RAID與NAS:它們有何不同和重疊
磁盤陣列(RAID)和網絡附屬存儲(NAS)是數據存儲領域中最常用的兩種技術。雖然RAID和NAS在許多情況下重疊,但它們在某些方面有所不同。
RAID配置和NAS系統的差異
首先先了解一下RAID和NAS在數據存儲領域的比較。
RAID的解析
RAID是獨立磁盤冗余陣列的縮寫,是根據所選RAID級別提高磁盤性能、增加存儲容量并提高容錯能力的一種方法。
RAID可以使相同的數據可以保存在多個磁盤上,同時仍然可以使用稱為RAID控制器的專用硬件或軟件作為單個邏輯驅動器。由數字表示的RAID級別決定了給定配置的性能特征以及它們提供的數據保護程度。
RAID級別
在RAID級別RAID 0(也稱為數據條帶化)中,塊級別數據只是簡單分布式的,不能在多個硬盤驅動器上復制,從而提高性能和存儲容量,但不提供增強的保護。如果此配置中,兩個或更多驅動器中的一個發生故障,則所有數據都將丟失。
另一方面,RAID 1提供數據冗余形式的安全網絡。通過將一個驅動器的內容鏡像到另一個驅動器上,RAID 1可確保在配置中的某個驅動器遇到不合時宜的情況下數據仍然可用。
而在任何有關RAID 0與RAID 1的討論中,牢記這些差異非常重要。
其他RAID配置增加了各自的優點。例如,流行的RAID 5配置使用三個或更多驅動器來存儲稱為奇偶校驗的數據和恢復信息。如果一個磁盤發生故障,剩下的磁盤可以保持存儲陣列的運行,直到替換之后并重建。
這里進一步介紹一下RAID存儲級別。
NAS的解析
NAS名為網絡連接存儲。NAS可用于各種規模的企業、SOHO(小型辦公室和家庭辦公室)環境,以及創造性的專業人員和其他愛好者,NAS允許用戶將文件存儲在集中式設備或存儲陣列上。
這些設備可通過網絡使用以太網連接和NFS(網絡文件系統)或SMB/CIFS(服務器消息塊/通用互聯網文件系統)等文件協議訪問。通常,它們都包含企業級NAS驅動器,這些硬盤驅動器可以全天候運行,并且與其臺式機相比,可以提供更好的整體性能。
一些服務器的功能足夠強大,可以讓它們運行應用程序、安全軟件或兼作郵件和多媒體服務器。其他用戶可以進行遠程訪問,允許用戶通過互聯網訪問電腦、手機或平板電腦上的文件。
NAS是在組織內創建網絡文件共享的一種流行方式,員工通常在相同的文件上進行協作或需要訪問記錄、文檔和其他形式的業務信息。它還可以用來保存文件的備份,以防本地驅動器發出并合并多媒體庫,以及其他通過本地網絡存儲和交易文件的用例。
選擇正確的NAS解決方案有很多因素。它們包括網絡的讀/寫性能、支持的用戶數量、可靠性、容量、可擴展性、數據保護等等。
其底線是,選擇最適合企業業務的NAS設備需要進行大量的思考和規劃。
NAS和RAID重疊的地方
一些小型企業和大多數企業級NAS設備附帶RAID支持。通常情況下,NAS系統越高端,RAID配置選項越多。
在為家庭或小型企業使用而設計的設備上,它們要么處于預先配置的狀態,要么允許用戶從有限的RAID級別中進行選擇。來自Dell EMC、HPE、NetApp等大型組織的高端系統提供了眾多RAID選項,存儲管理人員可以使用這些選項來滿足其文件存儲容量、性能和數據保護要求。
例如,具有RAID 5配置的企業NAS設備通常會允許用戶熱交換硬盤驅動器。熱插拔驅動器使IT工作人員能夠移除故障驅動器,并使用專用驅動器機箱替換為新驅動器,而無需關閉系統。這在NAS設備實現關鍵任務的環境中非常有用。
不是非已即彼的命題
如前所述,NAS和RAID是獨立的技術,因此不必選擇其中一種。在許多情況下,他們一起工作或完全獨立使用。
家庭用戶可以使在自己的電腦中創建RAID設置,這不需要單獨的NAS系統。另一方面,許多NAS設備都支持JBOD(磁盤簇)模式。
與RAID一樣,此模式可將多個磁盤呈現為單個邏輯驅動器,減去RAID的冗余存儲能力。這種方法的一個好處是,JBOD(磁盤簇)支持各種大小的磁盤,通過聚合存儲容量來實現磁盤陣列。
例如,具有1TB、2TB和4TB驅動器的三個三色盤JBOD(磁盤簇)設置將具有7TB的總容量。在RAID配置中,通常最好使用相同大小的磁盤來最大化可用容量,并避免受到最小驅動器的阻礙,這種驅動器通常由各種RAID類型使用,以確定它們如何在磁盤之間組織數據。
NAS和RAID的性能
在NAS解決方案中,其性能特征由采用的組件來衡量。當然,人們都希望獲得最大的回報,所以在購買滿足用戶性能目標的NAS系統時應考慮以下幾點。
?CPU:預算NAS設備將擁有低端處理器,而企業NAS系統通常采用服務器級處理器,如英特爾至強CPU系列處理器。
?RAM:同樣,家庭和預算NAS系統可以采用少量內存RAM,而高端系統可以為用戶提供數十GB字節的內存,以加速文件操作。
?硬盤驅動器:正如以上提到的選擇企業一樣,NAS級驅動器將確保它們以更高的RPM提供可靠的快速性能,從而提供更好的讀/寫速度和更好的吞吐率。為了獲得最佳性能,Dell EMC公司和Synology公司等供應商提供配備快速SSD(固態硬盤驅動器)的全閃存NAS陣列。
在RAID配置中,其性能特征取決于所用硬盤的質量和類型,RAID控制器的類型和所選的RAID級別。RAID 0實現將提供快速的讀取和寫入速度。例如,RAID 5將提供良好的讀取速度,而寫入速度受到一定程度的影響,因為RAID陣列需要存儲和管理奇偶校驗信息以提供容錯功能。
RAID還是NAS?
為什么不是兩者兼而有之?如果企業需要為用戶提供對文件的共享訪問權限,那么RAID配置中的NAS是確保硬盤驅動器故障不會影響運行的一種明智方法,當然,除了RAID 0設置之外。實際上,這是大型共享存儲環境中的必備條件。
如果硬盤驅動器出現問題,關鍵的工作文件仍然可以訪問,但是當系統補償驅動器丟失或正在進行驅動器重建時,其性能可能會受到影響。并且,當一切運行平穩時,用戶將會理解某些配置(如RAID 1或10)的讀取性能優勢。
如果企業正在尋找在小型辦公室或工作組中共享文件的低成本和省力的方式,并且不介意丟失數據的可能性,那么從技術角度而言,RAID在NAS上是可選的。
由于硬盤驅動器故障始終是一種可能性,無論是技術故障、電力浪涌還是人員失誤都可能是罪魁禍首,很少有存儲專家建議采用這種方式,并可能丟失寶貴的業務數據。至少,投資自動備份和恢復解決方案是一種安全措施。
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對文件共享不感興趣?RAID還可用于工作站或DAS(直連存儲)設備,尋求改善性能或數據冗余的用戶。當然,RAID也適用于SAN(存儲區域網絡)陣列,適用于那些需要通過網絡存儲基于塊的數據庫和應用程序數據的組織。