IP SAN存儲技術在九江學院圖書館中的應用探討

摘要:該文論述了基于iSCSI協議的IP SAN技術的原理和特點。分析了九江學院圖書館的數據存儲現狀及需求實際情況，并充分考慮了其未來發展所需要的存儲要求。采用IP SAN 存儲技術方案，選擇支持IP SAN存儲硬件產品，設計了基于IP網絡的且符合企業九江學院圖書館數據存儲方案。

關鍵詞:網絡存儲技術;IP SAN;圖書館

中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號: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和硬件網絡設施投入的加大，許多大學圖書館的資源建設、系統平臺搭建和讀者服務工作變得越來越龐大和復雜。校園網用戶對信息系統的依賴性不斷增加，因此要求信息系統能夠提供7×24的優質服務。建立一個有效的數據存儲結構，保證數據更易于管理、使用，滿足不同應用系統的高效運行，解決當前存儲容量嚴重不足和有效聯機備份空間，是當前所迫切需要考慮的問題。通過應用IP SAN存儲技術，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、城域網、廣域網來訪問存儲設備。它利用傳統的TCP/IP協議技術將網絡和存儲設備連接在一塊，形成一個全新的存儲系統環境，使得存儲資源利用率得到優化和提高，它是存儲技術發展的一個重要方向。

1 IP SAN存儲技術原理及特點

在SAN存儲網絡里，所有的數據都是在高帶寬的網絡中進行高速傳輸，SAN存儲實現的是直接對物理硬件的塊級存儲訪問，大幅提高了存儲的性能和擴展能力。早期的SAN采用的是光纖通道(FC，Fiber Channel)技術，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、光纖通道的廣域網中連接使用能力較弱。基于iSCSI技術的IP SAN也就應運而生。為了區分，業界就把SAN分為FC SAN和IP SAN。由于Internet技術的不斷成熟和發展，基于IP的SAN受到越來越多的重視。Internet國際任務組(IETF)主持制訂了iSCSI(Internet SCSI) 協議，它定義了通過TCP/IP網絡進行塊級存儲訪問的方法。通過在IP網絡上傳送SCSI命令以及存儲數據，iSCSI使得傳輸、存儲以及管理數據的距離大大增加。在千兆或萬兆以太網環境下，iSCSI可以達到甚至超過FC的性能。iSCSI為遠程數據備份、遠程數據復制等IP存儲應用提供了很好的支持。簡單的說，IP SAN是基于iSCSI協議技術，它的工作流程如圖1所示。iSCSI協議就是一個在網絡上封包和解包的過程，在網絡的一端，數據包被封裝成包括TCP/IP頭、iSCSI識別包和SCSI數據三部分內容，傳輸到網絡另一端時，這三部分內容分別被順序地解開。

IP SAN的特點:

1) 成本投入小:采用iSCSI標準，只要計算機有網卡，就可以使用存儲系統中的存儲空間，以實現低成本的IP SAN。iSCSI所使用的適配卡、交換機和纜線這些產品的價格比FC SAN所選用的硬件產品價格要低，并且iSCSI可以在現有的網絡上直接安裝，并不需要更改企業的網絡體系，這樣就大量節約資金投入。

2) 管理方便，維護成本低: iSCSI主要是通過IP網絡實現存儲資源共享，我們只需要現有的網絡功能就可以進行管理，并且iSCSI的設置非常簡單，所以不需要對管理人員進行培訓，因此iSCSI更能節約成本。

3) 無距離限制:由于iSCSI是一種基于IP網絡的存儲技術， 它會隨著IP網絡的延生而將存儲距離不斷擴大，因此ISCSI是無距離限制的。

4) 數據傳輸速度快:iSCSI的數據傳輸速度是根據以太網絡的速度而變化的，目前，1Gbps的以太網已經大量用于市場，而10Gbps的以太網也即將進入市場，當以太網的速度增加時，iSCSI的數據傳輸速度也將不斷加快。

5) 建方式靈活，可擴展性高:由于iSCSI存儲系統可以直接在現有的網絡系統中進行組建，并不需要改變網絡體系，加上運用交換機來連接存儲設備，對于需要增加存儲空間的用戶來說，只需要增加存儲設備就可完全滿足。

2 在大學圖書館中的應用

通過對九江學院圖書館的具體情況的了解和分析，我們發現主要存在的難題一是其數據量快速增長，單機容量過小將增加潛在故障點，同時傳統的分布式存儲管理復雜，效率低下。二是用戶數量眾多，大多通過校園網和互聯網訪問，病毒及人為邏輯故障造成數據恢復難度大。三是基于互聯網的服務要求高性能的NAS設備難以實現異構平臺數據共享、負載均衡、空間節省等功能。四是操作系統眾多，應用雜，性能優化、簡化管理左右為難等。

根據技術選擇，我們決定在九江學院圖書館中采用千兆以太網交換機構建基于IP SAN來實現數據資源整合。如圖2所示，本方案所有需要連接磁盤系統的服務器，只要安裝千兆網卡和軟件的iSCSI Initiator，就可以通過SAN網絡獲取存儲空間設備，從而不需要額外購置 HBA卡。并支持主流的操作系統AIX、Solaris 、Linux、 Windows都支持這種千兆網卡加軟件的iSCSI Initiator的實現方式。本方案中采用了H3C Neocean IX1500，實現了服務器和存儲設備的整合，為圖書館管理系統、網絡閱讀系統、科研服務系統和數據庫系統提供了存儲和備份空間。在交換機上接入H3C Neocean IX1500一臺，2條千兆以太網連接到交換機，存儲容量為15TB，最高容量可達64TB，具有良好的可擴展性能。方案配置為:

1) H3C Neocean IX1500 統一存儲系統;

2) 操作系統備份及遠程系統啟動(DiskSafe);Snapshot、SnapRestore SnapMirror技術;

3) 數據快照拷貝功能(SnapShot Copy)軟件。

其中15TB的存儲容量基本滿足了九江學院圖書館目前對存儲容量的要求，更為重要的是，H3C Neocean IX1500是一個統一化的存儲備，同時支持SAN、NAS和IP SAN存儲模式，對不同的應用采用不同的存儲協議，可以有效提高不同應用系統的效率。憑借其豐富的數據管理功能，可以為用戶提供IP SAN高速訪問、多用戶文件共享服務、CDP連續數據保護、Windows系統保護等多種解決方案，IX1500系列是高智能、高性能、高品質的IP網絡存儲系統。

3 結束語

IP SAN存儲技術的解決方案在九江學院圖書館中的應用，做到了平臺統一、管理簡化，確保了數據高可用性，搞高了系統性能。同時，秒級的數據備份和恢復，提升了數據的安全性和容災能力。它可以徹底的解決圖書館網站訪問流量大，存儲容量不足的問題。可以不必再擔心因訪問高峰出現的網絡擁堵現象，同時，也可以放心地購買更多電子期刊和全文數據庫，方便同學利用更多學習資源。同時，該方案全新解決思路為高校的圖書館數據存儲建設提供又一更好的解決之道。

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