網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)論文(2)
網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)論文篇二
網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)淺析
[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。本文詳細(xì)介紹了常見的三種網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的優(yōu)缺點及 應(yīng)用 范圍，并介紹了幾種新的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，使讀者對網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)有一個全面的了解。
[關(guān)鍵詞] 網(wǎng)絡(luò)存儲 直接連接存儲 網(wǎng)絡(luò)附加存儲 存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)
一、引言
信息是一個 企業(yè) 可持續(xù)發(fā)展的核心動力之一，信息的可靠存儲是一個企業(yè)得以正常運作和發(fā)展壯大的根本所在。隨著越來越多的關(guān)鍵信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式并存儲在可 管理的介質(zhì)中，用戶對存儲和管理信息的能力產(chǎn)生了新的需求。為更有效地使用和管理信息，用戶對信息系統(tǒng)的搭建、數(shù)據(jù)中心的建設(shè)、數(shù)據(jù)的管理模式、數(shù)據(jù)的有效使用、信息存儲介質(zhì)的選擇以及信息的安全存儲等方面，提出多樣化的要求，以達(dá)到數(shù)據(jù)的最佳利用。
網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的信息存取和共享服務(wù)，其主要特征體現(xiàn)在：超大存儲容量、大數(shù)據(jù)傳輸率以及高可用性。要實現(xiàn)存儲設(shè)備的性能特征，采用RAID作為存儲實體是必然選擇。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備都是將RAID硬盤陣列直接連接到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)器上，這種形式的網(wǎng)絡(luò)存儲結(jié)構(gòu)稱為(DAS Direct Attached Storage)， 目前 ，按照信息存儲系統(tǒng)的構(gòu)成，SAN(Storage Area Net- work)和NAS(Network Attached Storage)是最常見的兩種選擇。本文將詳細(xì)介紹這三種存儲技術(shù)的優(yōu)缺點和應(yīng)用范圍，并將介紹幾種新的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)。
二、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)
1.DAS存儲
直接連接存儲(DAS——Direct Attached Storage)是指將存儲設(shè)備通過SCSI接口或光纖通道直接連接到服務(wù)器上的方式。這種連接方式主要應(yīng)用于單機(jī)或兩臺主機(jī)的集群 環(huán)境中，主要優(yōu)點是存儲容量擴(kuò)展的實施簡單，投入成本少、見效快。
DAS適用于以下幾種情況：(1)服務(wù)器在地理分布上很分散，通過SAN或NAS在它們之間進(jìn)行互連非常困難時;(2)存儲系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器，如某些數(shù)據(jù)庫使用的“原始分區(qū)”上時;(3)包括許多數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用，它們需要直接連接到存儲器上。
當(dāng)服務(wù)器在地理上比較分散很難通過遠(yuǎn)程連接進(jìn)行互連時，或傳輸速率并不很高的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，直接連接存儲是比較好的解決方案，甚至可能是唯一的解決方案，但是由于DAS存儲沒有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，存在許多缺點：一方面該技術(shù)不具備共享性，每種客戶機(jī)類型都需要一個服務(wù)器，從而增加了存儲管理和維護(hù)的難度;另一方面，當(dāng)存儲容量增加時，擴(kuò)容變得十分困難，而且當(dāng)服務(wù)器發(fā)生故障時，數(shù)據(jù)也難以獲取。因此，難以滿足現(xiàn)今的存儲要求。
2.NAS存儲
網(wǎng)絡(luò)附加存儲(NAS——Network Attached Storage)即將存儲設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)例如(以太網(wǎng))，連接到一群 計算 機(jī)上，提供數(shù)據(jù)和文件服務(wù)。NAS服務(wù)器一般由存儲硬件、操作系統(tǒng)以及其上的文件系統(tǒng)等幾個部分組成。簡單的說，NAS是通過與網(wǎng)絡(luò)直接連接的磁盤陣列，它具備了磁盤陣列的所有主要特征：高容量、高效能、高可靠。
NAS由于其較好的可擴(kuò)展性、可訪問性、低價位、安裝簡單、易于管理等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于 電子 出版、CAD、圖像、 教育 、銀行、政府、 法律 環(huán)境等那些對數(shù)據(jù)量有較大需求的應(yīng)用中。多媒體、Internet下載以及在線數(shù)據(jù)的增長，特別是那些要求存儲器能隨著公司文件大小規(guī)模而增長的企業(yè)、小型公司、大型 組織的部門網(wǎng)絡(luò)，更需要這樣一個簡單的可擴(kuò)展的方案。
但在實際應(yīng)用中，NAS也存在著以下不足：(1)在文件訪問的速度方面。NAS采用的是File I/O方式，這帶來巨大的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開銷。正是因為這個原因，NAS不適合在對訪問速度要求高的應(yīng)用場合，如數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、在線事務(wù)處理。(2)在數(shù)據(jù)備份方面。需要占用LAN的帶寬，浪費寶貴的網(wǎng)絡(luò)資源，嚴(yán)重時甚至 影響 客戶應(yīng)用的順利進(jìn)行。(3)在資源的整合和NAS的管理方面。NAS只能對單個存儲(單個NAS內(nèi)部)設(shè)備之中的磁盤進(jìn)行資源的整合，目前還無法跨越不同的NAS設(shè)備，難以將多個NAS設(shè)備整合成一個統(tǒng)一的存儲池，因而難以對多個NAS設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的集中管理，只能進(jìn)行單獨管理。
3.SAN存儲
存儲區(qū)域 網(wǎng)絡(luò) (SAN--Storage Area Network)是指存儲設(shè)備相互連接且與一臺服務(wù)器或一個服務(wù)器群相連的網(wǎng)絡(luò)。其中的服務(wù)器用SAN的接入點。SAN是一種特殊的高速網(wǎng)絡(luò)，連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和諸如大磁盤陣列或備份磁帶庫的存儲設(shè)備，SAN置于LAN之下，而不涉及LAN。利用SAN，不僅可以提供大容量的存儲數(shù)據(jù)，而且地域上可以分散，并緩解了大量數(shù)據(jù)傳輸對于局域網(wǎng)的 影響 。SAN的結(jié)構(gòu)允許任何服務(wù)器連接到任何存儲陣列，不管數(shù)據(jù)置放在哪里，服務(wù)器都可直接存取所需的數(shù)據(jù)。
SAN的 應(yīng)用 主要可以歸納為下面集中應(yīng)用：構(gòu)造群集 環(huán)境，利用存儲局域網(wǎng)可以很方便地通過光纖通道把各種服務(wù)器、存儲設(shè)備連接在一起構(gòu)成一個具有高性能、較好的數(shù)據(jù)可用性、可擴(kuò)展的群集環(huán)境。(1)數(shù)據(jù)保護(hù)，存儲局域網(wǎng)可以做到無服務(wù)器的數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)也可以后臺的方式在存儲局域網(wǎng)上傳遞，大大減少了主要網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器上的負(fù)載，所以存儲局域網(wǎng)可以很方便地實現(xiàn)諸如磁盤冗余、關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份、遠(yuǎn)程群集、遠(yuǎn)程鏡像等許多防止數(shù)據(jù)丟失的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù);(2)數(shù)據(jù)遷移，可以方便地進(jìn)行兩個存儲設(shè)備之間的數(shù)據(jù)移動;(3)災(zāi)難恢復(fù)，特別是遠(yuǎn)程的災(zāi)難恢復(fù);(4)數(shù)據(jù)倉庫，用來構(gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的存儲倉庫，使得整個存儲系統(tǒng)可以很好地共享。
在實際應(yīng)用中，SAN也存在著一些不足：(1)設(shè)備的互操作性較差。 目前 采用最早和最多的SAN互連技術(shù)還是FibreChannel，對于不同的制造商，光纖通道協(xié)議的具體實現(xiàn)是不同的，這在客觀上造成不同廠商的產(chǎn)品之間難以互相操作。(2)構(gòu)建和維護(hù)SAN需要有豐富 經(jīng)驗的、并接受過專門訓(xùn)練的專業(yè)人員，這大大增加了構(gòu)建和維護(hù)費用。(3)在異構(gòu)環(huán)境下的文件共享方面，SAN中存儲資源的共享一般指的是不同平臺下的存儲空間的共享，而非數(shù)據(jù)文件的共享。(4)連接距離限制在10km左右等。更為重要的是，目前的存儲區(qū)域網(wǎng)采用的光纖通道的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備都非常昂貴。這些都阻礙了SAN技術(shù)的普及應(yīng)用和推廣。
三、新的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)
1.NAS網(wǎng)關(guān)技術(shù)
NAS網(wǎng)關(guān)與NAS專用設(shè)備不同，它不是直接與安裝在專用設(shè)備中的存儲相連接，而是經(jīng)由外置的交換設(shè)備，連接到存儲陣列上——無論是交換設(shè)備還是磁盤陣列，通常都是采用光纖通道接口——正因為如此，NAS網(wǎng)關(guān)可以訪問SAN上連接的多個存儲陣列中的存儲資源。它使得IP連接的客戶機(jī)可以以文件的方式訪問SAN上的塊級存儲，并通過標(biāo)準(zhǔn)的文件共享協(xié)議(如NFS和CIFS)處理來自客戶機(jī)的請求。當(dāng)網(wǎng)關(guān)收到客戶機(jī)請求后，便將該請求轉(zhuǎn)換為向存儲陣列發(fā)出的塊數(shù)據(jù)請求。存儲陣列處理這個請求，并將處理結(jié)果發(fā)回給網(wǎng)關(guān)。然后網(wǎng)關(guān)將這個塊信息轉(zhuǎn)換為文件數(shù)據(jù)，再將它發(fā)給客戶機(jī)。對于終端用戶而言，整個過程是無縫和透明的。NAS網(wǎng)關(guān)技術(shù)使得 管理人員能夠?qū)⒎稚⒌腘AS filers整合在一起，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性與可伸縮性，為 企業(yè) 升級文件系統(tǒng)、管理后端的存儲陣列提供了方便。
2.IP-SAN技術(shù)
網(wǎng)絡(luò)存儲的 發(fā)展 產(chǎn)生了一種新技術(shù)IP-SAN。IP-SAN是以IP為基礎(chǔ)的SAN存儲方案，是一種可共同使用SAN與NAS，并遵循各項標(biāo)準(zhǔn)的純 軟件解決方案。IP-SAN可讓用戶同時使用Gigabit Ethernet SCSI與Fibre Channel，建立以IP為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)存儲基本架構(gòu)，由于IP在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上的應(yīng)用以及良好的技術(shù)支持，在IP網(wǎng)絡(luò)中也可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的塊級存儲，以IP協(xié)議替代光纖通道協(xié)議，IP協(xié)議用于網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)用戶和服務(wù)器連接，隨著用于執(zhí)行IP協(xié)議的 計算 機(jī)的速度的提高及G比特的以太網(wǎng)的出現(xiàn)，基于IP協(xié)議的存儲網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)方案成為SAN的更佳選擇。IP-SAN不僅成本低，而且可以解決FC的傳播距離有限、互操作性較差等 問題 。
四、結(jié)束語
數(shù)據(jù)的重要性越來越得到人們的廣泛認(rèn)同。未來網(wǎng)絡(luò)的核心將是數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)化存儲正是數(shù)據(jù)存儲的一個發(fā)展方向。這里我們簡要的介紹了幾種當(dāng)前比較流行的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)還在不斷的快速發(fā)展，SAN和NAS的融合、統(tǒng)一虛擬存儲技術(shù)是未來發(fā)展的兩個趨勢。
參考 文獻(xiàn) :
[1]江小云:淺談存儲技術(shù)的發(fā)展歷程[J]. 中國 科技 信息,2005,(15)
[2]周 可 黃永峰 張江陵:網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù) 研究 [J]. 電子 計算機(jī)與外部設(shè)備，2005，24(2)
[3]范 濤:網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].福建電腦,2008，(6)
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