建在TCP之上，而不是IP；是面向连接的，而不是无连接的。（一个iSCSI命令可能分在几个IP报文中）需要禁用TCP的NAGLE算法（见TCP/IP详解V119.4节）iSCSI的主要功能是在TCP/IP上封装，并可靠的传输SCSI命令NAS存储特点及与其它存储的区别

——NFS,CIFS协议和iSCSI协议对比不同优势劣势NAS协议(NFS,SMB/CIFS)基于文件系统（在块之上）提供跨操作系统的文件共享存储服务器或机头容易成为性能瓶颈iSCSI协议基于数据块提供基于IP的远程，大容量存储设备部署，管理比较复杂比较NAS存储特点及与其它存储的区别

——NAS存储和IPSAN存储以及FCSAN存储对比存储类型DASNASSAN访问方法扇区共享文件块传输方式IDE/SCSITCP/IP,ethernetFCTCP/IP使用端客户机/服务器客户机/服务器服务器容量GBTBPB安装难度容易容易难管理成本高低低NAS存储特点及与其它存储的区别

——SAN与NAS的差别

NAS是独立的文件服务器，存储操作系统不再停留在通用服务器端。

SAN中的数据是基于块级的传输，文件系统仍在相应的服务器上。

NAS

结构和SAN最大的区别就在于NAS有文件操作和管理系统，而SAN却没有这样的系统功能，其功能仅仅停留在文件管理的下一层，即数据管理。目录NAS发展历史NAS协议基础、特点NAS存储特点、与其它存储的区别NAS应用和产品介绍NAS发展前景介绍

NAS应用和产品介绍

NAS应用情况介绍我司的NAS相关产品其它厂家NAS产品介绍NAS应用和产品介绍

——NAS应用情况介绍（一）为什么需要NAS？发挥最大的存储效益数据集中容易管理数据异地存储，危机处理更容易数据存储的便利性管理容易NAS应用和产品介绍

——NAS应用情况介绍（二）发挥最大的存储效益目前主流硬盘容量为40–120GB，其中有相当大部分都是闲置状态；而另外一些部门，却需要大量的存储因此NAS将存储空间集中管理、分配，不仅可节省大量的硬件购置费用，还能充分利用硬盘的每一寸空间。NAS应用和产品介绍

——NAS应用情况介绍（三）数据集中容易管理

通过NAS将原本分散在不同电脑上的数据资料集中在同一存储装置上，企业主不仅容易管理、掌控资料内容，也方便MIS人员进行档案备份，并改善备份的效率。NAS应用和产品介绍

——NAS应用情况介绍（四）数据异地存储，危机处理更容易

传统单机习惯将程序、资料都放在同一块硬盘上，一旦系统出现问题，资料会一并毁灭。利用NAS，可强迫员工养成资料、程序分开存放的习惯；万一系统故障，仍能及时取出重要资料。

NAS应用和产品介绍

——

NAS应用情况介绍（五）数据存储的便利性

数据放在网络上，不管您使用哪部电脑，都可方便取得；部分机型甚至可连上互连网络，在全球各地都能存取资料。NAS应用和产品介绍

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NAS应用情况介绍（六）管理容易，成本低

SAN的管理，通常需要专门的人员，而NAS则完全基于以太网，不需要很专业的人员去管理NAS应用和产品介绍

——我司的NAS相关产品（一）IX1000IV5000在IX1000/IV5000中，NAS只是存储网络上的另一个网络存储服务。NAS使用的存储设备与SAN相同，不需要另外的设备。在IX1000/IV5000内提供NAS的另一个优点是：将诸如快照和镜像的高级存储选项，按照单组存储管理策略一律应用到SAN和NAS资源。传统的NAS设备无法提供这些功能，因为这些设备实际上是LAN上的数据孤岛，而NAS是集成存储网络的一部分。IX1000/IV5000采用简单共享和结合Window域模式两种文件共享方式NAS应用和产品介绍

——我司的NAS相关产品（二）NAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（一）NAS的主要厂商：NetAppEMCDellIBMHPNAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（二）NetAppFAS250

戴尔PowerVault745N

HPStorageWorksNASS1000EMCCelerraNS500NAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（三）NetAppFAS250

NetAppFAS200系列光纤连接企业存储系统将快速的数据访问方式与极低的维护需求集于一身，提供了功能强大的数据存储解决方案。FAS200产品系列在同一设备中集成了存储和存储处理功能，有助于实现价格合理的网络部署。这些高级存储系统利用了经过验证的

NetApp

存储体系结构，并提供了标准的

NetApp

功能要素，包括集成的

I/O、通过集群实现的高可用性以及光纤通道磁盘驱动器等等。支持多种协议的NetAppFAS200系列系统易于集成到现有的IT

环境中，帮助使用NAS、SAN

或两相混合的环境的组织实现统一存储，使得为规模各异或人员配置各异的所有站点实现企业级存储成为一个现实目标。NetAppFAS250系统是非常经济的企业级存储解决方案,其容量能够扩展到高达2TB,同时还提供了升级到更高端平台的非常方便的升级途径.FAS250系列以创新性的硬件设计为基础,将传统的“filer机头”压缩成可置入单个存储架内的机型,它们还提供了DataONTAP所支持的所有软件功能,并且与所有NetApp系统完全兼容,还可以升级到所有NetApp系统。FAS250非常适合于满足大型分布式企业的远程办事处及分支机构的存储需求。客户可以利用SnapVault和SnapMirror技术将数据镜像到公司的数据中心。通过对NFS、CIFS、HTTP、iSCSI等协议的支持，可同时满足NAS和SAN的构架。它还为那些需要NAS，iSCSI或统一存储网络的中小型企业提供了价格合理的入门级解决方案。FAS250Filer充分利用了FC磁盘驱动器，为入门级的应用程序提供行业顶尖的NetApp功能。FAS250Filer不但性能高，而且经济合算，在数据管理解决方案方面极具价值。NetAppFAS250装置在体系结构上类似于功能强大的NetApp企业级Filer，通过它可以快速访问原始存储的，多达1TB的用户和应用程序数据。NAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（四）戴尔PowerVault745N

戴尔PowerVault745N存储服务器采用MicrosoftWindowsStorageServer2003操作系统，具有快速部署、内建多平台文件共享服务和安全性、更高的数据保护和系统可用性、简化的零影响升级、更低的购买成本等优点，有效地降低了总体拥有成本。PowerVault745N是一款1U存储服务器，已配备4个250GB硬盘，存储空间高达1TB。需要额外存储容量的客户可考虑外部存储选项，最多能连接两个外部JBOD（PV220S）将存储容量增加4TB。PowerVault745N还提供两个PCI插槽支持硬件RAID和外部存储系统，用于SCSI主机适配器卡等选项连接磁带设备。内置双10/100/1000网卡用于千兆6以太网连接。外部存储基本版本出货时配备了两个内置硬盘，仅预装MicrosoftWindowsStorageServer2003操作系统。内置硬盘配备RAID1。外部存储阵列（PV220S）可配置RAID0,1,5,10,或50。NAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（五）PowerVault745N支持的操作系统包括：MicrosoftWindowsNT/2000,Macintosh,UNIXNFS,Linux和NetWare，采用直观的网页管理界面，客户在任何远程位置均可通过网页访问方便灵活地实现集中化管理。戴尔PowerVault745N提供了1U机架优化式配置。PV745N共有三种基准版本，可满足不同环境的性能和容量需求。软件RAID基准版本提供了优越的性能和高达1TB的存储容量。硬件RAID基准版本提供了高达1TB的存储容量，此外，还将RAID计算从CPU转移到专用处理器，从而获得更高级别的性能。PV745N外部存储版本使用与那些同时需要较高性能和1TB以上存储容量的环境，利用戴尔PERC（PowerEdgeRAID控制器）可支持最多2个基于SCSI的PV220S存储机柜，最大存储容量为4TB。NAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（六）HPStorageWorksNASS1000

HPStorageWorksNAS1000s提供的快速、简化、即时NAS存储具有多协议文件支持。做为磁带备份的另一种方案，NAS1000s可提高时间利用率、节省投资，降低总体拥有成本。便于安装和管理，再加上远程管理功能使其成为一款可靠的NAS解决方案。此外，它有惠普全球服务做后盾，其业内领先、经济高效的支持可确保可用性的连续性。NAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（七）主要特性与优点：经济高效：低购置成本保护投资，并确保始终在预算范围内可扩展：容量范围广，允许客户自定义其容量要求－您不必长期锁定在预先设定好的容量点上高性能：使用最新的IntelP4处理器，获得更高的性能可靠：使用热插拔SATA硬件驱动器及数据保护软件，如RAID和支持多备份和防病毒软件包等可管理：多种管理方式，实现灵活管理。这些方式包括HPInsightManager、HPOpenView软件、webUI和控制台开放：支持所有主要文件服务协议－CIFS、NFS、NCP、AFP、HTTP和FTP结构紧凑：1U外形，最大限度地降低空间需求标配：MicrosoftWindows电源操作系统使客户能够利用现有备份和防病毒软件包可维护：可快速修理热插拔驱动器；客户可更换组件使客户可自行维护存储NAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（八）

EMCCelerraNS500

CelerraNS500系统包含网关器与整合型两种机型，提供具有高可用度与弹性化的组态选购方案，其优异的中阶价格/性能比，带给企业多元化的服务与价格。此外，产品亦提供单一或双重的文件服务器模组(datamovers)。这款产品让EMCNAS技术的版图能扩展至新客户，并且能升级至更高性能的CelerraNS700/704G，因此也为客户提升了保护投资的效益。EMC通过CelerraNS500为企业提供超越竞争厂商的优异价值。NAS应用和产品介绍

——其它厂家NAS产品介绍（九）CelerraNS500提供单一文件服务器模组型态，其拥有远超过NetworkApplianceFAS960的精益性能，价位却比FAS270低于24%的双重优势。CelerraNS5001TB容量的定价为4万美元，提供单一文件服务器模组，并整合CIFS与SnapSure的组态。CelerraNS500系统不但具有成本效益，并提供整合型以及网关器的组态，促使客户能够以较低价格采用先进且性能强固的CelerraNA