如今，依托于校园网的应用急剧增加，这些应用不仅存在于高校中，也存在于一些信息化建设相对比较完善的中小学校中。这些中小学校的教学资源容量少则几百GB，多则几TB，并且呈逐年增加的趋势，这使原有的存储空间无法满足实际需求。

此外，还出现了一些问题，具体表现在：存储空间受到服务器设备的限制，在进行存储扩展时，成本过高；随着应用服务器数量的增加，存储磁盘的实际利用率大大降低；存储依赖于服务器，服务器不可用时，存储也即瘫痪；数据分散在各个应用服务器的存储空间里，无法被方便共享和集中管理；对数据进行备份/恢复时需要占用服务器和局域网资源，而且不易操作。

此时，对存储进行扩容和升级，就成了首要问题。

项目背景考察

在制定存储扩容、升级方案之前，首先要对学校现有的校园网环境进行评估，掌握现有应用情况和存储情况，发现其中存在的问题。然后，根据学校实际情况，本着既要实现学校应用、又要尽可能地节约资金的原则，综合全面考虑问题，从而制定出合理的存储方案。下文以笔者亲自参与的一个中学校园网改造项目为例，讨论这一过程。

该校校园网始建于2003年，网络覆盖教学楼、试验楼和图书馆。教学楼中共有网络节点50个；试验楼包含两个计算机教室，共有网络节点80个；图书馆包含一个多媒体阅览室和一个电子备课室，共有网络节点60个。为了方便管理，校园网在实验楼建立了网络数据中心，各建筑物内的网络节点先汇聚到放置在建筑物内的交换机上，然后再通过级联方式汇聚到网络数据中心的交换机上。校园网络环境为百兆以太网，网络数据中心内部为千兆以太网。学校目前拥有工作组级服务器7台，分别运行数据库、Web系统、办公系统、电子图书馆系统、教育资源系统、FTP和视频流媒体。存储采用DAS方式，每台服务器都提供了5个磁盘槽位，分别配备了2块36GB磁盘，3块146GB磁盘，磁盘接口为SCSI接口。最初在部署服务器时，由于考虑到数据安全性问题，在每台服务器上，均把2块36GB磁盘组成了RAID1，把3块146GB磁盘组成了RAID5。因此每台服务器提供的物理存储空间约为300GB，数据中心总存储容量为2TB。

存在问题

经过两年的运行，该校校园网在存储方面反映出以下问题：

首先，学校拥有大量教育教学资源，这些资源提供给教师教学、备课、制作课件使用。系统建设初期，资源主要由学校自己采集和制作，数量较少。随着应用的深入，后期的教育资源多数通过购买获得，目前存储总量已经达到700GB，几乎占满了FTP、视频流媒体和教育资源服务器，并且教育资源每年都有50GB的增量。因此，教育资源管理系统出现存储空间严重不足。

其次，不久前教育部号召在校园内建立“校园绿色网吧”，作为市定点实验单位，学校购进了电子图书馆系统，目前藏书总量超过2万册，除电子图书外，还包括多媒体教学课程等内容，目前这部分资源总量已达300GB。由于空间不足，有部分数据无法存放在服务器上，致使这部分数据无法被使用。据校方介绍，类似的资源还将逐年增加。

第三，在教育资源系统和电子图书馆系统存储空间紧张之时，数据库服务器和办公系统的存储空间却十分充裕，数据库服务器负责维护这整个校园网各系统的数据库，目前数据库总体积约15GB。办公系统负责维护所有教师日常工作文档，目前总容量约有20GB。这两项应用非常重要，是保证学校日常工作正常进行的关键。但是它们的数据量很小，但是却占用了大量存储空间。

最后，项目组通过计算发现，当前磁盘的实际利用率非常低。每台服务器包含两种RAID，其中之一是由2块36GB磁盘组成RAID1，主要用来存放操作系统和应用程序；另外一种是由3块146GB磁盘组成RAID5，实际磁盘空间只有292GB，存放教育资源。因此虽然7台服务器共有21块磁盘，但真正用来存放资源数据的磁盘只有14块，磁盘的实际利用率不到70％。

据校方介绍，学校也曾考虑过通过购买磁盘阵列来扩容存储的方案，但终因磁盘阵列需要量大（需要增加三台磁盘阵列），费用太高，方案最终搁浅。

图 NAS+DAS

实施方案

综合上述提到的校园网环境以及反映出的问题，我们为他们提供以下方案。

首先，我们按数据类型和使用方式的不同，对资源进行了细分。由于校园网络环境中各种教育资源数量巨大，几乎占数据总量的95％。这些数据的共同特点是：存取以文件为单位，数量大、增长快、变更少，访问方式多为只读。因此这部分数据非常适合使用NAS来存储。另外，在校园网络环境中有一台数据库服务器，虽然它的数据总量很小，增长缓慢，但是要求高速响应，并且由于对数据库进行的访问一般为数据块级访问，因此非常适合采用DAS系统来实现。综合以上因素，我们依托于数据网络中心千兆以太网环境，提出一个NAS+DAS的解决方案，具体配置如下。

新购置一台NAS设备，并配备一个扩展柜。这个NAS设备本身提供了8个盘位。磁盘扩展柜提供12个盘位，因此这个NAS系统可以将磁盘数量扩展到20个。为了降低成本，没有额外购置磁盘，而是将除数据库服务器之外的所有服务器上的146GB磁盘移动到NAS设备和扩展柜中。这时NAS中共18块磁盘，总容量达到2.6TB。数据库服务器由于其本身的重要性，以及数据访问的特殊性，我们仍然保留它原有的DAS存储形态，以获得最佳的效果。

整个方案充分利用了现有环境和设备，只引进了NAS服务器和扩展柜，利用NAS集中存储的特点，在磁盘数量没有增加的情况下，通过改变磁盘的组合，实现扩展了存储容量扩展，有效地提高了磁盘利用率，同时大大降低了扩容成本，并为以后进一步实施扩容做好准备，取得了良好的成效。改造后，目前教育资源占用NAS存储空间1.2TB，NAS剩余空间1TB。

兼顾成本

看到最后，有人会问，同样是具备集中存储特点网络存储，同样是独立于服务器，为什么选择NAS，而不选择SAN？

作为计算机系统和存储系统的一种理想的配置方式，SUN使得数据系统彻底摆脱了传统的分散式管理格局，完全走向集中化、一体化。

既然SAN如此优越，为什么不选择SAN呢？其实为中小学校园网推荐SAN存储的解决方案并不存在技术问题，之所以不这样做的真正原因是成本问题。SAN需要额外部署一个存储网络，这个网络独立于服务器网络系统，是专门用于存储通信的。它采用光纤作为传输媒介，通过光纤通道交换机互联，接入SAN的服务器需要配置光纤通道卡（HBA）。SAN主存储设备采用的也是造价昂贵的光纤磁盘阵列和光纤接口磁盘。所有这些都是为了保证数据存储灵活、高效、可靠，但是这也导致SAN造价非常昂贵。在相同的的存储容量下，SAN的造价超过NAS的2-3倍。因此SAN多用在银行、电信、保险等行业中。中小学校园网中对存储应用需求远未达到银行、电信、保险等行业对存储应用需求的水平，如果盲目地采用不适合自身的技术，势必导致不必要的浪费。

因此，我们在中小学校园网存储系统建设或改造过程中，还是应该按客观实际需求，本着实用原则，选用适合自身条件的，高效、易管理、低成本的存储解决方案。

>>> NAS比较DAS之优势

网络附加存储(Network Attached Storage简称NAS)是一种可以满足海量数据存储、高I/O吞吐要求的网络挂接存储技术。以网络为中心，支持开放式标准协议，提供异构平台之间的文件级共享服务，用户通过网络来访问存储设备。它采用集中的存储模式，可以在线扩容，支持快照、镜像和即插即用等功能。

与直接附加式存储（Direct Attached Storage简称DAS）相比，NAS具有明显的优点，这些优点对改善现有校园网存储环境，解决存储问题都有实际意义。

首先，在DAS无法解决存储空间扩容技术困难，成本过高的问题上。用户选用NAS后，只需购买相应的应用服务器即可，不必再为每台服务器考虑存储问题。从存储容量角度看，一个学校数据信息总量应该在2TB左右，采用现有的NAS存储设备完全可以满足学校当前的使用和未来发展的要求。

其次，由于采用DAS存储会造成RAID数量增加，从而导致磁盘利用率降低。针对这个问题，NAS提供了RAID扩容技术。通过此技术，用户可以对当前的RAID组进行扩容。这样就可以在不增加RAID数量的同时，扩展存储容量，大大提高了磁盘的实际利用率。

第三、DAS过分依赖于服务器，降低了存储的可用性。与DAS不同，NAS并不依附于服务器。其实NAS本身也是一种服务器，它通过网卡与网络连接，并具有独立的操作系统、处理器和磁盘阵列,是完全独立于服务器的存储设备。

第四，在存储的管理与维护方面，NAS凭借大容量的存储，可以实现数据的真正集中。