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摘 要 ：近年来,企业数据的规模和重要性不断增加,如何有效且安全地存储和管理这些数据成为企业面临的重要挑战。 附网数据存储技术(NAS)作为一种专门用于数据存储和文件共享的解决方案,为企业提供了高效、安全的数据存储和管理方 式。本文通过一家企业的案例研究,探讨了附网数据存储技术在实现企业数据高效、安全存储方面的应用情况。
关键词 ：附网数据存储技术(NAS),企业数据存储,数据安全,数据管理
Research on Efficient and Secure StorageofEnterprise DataBasedonNetworkAttached Data Storage Technology (NAS)
ZHANG Jianyuan, WANG Xiuhua
(Guangdong Machinery Technician College, Guangzhou Guangdong 510450)
【Abstract】：In recent years, the scale and importance of enterprise data have been continuously increasing. How to store and manage this data effectively and securely has become an important challenge for enterprises. Network-Attached Storage (NAS) technology, as a solution specifically designed for data storage and file sharing, provides efficient and secure ways for enterprises to store and manage data. This article discusses the application of NAS technology in achieving efficient and secure storage of enterprise data through a case study of a company.
【Key words】：network-attached storage (NAS);enterprise data storage;data security;data management
1 企业数据存储的重要性和面临的挑战
随着技术的迅猛发展和数字化转型的加速,企业产 生的数据规模不断增加,如客户信息、交易记录、生产 数据、市场研究等,有效地存储和管理这些数据对企业 的发展和竞争力至关重要。企业数据存储面临的挑战和 重要性表现为如下几点 ：
(1)企业产生的结构化数据(如数据库中的表格数 据)和非结构化数据(如文档、图像、音频、视频等) 量呈指数级增长,这种爆炸式的数据增长导致了存储容 量的迅速消耗,给企业的数据存储带来了挑战。(2)企 业面临存储空间有限的问题。传统的本地存储设备(如 硬盘)容量有限,无法满足数据日益增长的需求,存储空间的限制对企业的数据管理和运营带来了压力。(3) 随着数据的增长,企业对存储性能和访问速度的要求也 越来越高。企业需要即时访问和处理大量的数据,并进 行快速地分析和决策,因此,存储设备的读写速度和响 应时间成为企业的关注焦点。存储性能不足会导致数据 访问延迟和效率低下,对企业的运营和决策产生不利影 响。(4)企业数据的安全性和隐私保护是一个重要的挑 战,企业需要保护客户、员工和业务数据的机密性、完 整性和可用性。数据泄露、黑客攻击、数据丢失等安全 问题可能会导致重大的经济损失和声誉风险。
综上所述,企业数据存储面临着诸多挑战,包括数 据规模的增长、存储空间的限制、存储性能和访问速度的要求、数据安全和隐私保护以及合规性和法规要求。 解决这些挑战并实现高效、安全的数据存储对企业的发 展和竞争力具有重要意义。因此,寻找适合企业需求的 数据存储解决方案成为企业最迫切的要求。
2 NAS 技术的背景和特点
附网数据存储技术(NAS)以其高容量、高性能、 易于扩展和灵活性的特点 [1],成为解决企业数据存储挑 战的一种理想选择。NAS 系统可以连接到企业的局域 网(LAN)或广域网(WAN),提供高速网络访问,并 提供文件共享、备份和恢复、数据加密和访问控制等功 能。此外, NAS 系统还具有易于管理的特点, 它们通 常配备了直观的图形用户界面(GUI),使管理员能够 轻松地配置和管理存储设备,执行任务如数据备份和恢 复,并监控存储系统的性能和健康状况。同时,在解决 企业面临的数据存储和管理挑战方面具有重要的意义, 它能够提供高效、安全的数据存储和共享,帮助企业提 高工作效率、数据保护和隐私安全,以及适应数据不断 增长的需求。
3 NAS 技术的基本原理和工作方式
附网数据存储技术(NAS, Network Attached Storage) 是一种将存储设备连接到企业局域网(LAN)或广域 网(WAN)上,提供数据存储和共享功能的解决方案。 NAS 系统的基本原理和工作方式可以简要概括如下 ：
(1)硬件设备 ：NAS 系统通常由存储设备(如硬 盘驱动器或固态驱动器)、网络接口和控制器等硬件组 成。存储设备用于实际存储数据,网络接口用于连接到 网络,控制器用于管理存储设备和网络通信。(2)操作 系统和管理软件 ：NAS 系统通过搭载专门的操作系统和存储管理软件来实现其功能。这些软件通常提供文件 系统、卷管理和数据管理等功能,使用户可以轻松地存 储、访问、备份和共享文件。(3)工作方式 ：NAS 系 统通过网络接口连接到企业的局域网(LAN)或广域 网(WAN),如图 1 所示,在网络上分配一个唯一的 IP 地址,使用户可以通过网络访问存储设备。NAS 系统 使用标准的网络协议和通信方式,如以太网、TCP/IP 和 NFS(Network File System) 或 CIFS(Common Internet File System) 等文件共享协议, 来实现与用 户计算机之间的数据交换。用户可以通过计算机上的文 件浏览器或特定的 NAS 管理软件,访问、上传、下载、 共享和管理存储在 NAS 设备上的文件和文件夹。NAS 系统通常具有高性能和可扩展性。它们可以支持多个并 发用户进行同时访问,并通过多个存储设备和磁盘阵列 (如 RAID)来扩展存储容量和提高性能。
4 细化数据集中存储管理，群晖
4.1 客户现状
(1)用户现状 ：用户的图片和视频等文件存储在本地, 不方便查看和管理,需要集中管控服务器做高可用构架 (HA)来减少业务中断时间,研发与办公网络物理隔离, 办公和研发两个网络的域控机房和机柜都没有放置设备。
(2) 需求情况 ：主要应用 ：文件共享、权限管理、 版本管理、协同编辑、数据备份还原、虚拟化 ;使用人 数 ：约 100 人 ;容量需求 ：约 20TB(可增加扩展柜进行 扩容);文件存取方式 ：集中管理数据,然后共享调用数 据, 离线和在线访问都有 ;文件类型 ：PRO-E、CAD 图 纸、视频、图片、开发代码、Office 办公文件以及 PDF 等
4.2 需求分析
目前的存储设备无法满足公司不断增长的数据存储 需求,需要对用户数据进行集中管理,并进行重要数据 的备份,以避免数据丢失的风险。
4.3 解决方案
(1) 方案概述。搭建群晖高可用架构, 使用两台SA3600 主机, 每台配备 64G 内存和 10 块 8TB/6TB HDD 机械硬盘, 采用 RAID6 阵列提供约 55.2TB/51.8TB 的可 用容量,使用两块 960G SSD 固态硬盘做 RAID1 读写 缓存,提高用户访问热数据时的读写速度,用户可通过 SMB 磁盘映射、WebDAV、FTP 以及网页、手机 App 等方式访问 NAS 存取文件数据,并进行权限管控,使用群晖 Drive 套件实现文件多版本管控,群晖 Office 支 持多人协同编辑,系统架构如图 2 所示。
(2)访问方式。通过浏览器访问存取数据,如图 3 所示。
(3)高可用架构方案概述。使用 SA3400 主机, 配备 10 块 6TB HDD 机械硬盘, 采用 RAID6 阵列将 SA3400 与已有的 SA3400 组成群晖高可用集群,提高服务正常 运行时间和 IT 服务可靠性,增强业务连续性图像化管 理界面,快速将两台 Synology NAS 组成高可用集群, 活动服务器负责处理所有数据要求和服务,实时复制至 另一台无源服务器上,群晖 NAS 高可用架构如图 4 所示。
(4)数据备份。通过图像化管理界面,能快速将两 台 Synology NAS 组成一个 Synology High Availability 高可用集群,由活动服务器负责处理所有数据要求和服 务,所有服务和数据将实时、持续复制至另一台无源服 务器上。
(5) 快照保护。使用 Snapshot Replication 快照 复制套件,利用 Btrfs 文件系统创建共享文件夹和 LUN 的时间点副本,并可复制到其他 Synology NAS,快速 还原数据。
(6)文件服务器备份还原。使用 rsync/SMB 服务 器的无代理备份,即时保护现有文件服务器,无需安装 和设置, 通过群晖 Active Backup for Business 备份 套件进行一键还原备份文件数据。
(7)虚拟机。Synology VMM 是一个高性价比且易 于管理的虚拟化环境,可以在单一硬件平台上整合运算、 存储和网络资源,支持运行基于 Windows 或 Linux 的 虚拟机。
(8)权限管理。File Station 是一个易于使用的文件 管理工具,它允许 DSM 用户通过他们自己的网页浏览 器访问 Synology NAS 文件夹,也可以通过 File Station 设置文件和子文件夹的访问权限。
4.4 存储方案
具体的存储方案如下 ：
网络服务 ：群晖 /SA3600*2 ;企业级硬盘 ：群晖 / HAS5300-4T*20 ;固态硬盘 ：群晖 /SAT5210-960G*4 ; 万兆网卡 ：群晖 /E10G21-F2*2 ;万兆模块 ：华三 /SFP- XG-SX-MM850-A*4.
4.5 方案成果
(1)快速备份和还原虚拟机, Synology VMM 支持将企业备份的虚拟主机快速还原到 Synology 存储设备 上,支持多种操作系统虚拟机,如 Windows 和 Linux。 在紧急情况下, 可以使用 Synology Virtual Machine Manager(VMM)提供的即时还原服务将虚拟机恢复 到群晖备份主机上,从而减少业务中断时间。
(2)高可用集群提升生产连续性,通过 Synology High Availability(高可用性), 将两台 NAS 组成高 可用集群,部署双机热备架构。一旦活动服务器发生故 障,无源服务器会自动启动,确保业务能够在数分钟内 恢复运行,提高企业的容灾能力。
(3)集中备份, 保证数据安全, 使用群晖备份套件 Active Backup for Business(ABB), 可以定时对物理 机、VMware vSphere、Hyper-V 虚拟机和文件服务器 进行冷备份。通过 ABB 的安全备份,尽可能减少服务中 断,并为管理员和用户提供可靠且快速的数据恢复选项。
(4)计划快照保护文件服务器,使用 Snapshot Replication 快照和复制套件,每几小时自动对文件服 务器进行快照。即使电脑文件被病毒感染,也可以快速 恢复至意外发生前的版本。恢复过程简单快速,并且有 权限的员工可以在 DSM 可视化界面中按照提示完成恢 复操作,节省了 IT 人员的工作量。
(5)File Station。便捷的文件管理, 使用 File Station 可以方便地对文件进行分类和存储,企业可以将下载的文 件存储在其中。通过不同的权限分配和功能文件夹的设置, 可以整理并分类不同类型的文档,使所有文件一目了然。
(6)消除数据孤岛,促进共享协作,安装 Synology Drive 套件,将办公文件分类存储在部门的共享文件夹 中。同事们可以直接在文件夹中访问共享文件,无需使 用即时聊天工具或 U 盘传输。当需要跨部门收集信息 时,在 Synology Office 中新建表格或文档,并分享给 指定的同事进行多人在线协同编辑,大大提高了工作效 率。Synology Drive 还支持历史版本功能,即使误删 或者不小心覆盖了工作文档,也能找回先前的版本。
5 NAS 技术的不足及解决办法
5.1 存储容量限制
一些传统的 NAS 系统在存储容量方面受到硬件限 制,难以满足快速增长的数据需求。解决方案包括采用 高容量硬盘驱动器、利用存储虚拟化技术实现集中管理、 采用扩展存储单元等,以便根据需求轻松扩充存储容量。
5.2 单点故障
传统的 NAS 系统中, 一台主机或存储设备的故障 可能导致数据无法访问。解决方案包括引入冗余机制, 如使用 RAID 技术实现数据冗余和故障容忍性, 设置备份系统(备份 NAS 或云备份)以保护关键数据。
5.3 性能瓶颈
在大规模并发访问的情况下,传统 NAS 系统可能 面临性能瓶颈和延迟问题。解决方案包括采用高速网络 接口,如千兆以太网或光纤通信,优化存储协议和算法, 利用高性能硬盘驱动器或固态驱动器提升存储性能。
5.4 数据安全性
传统 NAS 系统的数据安全性可能面临挑战,如未 经授权的访问、数据泄露等。解决方案包括加密存储和 传输数据,实施访问控制机制,使用强密码和身份验 证,定期更新安全补丁,实施数据备份和灾难恢复计划 等来保护数据的安全性 [2]。
5.5 管理复杂性
传统 NAS 系统的管理复杂性可能导致操作困难和 错误。解决方案包括提供简化的管理界面和工具,实现 集中化的存储管理,引入自动化任务和智能分析,以减 轻管理员的工作负担。
6 NAS 技术提出对其他企业在数据方面的借鉴和启示
NAS 技术的优势和不足, 结合数据对于企业的重要 性,可以得出以下几点对其他企业的借鉴和启示。
(1)重视数据管理 ：数据对于企业来说是非常重要 的资产。其他企业可以借鉴 NAS 技术的优势,如高性 能存储、数据备份和恢复、分布式文件共享等,来优化 自身的数据管理策略和实践,确保数据的安全性、可靠 性和可用性。(2)强化数据安全保护 ：在数据安全性方 面,其他企业可以借鉴 NAS 技术的不足之处,如加强 数据加密、访问控制和身份验证等,确保数据不被未经 授权的人员访问和泄露。加强数据安全能力对于保护企 业的商业机密、用户隐私和遵守数据保护法规具有重要 意义。(3)提升数据存储和访问效率 ：在存储性能方 面,其他企业可以借鉴 NAS 技术的优势,如高速访问、 快速数据传输和灵活的存储容量扩展能力 [3]。(4) 简化 数据管理和共享 ：NAS 技术提供了简化的数据管理和 共享方式,其他企业可以借鉴其共享权限控制、统一文 件系统和易于使用的管理界面等特点,来优化自身的数 据管理和共享流程,提升团队协作效率和信息共享能 力。(5)持续创新和改进 ：NAS 技术不断发展和改进, 其他企业应借鉴其持续创新和改进的思维方式,保持对 新技术、新方法和最佳实践的关注。不断探索并应用新 的技术和解决方案,能够持续提升数据存储和管理的能 力,跟上时代发展的步伐。
7 研究成果和结论
本文通过对 NAS 技术在实现企业数据高效、安全 存储方面的调研和分析,得出了以下几点结论 ：
(1)NAS 技术在企业数据存储方面具有多个优势, 包括高性能存储、数据备份和恢复、分布式文件共享以 及存储容量扩展与管理等。这些优势使得企业能够高 效、可靠地存储和管理大量的数据(2)NAS 系统的安 全性是保护企业数据的重要方面。通过数据加密、存 储冗余、用户身份验证和访问控制等安全措施,可以 降低未经授权访问、数据丢失或损坏的风险。(3)优 化 NAS 系统的性能和容量是提高数据存储效率的关键。 通过采用高速网络连接、优化存储架构、使用高性能硬 盘驱动器或固态驱动器等方式,可以提升数据存取速度 和容量扩展能力。(4)数据管理和共享是企业数据存储的核心需求。NAS 系统通过提供统一的文件系统和共享 权限控制,促进了协作和信息共享,使用户可以方便地 访问和共享文件。
参考文献
[1] 谭志虎,裴先登,谢长生,等.附网存储—一种新的网络存储 方案[J].电子计算机与外部设备,1999(1):3-6+28.
[2] 韩德志,傅湘林,黄建忠.基于iSCSI的附网存储安全系统的 研究与实现[J].小型微型计算机系统,2004(7):1223-1227.
[3] 韩德志.网络存储技术及其进展[J].计算机应用研究,2005 (7):5-8.
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