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nas
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网络附属存储
基本信息
| 中文名 | 网络附属存储 |
| 外文名 | NAS |
| 支持协议 | |
| 全称 | Network Attached Storage |
| 优点 | 即插即用，支持多计算机平台 |
| 释义 | 具备资料存储功能的装置 |
| 存储器件 | 磁盘阵列、磁带驱动器等 |
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基本定义
NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器，包括存储器件（例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功能。NAS通常在一个LAN上占有自己的节点，无需应用服务器的干预，允许用户在网络上存取数据，在这种配置中，NAS集中管理和处理网络上的所有数据，将负载从应用或企业服务器上卸载下来，有效降低总拥有成本，保护用户投资。
NAS本身能够支持多种协议（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能够支持各种操作系统。通过任何一台工作站，采用IE或Netscape浏览器就可以对NAS设备进行直观方便的管理。
SAN 和NAS的区别：
SAN包括面向块（iSCSI）和面向文件（NAS）的存储产品。
NAS产品能通过SAN连接到存储设备
NAS的外观
技术特点
NAS解决方案通常配置为作为文件服务的设备，由工作站或服务器通过网络协议（如TCP/IP）和应用程序（如网络文件系统NFS或者通用Internet文件系统CIFS）来进行文件访问。大多数NAS连接在工作站客户机和NAS文件共享设备之间进行。这些连接依赖于企业的网络基础设施来正常运行。
为了提高系统性能和不间断的用户访问，NAS采用了专业化的操作系统用于网络文件的访问，这些操作系统既支持标准的文件访问，也支持相应的网络协议，因此NAS技术能够满足特定的用户需求。例如当某些企业需要应付快速数据增长的问题，或者是解决相互独立的工作环境所带来的系统限制时，可以采用新一代NAS技术，利用集中化的网络文件访问机制和共享来解决这些问题，从而达到减少系统管理成本，提高数据备份和恢复功能的目的。
存储优缺点
优点：
NAS产品是真正即插即用的产品。NAS设备一般支持多计算机平台，用户通过网络支持协议可进入相同的文档，因而NAS设备无需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域网内。
NAS设备的物理位置同样是灵活的。它们可放置在工作组内，靠近数据中心的应用服务器，或者也可放在其他地点，通过物理链路与网络连接起来。无需应用服务器的干预，NAS设备允许用户在网络上存取数据，这样既可减小CPU的开销，也能显著改善网络的性能。
局限：
NAS没有解决与文件服务器相关的一个关键性问题，即备份过程中的带宽消耗。与将备份数据流从LAN中转移出去的存储区域网（SAN）不同，NAS仍使用网络进行备份和恢复。NAS 的一个缺点是它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上。这就是说LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外，还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求。
由于存储数据通过普通数据网络传输，因此易受网络上其它流量的影响。当网络上有其它大数据流量时会严重影响系统性能；由于存储数据通过普通数据网络传输，因此容易产生数据泄漏等安全问题；
存储只能以文件方式访问，而不能像普通文件系统一样直接访问物理数据块，因此会在某些情况下严重影响系统效率，比如大型数据库就不能使用NAS。
工作分类
1．电器型服务器
电器型服务器是NAS系列设备中最低端的产品。电器型服务器不是专门附加的存储设备。它们为网络提供了一个存储的位置，但是由于没有冗余的以及和高性能的组件，它们相对比较便宜。在工作组环境中，电器型服务器要起很多作用。典型服务包括网络地址翻译（NAT）、代理、DHCP、电子邮件、Web服务器、DNS、防火墙和VPN。
2．工作组NAS
工作组级的NAS特别适合于存储需求相对较低的小型和中型公司，它们的存储需要一般从几百GB到1TB。运行电子商务软件或者大型数据库的公司会需要几TB的存储空间，他们使用的属于中型NAS。一般来说，当从工作组升级到中型NAS时，你会发现热插拔驱动器和一些可以放置额外的驱动器或更多的故障恢复产品的设备盒、增强的管理功能以及系统复杂性的少许提高。
3．中型NAS
我们所说的中型NAS解决方案提供了更好的扩展性和可靠性，而且有着与低端NAS类似的优点，例如方便、专用的存储空间和简单的安装和管理过程。与电器型服务器和工作组级NAS相比，这些NAS设备的成本明显要高很多。
4．大型NAS
这类存储设备，系统的易扩展性以及高可用性和冗余性都是十分关键的。这些设备还必须提供高端服务器的性能、灵活的管理以及与异类网络平台交互的能力。
主要应用
1.办公自动化NAS解决方案
办公自动化系统(OA)是政府机构和企业信息化建设的重点。现代企事业单位的管理和运作是离不开计算机和局域网的，企业在利用网络进行日常办公管理和运作时，将产生日常办公文件、图纸文件、ERP等企业业务数据资料以及个人的许多文档资料。传统的内部局域网内一般都没有文件服务器，上述数据一般都存放在员工的电脑和服务器上，没有一个合适的设备作为其备份和存储的应用。由于个人电脑的安全级别很低，员工的安全意识参差不齐，重要资料很容易被窃取、恶意破坏或者由于硬盘故障而丢失。
从对企事业单位数据存储的分析中可以看出，要使整个企、事业单位内部的数据得到统一管理和安全应用，就必须有一个安全、性价比好、应用方便、管理简单的物理介质来存储和备份企业内部的数据资料。NAS网络存储服务器是一款特殊设计的文件存储和备份的服务器，它能够将网络中的数据资料合理有效、安全地管理起来，并且可以作为备份设备将数据库和其它的应用数据时时自动备份到NAS上。
2.税务NAS解决方案
税务行业需要的是集业务、信息、决策支持为一体的综合系统。行业业务系统主要是税收征管信息系统，还有税务业务信息、通用业务信息等。整个系统将行政办公 信息、辅助决策信息与业务系统结合起来，组成一个通用的综合系统平台，从而形成一个完整、集成、一体化的税务业务管理系统。
税务行业的业务数据资料、日常办公文件资料及数据邮件系统非常重要，一旦数据资料丢失将会给日常工作和整个地区的税收工作带来麻烦。保证整个数据资料的安全运行及应用成为了税务行业中一个必须解决的现实问题。解决这个问题的办法，就是将这些数据资料存储或备份到一个安全、快速、方便的应用环境中，以此来保证税务行业数据的安全运行。
为合理解决数据业务资料备份和存储的问题，可以使用一台NAS 网络存储服务器来存储和备份业务数据资料以及日常办公数据。在业务主机内，数据库里的信息资料直接通过数据增量备份功能备份到NAS中。连同局域网内部的业务资料以及工作人员的日常办公文件资料或是基于光盘的数据资料，都可以存储到NAS服务器上，以便工作人员随时使用和浏览这些数据资料。使用NAS后，管理员能够有效、合理地安排和管理其内部数据资料，使数据文件从其它网络机器上分离出来，实现数据资料的分散存储，统一管理数据资料环境系统。
3.广告NAS解决方案
广告设计行业是集市场调研、行销策略、创意生产、设计执行、后期制作和媒介发布为一体的综合服务行业。
很多广告公司的数据存储模式比较落后，成本较高且效率低下，主要问题在于数据安全性差；整体数据量大以及原有大量陈旧的数据难以存储管理；存在多操作系统平台，设备繁杂导致存放的数据难以共享和管理，造成效率低下；广告设计人员的离职造成设计资料无辜丢失。采用NAS存储和备份广告设计行业网络中的业务数据资料，实现数据的集中存储、备份、分析与共享，依据设计研究单位对不同数据的不同要求，充分利用现有数据，合理构建广告设计行业的数据存储平台，从而提高了信息资料的传送速度，节省了时间，提高了工作效率。
4.教育NAS解决方案
自提出”校校通”工程后，各个学校都在积极建设自己的校园网，以便将来能及时适应信息时代的发展。随着”校校通”工程逐步到位，”资源通”成为下一步信息化建设的重点，具体体现在学校需要大量的资源信息以满足学生与教师的需求。随着校园内数据资源不断增加，需要存储数据的物理介质具有大容量的存储空间和安全性，并要有非常快的传输速率，确保整个数据资料的安全、快速存取。
校园网建设过程中偏重于网络系统的建设，在网络上配备了大量先进设备，但网络上的教学应用资源却相对匮乏。原有的存储模式在增加教学资源时会显现很多弊病：由于学校传统的网络应用中所有教育资源都存放在一台服务器上，具有高性能与高扩展能力的服务器成本较高；教学资源的访问服务会与应用服务争夺系统资源，造成系统服务效率的大幅下降；应用服务器的系统故障将直接影响资源数据的安全性和可用性，给学校的教学工作带来不便。
针对这些问题，可以引入NAS设备来实现集中存储与备份。
（1）.NAS提供了一个高效、低成本的资源应用系统。由于NAS本身就是一套独立的网络服务器，可以灵活地布置在校园网络的任意网段上，提高了资源信息服务的效率和安全性，同时具有良好的可扩展性，且成本低廉。
（2）.提供灵活的个人磁盘空间服务。NAS可以为每个学生用户创建个人的磁盘使用空间，方便师生查找和修改自己创建的数据资料。
（4）.有效保护资源数据。NAS具有自动日志功能，可自动记录所有用户的访问信息。嵌入式的操作管理系统能够保证系统永不崩溃，以保证连续的资源服务，并有效保护资源数据的安全。
5.医疗数据存储NAS方案
医院作为社会的医疗服务机构，病人的病例档案资料管理是非常重要的。基于CT和X光的胶片要通过胶片数字化仪转化为数字的信息存储起来，以方便日后查找。这些片子的数据量非常大而且十分重要，对这些片子的安全存储、管理数据与信息的快速访问以及有效利用，是提高工作效率的重要因素，更是医院信息化建设的重点问题。据调查，一所医院一个月的数据量将近500GB，这么大的数据量仅靠计算机存储是胜任不了的，有的医院会使用刻录机将过去的数据图片刻录到光盘上进行存储，但这种存储解决方式比较费时，且工作效率不高。医院需要一种容量大、安全性高、管理方便、数据查询快捷的物理介质来安全、有效地存储和管 理这些数据。使用NAS解决方案可以将医院放射科内的这些数字化图片安全、方便、有效地存储和管理起来，从而缩短了数据存储、查找的时间，提高了工作效率。
6.制造业NAS解决方案
对于制造业来说，各种市场数据、客户数据、交易历史数据、社会综合数据都是公司至关重要的资产，是企业运行的命脉。在企业数据电子化的基础上，保护企业的关键数据并加以合理利用已成为企业成功的关键因素。因此，对制造行业的各种数据进行集中存储、管理与备份，依据企业对不同数据的不同要求，从而合理构建企业数据存储平台。采用NAS的存储方式是比较适合的，可以实现数据的集中存储、备份、分析与共享，并在此基础上充分利用现有数据，以适应市场需要，提高自身竞争力。
综上所述，在数据管理方面，NAS具有很大优势，在某些数据膨胀较快、对数据安全要求较高、异构平台应用的网络环境中更能充分体现其价值。另外，NAS的性能价格比极高，广泛适合从中小企业到大中型企业的各种应用环境。
底层协议
有人认为，NAS与SAN的本质区别在于以太网与FC，两者的命运系于TCP/IP协议。SAN采用的是FC上的SCSI传输。iSCSI作为沟通了IP与SCSI（已经成熟用于FC上）的新协议，被看作影响SAN命运的一件大事。这些本质区别是从网络架构来说的，对于许多关注NAS与SAN性能差别的用户来说，两者的本质差别还存在于文件读写实现上。
NAS采用了NFS（Sun）沟通Unix阵营和CIFS沟通NT与Unix，这也反映了NAS是基于操作系统的“文件级”读写操作，访问请求是根据“文件句柄+偏移量”得出。句柄是比进程还要小的单元，通常用作进程之间通信、资源定位等。SAN中计算机和存储间的接口是底层的块协议，它按照协议头的“块地址+偏移地址”来定位。从这点说，SAN天生具有存储异构整合的存储虚拟化功能。下面我们介绍一下NAS文件共享的灵魂——NFS和CIFS。
NFS（网络文件系统）是Unix系统间实现磁盘文件共享的一种方法，支持应用程序在客户端通过网络存取位于服务器磁盘中数据的一种文件系统协议。其实它包括许多种协议，最简单的网络文件系统是网络逻辑磁盘，即客户端的文件系统通过网络操作位于远端的逻辑磁盘，如IBM SVD（共享虚拟盘）。现一般在Unix主机之间采用Sun开发的NFS（Sun），它能够在所有Unix系统之间实现文件数据的互访，逐渐成为主机间共享资源的一个标准。相比之下，SAN采用的网络文件系统，作为高层协议，需要特别的文件服务器来管理磁盘数据，客户端以逻辑文件块的方式存取数据，文件服务器使用块映射存取真正的磁盘块，并完成磁盘格式和元数据管理。
CIFS是由微软开发的，用于连接Windows客户机和服务器。经过Unix服务器厂商的重新开发后，它可以用于连接Windows客户机和Unix服务器，执行文件共享和打印等任务。它最早的由来是NetBIOS，这是微软开发的在局域网内实现基于Windows名称资源共享的API。之后，产生了基于NetBIOS的NetBEUI协议和NBT(NetBIOS OVER TCP/IP)协议。NBT协议进一步发展为SMB（Server Message Block Potocol）和CIFS（Common Internet File System，通用互联网文件系统）协议。其中，CIFS用于Windows系统，而SMB广泛用于Unix和Linux，两者可以互通。SMB协议还被称作LanManager协议。CIFS可籍由与支持SMB的服务器通信而实现共享。微软操作系统家族和几乎所有Unix服务器都支持SMB协议/SMBBA软件包。
但最近的消息有点不妙—微软已经在Exchange等关健应用中撤消了对CIFS协议的支持。微软在其网站上称，CIFS协议要求数据通过客户的网络设备，容易造成性能瓶颈。此举遭到业内人士抨击。
SAMBA开放源代码软件的开发者之一杰里米称，对Linux的恐惧感和试图利用其在桌面操作系统方面的优势保护Windows服务器操作系统的销售是微软拒绝CIFS协议的真正原因。Network Appliance公司（NAS设备主要生产商之一）也曾表示，微软的这一措施是“不理智和贪婪的”。
网络采购
对于准备组建网络的用户来说，由于NAS已经是一部性能优越的文件服务器了，在网络中使用NAS设备意味着不必再购买传统意义上的文件服务器，这可以大幅降低用户的总拥有成本。同时， NAS设备还可以与应用服务器进行很好的配合，达到提升网络整体性能的效果。
对于已经建立网络的用户来说，NAS设备可以与原有的文件服务器配合使用，极大地保护用户前期投资。NAS也可以与多功能服务器配合使用，这样可以减轻服务器的工作压力，节省更多的时间进行其他应用，从而提高网络的性能。
一旦用户确定了存储系统基本架构之后，我们需要进行产品的选型。容量与价格当然是要考虑的要点之一，不过这两个因素非常容易得出结论，所以不会是用户采购的难点，只是要注意既不让投资设备闲置，又留有一定升级空间。产品采购真正难点再于全面考察其内在性能与功能，包括数据安全性、性能、连接性、管理性和附加功能等多方面。
安全性 数据安全是指在存储设备的设计方面，对各种偶然性错误和意外情况的预期，以及采取的预防或补救措施。用户需要注意的是，存储系统是一个从软到硬的复杂系统，所以，对数据保护能力的评价应当考虑到整个系统。
性能 对NAS产品来说，主要性能指数是OPS和ORT，分别代表每秒可响应的并发请求数和每个请求的平均反应时间。一般认为，NAS在 Web、E-mail、数据库等小文件频繁读写的环境下性能优秀。
管理性 管理性是任何IT产品都必须具备的重要特性之一。首先，用户应考虑产品所提供的管理功能或方式是否实用可靠，比如远程Web管理、自动报警等。
协同工作能力 这一点对于NAS来说并不是一个问题，因为NAS设备只是附件设备。但用户还是应该仔细考虑这一问题，尤其是系统安全性较高而又充满了各种安全认证机制时。
存储对比
传统数据库服务器通常均配置大容量内存，群集高端CPU和本地附带存储形成大而全的复杂体系结构。造成如此配置的主要原因是因为数据库服务器必须同时执行各种服务如：打印服务、文件名服务、文件服务、数据库、路由、磁带备份、磁盘阵列RAID和公用服务等。所有的服务都要消耗服务器的内存，CPU资源，在多层次的数据处理过程中，处理器和磁盘控制器可能会因为存取主存地址而进行竞争，从而使其核心的数据库服务效率大大下降，因此如何在硬件配置中优化数据库服务便成了当务之急。
SAN和NAS的比较
NAS是传统网络文件服务器技术的发展延续，是专用的网络文件服务器，是代替传统网络文件服务器市场的新技术、新产品。网络文件服务器技术是建立在网络技术发展成熟基础之上的。因此它的访问协议是通用的TCP/IP，今天的NAS产品也是基于TCP/IP协议的文件访问机制。传统的网络文件服务器总体可以分为两大类：第一类是UNIX网络文件服务器，即支持NFS服务器；第二类是NT网络文件服务器，即支持CIFS服务器。网络文件服务器的出发点是数据共享及保护，但上述的两类网络文件服务器之间较难共享；一个网络文件服务器系统支持的网络访问能力有限，因此当一个网络文件服务器不能满足性能需求时必须再添加新的网络文件服务器，但过多的网络文件服务器造成管理维护的困难及资源浪费；同时传统网络文件服务器对数据保护能力也非常有限（一般是单一主机连接存储介质构成网络文件服务器，存在单点故障），丢失数据是很难避免的。
SAN和NAS适合的应用不同。SAN是传统的DAS技术的发展延续，是适合大量的数据块访问方式的网络存储技术，即信息主要是以块方式存储及管理的应用。SAN技术的核心是SAN交换机，SAN交换机是存储系统和主机系统之间的桥梁。尽管SAN交换机上也配置CPU和CACHE，也可以具有自我管理、自我配置等智能软件，但其主要作用还是作为数据交换通道。SAN技术经过几年的发展已经非常成熟，SAN技术吸收传统通道技术和传统网络技术的优势，因此具有诸如高速、低延迟、高数据一致性、大数据传输、路由管理、广泛连接性、远距离支持、灵活管理等优势。
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