NAS学习笔记

网络连接存储（NAS）

NAS是网络基础架构上的共享存储

NAS是网络基础机构上使用独特寻址方案的共享存储。NAS服务器是一个存储设备，

它由高性能文件服务器组成，并与LAN连接。

NAS设备有时也称作应用装置或文件服务器。

NAS机头既可以位于其存储的远程位置（网关），也可以与其存储放置在同一机柜内，

以使存储专用于NAS应用程序（集成）。

与一般用途服务器（UNIX或NT服务器）不同，NAS服务器是针对文件服务功能（如

存储、检索和服务文件）进行了优化的设备。

NAS设备组件

1. 网络接口，通过一个或多个网络接口卡（NIC）

2. 网络文件系统（NFS）和通用Internet文件系统（CIFS）

3. NAS设备操作系统（基于Windows、UNIX或LINUX的专有优化操作系统）

4. 存储接口（行业标准存储协议，可连接到并管理物理磁盘存储资源）

较常见的文件共享协议包括：

1. 网络文件系统（NFS）：由SUN公司开发，与基于UNIX的操作系统紧密结合。

2. 通用Internet文件系统（CIFS）：由Microsoft开发，与基于Windows的操作系统紧密结

合。

这些文件系统协议允许用户跨不同操作环境共享文件数据，同时为用户提供从一个操作系统

透明传输迁移到另一个操作系统的途径。

1. 文件系统使用NFS或CIFS协议进行远程装载

2. 应用程序I/O请求通过NFS/CIFS协议将数据透明传输到远程文件系统，此操作也称为

重定向。

3. 利用成熟的数据传输（TCP/IP）和介质访问协议

在NAS中，来自客户端的I/O由网络文件访问协议（NFS/CIFS）在文件级别而非数据

块级别进行处理。这意味着客户端不需要知道物理磁盘卷或磁盘特征。文件I/O请求不同于

数据块I/O请求，前者无需知道磁盘卷、LBA或磁盘扇区。NAS设备操作系统负责跟踪文

件在物理磁盘子系统中的位置。

网络文件协议（NFS）

1. 客户端/服务器应用程序

2. 通过TCP协议上使用RPC（远程过程调用）机制

3. 装载点（指定为可访问的文件系统部分）授权本地文件系统结构访问远程分层文件结构

4. 装载点访问可通过权限设定进行控制

通用Internet文件系统（CIFS）

1. 服务器消息块（SMB）协议的公开版

2. 客户端应用程序可访问运行接受SMB协议的服务器应用程序的计算机上的文件

3. 文件控制功能优于FTP

4. 访问功能可能优于Web浏览器和HTTP

SMB广泛用于LAN。CIFS和SMB一样在较高级别上运行，并使用Internet的TCP/IP

协议。

CIFS协议允许客户端：

1. 访问位于服务器本地的文件并进行读写

2. 使用特殊锁定与其他客户端共享文件

3. 在网络发生故障时自动恢复连接

4. 使用Unicode文件名

在NAS中，后端通常使用光纤通道互连连接到存储，前端/客户端一般通过TCP/IP协

议进行连接。如果任何客户端要从NAS系统访问文件，可直接请求该文件。随后，NAS系

统会将此请求转换为数据块级别访问。

NAS物理要素

1. Data Mover/文件服务器（必须为高端文件服务器，用于在网络和存储之间移动数据）

2. 管理接口

3. 连接

--NAS机头到存储

--NAS机头到网络

4. 存储

--集成存储（专用，直接连接到NAS设备）

--网关存储（共享，直接或通过光纤连接到设备）

目前有两种可用的NAS设备：

1. 集成设备：将NAS控制器与专用存储组合为单个打包解决方案。

2. 网关设备：NAS控制器为单独产品，并配置为可使用已有的外部共享存储（如SAN上

的存储）。存储可通过FC连接。

集成NAS系统

后端存储直接与NAS机头连接。它提供一个NAS机头专用，不与任何其他服务器共享。

好处：

1. 池存储/集中存储

2. 更易于管理

3. 利用备份功能（磁盘和磁带）保护关键任务

4. 高可用性

5. 异构文件共享

6. 无需进行存储管理

7. 减轻SAN周期负载

8. 提高最终用户的性能吞吐量（服务级别）

9. 可扩展

10. 降低总体拥有成本

网关NAS系统

在此配置中，后端存储在不同类型的应用程序服务器（SAN环境）和NAS机头之间共享。

不同类型的后端存储可连接到一个NAS机头。NAS机头从一个存储启动，而用户池存储从

另一个存储启动。在这种典型的SAN设置中，NAS机头将作为SAN环境的网关。

NAS网关具有与NAS相同的好处和特性；NAS网关还可以将NAS和SAN的好处结合起来

有些NAS网关设计提供多种连接选项：FC交换机、集线器、控制器、RAID控制器和

磁盘阵列。

关于管理NAS设备

1. 大多数设备均随附供应商管理软件

2. 存在独特的管理问题

3. 需要进行初步分析

4. 需要补充其他软件

NAS管理问题

1. 性能

--物理设备性能（CPU利用率、内存利用率、接收的I/O请求数、缓存性能等）

--CIFS/NFS性能

2. 发现

3. 空间管理

4. 备份/恢复：

--如果以数据库为中心的备份和恢复解决方案涉及与关系数据库管理系统（RDBMS）相

关联的数据，则需要考虑文件和文件级别的逻辑备份。

--许多可用工具都涵盖全系列的备份和恢复选项

5. 资产管理

--NAS设备的物理属性及其相关配置

--逻辑或数据方面

管理NAS环境

1. 管理集成系统

--NAS组件和存储阵列均通过NAS管理软件进行管理

2. 管理网关系统

--NAS组件通过NAS管理软件进行管理

--存储阵列通过阵列管理软件进行管理

NAS难题

1. 速度

--网络延迟和拥塞

--协议栈效率低（封装、拥有者开销、相对较小的有效负载）

--应用程序响应要求

2. 可靠性（网络故障，解决方法：冗余规划；单点故障）

3. 连接性

--许多应用程序都需要数据块级访问，如果没有iSCSI、FCIP和iFCP这些新技术，NAS

将不能作为企业的解决方案

4. 可扩展性

--尽管NAS设备可扩展到数TB的存储容量，但是容量耗尽后扩展的唯一方式就是增加

额外设备。

什么是Data Mover

Data Mover是专用硬件平台，具有：

1. 双Intel处理器

2. 基于PCI或PCI-X

3. 高内存容量

4. 多端口网卡

5. 到存储阵列的光纤通道连接

6. 无内部存储设备

7. 在高度专业化的操作系统DART（实时数据访问）上运作

Data Mover不具备远程登录能力，也不运行任何二进制文件（非常安全）。唯一的管理

和配置接口是控制站。

Data Mover做什么用

1. 当Data Mover从存储阵列获得存储之后，就会使用DART的自动卷管理功能将该存储

进行划分，以提供多卷进行文件系统的创建。

2. Data Mover同时支持NFS和CIFS协议，能够将数据分别提供给一种协议，也能够同时

提供给两种协议。

3. 为了将数据同时共享给不同客户端，Data Mover无缝集成到两种环境的安全结构中。

EMC NAS设备当中最常用的Data Mover类型：NS500 Data Mover、NS700 Data Mover、

NSX Blade

什么是控制站

控制站是基于Intel处理器的专用管理计算机，它运行EMC Linux，提供：

1. 专用软件安装和升级入口

2. 高可用性功能的管理

--故障监控

--故障恢复

--故障报告（呼叫总部）

3. Data Mover配置的管理和系统配置数据库的存储管理

4. 运程诊断和修复

集成NAS解决方案的存储阵列是EMC CLARiiON。

网关NAS解决方案的存储阵列可以是EMC Symmetrix或EMC CLARiiON