NAS技术的应用及实现（二）

    在最近开发出的NAS装置中，有一类新品确实满足了人们的想像，它就是体积非常小的SoHo类存储服务器。这种服务器的容量通常在10～240GB范围内，一般基于Linux或BSDUNIX系统，采用Intel处理器。基于成本问题的考虑，这种文件服务器通常使用1或2个的SCSI或IDE独立磁盘，它们可以做成镜像使用，但通常不做成RAID。另外，这种产品一般只提供一个10/100Mb的以太网接口。

 

    2.NAS数据库类应用

    到目前为止，人们已经做了一些努力，试图使NAS服务器能用来作为专门的数据库服务器。虽然这些努力至今还没有取得广泛的成功，但并不意味着这种想法是失败的。人们越来越期待，NAS数据库产品能作为数据库技术的接口，成功推向市场。

    正如文件服务NAS产品需要提供与文件访问协议的集成，数据库NAS产品也要求具备与数据库访问协议的集成能力。Oracle和其他数据库厂商已公开表明了他们的计划，准备向这种NAS数据库设备提供相关的软件甚至硬件支持。

 

    3.NASInternet服务器类应用

    1999年，市面上已经出现了提供HTTPInternet服务的NAS服务器。我们将在第16章讨论这类有趣的产品。

 

    4.CD和DVD服务器类应用

    在最早期的存储设备中，一般都设有可供网上其他工作站共享的CD驱动器和其他媒体。Microtest公司是打印服务器早期开发的领导者，在他所倡导设计的早期CD共享式NAS产品中只设有一个CD驱动器，同时只能共享一张CD碟上的资源。后来随着应用的发展，有些公司逐渐具有了一些用于工程、设备维护和软件开发的CD库，在这些公司里出现了为一些大部门和机构的雇员提供同时共享整个CD库资源的需求。

    一些厂商改进了读取CD的基本方法，他们将最近或常用的CD资源缓存在磁盘里。本来CD驱动器是一种顺序访问的设备，不能在同一时间里处理多个查询。每个共享CD的用户必须等待前一个用户完成查询后，才能要求CD驱动器从头开始为自己查找CD上的数据。这对于习惯了从自己工作站上的CD驱动器获得更好性能的用户来说，就很不满意了。将CD上的信息缓存在磁盘中，可以使多个用户更快地同时访问同一张CD上的资源。

    在许多领域，CD共享都是很重要的应用。例如，在教育领域，几百个学生需要共享同一套CD资源。另外，与其他实现方案相比，CD共享的成本通常都相当低。随着磁盘的容量越来越大，在磁盘上存储CD-ROM的数据也越来越有实际意义。

 

    5.备份类应用

    人们已经做了多次努力，试图设计出一种专门用于网络备份的NAS产品，但到目前为止都还没有取得很大的成功。通常，这类产品设计用于备份网络操作系统及其连接的客户。不过，这种网络备份设备还不足以用来保护高容量的服务器，通常高容量的服务器还需要通过直接相连的磁带驱动器及时完成备份工作。因为在NAS装置外部还需要添置别的组件，所以人们并不认为NAS备份产品已能提供一个综合完善的解决方案。也许，将来通过在一个设备上集成NAS和SAN功能、支持以太网和I/O路径连接后，服务器备份设备能取得更多的成功。

    NAS文件服务器设备，被认为是用于备份桌面工作站和便携机的一种方案。通常，桌面系统的备份对于许多机构来说是一个难题，它并不容易通过服务器备份产品来解决。主要的困难在于，当运行服务器备份进程时，工作站和便携机通常不能用于备份工作。另外，性能要求也是一个难点。采用NAS备份桌面和便携机系统的基本思想，是当用户登录网络时，从用户系统到NAS装置的磁盘信息同步。这种方法，类似于用来在桌面和便携机系统之间同步数据的磁盘同步产品。

    但是，在广域网环境中，由于网络没有那么可靠，并且存在相当多的传输延迟，所以不能采用UDP，而必须使用TCP。虽然TCP要比UDP的处理和传送速度慢，但是它能保证数据传送的可靠，所以有利于在广域网环境中传送大量的数据。因此，目前NFS也集成了TCP，作为它的一种传输协议。对于基于NFS的NAS产品，任何一种广域方案都应该采用TCP，而不能使用UDP。

 

    将文件服务器合并到NAS装置上

    对于大型企业级NAS产品，它的一个最常用的应用是服务器合并。通常的做法是替代几个小的文件服务器，或者将文件服务功能从几个服务器中移到一个大型的NAS装置中。将文件服务功能统一移到一个大型服务器上，可以使IT部门提高管理用户账号和文件资源的效率。

 

    服务器合并会影响到计算环境的几个方面，在I/O和存储方面IT部门需要注意以下几点：

    合并后的I/O路径吞吐量需求。

    缓存的需求。

    磁盘子系统结构。

    备份的需求。

 

    1)网络I/O路径吞吐量需求

    进行服务器合并时，需要考虑的一个方面即网络I/O因素，例如，那些需要归并到一个NAS系统中的以太网连接和存储I/O总线。新的NAS方案必须满足现有网络总的最大I/O传送需求，能通过较少的网络连接进行服务器带宽合并。同样的道理，新的NAS服务器也应该能满足现有服务器存储I/O总线或路径的带宽需求。换而言之，用来替代现有服务器的任何大型NAS装置，都应该比现有服务器方案提供相等或更快的I/O吞吐率。

    通常，采用峰值访问时期内的平均传送速率作为衡量的性能指标，新的NAS服务器的指标应该等于或大于现有服务器平均传送速率的总和。如果不能满足这一要求，用户就有可能对它的性能感到失望。当然，对于不同的服务器，每天的峰值访问时期发生的时间是不相同的，这会在一定程度上影响计算结果。

    另外，还可以考虑在新的NAS服务器中采用RAID。在NAS系统中一个集成的RAID子系统可以配置成多个逻辑卷，用于不同的客户和应用数据，同时通过在几个磁盘间的数据转移，可以提供很好的负载平衡功能。

    注意进行I/O负载平衡时，将负载从老的服务器上转移到新的NAS装置上，通常来说是个好主意，最容易实现的途径是在NAS装置中采用RAID。

 

    2)缓存的需求

    同样，在现有文件服务器中所采用的缓存，也应该能够在新的NAS装置中实现。不过，如果不同的服务器采用不同的缓存算法，则很难采用单个缓存来复制多个服务器的缓存性能。例如，如果一个服务器采用预先读缓存，而另一个服务器采用LRU缓存，那么在达到同样的性能效果要求下，就不太可能采用单个相当体积的总缓存来替代这两个服务器的缓存。在这种情况下，最好的做法就是尽量不要合并两个采用不同缓存方案的服务器。

    对于服务器合并中的缓存方案，另外一个需要考虑的问题是并发访问，即多个用户对单独一个数据文件的并发访问。例如，进行服务器合并的一个重要考虑，可能是为了能够并发访问一些文件，而这些文件以前只能一次由一个用户访问。本章的后面将会讨论到，并发访问的问题主要是一个锁定问题。同时，如果增加所采用的缓存容量，也可能会提高并发访问文件的性能。

 

    3)磁盘及磁盘子系统的结构

    归并到单个NAS装置中的不同服务器可能会采用不同的磁盘结构，例如其中一个服务器可能采用镜像磁盘，而另一个服务器却采用RAID5。对于许多负载来说，磁盘结构的选择并不太大影响性能，不过，对于支持写操作占比例高的应用的服务器来说，磁盘结构的选择比较重要。一般而言，如果写操作占的比例高（超过50%），则建议采用磁盘镜像（RAID1），这在第6章关于RAID的内容中已经详细讨论过了。

    另一方面的考虑，即是否采用单独磁盘、镜像磁盘或RAID阵列输出的虚似磁盘。例如，对于18GB的磁盘容量，可以作为一个单独的物理磁盘，或者一对镜像磁盘，或者阵列的一个虚拟磁盘。每一种方案都有自己的特点和优势，因此如果NAS装置能够一一实现的话，则十分有用。不过，通常而言，不能期望NAS服务器上的磁盘子系统有很好的灵活性。

 

    4)备份的需求

    遗憾的是，采用NAS装置进行服务器合并时，并不能提高备份性能。通常而言，目前基于NOS的服务器备份功能要强于NAS装置的备份功能。这将在后面讲到NAS装置的备份和恢复内容时再进一步讨论。