存储区域网络

存储区域网络 (SAN) 是一种将多台服务器与集中式存储设备相连接的高性能专用网络。SAN 广泛应用于企业环境，用以克服本地存储的局限性（例如容量限制和数据访问速度慢）。

通过将存储集中化，SAN 使组织能够更安全、更高效地管理大量敏感数据。该架构支持可扩展性，因此企业能够随着数据需求的增长而扩展存储容量，这一点在处理客户信息、财务记录或加密数据集的行业中尤为重要。

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什么是存储区域网络？

存储区域网络的定义：存储区域网络 (SAN) 是一种将服务器与共享存储设备相连接的专用高速网络。借助该网络，服务器能够通过块级访问像数据存储在本地一样访问和管理数据。

要了解 SAN 与其他存储系统的区别，将块级访问和文件级访问进行比较会有所帮助。SAN 在块级运行，这意味着它们以原始数据块的形式管理数据，应用程序可以根据需要对这些数据块进行格式化和整理。这能实现高性能、低延迟访问，很适合数据库、​虚拟机和事务处理系统。 

相比之下，文件级访问（网络附加存储 [NAS]）系统中采用的访问方式）将数据以文件和文件夹形式呈现，使用户能够更轻松地浏览和共享数据，但对于密集型工作负载而言效率较低。 

不妨将块级访问看作按页码整理图书馆，重在精准寻址；将文件级访问看作按书名将书放置在书架，便于快速调取。

存储区域网络的主要目的在于将存储设备集中化，以便能够更轻松地维护和访问这些设备。该架构和实现可提供以下主要益处：

• 对存储资源的集中管理： 利用 SAN，IT 团队能够通过单一界面管理存储，从而简化运营并减少管理开销。这种集中控制还可提高对数据使用情况、性能及容量规划的了解，而这对于优化企业工作负载和降低运营风险至关重要。
• 通过远程存储实现增强的数据保护：通过将存储与本地设备分离，存储区域网络可降低因硬件故障或局部中断而导致的数据丢失风险。远程存储还可支持高级加密、访问控制和冗余策略，有助于符合受监管行业的合规标准。
• 支持不断增长的数据量的可扩展性：存储区域网络架构专为横向扩展而设计，使组织能够随着数据需求的增加，无缝扩展存储容量。这对 AI、医疗保健和金融等行业尤为重要。在这些行业中，数据量呈指数级增长，且对性能要求很高。
• 可靠的备份和灾难恢复能力：存储区域网络通过自动定期备份以及跨多个存储节点的复制机制，可确保即使在断电或系统故障期间，数据也能保持可用。这种韧性有助于维护业务连续性，并为企业环境中的恢复时间目标 (RTO) 和恢复点目标 (RPO) 提供支持。

存储区域网络的工作原理是什么？

存储区域网络 (SAN) 利用专用高速网络连接将服务器与共享存储设备连接起来，从而实现快速且可靠的数据交换。通过将存储流量与一般网络活动分离，存储区域网络有助于减少拥塞并提升整体系统性能。

存储区域网络支持三种主要数据路径：

• 服务器到存储：支持多台服务器同时访问共享存储，从而提高效率。
• 服务器到服务器：支持服务器之间的低延迟、大容量通信。
• 存储到存储：支持存储设备之间的直接数据传输，从而释放服务器资源以用于其他任务。

该架构最大限度地减少了瓶颈，并确保了高速、无中断的数据访问。

存储区域网络有着怎样的发展历史？

存储区域网络的演变发展反映了人们对可扩展且安全的数据存储日益增长的需求：

• 20 世纪 70 年代，存储解决方案的诞生：直接附加存储 (DAS) 时代的到来导致了数据孤岛，因为服务器需要专用的本地存储。
• 20 世纪 80 年代，网络附加存储 (NAS) 的出现：随着 IT 基础设施日趋成熟，NAS 实现了通过局域网共享文件。
• 20 世纪 90 年代，存储区域网络的出现：存储区域网络使多台服务器能够访问共享存储，如同存储为本地连接一般，从而解决了 DAS 的诸多局限性。
• 21 世纪 00 年代，存储区域网络的使用增长：数据需求呈指数级增长，使存储区域网络成为企业 IT 基础设施的核心部分。
• 21 世纪 10 年代，与云存储一同发展：存储区域网络经过调整可支持云环境，从而增强了其可扩展性和灵活性。这一演进使存储区域网络能够与现代数据架构集成，从而能够高效地跨本地和云平台管理大量数据。

存储区域网络的主要类型有哪些？

SAN 采用不同的协议，这些协议会影响性能、成本与基础设施兼容性。特定 SAN 中使用的协议定义了数据在服务器与存储设备之间的传输方式。 

协议可能因不同因素而异，例如速度、成本以及网络本身的基础设施。

互联网小型计算机系统接口 (iSCSI)

iSCSI 很适合物理网络，因为其采用传输控制协议/互联网协议 (TCP/IP)，因此具有成本效益，并易于通过现有以太网基础设施进行部署。

光纤通道协议 (FCP)

FCP 最初应用于超级计算，如今凭借其高吞吐量和低延迟的特点，已成为存储区域网络的标准。其支持关键任务工作负载，并在企业环境中得到广泛采用。

基于光纤通道的非易失性存储器主机控制器接口规范 (NVMe™)

基于光纤通道的 NVMe 支持通过 PCIe® 总线实现超高速数据传输，从而将 NVMe 的速度与光纤通道的可靠性相结合。很适合人工智能、机器学习和实时分析工作负载。

存储区域网络是如何应用的？

存储区域网络用途广泛，已在各行各业得到广泛采用，用于整合存储、降低成本并提升数据访问效率。组织利用存储区域网络安全、高效地存储大量数据，涵盖从财务记录到加密数据集等各类数据。

SAN 通常用于支持数据湖，其中存储了海量结构化与非结构化数据，供分析和备份之用。凭借其速度和可靠性，SAN 很适合用于高性能计算、虚拟化和企业应用。

SAN 在数据保护方面也发挥着关键作用，使组织能够将敏感数据复制到辅助存储设备上，以便进行备份和灾难恢复。