NAS与云存储关系的研究

NAS与云存放关系研究摘要:云存放是数据中心中一项含有高度突破性技术。多年来,集群NAS存放系统出现好转,相比于SAN优越性使它愈加适应云存放需求。关键词:集群NAS;SAN;云存放Abstract:CloudStorageisatechnologyofgreatbreakthroughindatabase.Inrecentyears,theprogressinClusteringNASSystemanditsadvantagesoverSANhaveadaptedNAStotherequirementofCloudStorage.Keywords:ClusteringNetworkAttachedStorage;StorageAreaNetwork;CloudStorage1引言作为近几年兴起“云计算(CloudComputing)”一大关键组成部分,“云存放(CloudStorage)”负担着最底层以服务形式搜集、存放和处理数据任务,并在此基础上展开上层云平台、云服务等业务。刚开始兴起服务器虚拟化浪潮其关键亮点在于技术完善和工作高效上。在VMs虚拟机上首先取得应用当属开发环境或者服务器轻量级负载,而且她们大多是静态,而不是I/O集中化比如DHCP、DNS和动态目录等,服务器针对网络磁盘存放也关键使用基于块存放区域网络（SAN）。伴随服务器虚拟化应用普及,对SAN基础设施支持也变得愈加紧迫。每一个虚拟机需要一个专门逻辑单元号（LUN）供给。服务器端存放虚拟化会一直面临着巨大挑战。其次,伴随服务器虚拟化技术成熟,运行在虚拟主机中企业应用已经达成了一个前所未有高度,而随之而来复杂管理,让I/O瓶颈、存放和虚拟化服务器成本问题处理上升为关键议题[1]。网络附加存放（NAS）和iSCSI存放已成为虚拟存放处理方案。相比传统FC光纤通道SAN存放,iSCSI含有成本低廉使用方便优势但它却面临着其她一样问题。NAS含有一样成本优势和使用简便特点,但固有可扩展性和共享功效定位NAS无疑会成为云存放平台首选。目前,数据中心被大幅引入虚拟化并采纳能显著提升NAS效率实现云存放云模型。2NAS与云存放关系2.1NAS优点第一,减轻服务器负担――NAS设备目就是为了分离网络设备中服务器和存放,让这二者独立进行。这么做能够让服务器(尤其是通用服务器)有更多计算资源来处理用户多种应用和业务(比如电子邮件处理、远程应用等)。NAS则是用来帮助服务器完成部分文件任务和I/O操作。第二,方便数据共享――我们都知道,目前企业内部网络越来越庞大,形成了一个多操作系统、网络设备多样化复杂网络环境。NAS设备正是为这种多样性环境而设计,除了对多个操作系统(Unix、Linux、Windows等)支持外,还支持多个网络协议(TCP/IP等),这种设计使得NAS轻而易举支持多个系统之间数据共享(Unix和Windows之间、Unix和Linux之间、Linux和Windows之间数据传输共享)。终端用户则根本不许知道数据原先是在Unix系统上,还是Linux系统上,异或是在Windows上。第三,对现有网络环境有很好适应性――NAS设备对企业网络环境基础上没有什么尤其要求和限制,能够很很方便在现有网络环境中添加NAS设备。这是因为NAS所支持那些操作系统和网络协议都是已经有网络中得到很好支持,NAS设备添加不会引发新网络支持问题。第四,高可扩展性――NAS设备高扩展性很好满足了企业日益增加存放需求。NAS扩展只需经过添加一个节点及网络设备即可(做到真正即插即用,而且布署位置非常灵活),基础上开启NAS设备,运行对应网络文件系统,并将这个NAS设备接入网络环境就完成添加了。高级NAS更能做到支持网络接口热安装、硬盘随时增加等。第五,易管理性――NAS本身就是为了企业内部网络而设计,实现了异构平台下数据共享,所以NAS使用和维护成本就相对很低,管理和维护工作也相对简单。用户只需部分简单早期设置和管理,NAS设备就能够很好运行起来。目前NAS扩展趋势已经演变成为NAS集群技术了。NAS集群技术经过一组NAS设备集合来形成如同一个NAS设备,NAS集群技术提供了一定存放分流,使得不一样NAS设备能够同事工作来存放网络存放存放需求,从而提升了整个NAS系统整体性能,并处理了多个NAS系统扩展性和管理趋于复杂性问题。2.2NAS和SAN①NAS结构和SAN最大区分就在于NAS有文件操作和管理系统,而SAN却没有这么系统功效,其功效仅仅停留在文件管理下一层,即数据管理。从这些意义上看,SAN和NAS功效互为补充,同时SAN服务器访问数据时候不会占LAN资源,不过NAS结构服务器都需要和文件服务器进行交互,以取得自己请求数据,所以,NAS结构在速度慢LAN（如10/100M网络）上几乎不含有任何优势和意义。②因为G位和10G位以太网出现,使得NAS结构这一缺点自然消失,NAS方案一下子就取得了巨大生命力和发展空间。同时SAN和NAS相比不含有资源共享特征,所以SAN最近越来越感觉到了NAS巨大冲击力。③SAN能够使用在一些关键任务上,同时也能经过建设磁盘使用来降低电力成本,而基于DAS云存放则需要数据最少被复制2次,它关键是基于软件含有成本效益和灵活性存放方案,缺点则是成本较高而且需要专业知识。可扩展NAS文件系统能够使用SAN或者DAS直接附加存放互补形式来克服这些问题。④SAN和NAS并不是相互冲突,是能够共存于一个系统网络中,但NAS经过一个公共接口实现空间管理和资源共享,SAN仅仅是为服务器存放数据提供一个专门快速后方通道,在空间利用上,SAN和NAS也有截然不一样之处,SAN是只能独享数据存放池,NAS是共享与独享兼顾数据存放池[2]。⑤NAS在云存放中注定要发挥主导作用原因是多方面:海量非结构化数据只能经过NAS技术进行处理,NAS在无限带宽和10GbE方面也走在SAN前头,计算和存放网络也于DCB标准进行衔接。而SAN必需采取新以太网iSCSI/FCoE协议,NAS则享受TCP/IP和RDMA得天独厚优势[3]。SAN则能够作为NAS后端存放方案,也能够应用在部分特殊任务上存放需求,而商业化后云存放浪潮无疑将会涌向NAS。2.3云存放云服务对存放需求往往能够分成两方面。首先,性能是一项关键要求,尤其是对于云计算架构来说。其次,含有成本效益存放也很关键,这通常是云存放架构所要求。这两个方面都需要能够扩展支持上千个用户和PB级存放。因为集群能够满足这种扩展需求,现在集群NAS架构和云几乎已经变成了同义词。现在有两种集群方法,紧密结合型和松散结合型,而且这两种方法在云存放中都饰演着不一样角色[4]。①紧密结合对称(TCS)架构构建TCS系统是为了处理单一文件性能所面临挑战,这种挑战限制了传统NAS系统发展。HPC系统所含有优势快速压倒了存放,因为它们需要单一文件I/O操作要比单一设备I/O操作多得多。业内对此回应是创建利用TCS架构产品,很多节点同时伴伴随分布式锁管理(锁定文件不一样部分写操作)和缓存一致性功效。这种处理方案对于单文件吞吐量问题很有效,多个不一样行业很多HPC用户已经采取了这种处理方案。这种处理方案很优异,需要一定程度技术经验才能安装和使用。②松散结合非对称(LCA)架构LCA系统采取不一样方法来向外扩展。它不是经过实施某个策略来使每个节点知道每个行动所实施操作,而是利用一个数据路径之外中央元数据控制服务器。集中控制提供了很多好处,许可进行新层次扩展:2.4集群NAS架构可适应云存放需求①云存放系统是一个多存放设备、多应用、多服务协同工作集合体,任何一个单点存放系统都不是云存放。既然是由多个存放设备组成,不一样存放设备之间就需要经过集群技术、分布式文件系统和网格计算等技术,实现多个存放设备之间协同工作,使多个存放设备能够对外提供同一个服务,并提供更大更强愈加好数据访问性能。假如没有这些技术存在,云存放就不可能真正实现,所谓云存放只能是一个一个独立系统,不能形成云状结构。②在现在存放形势下,首先大量非结构化数据连续增加,对于存放系统要求越来越高;其次,云存放大规模数据访问也对存放系统提出了要求。在目前各类产品都同云计算、云存放扯上关系时候,集群NAS是比较靠谱应用选择之一。③现在,全部厂商集群NAS设备都能够实现同原有系统完美过渡,用户实际上只需要进行当地或者远程迁移就能够将数据转移到集群NAS系统中。这种方便新旧转换也使得很多CIO在构建私有云时开始考虑利用集群NAS产品。能够说,云存放市场被发掘,为集群NAS拓展出了一个更为广大应用领域,这使得越来越多厂商开始推出对应产品。这对于原来只是限制在专业领域集群NAS来说无疑是一件好事。不过,其缺点也颇为致命:采购成本过高。通常来说,100TB布署规模最少要在100万人民币以上。所以,可能我们要在云存放真正大规模普及后,才能见到集群NAS身影。2.5云存放选择即使在可扩展NAS存放系统架构云存放平台上有很多选择,不过通常来说,她们表现为一个服务、一个硬件设备或一个软件处理方案,每一个选择都有它们本身优势和劣势:①服务模式:最普遍情况下,当你考虑云存放时候,你就会想到其所提供服务产品。这种模式很轻易开始,其可扩展性几乎是瞬间。依据定义,你拥有一份异地数据备份。然而,带宽是有限,所以要考虑你恢复模型。你必需要满足你网络之外数据需求。②HW模式:这种布署位于防火墙背后,而且其提供吞吐量要比公共内部网络好。购置整合硬件存放处理方案非常方便,而且,假如厂商在安装/管理上做好话,其往往伴随有机架和堆栈模型。不过,这么你就会放弃一些摩尔定律优势,因为你会受到硬件设备限制。③SW模式:SW模式含有HW模式所含有优势。另外,它还含有HW所没有价格竞争优势。然而,其安装/管理过程序要谨慎关注,因为安装一些SW确非常困难,或者可能需要其她条件来限制大家选择HW,而选择SW.3结束语云服务对存放需求往往能够分成两方面。首先,性能是一项关键要求,尤其是对于云计算架构来说。其次,含有成本效益存放也很关键,这通常是云存放架构所要求。这两个方面都需要能够扩展支持上千个用户和PB级存