IP SAN存儲(chǔ)技術(shù)在九江學(xué)院圖書館中的應(yīng)用探討

摘要:該文論述了基于iSCSI協(xié)議的IP SAN技術(shù)的原理和特點(diǎn)。分析了九江學(xué)院圖書館的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)現(xiàn)狀及需求實(shí)際情況，并充分考慮了其未來發(fā)展所需要的存儲(chǔ)要求。采用IP SAN 存儲(chǔ)技術(shù)方案，選擇支持IP SAN存儲(chǔ)硬件產(chǎn)品，設(shè)計(jì)了基于IP網(wǎng)絡(luò)的且符合企業(yè)九江學(xué)院圖書館數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案。

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù);IP SAN;圖書館

中圖分類號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2009)33-9424-02

Discussing of the Application IP SAN Storage Technology in JiuJiang University's Library

HU Zhen

(Jiujiang University，Jiujiang 332000，China)

Abstract: The thesis discussing principles of IPSAN technology on the iSCSI protocol-based， analyzed the principle and character.Analysis the actual situation of data storage needs of the library ofJiu jiang university.use ISCSI protocol -based IP SAN technology， and select the ISCSI protocol’s storage hardware products，designed and implemented the IP-based networks which in line with the librar storage solutions.

Key words: network storage technology; IP SAN; library

隨著高等院校在資源建設(shè)和硬件網(wǎng)絡(luò)設(shè)施投入的加大，許多大學(xué)圖書館的資源建設(shè)、系統(tǒng)平臺(tái)搭建和讀者服務(wù)工作變得越來越龐大和復(fù)雜。校園網(wǎng)用戶對(duì)信息系統(tǒng)的依賴性不斷增加，因此要求信息系統(tǒng)能夠提供7×24的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。建立一個(gè)有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)更易于管理、使用，滿足不同應(yīng)用系統(tǒng)的高效運(yùn)行，解決當(dāng)前存儲(chǔ)容量嚴(yán)重不足和有效聯(lián)機(jī)備份空間，是當(dāng)前所迫切需要考慮的問題。通過應(yīng)用IP SAN存儲(chǔ)技術(shù)，克服了 FC SAN投入成本高昂及物理距離僅有10公里左右的限制，而且，客戶端可以通過局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)來訪問存儲(chǔ)設(shè)備。它利用傳統(tǒng)的TCP/IP協(xié)議技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)設(shè)備連接在一塊，形成一個(gè)全新的存儲(chǔ)系統(tǒng)環(huán)境，使得存儲(chǔ)資源利用率得到優(yōu)化和提高，它是存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。

1 IP SAN存儲(chǔ)技術(shù)原理及特點(diǎn)

在SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)里，所有的數(shù)據(jù)都是在高帶寬的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行高速傳輸，SAN存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)的是直接對(duì)物理硬件的塊級(jí)存儲(chǔ)訪問，大幅提高了存儲(chǔ)的性能和擴(kuò)展能力。早期的SAN采用的是光纖通道(FC，F(xiàn)iber Channel)技術(shù)，但光纖通道也有它自身的不足之處，如光纖投入的成本非常昂貴、光纖通道的廣域網(wǎng)中連接使用能力較弱。基于iSCSI技術(shù)的IP SAN也就應(yīng)運(yùn)而生。為了區(qū)分，業(yè)界就把SAN分為FC SAN和IP SAN。由于Internet技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，基于IP的SAN受到越來越多的重視。Internet國際任務(wù)組(IETF)主持制訂了iSCSI(Internet SCSI) 協(xié)議，它定義了通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行塊級(jí)存儲(chǔ)訪問的方法。通過在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送SCSI命令以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，iSCSI使得傳輸、存儲(chǔ)以及管理數(shù)據(jù)的距離大大增加。在千兆或萬兆以太網(wǎng)環(huán)境下，iSCSI可以達(dá)到甚至超過FC的性能。iSCSI為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)復(fù)制等IP存儲(chǔ)應(yīng)用提供了很好的支持。簡(jiǎn)單的說，IP SAN是基于iSCSI協(xié)議技術(shù)，它的工作流程如圖1所示。iSCSI協(xié)議就是一個(gè)在網(wǎng)絡(luò)上封包和解包的過程，在網(wǎng)絡(luò)的一端，數(shù)據(jù)包被封裝成包括TCP/IP頭、iSCSI識(shí)別包和SCSI數(shù)據(jù)三部分內(nèi)容，傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)另一端時(shí)，這三部分內(nèi)容分別被順序地解開。

IP SAN的特點(diǎn):

1) 成本投入小:采用iSCSI標(biāo)準(zhǔn)，只要計(jì)算機(jī)有網(wǎng)卡，就可以使用存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)空間，以實(shí)現(xiàn)低成本的IP SAN。iSCSI所使用的適配卡、交換機(jī)和纜線這些產(chǎn)品的價(jià)格比FC SAN所選用的硬件產(chǎn)品價(jià)格要低，并且iSCSI可以在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)上直接安裝，并不需要更改企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)體系，這樣就大量節(jié)約資金投入。

2) 管理方便，維護(hù)成本低: iSCSI主要是通過IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源共享，我們只需要現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)功能就可以進(jìn)行管理，并且iSCSI的設(shè)置非常簡(jiǎn)單，所以不需要對(duì)管理人員進(jìn)行培訓(xùn)，因此iSCSI更能節(jié)約成本。

3) 無距離限制:由于iSCSI是一種基于IP網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)技術(shù)， 它會(huì)隨著IP網(wǎng)絡(luò)的延生而將存儲(chǔ)距離不斷擴(kuò)大，因此ISCSI是無距離限制的。

4) 數(shù)據(jù)傳輸速度快:iSCSI的數(shù)據(jù)傳輸速度是根據(jù)以太網(wǎng)絡(luò)的速度而變化的，目前，1Gbps的以太網(wǎng)已經(jīng)大量用于市場(chǎng)，而10Gbps的以太網(wǎng)也即將進(jìn)入市場(chǎng)，當(dāng)以太網(wǎng)的速度增加時(shí)，iSCSI的數(shù)據(jù)傳輸速度也將不斷加快。

5) 建方式靈活，可擴(kuò)展性高:由于iSCSI存儲(chǔ)系統(tǒng)可以直接在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行組建，并不需要改變網(wǎng)絡(luò)體系，加上運(yùn)用交換機(jī)來連接存儲(chǔ)設(shè)備，對(duì)于需要增加存儲(chǔ)空間的用戶來說，只需要增加存儲(chǔ)設(shè)備就可完全滿足。

2 在大學(xué)圖書館中的應(yīng)用

通過對(duì)九江學(xué)院圖書館的具體情況的了解和分析，我們發(fā)現(xiàn)主要存在的難題一是其數(shù)據(jù)量快速增長，單機(jī)容量過小將增加潛在故障點(diǎn)，同時(shí)傳統(tǒng)的分布式存儲(chǔ)管理復(fù)雜，效率低下。二是用戶數(shù)量眾多，大多通過校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)訪問，病毒及人為邏輯故障造成數(shù)據(jù)恢復(fù)難度大。三是基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)要求高性能的NAS設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)數(shù)據(jù)共享、負(fù)載均衡、空間節(jié)省等功能。四是操作系統(tǒng)眾多，應(yīng)用雜，性能優(yōu)化、簡(jiǎn)化管理左右為難等。

根據(jù)技術(shù)選擇，我們決定在九江學(xué)院圖書館中采用千兆以太網(wǎng)交換機(jī)構(gòu)建基于IP SAN來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源整合。如圖2所示，本方案所有需要連接磁盤系統(tǒng)的服務(wù)器，只要安裝千兆網(wǎng)卡和軟件的iSCSI Initiator，就可以通過SAN網(wǎng)絡(luò)獲取存儲(chǔ)空間設(shè)備，從而不需要額外購置 HBA卡。并支持主流的操作系統(tǒng)AIX、Solaris 、Linux、 Windows都支持這種千兆網(wǎng)卡加軟件的iSCSI Initiator的實(shí)現(xiàn)方式。本方案中采用了H3C Neocean IX1500，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的整合，為圖書館管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)閱讀系統(tǒng)、科研服務(wù)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了存儲(chǔ)和備份空間。在交換機(jī)上接入H3C Neocean IX1500一臺(tái)，2條千兆以太網(wǎng)連接到交換機(jī)，存儲(chǔ)容量為15TB，最高容量可達(dá)64TB，具有良好的可擴(kuò)展性能。方案配置為:

1) H3C Neocean IX1500 統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng);

2) 操作系統(tǒng)備份及遠(yuǎn)程系統(tǒng)啟動(dòng)(DiskSafe);Snapshot、SnapRestore SnapMirror技術(shù);

3) 數(shù)據(jù)快照拷貝功能(SnapShot Copy)軟件。

其中15TB的存儲(chǔ)容量基本滿足了九江學(xué)院圖書館目前對(duì)存儲(chǔ)容量的要求，更為重要的是，H3C Neocean IX1500是一個(gè)統(tǒng)一化的存儲(chǔ)備，同時(shí)支持SAN、NAS和IP SAN存儲(chǔ)模式，對(duì)不同的應(yīng)用采用不同的存儲(chǔ)協(xié)議，可以有效提高不同應(yīng)用系統(tǒng)的效率。憑借其豐富的數(shù)據(jù)管理功能，可以為用戶提供IP SAN高速訪問、多用戶文件共享服務(wù)、CDP連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)、Windows系統(tǒng)保護(hù)等多種解決方案，IX1500系列是高智能、高性能、高品質(zhì)的IP網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

3 結(jié)束語

IP SAN存儲(chǔ)技術(shù)的解決方案在九江學(xué)院圖書館中的應(yīng)用，做到了平臺(tái)統(tǒng)一、管理簡(jiǎn)化，確保了數(shù)據(jù)高可用性，搞高了系統(tǒng)性能。同時(shí)，秒級(jí)的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)，提升了數(shù)據(jù)的安全性和容災(zāi)能力。它可以徹底的解決圖書館網(wǎng)站訪問流量大，存儲(chǔ)容量不足的問題。可以不必再擔(dān)心因訪問高峰出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)擁堵現(xiàn)象，同時(shí)，也可以放心地購買更多電子期刊和全文數(shù)據(jù)庫，方便同學(xué)利用更多學(xué)習(xí)資源。同時(shí)，該方案全新解決思路為高校的圖書館數(shù)據(jù)存儲(chǔ)建設(shè)提供又一更好的解決之道。

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