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NAS的概念

發布時間:2017-12-01 瀏覽量: 來源: 百度文庫 作者: 百度文庫
  網絡存儲服務器NAS(Network Attached Storage),是一個專用為提供高性能、低擁有成本和高可靠性的數據保存和傳送產品。NAS設備是為提供一套安全,穩固的文件和數據保存,容易使用和管理而設計,其定義為特殊的獨立的專用數據存儲服務器,內嵌系統軟件,可以提供NFS、SMB/CIFS文件共享。NAS是基于IP協議的文件級數據存儲,支持現有的網絡技術,比如以太網、FDDI等。NAS設備完全以數據為中心,將存儲設備與服務器徹底分離,集中管理數據,從而有效釋放帶寬,大大提高了網絡整體性能,也可有效降低總擁有成本,保護用戶投資。把文件存放在同一個服務器里讓不同的電腦用戶共享和集合網絡里不同種類的電腦正是NAS網絡存儲的主要功能。正因為NAS網絡存儲系統應用開放的,工業標準的協議,不同類型的電腦用戶運行不同的操作系統可以實現對同一個文件的訪問。所以已經不再在意到底是Windows用戶或UNIX用戶。他們同樣可以安全地和可靠地使用NAS網絡存儲系統中的數據。

  NAS的特點
  NAS以其流暢的機構設計,具有突出的性能:
  移除服務器I/O瓶頸:
  NAS是專門針對文件級數據存儲應用而設計的,將存儲設備與服務器完全分離,從而將服務器端數據I/O瓶頸徹底消除。服務器不用再承擔向用戶傳送數據的任務,更專注于網絡中的其它應用,也提高了網絡的整體性能。
  簡便實現NT與UNIX下的文件共享:
  NAS支持標準的網絡文件協議,可以提供完全跨平臺文件混合存儲功能。不同操作系統下的用戶均可將數據存儲一臺NAS設備中,從而大大節省存儲空間,減少資源浪費。
  簡便的設備安裝、管理與維護:
  NAS設備提供了最簡便快捷的安裝過程,經過簡單的調試就可以流暢應用。一般基于圖形界面的管理系統可方便進行設備的掌控。同樣,網絡管理員不用分別對設備進行管理,集中化的數據存儲與管理,節省了大量的人力物力。
  按需增容,方便容量規劃:
  NAS設備可以提供在線擴容能力,大大方便了網絡管理員的容量設計。即使應付無法預見的未來存儲容量增長,也顯得異常輕松自如。而且,這種數據容量擴充的時候,不用停頓整個網絡的服務,這將極大的減少因為停機造成的成本浪費。
  高可靠性:
  除了剛才我們提到的因為移除服務器端I/O瓶頸而大大提高數據可用性外,NAS設備還采用多種方式提高數據的可用性、可靠性,比如RAID技術的采用、冗余部件(電源、風扇等)的采用以及容錯系統的設計等,當然對于不同的設備,可能也會采用其他更高性能的方式或解決方案。
  降低總擁有成本:
  NAS有一個最吸引用戶的地方,就是具有極低的總擁有成本。

  NAS的主要長處
  第一,NAS適用于那些需要通過網絡將文件數據傳送到多臺客戶機上的用戶。NAS設備在數據必須長距離傳送的環境中可以很好地發揮作用。
  第二,NAS設備非常易于部署。可以使NAS主機、客戶機和其他設備廣泛分布在整個企業的網絡環境中。NAS可以提供可靠的文件級數據整合,因為文件鎖定是由設備自身來處理的。
  第三,NAS應用于高效的文件共享任務中,例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS,其中基于網絡的文件級鎖定提供了高級并發訪問保護的功能。

  SAN的概念
  SAN(Storage Area Network,存儲區域網),被定義為一個共用的高速專用存儲網絡,存儲設備集中在服務器的后端,因此SAN是專用的高速光纖網絡。架構一個真正的SAN,需要接專用的光纖交換機和集線器。存儲區域網絡是網絡體系結構中一種相對新的概念,也是鏈接服務器和獨立于工作網絡的在線存儲設備的網絡。雖然,網絡依然在發展過程中,但最重要的SAN技術似乎是用于SCSI總線連接的光纖通道改進功能。

  SAN的優勢
  SAN的優勢可以表現在一下幾個方面:
  高數據傳輸速度:
  以光纖為接口的存儲網絡SAN提供了一個高擴展性、高性能的網絡存儲機構。光纖交換機、光纖存儲陣列同時提供高性能和更大的服務器擴展空間,這是以SCSI為基礎的系統所缺乏的。同樣,為企業今后的應用提供了一個超強的可擴展性。
  加強存儲管理:
  SAN存儲網絡各組成部分的數據不再在以太網絡上流通從而大大提高以太網絡的性能。正由于存儲設備與服務器完全分離,用戶獲得一個與服務器分開的存儲管理理念。復制、備份、恢復數據趨向和安全的管理可以中央的控制和管理手段進行。加上把不同的存儲池(Storage Pools)以網絡方式連接,企業可以以任何他們需要的方式訪問他們的數據,并獲得更高的數據完整性。
  加強備份/還原能力的可用性:
  SAN的高可用性是基于它對災難恢復,在線備份能力和對冗余存儲系統和數據的時效切換能力而來。
  同種服務器的整合:
  在一個SAN系統中,服務器全連接到一個數據網絡。全面增加對一個企業共有存儲陣列的連接,高效率和經濟的存儲分配可以通過聚合的和高磁盤使用率中獲得。綜合SAN的優勢,它在高性能數據備份/恢復、集中化管理數據及遠程數據保護領域得到廣泛的應用。

  SAN與NAS的比較
  SAN和NAS是目前最受人矚目的兩種數據存儲方式,對兩種數據方式的爭論也在一直進行著,即使繼續發展其他的數據存儲方式,也或多或少的和這兩種方式存在聯系。NAS和SAN有一個共同的特點,就是實現了數據的集中存儲與集中管理,但相對于一個存儲池來講,SAN和NAS還是有很大差別的。NAS是獨立的文件服務器,存儲操作系統不停留在通用服務器端,因此可以實現同一存儲池中數據的獨享與共享,而SAN中的數據是基于塊級的傳輸,文件系統仍在相應的服務器上,因此對于一個混合的存儲池來講,數據仍是獨立存在的,或者說是服務器在獨享存儲池中的一部分空間。這兩個存儲方案的最大分別是在于他們的訪問方法。SAN存儲網絡系統是以塊(Block)級的方式操作而NAS網絡存儲系統是以文件(File)級的方式表達。這意味著NAS系統對于文件級的服務有著更高效和快速的性能,而應用數據塊(Block)的數據庫應用和大數據塊(Block)的I/O操作則以SAN為優先。基于SAN和NAS的很大不同,很多人將NAS和SAN絕對的對立起來,就當前的發展觀點來看,這一絕對的對立是不能被市場接受的,相反更多的數據存儲解決方案趨向于將NAS和SAN進行融合,這是因為:

  一些分散式的應用和用戶要求訪問相同的數據
  對提供更高的性能,高可靠性和更低的擁有成本的專有功能系統的高增長要求
  以成熟和習慣的網絡標準包括TCP/IP,NFS和CIFS為基礎的操作
  一個獲得以應用為基礎而更具商業競爭力的解決方案欲望
  一個全面降低管理成本和復雜性的需求
  一個不需要增加任何人員的高擴展存儲系統
  一套可以通過重構劃的系統以維持當前擁有的硬件和管理人員的價值

  由于在一個位置融合了所有存儲系統,用戶可以從管理效率、使用率和可靠性的全面提高中獲得更大的好處。SAN已經成為一個非常流行的存儲集中方案,因為光纖通道能提供非常龐大的設備連接數量,連接容易和存儲設備與服務器之間的長距離連接能力。同樣地,這些優點在NAS系統中也能體驗出來。一套會聚SAN和NAS的解決方案全面獲得應用光纖通道的能力,從而讓用戶獲得更大的擴展性,遠程存儲和高性能等優點。同樣這種存儲解決方案全面提供一套在以塊(Block)和文件(File)I/O為基礎的高效率平衡功能從而全面增強數據的可用性。應用光纖通道的SAN和NAS,整個存儲方案提供對主機的多層面的存儲連接、高性能、高價值、高可用和容易維護等優點,全由一個網絡結構提供。

  RAID是英文Redundant Array of Inexpensive Disks的縮寫,中文簡稱為廉價磁盤冗余陣列。RAID就是一種由多塊硬盤構成的冗余陣列。
  雖然RAID包含多塊硬盤,但是在操作系統下是作為一個獨立的大型存儲設備出現。利用RAID技術于存儲系統的好處主要有以下三種:
  1.通過把多個磁盤組織在一起作為一個邏輯卷提供磁盤跨越功能
  2.通過把數據分成多個數據塊(block)并行寫入/讀出多個磁盤以提高訪問磁盤的速度
  3.通過鏡像或校驗操作提供容錯能力

  最初開發RAID的主要目的是節省成本,當時幾塊小容量硬盤的價格總和要低于大容量的硬盤。目前來看RAID在節省成本方面的作用并不明顯,但是RAID可以充分發揮出多塊硬盤的優勢,實現遠遠超出任何一塊單獨硬盤的速度和吞吐量。除了性能上的提高之外,RAID還可以提供良好的容錯能力,在任何一塊硬盤出現問題的情況下都可以繼續工作,不會受到損壞硬盤的影響。

  RAID技術分為幾種不同的等級,分別可以提供不同的速度,安全性和性價比。根據實際情況選擇適當的RAID級別可以滿足用戶對存儲系統可用性、性能和容量的要求。常用的RAID級別有以下幾種:NRAID,JbOD,RAID0,RAID1,RAID0+1,RAID3,RAID5等。經常使用的是RAID5和RAID(0+1)。

  總結
  這只是讓大家基本了解數據存儲和數據恢復的基本原理,不是給那些數據恢復高手看的。目的是讓大家不再感覺到數據恢復的神秘,懂得一點數據恢復的知識和數據恢復原理,可以最大限度的拯救遭遇意外的數據,避免更大的損失。真正的原理和數據恢復工作要稍微復雜一些。
  注意:當數據出現問題時請勿自行操作以免造成數據覆蓋無法恢復,切記!!!

  數據恢復案例分析
  一、修復重裝XP后的Ubuntu引導分區
  前天,我的windows xp崩潰了,于是重裝xp,把原來的Ubuntu引導分區表mbr給沖掉了,不過沒關系,修復一下mbr就可以了。首先說一下mbr的作用:當我們啟動計算機時。計算機首先運行Power On Self Test(POST),即加電自檢。POST檢測系統的總內存以及其他硬件設備的現狀。如果計算機系統的BIOS(基礎輸入/輸出系統)是即插即用的,那么計算機硬件設備將經過檢驗以及完成配置。計算機的基礎輸入/輸出系統(BIOS)定位計算機的引導設備,然后MBR(Master Boot Record-硬盤主導記錄)被加載并運行。如果用戶僅安裝Windows98,則被自動引導到桌面。如果是WindowsXP/2000/2003,那么則會將控制權交給NTLDR-系統加載器,調用Boot.ini,顯示多重選單文件。抹MBR就是抹硬盤引導記錄。

  當我們重裝了windows以后,由于硬盤mbr被重寫,即把原來mbr中grub的信息清除了,那么grub自然就不能啟動了,也就不能引導linux了,此時很多人可能就只能重裝linux了,但其實只需簡單的對mbr修復一下就可以了。
  下面就說一下修復mbr的方法:
  首先,把Ubuntu的安裝光盤放進去,然后啟動.正常進入安裝界面,打開終端:
  1、輸入:sudo grub,于是變成
  grub>
  2、先找到你的ubuntu的啟動分區在哪(就是你的/boot目錄所在的分區)
  輸入:find/boot/grub/stage1
  我機器上回車之后顯示:(hd0,2)這里hd0是指第一個硬盤,2代表第3個分區,即Ubuntu根目錄所在分區(0代表第一個分區)。
  3、輸入:grub>root(hd0,2)
  4、輸入:grub>setup(hd0)
  如果出現successed,就表示成功了。
  5、輸入:grub>quit,然后重啟。

  對于有多個硬盤的朋友,請但是注意一點,如果你的windows裝在第一塊磁盤,而linux裝在第二塊磁盤,而你的bios設置為從第一塊磁盤啟動,那么在進行以上第3步的時候,一定要把參數設為你的第一塊磁盤。即要把grub裝入引導硬盤的mbr里,當然,比較傻瓜的,你可以將grub裝入每塊硬盤的mbr,不信你試試看,肯定可以啟動,這只是一個先后次序問題

  二、NTFS格式大硬盤數據恢復特殊案例
  公司一塊80G邁拓金九硬盤,某天突然進不了分區,提示為“無法訪問X:參數錯誤”。硬盤上為該公司為本市攝制和編輯的運動會視頻和音頻文件,攝錄磁帶中已清除,運動會也不可能再開一次。先前到某電腦公司去試過,結果沒能解決問題。廣告公司經理和我的一個朋友是朋友,知道此事后就轉來我處。

  修復過程:該硬盤為只有一個NTFS分區的數據盤,先在DOS下用扇區編輯軟件查看LBA0--63扇區,結果發現分區表和63扇區都有錯誤,1—62扇區間有大量扇區被寫上不明代碼,87-102扇區不正常,先手工修復分區表,恢復63引導扇區,刪除1—62扇區間的代碼。87-102扇區之間暫不處理,到WINDOWS下檢查,結果還是出現同樣的提示,試用恢復軟件1,可以看到目錄結構,再試FINALDATE,這個軟件此時太不盡人意;用恢復軟件1選擇某目錄進行試恢復,結果28個試恢復文件只恢復2個,其余的全部為0字節,恢復工作陷入困境。再次對79-102扇區進行分析,79扇區面目全非,被嚴重篡改破壞,80-86扇區被清空,87-102扇區的內容也不正常。經過一番苦思冥想,對某些扇區進行備份后做清除,備份被放到1-62扇區之間,以備不測時改回原樣。

  再次在WINDOWS下用恢復軟件1進行恢復,讓其讀該盤約10秒鐘,停止掃描,看到的內容和前面提到的相同,試恢復一個文件夾,從恢復過程能看到這時恢復動作正常了,隨后對其余的文件和文件夾進行恢復,近3個多小時后,63.9G資料全部恢復,文件中幾乎就AVI、WAV、PSD和其它格式的圖形文件,逐個打開完全正常。恢復工作順利結束,大功告成。

  后來一個朋友說這個分區應該是2000格式化出來的,mft在分區的前面,很容易被破壞,象此案里里面87-102扇區里大約有6個左右的用戶文件/文件夾是恢復不出來的,但102~~以后的文件應該能完全恢復的。在ntfs里面,一般90扇區以后的mft才是用戶的文件信息,前面的是系統的一些元文件,對數據恢復影響不大的。個人覺得ntfs還是比較先進的,文件碎片都放在一個mft里面,只要這個扇區沒有被破壞,就可以恢復。NTFS的結構確實比較復雜,正常情況下所有的操作MFT中有記錄。但是,那些扇區被使用,那些沒被使用,這些概念還是很有用的。

  實驗盤被刪除79-102扇區內容后,開機后不需要第三方軟件,文件和目錄直接可以讀出拷貝到其它地方。查看被刪除扇區內容,95扇區后的內容都自動修復了,80-94嘛,看來MFT中應該還有一個備份,或是具有自動修復功能。故障盤為何就不能自動修復?且不讓訪問。故障盤中某些扇區看來是被利用了。它的數據恢復是通過第三方軟件得到的,對第三方軟件來講,就算格式化了,絕大部分數據還是能找回來的。
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