存储介质与存储网络
在党的“十九大”开幕会上，大数据、人工智能在习总书记的报告中被
提及，数据安全也显得尤为重要，因此精容数安全新推出技术解读系列软
文——“技术大拼图、数安那些事儿”，以期读者能对数据安全有个全
面、深刻的认识。
存储介质
存储介质，顾名思义是数据存储所需的载体，具体而言指存储二进制信
息的物理载体。比如软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD
卡、MMC卡、SM卡、记忆棒（Memory Stick）、xD卡等。
目前常见的存储介质：
（1）硬盘：一种非易失性的、可随机编址、可重写的，且使用磁性介
质盘片作为存储介质的数据存储设备。其寻址访问、数据存储速度快，但
成本高，适合做快速响应访问的场合。
（2）磁带：磁带是一种按数据发送的顺序将数据写入，并且能够以数
据的存储位置顺序将数据读出，读写速度快，容量大，脱机存放容易，成
本低，适合做长期保存的场合。
（3）光盘：高密度光盘使用的是光学存储介质而非磁性载体，它是用
聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息的一种数据存储
设备。适合做长期数据保留且对读写速度要求不高的场合。
（4）磁带机：是传统数据存储备份中最常见的一种存储设备。其通常
由磁带驱动器和磁带构成，是一种经济、可靠、容量大、速度快的备份设
备。
（5）磁带库：磁带库是基于磁带的备份系统，磁带库由多个驱动器、
多个插槽及机械手臂组成，它能够提供与磁带机相同的基本自动备份和数
据恢复功能，但同时具有更先进的技术特点。
（6）磁盘阵列：磁盘阵列由一个或多个磁盘子系统中的磁盘组成的磁
盘集合，这些磁盘由控制软件组合到一起并统一控制。
控制软件将磁盘集合的总磁盘容量作为一个或者多个虚拟磁盘提供给主
机。控制软件在磁盘控制器运行的控制软件通常称为固件或微码。在主机
中运行的控制软件通常称为卷管理器。磁盘阵列通常由一个或者多个控制
框及一个或者多个扩展狂构成，可以为应用系统提供高可靠性、大容量的
数据存储空间。
（7）虚拟磁带库：虚拟磁带库集成了仿真软件的基于磁盘的备份系
统，仿真软件可是基于磁盘的系统发挥磁带库的作用。其由三部分组件构
成：计算机硬件、应用软件及磁盘阵列。
虚拟带库允许客户配置虚拟磁带驱动器、虚拟磁带盒和指定磁带盒容
量。与物理磁带库不同的是，物理磁带库需要购买并安装额外的磁带驱动
器，而虚拟磁带库通过该改变软件配置即可增加虚拟磁带驱动器，而这不
需要花费任何额外的硬件成本。
存储网络
根据服务器类型分为：封闭系统的存储和开放系统的存储。
封闭系统主要指大型机，开放系统指基于 Windows、UNIX、Linux等操
作系统的服务器；
开放系统的存储分为：内置存储和外挂存储；外挂存储根据连接的方式
分为：直连式存储（Direct-Attached Storage，简称 DAS）和网络化存储
（Fabric-Attached Storage，简称 FAS）；
网络化存储根据传输协议又分为：网络接入存储（Network-Attached
Storage，简称 NAS）和存储区域网络（Storage Area Network，简称
SAN）。
DAS存储
DAS存储在我们生活中是非常常见的，尤其是在中小企业应用中，DAS
是最主要的应用模式，存储系统被直连到应用的服务器中，在中小企业
中，许多的数据应用是必须安装在直连的 DAS存储器上。
DAS存储更多的依赖服务器主机操作系统进行数据的 IO读写和存储维
护管理，数据备份和恢复要求占用服务器主机资源（包括 CPU、系统 IO
等），数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机（库），数据备份
通常占用服务器主机资源 20-30%，因此许多企业用户的日常数据备份常常
在深夜或业务系统不繁忙时进行，以免影响正常业务系统的运行。直连式
存储的数据量越大，备份和恢复的时间就越长，对服务器硬件的依赖性和
影响就越大。
直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用 SCSI连接，随着服
务器 CPU的处理能力越来越强，存储硬盘空间越来越大，阵列的硬盘数量
越来越多，SCSI通道将会成为 IO瓶颈；服务器主机 SCSI ID资源有限，能
够建立的 SCSI通道连接有限。
无论直连式存储还是服务器主机的扩展，从一台服务器扩展为多台服务
器组成的群集(Cluster)，或存储阵列容量的扩展，都会造成业务系统的停
机，从而给企业带来经济损失，对于银行、电信、传媒等行业 7×24小时服
务的关键业务系统，这是不可接受的。并且直连式存储或服务器主机的升
级扩展，只能由原设备厂商提供，往往受原设备厂商限制。
NAS存储
NAS存储也通常被称为附加存储，顾名思义，就是存储设备通过标准的
网络拓扑结构(例如以太网)添加到一群计算机上。NAS是文件级的存储方
法，它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需
求。如今用户采用 NAS较多的功能是用来文档共享、图片共享、电影共享
等等，而且随着云计算的发展，一些 NAS厂商也推出了云存储功能，大大
方便了企业和个人用户的使用。
NAS产品是真正即插即用的产品。NAS设备一般支持多计算机平台，用
户通过网络支持协议可进入相同的文档，因而 NAS设备无需改造即可用于
混合 Unix/Windows NT局域网内，同时 NAS的应用非常灵活。
但 NAS又一个关键性问题，即备份过程中的带宽消耗。与将备份数据流
从 LAN中转移出去的存储区域网（SAN）不同，NAS仍使用网络进行备份和
恢复。NAS 的一个缺点是它将存储事务由并行 SCSI连接转移到了网络上。
这就是说 LAN除了必须处理正常的最终用户传输流外，还必须处理包括备
份操作的存储磁盘请求。
SAN存储
存储区域网络，从名字上我们也可以看出，这个是通过光纤通道交换机
连接存储阵列和服务器主机，最后成为一个专用的存储网络。SAN经过十多
年历史的发展，已经相当成熟，成为业界的事实标准（但各个厂商的光纤
交换技术不完全相同，其服务器和 SAN存储有兼容性的要求）。
SAN提供了一种与现有 LAN连接的简易方法，并且通过同一物理通道支
持广泛使用的 SCSI和 IP协议。SAN不受现今主流的、基于 SCSI存储结构
的布局限制。特别重要的是，随着存储容量的爆炸性增长，SAN允许企业独
立地增加它们的存储容量。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵
列，这样不管数据置放在那里，服务器都可直接存取所需的数据。因为采
用了光纤接口，SAN还具有更高的带宽。
因为 SAN解决方案是从基本功能剥离出存储功能，所以运行备份操作就
无需考虑它们对网络总体性能的影响。SAN方案也使得管理及集中控制实现
简化，特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候。最后一点，光纤接
口提供了 10公里的连接长度，这使得实现物理上分离的、不在机房的存储
变得非常容易。
DAS、NAS、SAN对比
根据 DAS、NAS、SAN的不同特性，DAS及 SAN是基于存储空间的磁盘分
配，是基于硬件层面的存储方式，而 NAS则是基于应用层面的存储方式，
可以根据应用环境来对其进行总结。
DAS多采用 SCSI或 SAS接口，由于部署节点的单一性及较高的性能，
适用于单一节点的企业级应用，或者地理位置比较分散的服务器使用。DAS
由于部署的局限性目前使用量越来越少。
NAS利用现有以太网网络，因此部署灵活，部署的成本非常低，基于
TCP/IP协议的特性可以提供丰富的网络服务，基于文件的形式提供数据的
存储及备份，但是 TCP/IP协议决定了数据传输的数据打包及解包会占用系
统资源，另外传输速率受限于以太网的速率，因此不适用于企业级应用，
通常部署于部门级应用。
SAN存储使用光纤网络进行传输，并且独立于应用网络，可以提供非常
高的带宽，数据的传输基于块协议，无需对数据进行处理，直接进行传
送，因此性能最好，另外光纤线路可以提供远距离的高带宽链路，可以实
现数据中心的异地灾备应用，但是部署成本较高。因此 SAN存储多应用于
企业级的存储部署中。
