存儲技術的發展與應用Storage technology development and application

摘要：本文主要是針對計算機網絡中數據存儲進行研究，隨著IT技術的廣泛應用，網絡中數據的安全性也越來越引起人們的重視，一旦不慎丟失數據，都會造成不可估量的損失，這些問題使得存儲系統成為信息系統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，數據存儲已經成為目前一個熱點技術，也是繼互聯網熱之后的又一次技術浪潮，它將網絡帶入了以數據為中心的時代。

關鍵字：計算機網絡 數據存儲 IT技術 信息系統

1、引言

隨著信息化建設的迅猛發展，計算機系統已成為各企事業單位的基礎設施，數據成為關系到企業生存的重要資源，數據存儲及安全成為信息化進一步發展的重要基礎，而企事業中關鍵業務數據量的迅速增長，更使得存儲系統成為企業信息系統中最重要的組成部門，建立網絡最根本的用途是要更加方便地傳遞與使用數據，但人為錯誤、硬盤損壞、電腦黑客、病毒、斷電或是天災人禍等，都有可能造成數據的丟失，傳統的以服務器為中心的存儲技術已經不適合今天的存儲要求，目前以網絡存儲為中心的存儲技術得到了進一步的發展，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一標準的架構中，網絡存儲技術沿著幾個主要的方向發展：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，客戶機的數據訪問必須通過服務器，然后經過其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的作用，但是一旦服務器出現故障，信息資源也將不法訪問。

2）NAS(Network Attached Storage)

NAS以數據為中心，是一種文件共享服務，實現了對數據的集中管理，從而在提高網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管理存儲空間，連接到TCP/IP網絡上，對外通過NFS或者CIFS等協議提供文件級的訪問功能，NAS支持不同的操作系統共享同一個文件，NAS系統采用了信息技術中的流行的嵌入技術，具有高度智能、性能穩定、功能專一特點，NAS存儲系統可以看成是一種專用的網絡文件存儲及文件備份設備，一種專門優化了的文件服務器系統加上大容量存儲，以文件方式進行數據傳輸。

3）SAN(Storage Area Network)

SAN是以網絡為中心，通過網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據共享，是數據存儲專用網絡，SAN專用于應用服務器和存儲設備之間的互訪，數據可以通過網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絡，大多利用光纖連接，采用光纖通道協議(Fiber Channel，簡稱FC)，服務器和存儲設備間可以任意連接，I/O請求也是直接發送到存儲設備，光纖通道如今是所有SAN網絡的基礎層技術標準，SAN存儲網絡架構是建立在光纖通道協議技術基礎上的，光纖通道協議實際上解決了底層的傳輸協議，高層的協議仍然采用SCSI協議。

4）IP-SAN(IP Storage Area Network)

存儲設備通過以太網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網絡來構架的一種高性能SAN，通過ISCSI(互聯網小型計算機系統接口)協議來實現存儲數據在服務器和存儲設備之間高速傳輸，它繼承了IP網絡開發、高性能、高可靠性、易管理、可擴展性強、自適應性強的優點，實現存儲網絡與應用網絡的無縫連接，并提供了優良的遠程數據復制和容災特性，IP SAN存儲系統是未來發展的主要方式。

3、存儲方式的特點

DAS存儲體系是以服務器為中心的，雖然實現了機內存儲到存儲子系統跨越，磁盤與服務器分離，便于統一管理，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方式數據依然是分散的，不同的應用有一套存儲設備，數據不法集中管理，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以數據為中心，實現了對數據的集中管理，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上的數據，NAS設備使用專用操作系統支持不同的文件系統，提供不同操作系統的文件共享，支持相應的網絡協議，可以根據需要方便地擴展，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性能受制于網絡傳輸數據的能力，NAS訪問需要經過文件系統格式轉換，NAS提供的是文件級別的數據訪問方式，不適合塊級的應用，尤其是要求用用裸的數據庫系統。

SAN以網絡為中心，將存儲系統、服務器和客戶端都通過網絡互連起來，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絡同時訪問后端存儲系統，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、發展趨勢

iSCSI通過標準以太網技術建立存儲局域網或更大范圍的互聯網連接，是一項全新的低成本易實施的技術，具有天然技術優勢，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，當萬兆以太網技術產品網絡化時，iSCSI-SAS一統天下的格局就在所難免了，現在已是信息網絡時代，任何存儲技術只有融合在互聯網網絡里，才會有較大的發展。

參考文獻：

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