存储空间的大小和存取速率一直是计算机系统的一个重要问题, 存储系统的优劣直接影响计算机系统的工作效率。 随着信息时代数据量爆炸增长, 存储的时效性和安全性要求更高, 且存储不再主要为CPU 服务, 从而形成自存储、 高效存储的网络存储体系。

单机环境下一般是金字塔型的多级存储: CPU-临时存储(CACHE \ RAM)-永久存储(硬盘)。

网络环境下典型的存储方式如下。

1. 直接连接存储DAS(Direct Attached Storage)

DAS 本质是硬件设备的累加, 多个存储设备通过光纤或SCSI 接口直接连接到主机。存在服务器一旦故障, 存储数据难恢复的问题。 其存储维护管理和I/O 读写依赖服务器的主机操作系统, 数据存储一般占用30%左右主机资源, 存储数据量很大时, 需要耗费时间长, 对服务器硬件有一定影响。 另外, 该存储方式不具备共享性。

2. 网络连接存储NAS(Network Attached Storage)

NAS 是一种远程文件服务的方法, 多个存储设备通过网络协议和一群计算机相连接。用户不是在用户自己的文件系统上使用该软件, 其文件访问被重定向到使用远程协议(CIFS 或NFS)的其他设备, 该设备有自己的文件系统和服务来执行文件I/O, 实现文件共享和集中数据管理。

NAS 以网络为中心, 利用现有IP 网络资源就能从存储数据的服务器获取数据。 用户可以像在本地驱动器上一样复制和粘贴文件或整个文件夹。 但其网络协议开销大, 访问速度高的场合(如数据库应用)不适合使用NAS, 一般也很难管理多个相关设备, 不能跨越不同设备。

3. 存储区域网络SAN(Storage Area Network)(www.daowen.com)

SAN 是专用于企业级应用的存储方式, 存储包含在专用的网络中, 没有公共网络的其他业务影响, 非常适合于大流量数据传送(数据仓库、 数据库应用、 集中数据灾备等)。 基于网络服务群后端, 使用交换机连接服务器主机和存储阵列, 形成专用于区域网络的存储。 每台服务器可以随时访问任意设备中的数据。 I/O 块存储将每个文件或文件夹视为较小数据位的各种块, 并在SAN 系统中的各种驱动器和设备上分配每个块的多个副本, 从而有更高的数据可靠性。 如果一个或多个驱动器出现故障, 仍可以访问数据。 文件可以从最接近用户的块重新组合, 不需要通过文件夹层次结构。 从服务器应用程序和操作系统(OS)的角度看, 安装在用户的计算机上, SAN 一般显示为本地驱动器。 SAN 可以提供高性能和更加多的配置选项。 但在大部分的案例中, NAS 比SAN 更加便宜而且应用起来更加方便。

iSCSI 又称为IP-SAN, 是一种基于因特网及SCSI-3 协议下的存储技术, IETF 于2003 年2 月11 日定为正式的标准。 IBM 公司研发的iSCSI 技术提供硬件设备使用的、 可以在IP 协议的上层运行的SCSI 指令集, 这种指令集合可以实现在IP 网络上运行SCSI 协议,使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。 iSCSI 技术将现有SCSI 接口与以太网络(Ethernet)技术结合, 使服务器可与使用IP 网络的储存装置互相交换资料。

与传统的SCSI 技术比较起来, iSCSI 技术有以下三个革命性的变化:

(1) 把原来只用于本机的SCSI 协同透过TCP/IP 网络传送, 使连接距离无限延伸;

(2) 连接的服务器数量无限;

(3) 由于是服务器架构, 所以也可以实现在线扩容以至动态部署。

存储技术发展多样, 还有基于计算机应用对象的网络数据存储技术的存储对象存储技术OBS(Object-Based Storage), 通过对现有存储设备的整合, 实现海量、 异构数据的智能管理的与虚拟存储等。