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智能網(wǎng)絡(luò)存儲
智能網(wǎng)絡(luò)存儲【1】
摘要：網(wǎng)絡(luò)存儲為我們解決了數(shù)據(jù)存儲與共享的問題，它在結(jié)構(gòu)上清晰、簡潔，可擴(kuò)展性強(qiáng)，不僅提高了帶寬，又增加了安全保障。
它可廣泛應(yīng)用于大規(guī)模視頻處理、INTERNET信息發(fā)布、數(shù)字資料庫等海量數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)存儲 SAN MAS NAS服務(wù)器
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無疑是當(dāng)今世界最為激動(dòng)人心的高新技術(shù)之一。
它的出現(xiàn)和快速的發(fā)展，尤其是Intenet(國際互聯(lián)網(wǎng)，簡稱因特網(wǎng))的日益推進(jìn)和迅猛發(fā)展，為全人類建構(gòu)起一個(gè)快捷、便利的虛擬世界。
一、概述
目前，數(shù)字視音頻網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的大量應(yīng)用成為電視行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，這就要求提供更大、更快、更有力的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲和共享途徑。
網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)無疑為我們提供了一個(gè)很好的選擇。
二、網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的分類
目前的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)大致分為三類：1.直接依附存儲系統(tǒng)(Di-reect Attached Storage)DAS)DAS又稱為以服務(wù)器為中心的存儲體系，如圖一所示，其特征為存儲設(shè)備為通用服務(wù)器的一部分，該服務(wù)器同時(shí)提供應(yīng)用程序的運(yùn)行，即數(shù)據(jù)訪問操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和服務(wù)有程序緊密相關(guān)。
當(dāng)用戶數(shù)據(jù)增加或服務(wù)器正在提供服務(wù)時(shí)，其響應(yīng)速度會(huì)變慢。
在網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠的情況下，服務(wù)器本身成數(shù)據(jù)輸入輸出的瓶頸。
現(xiàn)在已漸漸不能滿足用戶的需求，不再為大家所采用。
2網(wǎng)絡(luò)依附存儲系統(tǒng)(Network Attached Storage,NAS)NAS的結(jié)構(gòu)是以網(wǎng)絡(luò)為中心，面向文件服務(wù)的。
在這種存儲系統(tǒng)中，應(yīng)用和數(shù)據(jù)存儲部分不在同一服務(wù)器上，即有專用的應(yīng)用服務(wù)器和專用的數(shù)據(jù)服務(wù)器。
其中專用數(shù)據(jù)服務(wù)器不再承擔(dān)應(yīng)用服務(wù)，稱之為“瘦服務(wù)器”(Thin Server)。
數(shù)據(jù)服務(wù)器通過局域網(wǎng)的接口與應(yīng)用服務(wù)器連接，應(yīng)用服務(wù)器將數(shù)據(jù)服務(wù)器視做網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，通過標(biāo)準(zhǔn)LAN進(jìn)行訪問。
由于采用局域網(wǎng)上通用數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，如NFS、C1FS等，所以NAS能夠在異構(gòu)的服務(wù)器之間共享數(shù)據(jù)，如Win-dows NT和UNIX混合系統(tǒng)。
NAS系統(tǒng)的關(guān)鍵是文件服務(wù)器，一個(gè)經(jīng)過優(yōu)化的專用文件服務(wù)和存儲服務(wù)的服務(wù)器是文件系統(tǒng)所在地和NAS設(shè)備的控制中心，該服務(wù)器一般可以支持多個(gè)I/O節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)接口，每個(gè)I/O節(jié)點(diǎn)都有自己的存儲設(shè)備。
3存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(storage Area Network,SAN)SAN是一種以光纖通道(Fiber Channel，F(xiàn)C)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和存儲設(shè)備之間通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如圖三所示。
SAN的核心是FC，其中的服務(wù)器的存儲系統(tǒng)各自獨(dú)立，地位平等，通過高帶寬(傳輸速率為800Mb/S，全雙工時(shí)可達(dá)1.6Gb/S)FC集線器或FC交換機(jī)相連，可避免大流量數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生阻塞和沖突。
各應(yīng)用工作站通過局域網(wǎng)訪問服務(wù)器，在各存儲設(shè)備之間交換數(shù)據(jù)時(shí)可以不通過服務(wù)器，這樣就大大減輕了服務(wù)承受的壓力。
三、NAS和SAN的比較
NAS、SAN與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)相比而言，無論是從網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬、數(shù)據(jù)共享性還是從存儲容量的可擴(kuò)充性、數(shù)據(jù)的一體化和安全性等各方面來說，其優(yōu)越性是不言而喻的。
所以，現(xiàn)在眾多的用戶在對其存儲方案進(jìn)行選擇時(shí)，實(shí)際上也就成為對NAS和SAN的選擇了。
NAS和SAN有許多共同的特點(diǎn)。
它們都提供集中化的數(shù)據(jù)存儲和整合優(yōu)化，都能有效的存取文件，都允許在眾多的主機(jī)間共享并支持多種操作系統(tǒng)，都允許從應(yīng)用服務(wù)器上分離存儲。
而且。
它們都提供數(shù)據(jù)的高可用性，都能通過冗余部件和RAID保證數(shù)據(jù)的完整性。
NAS和SAN也有著一些不同點(diǎn)。
首先，實(shí)施和維護(hù)的難易程度不同。
上面曾提到，NAS的存儲設(shè)備與眾多訪問客戶的連接是通過標(biāo)準(zhǔn)的LAN進(jìn)行的，也就是說，直接將NAS存儲設(shè)備接入LAN中就可以使用了，管理者所要做的只是來定義網(wǎng)絡(luò)寸取權(quán)限或?yàn)槊總�(gè)用戶定義磁盤限額。
而且由于NAS采用了熱插拔和即插即用技術(shù)，所以在新設(shè)備接入時(shí)無需關(guān)閉數(shù)據(jù)服務(wù)器或進(jìn)行重新配置，新增的存儲空間可以立即為眾多的應(yīng)用服務(wù)和客戶機(jī)所共享。
而SAN的存儲設(shè)備與客戶之間的聯(lián)系是通過專用FC集線器和交換機(jī)來進(jìn)行的，如果客戶端增加，就要對交換機(jī)進(jìn)行級連，這就大大增大了安裝與設(shè)備難度。
其次，二者的設(shè)備管理難易程序不同。
由于NAS中每一個(gè)I/O節(jié)點(diǎn)都有自己的存儲設(shè)備，而這些設(shè)備又沒有一個(gè)統(tǒng)一的管理的界面，所以管理人員就必須逐一管理每個(gè)NAS設(shè)備，從使管理成本隨網(wǎng)絡(luò)上的NAS設(shè)備的增多而線性增加。
而SAN對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的存儲設(shè)備的管理。
是采用SAN專用管理軟件來進(jìn)行集中式管理的，用戶可以通過簡單的圖形界面來管理不同平臺和介質(zhì)上的數(shù)據(jù)，也就是說，在SAN中，其整個(gè)存儲網(wǎng)絡(luò)成為一個(gè)集中化的存儲池，這樣，管理人員管理起來也就非常簡單了。
再者，NAS和SAN的管理對象也不相同。
SAN管理的是磁盤空間，而NAS管理的是文件，也就是說，SAN是個(gè)磁盤工廠，而NAS只是一個(gè)文件服務(wù)器。
最后，也是最重要的一點(diǎn)，那就是二者在性能上有所不同。
NAS是基于傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)的存取設(shè)備。
雖然減輕了服務(wù)器所承擔(dān)的壓力，但勢必嚴(yán)重增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷。
而且無論存儲磁盤的速度有多快，存儲速度只可能與網(wǎng)絡(luò)帶寬所允許的速度一樣快。
即NAS達(dá)到高性能的前提條件是網(wǎng)絡(luò)帶寬足夠。
否則其性能將急劇下降。
而如果為了解決帶寬問題而增設(shè)寬帶網(wǎng)段，就勢必喪失NAS價(jià)格較低、安裝設(shè)備容易的優(yōu)勢。
與NAS不同，SAN構(gòu)建于基于光纖的專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，可以提供極高的帶寬(新的FC標(biāo)準(zhǔn)可使帶寬達(dá)到4GB)，不必?fù)?dān)心由于帶寬不足而引起的性能下降。
可以說，NAS和SAN各有其長短之處，在實(shí)際應(yīng)用中也各有不同之處。
對于經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足，有傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)，且急需擴(kuò)充存儲空間的用戶，NAS無疑是一種便宜、快速的方案。
而對于擁有強(qiáng)大經(jīng)濟(jì)后盾，對網(wǎng)絡(luò)性能要求較高及未來發(fā)展勢頭強(qiáng)勁的用戶，則應(yīng)該選擇sAN。
四、SAN的現(xiàn)狀和發(fā)展
1 現(xiàn)狀
由于自身所具有的高速、集中化存儲管理及幾近無限的擴(kuò)充能力這些特點(diǎn)，特別適合對海量數(shù)據(jù)的視音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、傳輸和實(shí)時(shí)處理，所以采用FC技術(shù)的SAN目前在很多電視臺得到了推廣，甚至已成為電視臺運(yùn)做的核心。
在視頻處理領(lǐng)域里，SAN就像數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)中的大本營，不但承擔(dān)著視頻數(shù)據(jù)的存貯、遷移、交換、共享，而且掌管著網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的登記、刪除、查詢、維護(hù)。
可以這么理解，SAN是電視臺視頻網(wǎng)絡(luò)的主干，在SAN網(wǎng)上可以掛接諸如新聞生產(chǎn)系統(tǒng)、非線性編輯系統(tǒng)、廣告非線性插播系統(tǒng)、數(shù)字化節(jié)目庫系統(tǒng)等。
SAN在日益廣泛的應(yīng)用中也暴露了一些缺點(diǎn)和不足。
SAN網(wǎng)絡(luò)仍然采用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行存儲操作，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由交換機(jī)與集線器構(gòu)成。
將這些傳統(tǒng)規(guī)范的硬件應(yīng)用于新的存儲結(jié)構(gòu)中，并應(yīng)用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)進(jìn)行存儲管理。
最終導(dǎo)致了系統(tǒng)的匹配問題。
SAN系統(tǒng)出現(xiàn)之初，的確為我們解決了企業(yè)數(shù)據(jù)存儲與共享的問題。
當(dāng)存儲數(shù)據(jù)達(dá)到TB級，高帶寬網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)(視頻工作站)很多時(shí)就會(huì)出現(xiàn)很多問題，導(dǎo)致系統(tǒng)性能嚴(yán)重下降。
而第二代SANMSDD(SAN Data Director)的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了這些不足。
2 發(fā)展新一代SAN，其結(jié)構(gòu)的核心是SDD，它不是一個(gè)更大的交換機(jī)，但它完成的功能更多。
它將交換、緩存、RAID、I/O以及數(shù)據(jù)和文件的管理集于一身，并可以完成數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)的管理，為數(shù)據(jù)交換提供高帶寬、高容錯(cuò)的集中存儲訪問。
SDD內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的組件，稱之為HSTD(HSTDl、HSTD2)，每個(gè)HSTD有四個(gè)IOOMB/S帶寬流量的數(shù)據(jù)交換端口，稱之為HOST。
這樣，每個(gè)HSTD就有400MB/S的帶寬，一個(gè)SDD擁有兩個(gè)HSTD的800MB/S帶寬。
HOST端口可直接與服務(wù)器、工作站相連，也可與交換機(jī)相連。
每個(gè)HSTD還有上60芯的數(shù)據(jù)總線用于和存儲硬盤陣列相連完成數(shù)據(jù)交換。
SDD利用HSTD組件省去了復(fù)雜的交換機(jī)間連接，并將RAID控制器集成，前面的端口連接服務(wù)器，也可以連接交換機(jī)，后面的端口連接硬盤柜。
這樣一來，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得非常清晰、簡潔。
可擴(kuò)展性強(qiáng)，并且SDD對傳輸通道、硬盤通道、硬盤多重冗余，不僅提高了帶寬，又增加了安全保障，系統(tǒng)幾乎永不死機(jī)。
五、總結(jié)
傳統(tǒng)SAN適用于小規(guī)模的存儲網(wǎng)絡(luò)和如小型節(jié)目制作網(wǎng)、平面工作室、小型網(wǎng)站等，無法滿足大型存儲網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬和存儲的需要。
SDD是專門SAN設(shè)計(jì)，它克服了原有SAN結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，為SAN提供一個(gè)廣泛的、高性能的解決方案。
其主要特征為：數(shù)據(jù)處理與網(wǎng)絡(luò)的智能化;大量的I/O處理能力;低延時(shí)傳輸;高度的可靠性與使用性;可繼續(xù)使用原有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
利用SDD可大量、高速傳輸數(shù)據(jù)，而且其還可以支持多操作平臺之間的數(shù)據(jù)高速智能化傳輸。
它可廣泛應(yīng)用于大規(guī)模視頻處理、INTERNET信息發(fā)布、數(shù)字資料庫等海量數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域。
網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)【2】
摘要：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的驟增，對數(shù)據(jù)存儲要求越來越高，網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的性能成為了整個(gè)系統(tǒng)的核心，因此網(wǎng)絡(luò)存儲直接影響到網(wǎng)絡(luò)的有效運(yùn)行。
有效的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)能更大發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能，更加優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。
SAN是一種集中化的存儲技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)具有良好的可用性、可擴(kuò)充性、可維護(hù)性。
關(guān)鍵字：網(wǎng)絡(luò)存儲 SAN 性能對比
隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲的要求大量增加，對于網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的研究也加快研發(fā)的步伐。
現(xiàn)階段比較成熟，應(yīng)用廣泛的網(wǎng)絡(luò)存儲方法有三種，分別是DAS、NAS、SAN。
1、SAN概述
SAN(Storage Area Network)即存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，是將許多存儲設(shè)備和不同的服務(wù)器利用基于光纖通道技術(shù)的交換機(jī)、集線器和電纜連接起來，提供更高的吞吐能力，支持更遠(yuǎn)距離和更可靠連接的存儲網(wǎng)絡(luò)。
SAN是目前正在流行的前沿?cái)?shù)據(jù)存儲方案，他的核心思想是用存儲區(qū)域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲。
SAN存儲網(wǎng)絡(luò)是獨(dú)立于局域網(wǎng)，存儲不需經(jīng)過局域網(wǎng)中其他網(wǎng)絡(luò)部分，具體高傳輸率和高可靠性，是解決存儲方案的重要技術(shù)。
2、SAN存儲網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)缺點(diǎn)
SAN存儲方案具有其優(yōu)越的特性，典型的有以下幾個(gè)方面：
(1)管理方便。
SAN存儲網(wǎng)將分散存儲的存儲設(shè)備邏輯上組成一體，使用管理軟件將分布在不同地理位置的設(shè)備統(tǒng)一管理，這樣也降低了管理費(fèi)用。
同時(shí)通過相應(yīng)的管理軟件具備了無人值守運(yùn)行、遠(yuǎn)程配置和監(jiān)管的特點(diǎn)。
(2)有良好的可擴(kuò)展性。
由于在SAN中存儲系統(tǒng)和服務(wù)器之間是通過光纖交換機(jī)進(jìn)行連接，即存儲網(wǎng)絡(luò)是獨(dú)立的，就使得存儲系統(tǒng)的擴(kuò)展性增強(qiáng)，容易進(jìn)行海量擴(kuò)充。
(3)支持異構(gòu)服務(wù)器。
Linux、UNIX、Windows和NetWare服務(wù)器可同時(shí)連接，能夠有效地減少總體擁有成本，保護(hù)用戶的有效投資。
(4)高速存儲和優(yōu)越網(wǎng)絡(luò)性能。
SAN存儲網(wǎng)絡(luò)是以光纖為傳輸介質(zhì)，這就提高了數(shù)據(jù)的存儲速度。
同時(shí)，SAN存儲網(wǎng)絡(luò)是獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用于存儲的數(shù)據(jù)流不會(huì)干擾其他網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度，減輕了服務(wù)器與終端之間網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷。
(5)容錯(cuò)能力、高可靠性和高可用性。
SAN就緒的所有硬件都具備可熱插拔的冗余結(jié)構(gòu)，保證了其可靠性。
在具體應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方式上支持Active/Active和Active/standby。
(6)遠(yuǎn)程配置和備份。
由于采用的是光纖媒介，其網(wǎng)絡(luò)距離可以達(dá)到幾公里，對于分布在這個(gè)范圍的存儲設(shè)備可以進(jìn)行遠(yuǎn)程配置與備份。
SAN架構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)相當(dāng)明顯，隨著它的發(fā)展其不足之處也不斷表現(xiàn)出來。
主要有以下幾個(gè)方面：
(1)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。
不同廠商之間的存儲設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)各不相同，不同的生產(chǎn)廠商的管理軟件僅能管理自己的存儲設(shè)備，不能同時(shí)管理其他廠商的存儲設(shè)備，這樣其實(shí)就不能達(dá)到統(tǒng)一管理的目的，達(dá)不到SAN對存儲設(shè)備的邏輯上的統(tǒng)一配置。
同時(shí)由于SAN的技術(shù)普及時(shí)間較短，集成商的技術(shù)支持的水平參差不齊，而原廠商的維護(hù)費(fèi)用又相當(dāng)昂貴，因此采用基于SAN架構(gòu)的存儲，需要對存儲設(shè)備是否與現(xiàn)有各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的設(shè)備有良好的兼容性做詳盡的技術(shù)調(diào)研和測試。
(2)造價(jià)昂貴。
基于SAN存儲網(wǎng)絡(luò)，對于組建一個(gè)LAN
來說，同時(shí)另個(gè)還要組建一個(gè)SAN存儲網(wǎng)絡(luò)。
這相當(dāng)于有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的組建費(fèi)用。
這明顯提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)組建的費(fèi)用。
3、三種網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)性能對比
對于網(wǎng)絡(luò)存儲主要有三種技術(shù)：DAS存儲、NAS存儲、SAN存儲。
(1)DAS與SAN的比較。
DAS存儲，也稱為SCSI存儲結(jié)構(gòu)，是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)存儲最早的一種方案。
DAS存儲就是采用SCSI協(xié)議來存儲數(shù)據(jù)，將存儲器存放在服務(wù)器內(nèi)，通過SCSI協(xié)議與服務(wù)器相連，服務(wù)器做數(shù)據(jù)存儲的中轉(zhuǎn)站。
因此，提供的存儲器有限，要增加存儲需通過SCSI的HUB進(jìn)行連接。
這種增加存儲的方式會(huì)產(chǎn)生多個(gè)DAS系統(tǒng)，對于服務(wù)器來說是一種負(fù)擔(dān)，就產(chǎn)生一種性能瓶頸，影響服務(wù)器的性能，從而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。
這種方式對于現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中的海量數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)共享的要求，無法解決。
因此DAS存儲對于網(wǎng)絡(luò)存儲不是一種理想的方案，不適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)存儲對于數(shù)據(jù)的可管理性，海量與共享的要求。
DAS存儲發(fā)展比較早，結(jié)構(gòu)比較簡單，對于小規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲比較適合。
DAS存儲網(wǎng)絡(luò)整個(gè)造價(jià)比較低，沒有單獨(dú)的存儲網(wǎng)絡(luò)需要建立。
(2)NAS與SAN的比較
NAS(Network Attached Storage)存儲，即網(wǎng)絡(luò)附加存儲技術(shù)，主要作用就是把存儲設(shè)備尤其是海量存儲設(shè)備連接到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上，通過網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù)。
它具備以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：以以太網(wǎng)為中心，具備良好的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基礎(chǔ);真正的數(shù)據(jù)共享;部署簡單快捷;擴(kuò)展性好，性價(jià)比高。
但是NAS也存在很明顯的缺點(diǎn)，因?yàn)槠湓O(shè)備直接接到以太網(wǎng)上，對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的帶寬的消耗相當(dāng)大。
NAS的存儲是通過以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的來存儲數(shù)據(jù)的，其數(shù)據(jù)流流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這樣就影響其它終端的使用。
要組建NAS網(wǎng)絡(luò)就必須要有足夠大的帶寬。
但是，對于現(xiàn)今的海量數(shù)據(jù)存儲來講，就是千兆網(wǎng)都無法滿足，這就造成網(wǎng)絡(luò)無法承擔(dān)負(fù)荷。
因此對于組建現(xiàn)今海量存儲的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)來說，基于NAS的系統(tǒng)并不是一種理想的選擇。
4、SAN的發(fā)展前景
SAN技術(shù)將是現(xiàn)今海量網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)最理想的選擇。
它提供了服務(wù)器和存儲系統(tǒng)之間高速而靈活的連接方式，實(shí)現(xiàn)了真正高速網(wǎng)絡(luò)存儲目標(biāo)。
SAN存儲方式采用纖通道技術(shù)，而纖通道技術(shù)具有高帶寬、高速度、長距離的傳輸特性，同進(jìn)SAN具有了全冗余、交換式和平行數(shù)據(jù)路徑的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，克服眾多的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的瓶頸。
現(xiàn)今SAN技術(shù)越來越成熟，能夠滿足現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)對于數(shù)據(jù)的海量存儲、高速存儲，同時(shí)對于網(wǎng)絡(luò)的方便數(shù)據(jù)管理、存儲擴(kuò)充、長距離控制等各方面的要求都能有效的滿足。
因此，SAN技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)存儲領(lǐng)域?qū)?huì)得到飛速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]法利(美)著，孫功星等譯.SAN存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(第2版).機(jī)械工業(yè)出版社，2007.
[2]孫曉明，杜韋辰，陳 蕾.構(gòu)建SAN技術(shù)集中存儲方案. 甘肅科技，2009.1
[3] 李偉，基于SAN架構(gòu)的數(shù)據(jù)存儲和備份系統(tǒng)， 電腦知識與技術(shù)，2010.7
存儲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)【3】
摘要：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息爆炸性的增長，使網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)變得越來越重要，已成為Internet及其相關(guān)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。
本文介紹了網(wǎng)絡(luò)存儲的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和基本原理，概述了它的理論和技術(shù)，并對相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了介紹。
關(guān)鍵詞：存儲網(wǎng)絡(luò);NAS;SAN
當(dāng)今所說的“存儲”是包含傳統(tǒng)存儲介質(zhì)在內(nèi)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、通信等相關(guān)技術(shù)，向著虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的一個(gè)全新概念。
附網(wǎng)存儲(Network Attached Storage，NAS)、存儲區(qū)域網(wǎng)(Storage Area Network，SAN)和IP—SAN是網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的三個(gè)主要方向。
本文將就網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的關(guān)鍵概念、關(guān)鍵技術(shù)、研究結(jié)果和應(yīng)用，以及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行介紹。
一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
NAS和SAN是網(wǎng)絡(luò)存儲中的兩大關(guān)鍵技術(shù)，圍繞這兩大技術(shù)，當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的發(fā)展方向主要有：NAS和SAN的集成技術(shù)、IP存儲技術(shù)、網(wǎng)格存儲技術(shù)、虛擬化存儲技術(shù)、對象存儲技術(shù)、存儲機(jī)群系統(tǒng)、基于光纖通道的SAN(FC—SAN)和基于IP的SAN(IP-SAN)(在IP_SAN中，iSCSI是應(yīng)用最廣泛的技術(shù))、分布式異構(gòu)存儲網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)存儲集成技術(shù)研究、串行SAS(Serial Attach SCSI)。
NAS解決方案：NetApp FAS270C;SAN解決方案：DELL，EMC AX1O0。
二、關(guān)鍵概念與關(guān)鍵技術(shù)介紹
(一)存儲虛擬化技術(shù)
存儲虛擬化的核心工作是將物理存儲設(shè)備映射到單一邏輯資源池。
為用戶和應(yīng)用程序提供虛擬磁盤或虛擬卷，隱藏具體物理設(shè)備的物理特性。
從而實(shí)現(xiàn)對存儲系統(tǒng)的集中管理，使客戶的存儲系統(tǒng)容納更多數(shù)據(jù)，更多的用戶共享同一個(gè)系統(tǒng)，存儲管理操作(例如系統(tǒng)升級、建立和分配虛擬磁盤、改變RAID級別、擴(kuò)充存儲空間等)變得更為簡便。
根據(jù)數(shù)據(jù)與控制信息是否使用同一通道傳輸，存儲虛擬化可以分為In—Band和Out—of-Band兩種實(shí)現(xiàn)模型。
In—Band模型是最常用的虛擬化形式，通過主機(jī)服務(wù)器和存儲設(shè)備之間的存儲區(qū)域在數(shù)據(jù)路徑中插入存儲抽象層，用虛擬存儲控制設(shè)備中的管理軟件來管理和配置存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)和控制信息使用同一條通路。
這種方法可以節(jié)省硬件投資，但是在虛擬存儲控制設(shè)備處容易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞而形成系統(tǒng)瓶頸，降低性能。
在實(shí)際應(yīng)用中這種結(jié)構(gòu)常采用冗余配置，以避免單點(diǎn)故障。
Out—of--Band模型中，數(shù)據(jù)和控制信息使用不同的傳輸通道，應(yīng)用服務(wù)器的I/0命令先通過專用命令通路傳送至專用的元數(shù)據(jù)服務(wù)器或控制器，獲得元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)視圖后，再直接通過數(shù)據(jù)通路得到所需數(shù)據(jù)。
因此減少了網(wǎng)絡(luò)延遲，增加了帶寬的可升級性，從而提高了系統(tǒng)性能。
這種結(jié)構(gòu)可避免系統(tǒng)的單點(diǎn)故障和瓶頸，但是在一定程度上增加了用戶的投資。
存儲虛擬化可以在服務(wù)器、存儲設(shè)備或在專用設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。
基于服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)是將虛擬化層放在應(yīng)用服務(wù)器上，通過改造操作系統(tǒng)或者加上虛擬層來實(shí)現(xiàn)映射工作，這種方法不需要額外硬件。
基于存儲設(shè)備的方案是將虛擬化層放在存儲設(shè)備的適配器或控制器，這種方法在理論上性能最優(yōu)，能充分考慮存儲設(shè)備的物理特性，并將應(yīng)用服務(wù)器從虛擬化存儲的實(shí)現(xiàn)工作中徹底解放出來，方法簡單。
由于存儲網(wǎng)絡(luò)本身是系統(tǒng)中的一個(gè)專用的網(wǎng)絡(luò)，所以可通過在存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)這一級采用智能化的存儲路由器、存儲交換機(jī)，或者增加一個(gè)元數(shù)據(jù)服務(wù)器等來實(shí)現(xiàn)虛擬化的工作。
[3]
(二)IP存儲技術(shù)
2003年2月11日.IETF通過了由IBM、思科共同發(fā)起的iSCSI標(biāo)準(zhǔn)。
iSCSI是一個(gè)供硬件設(shè)備使用的，可以在IP協(xié)議的上層運(yùn)行的SCSI指令集。
使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進(jìn)行路由選擇，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)傳輸數(shù)據(jù)和信息。
由于iSCSI技術(shù)是基于IP協(xié)議的，能容納所有IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中的部件，因此，用戶可以在任何需要的地方創(chuàng)建實(shí)際的SAN網(wǎng)絡(luò)，而不需要專門的光纖通道網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)器和存儲設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。
同時(shí)，因?yàn)闆]有光纖通道對傳輸距離的限制。
IPSAN使用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，數(shù)據(jù)即可在以太網(wǎng)上進(jìn)行傳輸。
采用iSCSI技術(shù)組成的IPSAN可以提供和傳統(tǒng)FcSAN相媲美的解決方案。
而且普通服務(wù)器或PC機(jī)只需要具備網(wǎng)卡，即可共享和使用大容量的存儲空間。
與傳統(tǒng)的FC SAN相比，IP SAN技術(shù)簡單、低成本的特色相當(dāng)明顯。
在10Gb以太網(wǎng)環(huán)境下，完全可以與FcSAN在交換性能上一爭高低。[1]
(三)存儲集群系統(tǒng)
集群存儲系統(tǒng)的基本原理是，所有的設(shè)備被整合到一個(gè)虛擬的存儲池，組成一個(gè)透明化的全局文件系統(tǒng)，整個(gè)集群系統(tǒng)只能分配到一個(gè)驅(qū)動(dòng)器盤符。
這樣不僅可以提高磁盤資源的利用率;還增加了服務(wù)器共享數(shù)據(jù)的能力，避免了因相同文件被重復(fù)備份而造成的不必要的資源浪費(fèi)。
兩臺控制器耦合在一起，互為冗余。
如果其中一臺設(shè)備發(fā)生了故障，另一臺將會(huì)自動(dòng)頂替上，維持業(yè)務(wù)的連續(xù)性，這就是最簡單的集群形式。
active—passive工作模式的冗余雙控制器配置方案，兩臺控制器中總有一臺一直處于備用狀態(tài)，從控制器并不會(huì)分擔(dān)主控制器的工作負(fù)載，而且系統(tǒng)容量是無法擴(kuò)展的。
active—active工作模式下，在兩臺控制器之間可以實(shí)現(xiàn)雙向的失效切換和負(fù)載均衡分配。
存儲集群主要有兩大類：一類是集群文件系統(tǒng)。
一類是建立在集群的架構(gòu)之上的獨(dú)立硬件設(shè)備。
目前，開發(fā)集群文件系統(tǒng)軟件有IBM、Ibrix、PolyServe、Red Hat、SGI和Vefitas等公司。
它們都是基于主機(jī)的應(yīng)用軟件，可將SAN網(wǎng)絡(luò)中分布的服務(wù)器集群在一起，提供一個(gè)統(tǒng)一的管理界面。
從而能夠支持多廠商的存儲設(shè)備，保護(hù)用戶的原有投資。
相比之下，如果采用硬件集群系統(tǒng)的話，就需要添置新的硬件設(shè)備，費(fèi)用比較大。[2]
(四)網(wǎng)格存儲技術(shù)
網(wǎng)格存儲是網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。
它將存儲和存儲引擎整合成內(nèi)部相連的網(wǎng)格，通過網(wǎng)絡(luò)以一種靈活的、透明的方式分配資源，依照單位的存儲策略和程序高效地管理存儲資源，以保護(hù)大容量信息資產(chǎn)的安全。
網(wǎng)格存儲具有以下特點(diǎn)：1.模塊化存儲數(shù)組;2.共通管理，可以處理所有節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)資源，包括數(shù)據(jù)保護(hù)、資料行動(dòng)化與移植以及供應(yīng)與需求的分配;3.共通虛擬層，這是邏輯資源池，可支持用戶的各種動(dòng)態(tài)交互服務(wù);4.簡化平臺與管理架構(gòu)。
總之，網(wǎng)格存儲能很好地解決各類資源的自動(dòng)優(yōu)化，自動(dòng)配置，自我保護(hù)和自動(dòng)恢復(fù)等功能。
這顯然是媒體資產(chǎn)管理中所追求的目標(biāo)。
網(wǎng)格存儲是以節(jié)點(diǎn)之間的備份為基礎(chǔ)，可以在多重節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行內(nèi)容管理與儲存，也可以在存儲環(huán)境上的多重節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資料轉(zhuǎn)移與傳輸。
既可應(yīng)用于SAN環(huán)境，又可應(yīng)用于NAS環(huán)境。
可以將不同的管理工具、不同的存儲應(yīng)用融合在一起，兼容不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持不同的系統(tǒng)平臺，在各個(gè)分布系統(tǒng)上運(yùn)行而且同步。
對于容量、性能、服務(wù)質(zhì)量和連接協(xié)議的可升級性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)前有限的虛擬化實(shí)現(xiàn)途徑。[3]
三、結(jié)論：
市場的需求帶動(dòng)了商業(yè)的發(fā)展，從而也大大促進(jìn)了技術(shù)的更新。
例如：思科提出的自防御網(wǎng)絡(luò)概念、智能存儲網(wǎng)絡(luò);IBM提出的存儲網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)備份解決方案;安捷倫科技為存儲網(wǎng)絡(luò)推出4Gbit/s PCI Express 光纖通道控制器、業(yè)內(nèi)第一款4GB/S光纖通道控制器芯片。
網(wǎng)絡(luò)存儲也正朝著虛擬化、集群化的方向發(fā)展，但還沒有得到推廣與完善。
尚待解決的問題有：NAS存儲性能較低、存儲量過大、降低局域網(wǎng)的性能、SAN的實(shí)際局限和地理范圍拓展的矛盾等。
參考文獻(xiàn)：
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