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NAS实现类型对比：统一式、网关式和横向扩展式（Scale-out）
NAS实现类型对比：统一式、网关式和
横向扩展式（Scale-out）
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介绍
NAS主要有三种类型的实现：统一式、网关式和横向扩展式（Scale-out）。统一NAS使用统一的存储平台将基于NAS和基于SAN的数据访问合并，提供了可以同时管理二种环境的统一管理界面。网关NAS使用外部存储来存取数据，网关NAS和存储的管理操作是分开的。横向扩展式（Scale-out）NAS可组合多个节点，形成一个集群NAS系统。本文将对比三种不同NAS实现类型。
更多信息
统一NAS
统一NAS提供文件服务，同时负责存储文件数据，并提供块数据访问。它支持用于文件访问的CIFS和NFS协议，以及用于块级访问的SCSI和FC协议。因为基于NAS和基于SAN的访问合并到同一个存储平台，统一NAS降低了企业的基础设施成本和管理成本。
统一NAS的一个系统中包括了一个或多个NAS头及存储。NAS头与存储控制器连接，提供到存储的访问。存储控制器提供了与iSCSI和FC主机的连接。存储可使用不同的磁盘类型（例如SAS、ATA、FC和闪存盘），以满足不同的负载需求。下图显示的是一个统一NAS连接的例子。
网关式NAS
网关式NAS设备包含一个或多个NAS头，使用外部存储或者独立管理的存储。与统一NAS相似，存储是与其他使用块级I/O的应用共享的。这种解决方案的管理功能比统一存储复杂，因为NAS头和存储器的管理任务是分开的。网关式解决方案可以利用FC基础设施，例如：交换机等，访问SAN存储阵列或直连式存储阵列。
网关式NAS的扩展性比统一NAS好，因为NAS头和存储阵列可以独立地根据需求进行扩展升级。例如：可以通过增加NAS头的方式提升NAS设备的性能。当存储容量达到上限时，网关NAS设备可以独立于NAS头对SAN进行扩展，增加存储容量。网关式NAS通过在SAN环境中进行存储共享，提高了存储资源的利用率。下图显示的是一个网关式NAS连接的例子。
横向扩展式（Scale-out）NAS
统一NAS和网关NAS实现都提供了一定的扩展性能，可以在数据增长和性能需求提高时对资源进行扩展。对NAS设备进行扩展主要涉及增加CPU、内存和存储容量。扩展性受制于NAS设备对后续增加NAS头和存储容量的支持能力。
横向扩展式（Scale-out）NAS可组合多个节点，形成一个集群NAS系统。只需要向集群NAS架构中添加节点即可实现资源的扩展。整个集群可看作是一个NAS设备，资源是集中管理的。在需要扩大容量或提高性能的时候，可向集群中添加节点，这不会造成停机下线的情况。横向扩展NAS可以集合许多性能和可用性中等的节点，形成集群系统拥有更好的总体性能和可用性。它还有易使用、成本低以及理论上可无限扩展的优势。
横向扩展式（Scale-out）NAS在集群中的所有节点上创建了一个单一文件系统。节点的所有信息都可以彼此共享，因此连接到任何节点的客户端都可以访问整个文件系统。集群NAS将数据在所有节点间分条，同时使用镜像或效验方式进行数据保护。数据从客户端发送到集群时，数据被分割，并行分配给不同节点。当客户端发送文件读取请求时，集群NAS从多个节点获取相应的块，将他们组合成文件，然后将文件发给客户端。随着节点的增加，文件系统实现动态扩展，数据在节点之间均衡分布。每个增加的节点都增加了整个集群的存储、内存、CPU和网络能力。因此，整个集群的性能都得到提升。
横向扩展式（Scale-out）NAS适合解决企业和客户当前面临的大数据问题。它统一管理和存储高速增长的数据，同时又十分灵活，能满足各种性能需求。下图显示的是一个横向扩展式（Scale-out）NAS连接的例子。
应用于
了解统一式、网关式和横向扩展式（Scale-out）NAS的概念和区别。
merrist
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2014年5月6日 01:00
哦哦！有学到了啊！NAS知识
Cyrus_L
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2014年10月23日 01:00
great doc & found a typo "统一NAS的一个系统中包括了一个货多个NAS头及存储" s/货/或
Jeffey1
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2014年10月23日 01:00
多谢提醒，已经修改并提交管理员审批！
JasonCao
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2015年2月26日 19:00
非常好的教材 scale-out NAS的第二段最后 应该是“成”本吧。
Jeffey1
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2015年2月26日 20:00
谢谢指正，已经提交更新。
sunjiankirk
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2016年2月16日 04:00
scale-out NAS 是不是可以理解为现在的分布式文件系统产品，比如Ceph、红帽的GFS。
Jeffey1
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2016年2月17日 19:00
sunjiankirk
我认为Scale-out NAS和分布式文件系统不属于一个概念。如果将Scale-out翻译成中文，我觉得应该是一个形容词，表示具备横向扩展能力的设备。比如：XtremIO是一种Scale-out storage，这只是表示XtremIO具备横向扩展能力。
Scale-out NAS具备横向扩展能力，但是它还是NAS设备。下面是NAS的机构图：
而分布式文件系统是一种文件系统，HDFS、Ceph都属于分布式文件系统，只是说这种文件系统管理的物理存储资源可以不直接连接在本地节点。但是NAS和文件系统是二个不同的概念！
sunjiankirk
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2016年2月22日 17:00
感谢您的解答，NAS和文件系统确实不是一个层次的东西
Jeffey1
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2016年2月22日 21:00
对的，它们的作用不同：