SAS交換技術在新型智慧城市中的應用分析

王培志

（山東省郵電規劃設計院有限公司，山東 濟南 250000）

SAS （Serial Attached SCSI） 即串行SCSI技術，是一種磁盤連接技術，它綜合了并行SCSI和串行連接技術 （如FC、SSA、IEEE1394等） 的優勢，以串行通信協議為協議基礎架構，采用SCSI-3擴展指令集，并兼容SATA設備，是多層次的存儲設備連接協議棧。

1 智慧城市發展趨勢

近幾年，國內各地區加快了智慧城市的建設步伐，2014年，發改委、工信部等部門發布《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》，提出到2020年要建成一批特色鮮明的智慧城市。目前，我國共有超過500個城市提出要參與到智慧城市建設中，副省級和省會城市基本全部在進行智慧城市建設。

在新型的智慧城市建設的系統工程中，充分利用互聯網、云計算、大數據、行業技術等新興的技術手段。2017年8月19日，國務院常務會議通過了《關于促進大數據發展的行動綱要》，該綱要是指導我國大數據發展的國家頂層設計和總體部署。

2 SAS交換技術在新型智慧城市中的應用方案

新型智慧城市是信息技術與經濟社會各領域的深度融合，引發的數據量呈現爆發式的增長，對數據的存儲及處理提出更高的要求，目前，傳統的存儲在讀寫的效率上已無法滿足。傳統的磁盤陣列或IP SAN橫向擴展能力差，隨著應用的增加容易出現存儲瓶頸，且對于不同類型的存儲接口，需要存儲管理及傳輸設備，普通的云存儲需要依靠以太網技術，數據讀寫通過太網絡傳輸，效率較低，且數據的存儲、讀取、計算均需要經過以太網設備，數據傳輸延時較大。

針對當前數據呈現爆炸式增長的趨勢，數據專家們從多方面進行了評估，并考慮使用新型的存儲設備來應對這些問題。隨著世界范圍內數據量的持續增長，2010 年，美國LSI公司率先發布了6 Gb/s 的串行SAS交換機，目前世界上的SAS交換機產品的帶寬最高可達到48 Gb/s。

新型智慧城市項目中的數據處理引入SAS交換技術方案，是以SAS交換機為核心組成SAS數據存儲網絡，將存儲與服務器進行分離，存儲改為高密度的磁盤陣列，可插入機械硬盤或SSD硬盤，所有的磁盤都是全局可見，所有的服務器都可以同時訪問任意磁盤，形成全系統的存儲陣列，其結構框架如圖1所示。

圖1 以SAS交換機為核心的存儲拓撲結構

以新型智慧城市工程中的視頻圖像處理為例，以SAS交換機為核心搭建視頻監控存儲和云平臺服務的系統框架如圖2所示。該系統中基于SAS交換框架的存儲陣列為視頻監控提供海量的高性能存儲空間，外部傳輸通過以太網傳輸實現，服務器與存儲使用SAS交換機連接，實現了云計算和云存儲的整體建設方案，該系統平臺可同時承載平安城市、智慧教育、應急指揮、智慧醫療等多方面業務。

圖2 以SAS交換機為核心的視頻存儲結構

在大型的省級或多地市的智慧城市建設方案中，可以實現多種數據存儲兼容的多級數據存儲架構，例如在某平安城市案例中，如圖3所示，省市兩級部署方案中，中大規模以及省公安廳均部署SAS交換技術存儲方案，可以有效分擔省級硬件設備的投資，同時為用戶提供數據分級存儲、就近訪問的功能，大大降低了專網的負擔。

圖3 數據整體部署架構

3 SAS交換技術的優勢分析

新型智慧城市系統中采用SAS交換技術不僅可以降低硬件設備的經濟成本，還可以提高數據傳輸及處理效率，主要的優勢可總結如下幾點。

（1） 可擴展性強。新型智慧城市中引入SAS交換技術，可以將多種服務器與存儲設備進行串行連接，能夠充分實現直連式存儲中的功能，如圖4所示，并且其擴展功能相對直連式存儲更強，其擴展性能可在大規模以及多級存儲下的數據處理方案中得到充分利用。

（2） 提高數據使用效率。使用SAS交換技術能夠讓服務器讀取及存儲數據更加直接，即便在智慧城市系統的復雜網絡環境中也是如此。這樣有效地降低因網絡環境等原因造成的存儲延遲，提高數據的存儲及使用效率。

圖4 服務器與存儲的橫向擴展

圖5 SAS架構與普通云存儲架構數據讀寫流程差異

（3） 保持存儲的性能。在智慧城市系統中，傳統的共享存儲能力會因訪問時間的劣化而受到不利影響，但采用SAS交換技術可實現低時延，有助于保持存儲系統的性能，對智慧城市用戶來說，可實現戰略性決策的制定和保障業務。

（4） 實現資源共享。采用SAS交換技術的智慧城市系統中，同樣可以實現存儲數據的網絡共享，實現數據資源的充分利用。

（5） 管理便捷。SAS交換技術不僅可以保持存儲直連的簡便，又可以讓用戶體驗到虛擬化存儲技術的優勢，SAS交換機具備域管理相關功能，可以實現對其端口的各種簡便控制及管理。

（6） 節省成本、提高性能。在大型的智慧城市系統中，云存儲或大型局域網存儲都是利用超高帶寬的專用光纖通道為基礎，其運營成本非常高，而使用SAS交換技術實現服務器與存儲之間端到端的通訊，可以有效降低通訊成本，并且相較局域網存儲，其性能更高。

4 結語

只要數據量更大，就必須增加更多的存儲及服務器，這一觀點已不再適用于應對當今新型智慧城市數據量爆炸式的增加帶來的挑戰了。以SAS交換機為核心的存儲架構是一個低成本、便捷管理、部署簡潔的優秀架構，也是將來大型智慧城市中基于網絡的第一存儲設計方案。利用 SAS 交換技術搭建的新型智慧城市數據存儲及處理平臺，能夠有效應對數據爆炸帶來的挑戰。新的SAS交換設備及其性能的進一步提高也將為智慧城市未來的發展提供更大、更強的技術支撐。