每天一点存储知识：集群Nas

什么是集群Nas

集群是由多个节点构成的一种松散耦合的计算节点集合，协同起来对外提供服务。集群主要分为高性能集群HPC，高可用集群HAC和负载均衡集群LBC。集群Nas是指协同多个节点（通常称为Nas机头）提供高性能、高可用或高负载均衡的Nas（NFC/CIFS）服务。

Nas三种主流架构

1.san共享存储架构

后端存储采用SAN，所有NAS集群节点通过光纤连接到SAN，共享所有的存储设备，通常采用SAN并行文件系统管理并输出POSIX接口到NAS集群。SAN并行文件系统通常需要元数据控制服务器，可以是专用的MDC，也可以采用完全分布的方式分布到SAN客户端上。NAS集群上安装SAN文件系统客户端即可实现对SAN共享存储的并发访问，然后运行NFS/CIFS服务为客户端提供服务。这里前端网络采用以太网，后面存储连接则采用SAN网络。

图1 SAN共享存储集群NAS架构

2.集群文件系统架构

后端存储采用DAS，每个存储服务器直连各自的存储系统，通常为一组SATA磁盘，然后由集群文件系统统一管理物理分布的存储空间而形成一个单一命名空间的文件系统。实际上，集群文件系统是将RAID、Volume、File System的功能三者合一了。目前的主流集群文件系统一般都需要专用元数据服务或者分布式的元数据服务集群，提供元数据控制和统一名字空间，当然也有例外，如无元数据服务架构的GlusterFS。NAS集群上安装集群文件系统客户端，实现对全局存储空间的访问，并运行NFS/CIFS服务对外提供NAS服务。NAS集群通常与元数据服务集群或者存储节点集群运行在相同的物理节点上，从而减少物理节点部署的规模，当然会对性能产生一定的影响。与SAN架构不同，集群文件系统可能会与NAS服务共享TCP/IP网络，相互之间产生性能影响，导致I/O性能的抖动。

图2 集群文件系统集群NAS架构

3. pNFS/NFSv4.1架构
这种架构(如图5所示)实际是并行NAS，即pNFS/NFSv4.1，RFC 5661标准已于2010.01获得批准通过。它的后端存储采用面对对象存储设备OSD，支持FC/NFS/OSD多种数据访问协议，客户端读写数据时直接与OSD设备相互，而不像上述两种架构需要通过NAS集群来进行数据中转。这里的NAS集群仅仅作为元数据服务，I/O数据则由OSD处理，实现了元数据与数据的分离。这种架构更像原生的并行文件系统，不仅系统架构上更加简单，而且性能上得到了极大提升，扩展性非常好。

图3 pNFS/NFSv4.1集群NAS架构