服务器与存储的连接是企业IT基础设施的核心环节,直接影响数据访问效率、业务连续性和整体系统性能,从早期的直连存储到现代软件定义存储架构,连接方式经历了深刻的技术演进,每种方案都有其特定的应用场景和技术实现细节。

直连存储(DAS):基础但不可替代的方案
直连存储是最传统的连接方式,服务器通过SCSI、SAS或SATA线缆直接连接存储设备,在笔者的运维生涯中,曾处理过某金融机构的核心交易系统升级项目——该系统要求极低延迟的本地数据访问,我们采用了双端口SAS 12Gbps连接企业级SSD阵列,单链路带宽可达1.2GB/s,IOPS突破40万,这种方案的优势在于架构简单、延迟极低(通常低于100微秒),且不存在网络争用问题。
DAS的典型配置包括内部硬盘背板连接和外部JBOD扩展,现代服务器普遍配备PCIe NVMe背板,支持U.2或EDSFF形态的NVMe SSD直连,单盘性能可达7GB/s顺序读取,对于需要极致性能的数据库场景,如Oracle RAC的本地存储节点,DAS仍是首选方案。
存储区域网络(SAN):企业级核心架构
SAN通过专用网络将块级存储资源池化,是虚拟化环境和关键业务系统的标准配置,光纤通道(FC)SAN采用Fibre Channel协议,主流速率已从16Gbps演进至64Gbps,并支持NVMe over Fabrics实现亚毫秒级延迟,笔者在2019年参与的某省级医院PACS系统建设中,部署了32Gbps FC SAN,采用双活存储架构配合多路径软件(如EMC PowerPath),实现了RPO=0、RTO<30秒的业务连续性目标。
IP SAN基于iSCSI协议,利用现有以太网交换机即可部署,10GbE iSCSI的成本仅为FC的三分之一,更先进的iSER(iSCSI over RDMA)和NVMe/TCP进一步缩小了与FC的性能差距,下表对比了主流SAN技术的关键参数:
| 技术类型 | 传输协议 | 典型带宽 | 端到端延迟 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| FC SAN | FCP | 32-64Gbps | 500μs-1ms | 核心数据库、ERP系统 |
| FCoE | FCoE/以太网 | 10-25GbE | 800μs-1.5ms | 融合网络环境 |
| iSCSI | TCP/IP | 10-100GbE | 1-3ms | 虚拟化集群、备份系统 |
| NVMe-oF | RDMA/TCP | 100-400GbE | 50-200μs | AI训练、实时分析 |
网络附加存储(NAS):文件级共享的标准
NAS通过NFS、SMB/CIFS等协议提供文件级访问,适合非结构化数据场景,现代NAS系统已从简单的文件服务器发展为横向扩展集群,如Isilon、NetApp FAS系列可扩展至PB级容量,笔者曾优化某视频制作公司的4K剪辑工作流,将NAS从千兆升级至25GbE并启用SMB Multichannel,单客户端吞吐量从110MB/s提升至2.4GB/s,彻底消除了代理文件生成的瓶颈。
对于高性能计算场景,并行文件系统(如Lustre、GPFS)采用对象存储后端配合RDMA网络,可实现数百GB/s的聚合带宽,云原生环境则推动了容器存储接口(CSI)的发展,使NAS资源能够动态编排给Kubernetes工作负载。
超融合与软件定义存储:架构融合趋势
超融合基础设施(HCI)将计算与存储深度融合,通过分布式软件在服务器本地磁盘上构建虚拟SAN,VMware vSAN、Nutanix AOS等方案采用副本机制保障数据可靠性,典型配置为全闪存或混合存储,笔者在某制造业边缘计算项目中部署了vSAN ROBO方案,三节点集群在2U空间内提供200TB可用容量,支持vMotion和DRS,大幅简化了分支机构的IT运维。
软件定义存储(SDS)进一步解耦硬件与软件,Ceph、MinIO等开源方案可在标准服务器上构建对象/块/文件统一存储,Ceph的CRUSH算法实现数据自动均衡,支持从三节点起步扩展到数千节点的EB级部署,已成为OpenStack和私有云的事实标准。

连接方案选型与实施要点
选择存储连接方案需综合评估性能需求、预算约束和运维能力,关键考量包括:工作负载的I/O模式(随机/顺序、读/写比例)、容量增长预测、数据保护等级(RAID、副本、纠删码)以及现有网络基础设施的兼容性。
实施阶段需特别注意:多路径配置避免单点故障,HBA卡固件与驱动版本匹配,交换机端口速率协商和流控设置,以及存储分区的LUN掩码策略,性能调优时,应监控队列深度、I/O合并率和缓存命中率,必要时调整HBA的Execution Throttle参数。
FAQs
Q1:中小型企业没有专业存储工程师,如何选择服务器存储连接方案?
建议优先考虑iSCSI SAN或超融合方案,iSCSI可利用现有千兆/万兆交换机,配合开源方案如TrueNAS或商业产品如Synology RackStation即可快速部署;超融合则推荐Nutanix或华为FusionCube,其统一管理界面大幅降低运维复杂度,三节点起步即可获得企业级高可用特性。
Q2:NVMe SSD在服务器中如何发挥最大性能?
需确保全链路无瓶颈:服务器端采用PCIe 4.0/5.0插槽和NVMe背板,避免使用PCIe扩展卡转接;网络层部署100GbE RDMA(RoCE v2或InfiniBand);存储端选择支持NVMe-oF的全闪存阵列,同时调整操作系统I/O调度器为none或mq-deadline,并设置合适的nr_requests队列深度。
国内权威文献来源
《信息系统存储技术原理与应用》,清华大学出版社,2019年版,作者:冯丹、张江陵
《数据中心存储架构与技术》,人民邮电出版社,2021年版,华为数据存储产品线编著

《云计算数据中心网络技术》,电子工业出版社,2020年版,作者:杨泽卫、刘韵洁
《网络存储技术》,机械工业出版社,2018年版,作者:刘鹏、张燕
《软件定义存储:原理、实践与生态》,电子工业出版社,2022年版,作者:叶毓睿、雷迎春
中国电子技术标准化研究院《信息技术 存储管理规范》系列国家标准(GB/T 34942-2017等)
工信部《云计算发展三年行动计划(2017-2019年)》及后续产业白皮书
中国信息通信研究院《数据中心白皮书》(2022年、2023年年度发布)


















