儲存區域網路(SAN)是以一種結構連線的儲存，通常通過交換機連線，使許多不同的伺服器能夠輕鬆訪問儲存裝置。從伺服器應用程式和作業系統的角度來看，訪問SAN中的資料儲存或直接連線的儲存之間沒有明顯區別。儲存區域網路(SAN)與直接連線儲存(DAS)一樣，可以對資料進行塊訪問。

網路附加儲存(NAS)是一種遠端檔案服務方法。它不是在檔案系統上使用軟體，而是使用遠端協議(如SMB或NFS)將檔案訪問重定向到另一裝置。該裝置作為具有自己的檔案系統的伺服器執行，處理檔案I/O，並啟用檔案共享和集中資料管理。

SAN與NAS的決策通常歸結為使用者儲存的資料型別。在比較SAN與NAS時，請記住NAS最終會將檔案I/O請求轉換為附加到其上的儲存裝置的塊訪問。SAN也是結構化資料的首選，結構化資料是駐留在關係資料庫中的資料。雖然NAS可以處理結構化資料，但它通常用於非結構化資料，非結構化資料主要由檔案、電子郵件、社交媒體、影象、視訊、通訊以及關係資料庫之外的幾乎任何型別的資料組成。

用於儲存的物件I/O變得更加普遍，這主要歸功於其在雲端儲存中的巨大用途。因此，與塊儲存一起使用的SAN與具有檔案儲存的NAS之間的明顯區別變得模糊。

當供應商從塊或檔案轉移到物件I/O以滿足其儲存需求時，使用者仍然希望以他們習慣的方式訪問資料：塊儲存用於SAN或檔案儲存用於NAS。供應商提供的系統具有前端系統，可呈現NAS或SAN體驗，而後端則基於物件儲存。

檔案vs.塊vs物件

檔案I/O以與使用者在計算機上的驅動器上相同的方式讀取和寫入資料，使用分層結構，資料夾內的檔案可以位於更多資料夾中。NAS系統通常使用這種方法，它有許多好處：

•當使用NFS和SMB(最常見的NAS協議)時，使用者可以像本地和外部驅動器一樣複製和貼上檔案或整個資料夾。

•IT部門可以輕鬆管理這些系統。

塊I/O將每個檔案或資料夾視為更小資料位的各種塊，並將每個塊的多個副本分佈在SAN系統中的各種驅動器和裝置上。這種方法的好處包括：

•更高的資料可靠性。如果一個驅動器或多個驅動器發生故障，仍可訪問資料。

•更快的訪問。檔案可以從最靠近使用者的塊重新組裝，不需要通過資料夾層次結構。

物件I/O儲存將每個檔案視為單個物件，類似於檔案I/O，並且沒有巢狀資料夾的層次結構，如塊I/O。使用物件儲存，所有檔案或物件都放入一個巨大的資料池或平面資料庫中。基於已經與檔案相關聯或由物件儲存作業系統(OS)新增的元資料來找到檔案。

物件儲存是三種方法中最慢的，主要用於雲檔案儲存。但是，訪問元資料的方式的最新進展以及對快速快閃記憶體驅動器的使用的增加縮小了物件、檔案和塊之間的速度差距。

NAS vs.SAN的使用

SAN與NAS的主要區別在於每種型別的儲存方式對使用者的影響。

NAS系統或裝置通過標準乙太網連線到網路，因此在使用者看來就像任何其他網路連線裝置一樣。使用者連線到NAS訪問它上面的檔案。NAS裝置具有管理使用者計算機請求的任何資料的寫入和讀取的作業系統。

一旦將其安裝在使用者的計算機上，SAN將顯示為本地驅動器。這意味著它將作為本地驅動器執行，使用者計算機上的作業系統將處理讀取或寫入資料的命令。這使使用者可以像對待任何其他本地驅動器一樣對待它，包括在其上面安裝軟體的能力。

SAN vs.NAS的連線

NAS系統可以是單個裝置中的一個伺服器或一組驅動器或伺服器。這可以讓NAS系統直接連線到網路，通常使用連線到乙太網交換機的乙太網電纜。

相反，SAN是由網路結構(如iSCSI或光纖通道)連線在一起的驅動器、裝置或伺服器池。

乙太網和光纖網路多年來一直以速度為基礎進行競爭。然而，這種優勢一直體現在結構上，因為它具有更直接的連線，而不必通過乙太網連線的TCP/IP處理。鑑於此，當資料速度相等時，結構最終具有I/O速度優勢，因為當資料在儲存和使用者之間傳輸時，資料的接觸次數較少。

NAS的優勢

易用性是NAS的一個關鍵優勢。NAS系統中的元資料具有層次性和可讀性。使用者可以使用簡單的檔案系統瀏覽器來檢視檔名，並將它們組織成易於命名的資料夾。

使用NAS，使用者可以協作和共享資料，無論他們身在何處。NAS可以輕鬆地從任何聯網裝置訪問檔案和資料夾。

NAS還以低於SAN的成本提供高容量。NAS裝置將儲存合併到一個地方，並支援資料管理和保護任務，如歸檔、備份和雲端儲存。NAS可以處理非結構化資料，例如音訊、視訊、網站、文字檔案和微軟Office文件。

NAS裝置可以配備更多或更大的磁碟以擴充套件儲存容量。這種方法稱為放大NAS。它們也可以聚集在一起以進行橫向擴充套件儲存。高階NAS裝置可以容納足夠的磁碟來支援RAID。

NAS支援相容行動式作業系統介面的檔案訪問，便於集中管理安全性和檔案訪問，並確保多個應用程式可以共享橫向擴充套件NAS裝置，而無需一個應用程式覆蓋另一個應用程式正在使用的檔案。

NAS的缺點

NAS速度不夠快，無法滿足高效能應用的需求。如果有太多的使用者在同時請求系統的情況下可能讓系統崩潰，它可能會進一步減速。然而，在更新的NAS系統中，無論是與HDD結合使用還是作為全快閃記憶體系統，都可以緩解速度問題。

NAS可能會出現可擴充套件性問題。新增太多NAS裝置可能導致NAS蔓延，尤其是在必須單獨管理所有裝置的情況下。叢集或橫向擴充套件NAS被設計用於緩解該問題。

資料完整性可能會成為一個問題，因為檔案系統會在邏輯或物理磁碟卷中儲存元資料和檔案內容。如果檔案伺服器斷電，系統必須執行檔案系統檢查(也稱為fsck)以驗證資料的狀態。根據NAS系統，執行檔案系統檢查(也稱為fsck)所涉及的延遲可能很大。

NAS使用RAID也可能存在問題，因為RAID達到了可擴充套件性限制。重建時間可能需要數天的時間，這種情況只會隨著多TB容量驅動器變得更加普遍而變得更糟。

SAN的優點

SAN將原始儲存視為IT可以在需要時集中管理和分配的資源池。由於SAN通過網路結構連線，因此使用SAN的資料傳輸和訪問速度比NAS快，所有一切都如此。

SAN系統具有高度可擴充套件性。可以根據需要新增容量。部署SAN的其他原因包括持續可用性和彈性。高可用性SAN設計為沒有單點故障，從高可用性SAN磁碟陣列和帶有冗餘關鍵元件和SAN冗餘連線的交換機開始。

SAN的缺點

成本和複雜性是SAN的主要缺點。這些系統的硬體很昂貴，而構建和管理它們需要專業知識和技能。

SAN遠比NAS複雜，有專用線纜，通常是光纖通道，但可以使用乙太網，以及專用交換機和儲存硬體。光纖是專門為儲存而開發的，因為在過去十年中，在協議取得進展之前，乙太網不夠可靠，無法傳輸資料塊。但光纖通道SAN需要專業知識以及專用連線。

雖然SAN具有高度可擴充套件性，但垂直擴充套件SAN陣列的能力有限。一旦達到向上擴充套件限制，就必須移動到更高效能的儲存陣列或新增多個儲存陣列。越來越多的SAN磁碟陣列通過支援橫向擴充套件來避免這個問題，其中添加了可同時擴充套件容量和效能的儲存節點。

DAS如何適應

DAS(直連式儲存)是未連線到網路的專用伺服器或儲存裝置。DAS最簡單的例子是計算機的硬碟。要訪問DAS上的檔案，使用者必須能夠訪問物理儲存裝置。

DAS可以勝過NAS，特別是對於計算密集型軟體程式。但是在使用DAS時，必須單獨管理每個裝置上的儲存，從而增加了系統管理的複雜性。DAS系統通常不提供SAN和NAS中常見的高階儲存管理特性，如複製、快照和瘦配置。

DAS也不能實現多個使用者之間的共享儲存。並且因為只有一個主機訪問DAS裝置，所以只有一部分可用儲存最終被使用。

統一儲存的興起

統一儲存的出現使儲存管理員可以靈活地在同一陣列上執行塊或檔案。這些多協議系統在一個儲存平臺上整合基於SAN塊的資料和基於NAS檔案的資料。客戶可以從SAN或NAS開始，稍後再新增支援和適當的連線。或者他們可以購買支援SAN和NAS的儲存陣列。

統一儲存的優缺點

《計算機週刊》編輯Antony Adshead與GlassHouse公司前技術顧問(現為戴爾EMC的顧問工程師)Andrew White談論統一儲存的挑戰和好處。

統一儲存使用檔案和塊協議。它可以使用檔案協議(如SMB和NFS)以及塊協議(如FC和iSCSI)。

這些系統的一個優點是它們比傳統儲存系統需要更少的硬體。更新的統一儲存產品正在整合雲端儲存和儲存虛擬化。

主機板可能孕育未來

如今最大的動作和興奮來自於通過結構擴充套件非易失性儲存器(NVMe)協議。

NVMe協議是將快閃記憶體裝置直接連線到計算機主機板的最快方式，通過外圍元件互連高速匯流排進行通訊。它的效能遠遠超過通過SATA連線的SSD硬碟。想象一下，如果可以在整個SAN系統上整合這種快速的NVMe連線將會有什麼樣的體驗。

公平地說，NVMe不能用於在遠端終端使用者和儲存陣列之間傳輸資料，因此必須使用訊息傳遞層。這使得NVMe看起來更像是一個乙太網連線的NAS系統，它使用乙太網的TCP / IP協議來處理資料移動。但NVMe over Fabrics開發人員正致力於使用遠端直接記憶體訪問(RDMA)來使該訊息傳遞層對速度的影響最小。在提出的各種型別的RDMA中，有融合乙太網上的RDMA，全球網際網路廣域RDMA協議和InfiniBand，它們被用於高效能運算系統。