[灾备] 常见存储形态及架构

运维少年 运维少年

数据以某种格式记录在计算机内部或外部存储介质上的过程称为数据存储。数据存储对象包括数据流在加工过程中产生的临时文件或加工过程中需要查找的信息。存储和灾备并不属于同一领域， 但灾备技术的发展依托于存储技术的发展，数据备份的过程也必须涉及数据的存储过程。

此外，随着市场竞争的加剧，灾备企业和存储企业之间的界限也逐渐模糊，相互之间的市场***也在不断加剧。因此谈灾备，必然谈存储。存储根据服务器类型分为封闭系统的存储（封闭系统主要指大型机）和开放系统的存储（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。外挂存储根据连接的方式分为：直连式存储 (Direct tached Storage—DAS) 和网络存储 (Fabric Attached Storage—FAS) ；网络化存储根据传输议又分为网络接入存储 (Network Attached Storage—NAS) 和存储区域网络 (Storage Area etwork—SAN) 。

0 1直连式存储 (DAS)

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DAS 这种存储方式与普通的 PC 存储架构一样，外部存储设备都是直接挂接在服务器内部总线上，数据存储设备是整个服务器结构的一部分。
直连式存储与服务器主机之间的连接通常采用 SCSI 连接，SCSI 通道I/O 瓶颈。服务器主机 SCSI ID 资源有限，能够建立的 SCSI 通道连接有
限。
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，都容易造成业务系统的宕机。

DAS 存储方式主要适用以下环境：

小型网络：因为网络规模较小，数据存储量小，采用这种存储方式对服务器的影响不会很大，并且这种存储方式也十分经济，适合拥有小型网络的企业用户。

地理位置分散的网络：虽然企业总体网络规模较大，但在地理分布上很分散，通过 SAN 或NAS 在它们之间进行互联非常困难，此时各分支机构的服务器也可采用 DAS 存储方式，这样可以降低成本。

特殊应用服务器：在一些特殊应用服务器上，如微软的集群服务器或某些数据库使用的原始分区，均要求存储设备直接连接到应用服务器。

提高DAS 存储性能：在服务器与存储的各种连接方式中，DAS 曾被认为是一种低效率的结构， 而且也不方便进行数据保护。直连存储无法共享，因此经常出现的情况是某台服务器的存储空间不足，而其他一些服务器却有大量的存储空间处于闲置状态无法利用。如果存储不能共享，就谈不上容量分配与使用需求之间的平衡。

DAS 结构下的数据保护流程相对复杂，如果做网络备份，那么每台服务器都必须单独进行备份， 而且所有的数据流都要通过网络传输。如果不做网络备份，那么就要为每台服务器都配一套备份软件和磁带设备，导致备份流程的复杂度会大大增加。

0 2存储区域网络 (SAN)

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SAN 存储方式创造了存储的网络化。存储网络化顺应了计算机服务器体系结构网络化的趋势。SAN 的支撑技术是光纤通道 (FC Fiber Channel) 技术。它是 ANSI 为网络和通道 I/O 接口建立的一个标准集成。FC 技术支持 HIPPI、IPI、SCSI、IP、ATM 等多种高级协议，其最大特性是将网络和设备的通信协议与传输物理介质隔离开，这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送。

SAN 允许企业独立地增加存储容量。它的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列，这样不管数据放在哪里，服务器都可以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。

SAN 的硬件基础设施是光纤通道，用光纤通道构建的 SAN 由以下三个部分组成：存储和备份设备：包括磁带、磁盘和光盘库等。

光纤通道网络连接部件：包括主机总线适配卡、驱动程序、光缆、集线器、交换机、光纤通道和 SCSI 间的桥接器。

应用和管理软件：包括备份软件、存储资源管理软件和存储设备管理软件。SAN 的优点包括网络部署容易、高速存储性能和良好的扩展能力等。

03存储区域网络 (NAS)

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存储区域网络 (NAS) 方式则全面改进了以前 DAS 存储方式。它采用独立于服务器，单独为网络数据存储而开发的一种文件服务器来连接所存储设备，自形成一个网络。这样数据存储就不再是服务器的附属，而是作为独立网络节点存在于网络之中，可由所有的网络用户共享。

NAS 的优点包括：

即插即用：NAS 是独立的存储节点存在于网络之中，与用户的操作系统平台无关，真正的即插即用。

存储部署简单：NAS 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，内置了与网络连接所需要的协议，因此使整个系统的管理和设置较为简单。存储设备位置非常灵活，管理容易且成本低。

NAS 数据存储方式是基于现有的企业 Ethernet 而设计的，按照 TCP/IP 协议进行通信，以文件的 I/O 方式进行数据传输。

当然，NAS 也并非十全十美，存储性能较低、可靠度低是其主要缺点。

除了以上三种常见的存储方式， 比较常见的还有对象存储与分布式存储。对象存储系统(Object-Based Storage System—OBS) 是综合了 NAS 和 SAN 的优点，同时具有 SAN 的高速直接访问和NAS 的数据共享等优势，提供了高可靠性、跨平台性以及安全的数据共享的存储体系结构。

对象存储系统，可以在一个持久稳固且高度可用的系统中存储任意的对象，且独立于虚拟机实例之外。应用和用户可以在对象存储中使用简单的 API 访问数据；这些通常都基于表属性状态转移(REST) 架构，但是也有面向编程语言的界面。

对象存储提供了数据上受限操作的访问控制。数据管理员可以在 bucket 层级上（类似于目录） 或者对象层级上（类似目录中的文件）应用访问控制。存储对象的授权 / 认证通过云供应商的身份认证管理系统或者你的目录服务来管理。通过后者，可能有一个本地的目录，同基于云的目录服务同步，巩固所有的访问控制角色和进入单一注册库的特权。因此，对象存储被认为是云存储得以快速发展的基础。

分布式存储系统利用了分布式技术将标准 X86 服务器的本地 HD（机械硬盘）、SS（固态硬盘）等存储介质组织成一个大规模存储资源池，但数据其实是分散存储在多*立的设备上。

传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据，存储服务器成为系统性能的瓶颈， 也是可靠性和安全性的焦点，不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构，利用多台存储服务器分担存储负荷，利用位置服务器定位存储信息，它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率，还易于扩展。

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