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NAS存储数据备份方案

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2020年4月19日
文档仅供参考
网络附属存储
简介
　　NAS（Network Attached Storage：网络附属存储）是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。按字面简单说就是连接在网络上, 具备资料存储功能的装置，因此也称为“网络存储器”。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心，将存储设备与服务器彻底分离，集中管理数据，从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储，而效率却远远高于后者。
基本定义

NAS被定义为一种特殊的专用数据存储服务器，包括存储器件（例如磁盘阵列、CD/DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质）和内嵌系统软件，可提供跨平台文件共享功能。NAS一般在一个LAN上占有自己的节点，无需应用服务器的干预，允许用户在网络上存取数据，在这种配置中，NAS集中管理和处理网络上的所有数据，将负载从应用或企业服务器上卸载下来，有效降低总拥有成本，保护用户投资。
　　NAS本身能够支持多种协议（如NFS、CIFS、FTP、HTTP等），而且能够支持各种操作系统。经过任何一台工作站，采用IE或Netscape浏览器就能够对NAS设备进行直观方便的管理
　　SAN 和NAS的区别：
　　SAN是一种网络，NAS产品是一个专有文件服务器或一个只能文件访问设备。
　　SAN是在服务器和存储器之间用作I/O路径的专用网络。
　　SAN包括面向块（SCIS）和面向文件（NAS）的存储产品。
　　NAS产品能经过SAN连接到存储设备
　　NAS的外观
　　NAS是功能单一的精简型电脑，因此在架构上不像个人电脑那么复杂，像键盘、鼠标、荧幕、音效卡、喇叭、扩充漕、各式连接口等都不需要；在外观上就像家电产品，只需电源与简单的控制钮。NAS在架构上与个人电脑相似，但因功能单纯，可移除许多不必要的连接器、控制晶片、电子回路，如键盘鼠标、USB、VGA等。

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NAS数据存储的优点
　　第一，NAS适用于那些需要经过网络将文件数据传送到多台客户机上的用户。NAS设备在数据必须长距离传送的环境中能够很好地发挥作用。
　　第二，NAS设备非常易于部署。能够使NAS主机、客户机和其它设备广泛分布在整个企业的网络环境中。NAS能够提供可靠的文件级数据整合，因为文件锁定是由设备自身来处理的。
　　第三，NAS应用于高效的文件共享任务中，例如UNIX中的NFS和Windows NT中的CIFS，其中基于网络的文件级锁定提供了高级并发访问保护的功能。
　　NAS分类
　　1、电器型服务器
　　电器型服务器是NAS系列设备中最低端的产品。电器型服务器不是专门附加的存储设备。它们为网络提供了一个存储的位置，可是由于没有冗余的以及和高性能的组件，它们相对比较便宜。在工作组环境中，电器型服务器要起很多作用。典型服务包括网络地址翻译（NAT）、代理、DHCP、电子邮件、Web服务器、DNS、防火墙和VPN。
　　2、工作组NAS
　　工作组级的NAS特别适合于存储需求相对较低的小型和中型公司，它们的存储需要一般从几百GB到1TB。运行电子商务软件或者大型数据库的公司会需要几TB的存储空间，她们使用的属于中型NAS。 一般来说，当从工作组升级到中型NAS时，你会发现热插拔驱动器和一些能够放置额外的驱动器或更多的故障恢复产品的设备盒、增强的管理功能以及系统复杂性的少许提高。
　　3、中型NAS
　　我们所说的中型NAS解决方案提供了更好的扩展性和可靠性，而且有着与低端NAS类似的优点，例如方便、专用的存储空间和简单的安装和管理过程。与电器型服务器和工作组级NAS相比，这些NAS设备的成本明显要高很多。
　　4、大型NAS
　　这类存储设备，系统的易扩展性以及高可用性和冗余性都是十分关键的。这些设备还必须提供高端服务器的性能、灵活的管理以及与异类网络平台交互的能力。
编辑本段NAS的主要应用
介绍
　　NAS能够满足那些希望降低存储成本但又无法承受SAN昂贵价格的中小企业的需求，具有相当好的性能价格比。究竟哪些行业能够使用到NAS设备呢？首先，看这个单位的核心业务是否建立在某种信息系统上，对数据的安全性要求很高；其次，看该信息系统是否已经有或者将会有海量的数据需要保存，而且对数据管理程度要求较高；最后，还能够判断一下网络中是否有异构平台，或者以后会不会用到。如果上述有一个问题的答案是肯定的，那么就有必要重点考虑使用NAS设备。
1、办公自动化NAS解决方案
　　办公自动化系统(OA)是政府机构和企业信息化建设的重点。现代企事业单位的管理和运作是离不开计算机和局域网的，企业在利用网络进行日常办公管理和运作时，将产生日常办公文件、图纸文件、ERP等企业业务数据资料以及个人的许多文档资料。传统的内部局域网内一般都没有文件服务器，上述数据一般都存放在员工的电脑和服务器上，没有一个合适的设备作为其备份和存储的应用。由于个人电脑的安全级别很低，员工的安全意识参差不齐，重要资料很容易被窃取、恶意破坏或者由于硬盘故障而丢失。
　　从对企事业单位数据存储的分析中能够看出，要使整个企、事业单位内部的数据得到统一管理和安全应用，就必须有一个安全、性价比好、应用方便、管理简单的物理介质来存储和备份企业内部的数据资料。NAS网络存储服务器是一款特殊设计的文件存储和备份的服务器，它能够将网络中的数据资料合理有效、安全地管理起来，而且能够作为备份设备将数据库和其它的应用数据时时自动备份到NAS上。
2、税务NAS解决方案
　　税务行业需要的是集业务、信息、决策支持为一体的综合系统。行业业务系统主要是税收征管信息系统，还有税务业务信息、通用业务信息等。整个系统将行政办公 信息、辅助决策信息与业务系统结合起来，组成一个通用的综合系统平台，从而形成一个完整、集成、一体化的税务业务管理系统。
　　税务行业的业务数据资料、日常办公文件资料及数据邮件系统非常重要，一旦数据资料丢失将会给日常工作和整个地区的税收工作带来麻烦。保证整个数据资料的安全运行及应用成为了税务行业中一个必须解决的现实问题。解决这个问题的办法，就是将这些数据资料存储或备份到一个安全、快速、方便的应用环境中，以此来保证税务行业数据的安全运行。
　　为合理解决数据业务资料备份和存储的问题，能够使用一台NAS 网络存储服务器来存储和备份业务数据资料以及日常办公数据。在业务主机内，数据库里的信息资料直接经过数据增量备份功能备份到NAS中。连同局域网内部的业务资料以及工作人员的日常办公文件资料或是基于光盘的数据资料，都能够存储到NAS服务器上，以便工作人员随时使用和浏览这些数据资料。使用NAS后，管理员能够有效、合理地安排和管理其内部数据资料，使数据文件从其它网络机器上分离出来，实现数据资料的分散存储，统一管理数据资料环境系统。
3、广告NAS解决方案
　　广告设计行业是集市场调研、行销策略、创意生产、设计执行、后期制作和媒介发布为一体的综合服务行业。
　　现在很多广告公司的数据存储模式比较落后，成本较高且效率低下，主要问题在于数据安全性差；整体数据量大以及原有大量陈旧的数据难以存储管理；存在多操作系统平台，设备繁杂导致存放的数据难以共享和管理，造成效率低下；广告设计人员的离职造成设计资料无辜丢失。采用NAS存储和备份广告设计行业网络中的业务数据资料，实现数据的集中存储、备份、分析与共享，依据设计研究单位对不同数据的不同要求，充分利用现有数据，合理构建广告设计行业的数据存储平台，从而提高了信息资料的传送速度，节省了时间，提高了工作效率。
4、教育NAS解决方案
　　自提出”校校通”工程后，各个学校都在积极建设自己的校园网，以便将来能及时适应信息时代的发展。随着”校校通”工程逐步到位，”资源通”成为下一步信息化建设的重点，具体体现在学校需要大量的资源信息以满足学生与教师的需求。随着校园内数据资源不断增加，需要存储数据的物理介质具有大容量的存储空间和安全性，并要有非常快的传输速率，确保整个数据资料的安全、快速存取。
　　当前，在校园网建设过程中偏重于网络系统的建设，在网络上配备了大量先进设备，但网络上的教学应用资源却相对匮乏。原有的存储模式在增加教学资源时会显现很多弊病：由于学校传统的网络应用中所有教育资源都存放在一台服务器上，具有高性能与高扩展能力的服务器成本较高；教学资源的访问服务会与应用服务争夺系统资源，造成系统服务效率的大幅下降；应用服务器的系统故障将直接影响资源数据的安全性和可用性，给学校的教学工作带来不便。
　　针对这些问题，能够引入NAS设备来实现集中存储与备份。
　　（1）.NAS提供了一个高效、低成本的资源应用系统。由于NAS本身就是一套独立的网络服务器，能够灵活地布置在校园网络的任意网段上，提高了资源信息服务的效率和安全性，同时具有良好的可扩展性，且成本低廉。
　　（2）.提供灵活的个人磁盘空间服务。NAS能够为每个学生用户创立个人的磁盘使用空间，方便师生查找和修改自己创立的数据资料。
　　（3）.提供数据在线备份的环境。NAS支持外接的磁带机，它能有效地将数据从服务器中传送到外挂的磁带机上，保证数据安全、快捷备份。
　　（4）.有效保护资源数据。NAS具有自动日志功能，可自动记录所有用户的访问信息。嵌入式的操作管理系统能够保证系统永不崩溃，以保证连续的资源服务，并有效保护资源数据的安全。
5、医疗数据存储NAS方案
　　医院作为社会的医疗服务机构，病人的病例档案资料管理是非常重要的。基于CT和X光的胶片要经过胶片数字化仪转化为数字的信息存储起来，以方便日后查找。这些片子的数据量非常大而且十分重要，对这些片子的安全存储、管理数据与信息的快速访问以及有效利用，是提高工作效率的重要因素，更是医院信息化建设的重点问题。据调查，一所医院一年的数据量将近400GB，这么大的数据量仅靠计算机存储是胜任不了的，有的医院会使用刻录机将过去的数据图片刻录到光盘上进行存储，但这种存储解决方式比较费时，且工作效率不高。医院需要一种容量大、安全性高、管理方便、数据查询快捷的物理介质来安全、有效地存储和管 理这些数据。使用NAS解决方案能够将医院放射科内的这些数字化图片安全、方便、有效地存储和管理起来，从而缩短了数据存储、查找的时间，提高了工作效率。
6、制造业NAS解决方案
　　对于制造业来说，各种市场数据、客户数据、交易历史数据、社会综合数据都是公司至关重要的资产，是企业运行的命脉。在企业数据电子化的基础上，保护企业的关键数据并加以合理利用已成为企业成功的关键因素。因此，对制造行业的各种数据进行集中存储、管理与备份，依据企业对不同数据的不同要求，从而合理构建企业数据存储平台。采用NAS的存储方式是比较适合的，能够实现数据的集中存储、备份、分析与共享，并在此基础上充分利用现有数据，以适应市场需要，提高自身竞争力。
　　综上所述，在数据管理方面，NAS具有很大优势，在某些数据膨胀较快、对数据安全要求较高、异构平台应用的网络环境中更能充分体现其价值。另外，NAS的性能价格比极高，广泛适合从中小企业到大中型企业的各种应用环境。
编辑本段NAS底层协议
　　有人认为，NAS与SAN的本质区别在于以太网与FC，两者的命运系于TCP/IP协议。SAN采用的是FC上的SCSI传输。iSCSI作为沟通了IP与SCSI（已经成熟用于FC上）的新协议，被看作影响SAN命运的一件大事。这些本质区别是从网络架构来说的，对于许多关注NAS与SAN性能差别的用户来说，两者的本质差别还存在于文件读写实现上。
　　NAS采用了NFS（Sun）沟通Unix阵营和CIFS沟通NT与Unix，这也反映了NAS是基于操作系统的“文件级”读写操作，访问请求是根据“文件句柄+偏移量”得出。句柄是比进程还要小的单元，一般见作进程之间通信、资源定位等。SAN中计算机和存储间的接口是底层的块协议，它按照协议头的“块地址+偏移地址”来定位。从这点说，SAN天生具有存储异构整合的存储虚拟化功能。下面我们介绍一下NAS文件共享的灵魂——NFS和CIFS。
　　NFS（网络文件系统）是Unix系统间实现磁盘文件共享的一种方法，支持应用程序在客户端经过网络存取位于服务器磁盘中数据的一种文件系统协议。其实它包括许多种协议，最简单的网络文件系统是网络逻辑磁盘，即客户端的文件系统经过网络操作位于远端的逻辑磁盘，如IBM SVD（共享虚拟盘）。现一般在Unix主机之间采用Sun开发的NFS（Sun），它能够在所有Unix系统之间实现文件数据的互访，逐渐成为主机间共享资源的一个标准。相比之下，SAN采用的网络文件系统，作为高层协议，需要特别的文件服务器来管理磁盘数据，客户端以逻辑文件块的方式存取数据，文件服务器使用块映射存取真正的磁盘块，并完成磁盘格式和元数据管理。
　　CIFS是由微软开发的，用于连接Windows客户机和服务器。经过Unix服务器厂商的重新开发后，它能够用于连接Windows客户机和Unix服务器，执行文件共享和打印等任务。它最早的由来是NetBIOS，这是微软开发的在局域网内实现基于Windows名称资源共享的API。之后，产生了基于NetBIOS的NetBEUI协议和NBT(NetBIOS OVER TCP/IP)协议。NBT协议进一步发展为SMB（Server Message Block Potocol）和CIFS（Common Internet File System，通用互联网文件系统）协议。其中，CIFS用于Windows系统，而SMB广泛用于Unix和Linux，两者能够互通。SMB协议还被称作LanManager协议。CIFS可籍由与支持SMB的服务器通信而实现共享。微软操作系统家族和几乎所有Unix服务器都支持SMB协议/SMBBA软件包。
　　但最近的消息有点不妙—微软已经在Exchange等关健应用中撤消了对CIFS协议的支持。微软在其网站上称，CIFS协议要求数据经过客户的网络设备，容易造成性能瓶颈。此举遭到业内人士抨击。
　　SAMBA开放源代码软件的开发者之一杰里米称，对Linux的恐惧感和试图利用其在桌面操作系统方面的优势保护Windows服务器操作系统的销售是微软拒绝CIFS协议的真正原因。Network Appliance公司（NAS设备主要生产商之一）也曾表示，微软的这一措施是“不理智和贪婪的”。
编辑本段NAS应用
　　SAN、大型磁带库、磁盘柜等产品虽然都是很好的存储解决方案， 但她们同样有着不菲的身价和复杂的操作。市场需要一种面对中小企业的简单易用的存储解决方案。
　　NAS正是这种需求下的产物，它不但能够满足中小企业和政府部门现在对存储设备的需求，还具有足够的扩展空同，以适应她们未来的发展需求。相关技术的成熟是NAS产品快速发展的重要因素，特别是IDE 硬盘技术的飞速发展和IDE RAID技术的引入，能够说是NAS产品发展的一个里程碑。它们不但使NAS的产品更加成熟，也使其成本不断降低。
　　当前，各厂商的NAS产品几乎都以存储服务器的形式出现，而且都把操作系统和内存固化到产品中。各厂商主推新一代的NAS产品具有容量大、价格低、安装设置操作简单、扩展性能良好等特点。
　　当前，NAS聚焦的用户主要有ISP/ASP、CAD/CAM、中小型企业、视频制作、政府、医疗、教育等等。
编辑本段NAS的采购
　　对于准备组建网络的用户来说，由于NAS已经是一部性能优越的文件服务器了，在网络中使用NAS设备意味着不必再购买传统意义上的文件服务器，这能够大幅降低用户的总拥有成本。同时， NAS设备还能够与应用服务器进行很好的配合，达到提升网络整体性能的效果。
　　对于已经建立网络的用户来说，NAS设备能够与原有的文件服务器配合使用，极大地保护用户前期投资。NAS也能够与多功能服务器配合使用，这样能够减轻服务器的工作压力，节省更多的时间进行其它应用，从而提高网络的性能。
　　一旦用户确定了存储系统基本架构之后，我们需要进行产品的选型。容量与价格当然是要考虑的要点之一，不过这两个因素非常容易得出结论，因此不会是用户采购的难点，只是要注意既不让投资设备闲置，又留有一定升级空间。产品采购真正难点再于全面考察其内在性能与功能，包括数据安全性、性能、连接性、管理性和附加功能等多方面。
　　安全性 数据安全是指在存储设备的设计方面，对各种偶然性错误和意外情况的预期，以及采取的预防或补救措施。用户需要注意的是，存储系统是一个从软到硬的复杂系统，因此，对数据保护能力的评价应当考虑到整个系统。
　　性能 对NAS产品来说，主要性能指数是OPS和ORT，分别代表每秒可响应的并发请求数和每个请求的平均反应时间。一般认为，NAS在 Web、E-mail、数据库等小文件频繁读写的环境下性能优秀。
　　管理性 管理性是任何IT产品都必须具备的重要特性之一。首先，用户应考虑产品所提供的管理功能或方式是否实用可靠，比如远程Web管理、自动报警等。
　　协同工作能力 这一点对于NAS来说并不是一个问题，因为NAS设备只是附件设备。但用户还是应该仔细考虑这一问题，特别是系统安全性较高而又充满了各种安全认证机制时。
　　中国百盛（商场）是著名的大型商业零售企业。集团下属的每个商场MIS系统中均配备有两台RS6000主机，一台主管前台系统，主要负责处理收款机的数据访问，另一台主管后台系统。在MIS系统中，两台主机上的数据存储问题是核心，数据的稳定性最为重要。为了确保数据的安全及稳定，同时提升系统的处理能力，百盛集团决定使用网钻Maxtor NAS升级网络系统。方案的优点如下。
　　1.在保证系统的可用性和稳定性的同时，降低成本。
　　2.由于网钻产品提供了设备升级的高扩展性，能够满足数据增长迅速的需求。
　　3.不需要中断网络正常工作，满足了商业零售企业24小时运转的要求。
　　NAS是真正即插即用的产品，而且物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在混合环境中，如混合了Unix/Windows NT局域网的环境中，而无需对网络环境进行任何的修改。NAS产品直接经过网络接口连接到网络上，只需简单地配置一下IP地址，就能够被网络上的用户所共享。
　　其实我觉得NAS和SAN一个最大的区别能够用一句话来形容：SAN是一个网络系统而NAS仅仅是一个设备”。