存儲技術的發(fā)展與應用Storage technology development and application

摘要：本文主要是針對計算機網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)存儲進行研究，隨著IT技術的廣泛應用，網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)的安全性也越來越引起人們的重視，一旦不慎丟失數(shù)據(jù)，都會造成不可估量的損失，這些問題使得存儲系統(tǒng)成為信息系統(tǒng)中最重要的組成部分，存儲終于從過去隱藏在計算機和傳輸背后的技術走到了前臺，數(shù)據(jù)存儲已經(jīng)成為目前一個熱點技術，也是繼互聯(lián)網(wǎng)熱之后的又一次技術浪潮，它將網(wǎng)絡帶入了以數(shù)據(jù)為中心的時代。

關鍵字：計算機網(wǎng)絡 數(shù)據(jù)存儲 IT技術 信息系統(tǒng)

1、引言

隨著信息化建設的迅猛發(fā)展，計算機系統(tǒng)已成為各企事業(yè)單位的基礎設施，數(shù)據(jù)成為關系到企業(yè)生存的重要資源，數(shù)據(jù)存儲及安全成為信息化進一步發(fā)展的重要基礎，而企事業(yè)中關鍵業(yè)務數(shù)據(jù)量的迅速增長，更使得存儲系統(tǒng)成為企業(yè)信息系統(tǒng)中最重要的組成部門，建立網(wǎng)絡最根本的用途是要更加方便地傳遞與使用數(shù)據(jù)，但人為錯誤、硬盤損壞、電腦黑客、病毒、斷電或是天災人禍等，都有可能造成數(shù)據(jù)的丟失，傳統(tǒng)的以服務器為中心的存儲技術已經(jīng)不適合今天的存儲要求，目前以網(wǎng)絡存儲為中心的存儲技術得到了進一步的發(fā)展，各種存儲設備和技術正趨于融合，各種設備都可以運行在一個統(tǒng)一標準的架構中，網(wǎng)絡存儲技術沿著幾個主要的方向發(fā)展：DAS、NAS、SAN、IP-SAN。

2、存儲方式分類

1）DAS(Direct Attached Storage)

將RAID硬盤陣列等各種存儲設備通過諸如SAS、SCSI或FC等I/O總線連接存儲設備和應用服務器的存儲架構，存儲設備由應用服務器獨享，這種方式是連接單獨的或兩臺小型集群的服務器，這種形式的存儲結構稱為DAS(Direct Attached Storage)。這種存儲體系是以服務器為中心的，客戶機的數(shù)據(jù)訪問必須通過服務器，然后經(jīng)過其I/O總線訪問相應的存儲設備，服務器實際上起到一種存儲轉發(fā)的作用，但是一旦服務器出現(xiàn)故障，信息資源也將不法訪問。

2）NAS(Network Attached Storage)

NAS以數(shù)據(jù)為中心，是一種文件共享服務，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的集中管理，從而在提高網(wǎng)絡整體性能的同時也降低了總成本，由專用的服務器通過專有文件系統(tǒng)管理存儲空間，連接到TCP/IP網(wǎng)絡上，對外通過NFS或者CIFS等協(xié)議提供文件級的訪問功能，NAS支持不同的操作系統(tǒng)共享同一個文件，NAS系統(tǒng)采用了信息技術中的流行的嵌入技術，具有高度智能、性能穩(wěn)定、功能專一特點，NAS存儲系統(tǒng)可以看成是一種專用的網(wǎng)絡文件存儲及文件備份設備，一種專門優(yōu)化了的文件服務器系統(tǒng)加上大容量存儲，以文件方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

3）SAN(Storage Area Network)

SAN是以網(wǎng)絡為中心，通過網(wǎng)絡方式連接存儲設備和應用服務器的存儲架構，對外提供塊級的存儲數(shù)據(jù)共享，是數(shù)據(jù)存儲專用網(wǎng)絡，SAN專用于應用服務器和存儲設備之間的互訪，數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡在多個服務器和多個存儲設備之間高速傳輸，存儲設備組成單獨的網(wǎng)絡，大多利用光纖連接，采用光纖通道協(xié)議(Fiber Channel，簡稱FC)，服務器和存儲設備間可以任意連接，I/O請求也是直接發(fā)送到存儲設備，光纖通道如今是所有SAN網(wǎng)絡的基礎層技術標準，SAN存儲網(wǎng)絡架構是建立在光纖通道協(xié)議技術基礎上的，光纖通道協(xié)議實際上解決了底層的傳輸協(xié)議，高層的協(xié)議仍然采用SCSI協(xié)議。

4）IP-SAN(IP Storage Area Network)

存儲設備通過以太網(wǎng)交換機與應用服務器相連，構成了最簡單的IP SAN架構，為滿足容量更大、安全性更復雜、性能更高等不同程度的應用，最新的IP SAN是在SAN基礎上，利用高帶寬的IP網(wǎng)絡來構架的一種高性能SAN，通過ISCSI(互聯(lián)網(wǎng)小型計算機系統(tǒng)接口)協(xié)議來實現(xiàn)存儲數(shù)據(jù)在服務器和存儲設備之間高速傳輸，它繼承了IP網(wǎng)絡開發(fā)、高性能、高可靠性、易管理、可擴展性強、自適應性強的優(yōu)點，實現(xiàn)存儲網(wǎng)絡與應用網(wǎng)絡的無縫連接，并提供了優(yōu)良的遠程數(shù)據(jù)復制和容災特性，IP SAN存儲系統(tǒng)是未來發(fā)展的主要方式。

3、存儲方式的特點

DAS存儲體系是以服務器為中心的，雖然實現(xiàn)了機內存儲到存儲子系統(tǒng)跨越，磁盤與服務器分離，便于統(tǒng)一管理，但是缺點依然有很多，每個服務器都需要獨立的存儲設備，投資成本較大，而且DAS方式數(shù)據(jù)依然是分散的，不同的應用有一套存儲設備，數(shù)據(jù)不法集中管理，管理分散，DAS方式的存儲空間無法充分利用，存在浪費，會出現(xiàn)某些服務器的存儲空間不夠用，而其他服務器卻有大量的存儲空間閑置，如果增加新應用服務器，只能為新增服務器單獨配置存儲設備，造成重復投資，存儲資源利用率低，單位成本高，擴展性差。

NAS以數(shù)據(jù)為中心，實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)的集中管理，NAS使用專用存儲服務器提供存儲服務，因而它不占用應用服務器的資源，不影響應用服務器處理自身的應用程序，即使應用服務器不再工作，其他客戶機仍然可以讀取NAS上的數(shù)據(jù)，NAS設備使用專用操作系統(tǒng)支持不同的文件系統(tǒng)，提供不同操作系統(tǒng)的文件共享，支持相應的網(wǎng)絡協(xié)議，可以根據(jù)需要方便地擴展，NAS設備的安裝和管理也非常簡單，它一般都支持基于WEB的客戶端管理方式，NAS的缺點也非常明顯，從性能上看，NAS性能受制于網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)的能力，NAS訪問需要經(jīng)過文件系統(tǒng)格式轉換，NAS提供的是文件級別的數(shù)據(jù)訪問方式，不適合塊級的應用，尤其是要求用用裸的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

SAN以網(wǎng)絡為中心，將存儲系統(tǒng)、服務器和客戶端都通過網(wǎng)絡互連起來，SAN方式整合了所有的存儲設備和應用服務器，多臺服務器可以通過存儲網(wǎng)絡同時訪問后端存儲系統(tǒng)，因此不必為每臺服務器單獨購買存儲設備，降低存儲設備異構化程度，減輕維護工作量，降低維護費用，服務器和存儲設備之間更遠的距離，高可靠性及高性能，多個服務器和存儲設備之間可以任意連接，集中存儲設備替代多個獨立的存儲設備，支持存儲容量共享，通過相應的軟件使得SAN上的存儲設備表現(xiàn)為一個整體，由于SAN通常是基于光纖通道的解決方案，需要專用的光纖通道交換機和管理軟件，但是與NAS相比，SAN的成本較高，SAN初始費用比DAS和NAS高。

4、發(fā)展趨勢

iSCSI通過標準以太網(wǎng)技術建立存儲局域網(wǎng)或更大范圍的互聯(lián)網(wǎng)連接，是一項全新的低成本易實施的技術，具有天然技術優(yōu)勢，iSCSI在低成本安全性和管理性等方面明顯勝過FC技術一籌，從最初的iSCSI、iFCP、FCIP爭芳斗妍，到今天的iSCSI一支獨秀，iSCSI取代Fibre Channel已是不爭的事實，隨著新一代SAS技術的應用，iSCSI—SAN又將被新的iSCSI-SAS技術所取代，當萬兆以太網(wǎng)技術產品網(wǎng)絡化時，iSCSI-SAS一統(tǒng)天下的格局就在所難免了，現(xiàn)在已是信息網(wǎng)絡時代，任何存儲技術只有融合在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡里，才會有較大的發(fā)展。

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