基于面向云計算數據中心的網絡存儲技術分析

郭若瑋

（聯通云數據有限公司，北京 100000）

云計算技術在科學信息技術不斷發展的背景下逐漸趨于成熟，但數據安全存儲問題仍是云計算技術使用過程中存在的主要問題。因此，需要切實加強網絡存儲技術與云計算數據中心的融合，充分發揮出網絡依附存儲系統、存儲區域網絡、軟件定義網絡以及其他網絡存儲技術的功能與作用，以此推動我國信息化產業可持續發展的進程。

1 網絡存儲技術類型

1.1 網絡依附存儲系統（NAS）

網絡依附存儲系統NAS是一種專門用來存儲網絡文件的服務器，與云計算數據中心中的其他服務器主要是通過網絡協議連接的，從而實現數據的傳輸、共享與存儲。在使用NAS時，會將存儲與服務器相分離，以此為數據中心中的其他服務器進行計算提供更多的資源，因此具有較為良好的擴展性、性價比、部署簡單等特點。為充分發揮出NAS的功能與作用，需要有效解決數據備份與恢復過程中存在問題。

1.2 存儲區域網絡（SAN）

存儲區域網絡（SAN）與NAS相比，它屬于連接網絡存儲設備與服務器的結構，主要采用I/O方式傳輸數據塊中的數據，使用的協議為FCSAN與IPSAN。其中，前者能夠高效連接服務器與存儲設備，并通過配套協議將秘密指令發送到IP協議中，以此實現數據的有效傳輸。而后者將以太網作為依托，能夠有效突破距離的限制，并且應用與部署的成本十分低，與前者相比具有更加優良的擴展性、使用性，極大地滿足云計算數據中心對網絡存儲技術的需求。

1.3 軟件定義網絡（SDN）

軟件定義網絡（SDN）會在集中管理指令下，并向云計算數據存儲中心發送反饋指令，其應用與部署效果具有顯著的簡便性、靈活性與開放性。在實際應用過程中，需要始終結合SDN的特性，明確該技術與其他大數據中心技術的區別，從而充分發揮出SDN在優化云數據中心模式過程中的價值，在提高系統運行效率與速度的同時，為人們提供更加優質的云服務[1]。

2 網絡存儲技術在云計算數據中心的比較與應用

2.1 NAS與SAN的性能測試與對比

2.1.1性能測試

選取一臺內存為8G、具有2T硬盤、一千兆以太網作為主要的存儲設備，再另選一臺作為虛擬服務器，然后利用測試設備的讀寫性能對NAS與SAN的性能進行測試。經過測試發現，NAS相較于SAN具有更加良好的讀寫性能，并且二者在虛擬環境中，其性能發揮的水平基本相同。在非虛擬環境中，SAN比NAS具有更加良好的緩沖性能。因此，將二者運行用在云計算數據中心中，均能推動系統進一步優化，保障數據傳輸的安全性。

在實際應用過程中，首先，明確二者文件管理系統的區別。SAN主要是應用在數據中心的每個服務系統中，而NAS主要是當終端用戶在使用系統時，才會觸發相應的協議，進而實現對系統的管理。其次，明確二者文件共享的區別。SAN具有能夠提升數據中心內部傳輸速度的獨立存儲結構，而NAS為用戶提供能夠分享文件的網絡存儲結構。最后，明確二者文件讀寫實現的區別。由于NAS與SAN所使用的協議存在一定差異，進而對云計算數據中心存儲性能有著不同的影響。

2.1.2性能比較

一方面，NAS與SAN在訪問磁盤時，跨過的網絡介質有所不同。二者與CAS相比，在選擇網絡時，并不需要全面考慮存儲系統的結構與層次特點。另一方面，NAS擁有屬于自己的文件管理與CPU管理系統，與網絡接口連接后，便可實現數據的存儲，具有操作簡單、便捷的特點。SAN采用的具有高可靠性、高傳輸性、高連接性的存儲交換機，能夠從根本上保證云計算數據中心數據存儲數據的安全性，通過使用專用的管理軟件，便可實現遠程集中管理云計算數據中心以及網絡存儲設備。

2.2 NAS與SAN融合方案

NAS與SAN網絡存儲技術在云計算數據中心的存儲架構為：在訪問虛擬機的文件應用程序后，文件系統便會自動向系統磁盤設備發送相應的請求，然后系統會將模擬磁盤的虛擬化方式發送到虛擬監視器上，由SAN設備響應磁盤的訪問請求。這種存儲架構與傳統的直接訪問模式最大的不同在于，會將I/O操作中的元數據操作全部轉換為文件數據的操作，使得云計算數據中心呈現出隨機訪問的特性，進而增強了系統的開放性。

由于NAS網絡存儲技術攜帶多種協議，能夠支持任何一臺工作站的工作，為云計算數據中心集中管理提供有力的技術支持。由于SAN具有較高的投資成本，一般使用與存儲量相對較大的工作環境，如銀行。硬盤與VMware Virtual SAN6的結合，在很大程度上提升了云計算數據中心應用程序的便捷性，并且全新的SAN結構，為完善虛擬桌面問題提供可行的依據。因此，對于NAS與SAN網絡存儲技術，都要結合實際使用的企業環境與云計算數據中心運行性能的需求，從而選擇IP存儲、集群存儲、網絡存儲等與要求相符的網絡存儲技術與應用方案，使得網絡存儲模式在科學技術不斷發展的背景下得到更加良好的運用。

2.3 SDN運用方案

SDN的網絡總架構與業務云資源池整體架構一致，通過新建云平臺節點、關于SDN的網絡管理、控制器集群，以便完成OverlaySDN的總體規劃。在運用該技術時，為進一步提升云計算數據中的部署速度，提升數據中心響應指令的靈活性，需要不斷使用現階段先進的通信技術對SDN的應用進行優化，使得數據中心能夠有效滿足新時代下人們對于數據安全存儲的需求。SDN與虛擬機的兼容方式有：一是將硬件設備作為NVE，雖然硬件成本相對較高，但虛擬機的時延、丟包率相對較低。二是使用虛擬機作為NVE，可以顯著降低對接口開放性的需求，并且無需配備其他專用硬件。三是使用Hypervisor作為NVE，對硬件設備的性能要求較低，但對依賴接口開放性的程度較高。因此，需要根據云計算數據中心的實際情況選擇相應的兼容方案，以此充分發揮出SDN方案的優勢與價值[2]。

3 NAS、SAN、SDN的應用優勢

3.1 平臺可用性、開放性強

應用NAS與SAN的存儲方案，需要采用具有強大功能的管理工具，對信息復制能力也有著較高的要求。其中，功能強大的管理工具，可以保證云計算數據中心資源的可用性與完整性。較高水平的信息復制能力，可以增強系統與系統、系統內部間數據的移動性能。此外，應用糾錯技術、檢驗技術等，能夠及時糾正數據中心傳輸數據時出現的誤差，并且能夠及時恢復正確的數據，使得云計算數據中心的所有部件均得到安全保障。此外，將良好的保護機制運用在NAS與SAN的存儲方案中，能夠有效降低數據發生丟失的幾率，發生故障的磁盤在替換前，可使用動態熱盤技術對數據進行修復，為提升數據中心存儲安全性奠定良好的基礎。

3.2 有利于系統升級與擴展

采用NAS與SAN的云計算數據中心，使得系統中每一層服務設備得到連續性、可用性的有效提升，并且SAN交換機與服務器之間的合作可靠性也得到極大的加強。云計算數據中心良好的擴展性主要表現在以下幾個方面：一是在SAN架構中接入服務器后，便可實現應用的增加，也在很大程度上拓展了磁盤的空間。二是通過增加磁盤便可以實現系統空間的增加，并且使用后剩余的空間為應用SAN架構的服務器數據共享提供有力的技術支持。三是通過增加另一臺交換機便可實現網絡的擴展，并且為用戶投資提供更加完整有效的方案，促使云計算數據中心功能得到極大的提升[3]。

3.3 滿足動態商業發展的需要

在云計算數據中心運用SDN網絡存儲方案后，可從根本上突破人為存在的界限，并在很大程度上提升網絡服務環節的順暢性，使得優質的云端網絡服務在數據中心各個數據庫中自由穿梭。與此同時，方案中應用的虛擬機，使得云計算數據中心能夠根據需要分配相應的資源，并且可根據終端用戶需求激發相應的網絡數據服務，實現資源利用效率的極大提升。此外，運用SDN網絡存儲方案的云計算數據中心，能夠從根本上保障數據中心業務的連續性，并且任何用戶均擁有相對獨立的存儲資源，在滿足用戶個性化數據需求的同時，還有效提升網絡服務的質量。對于云計算數據中心的管理人員來說，應用SDN技術的網絡平臺，對數據維護與系統升級具有更高程度的針對性，并且為云服務管理者改良系統功能、優化SDN性能打造了一個十分便捷的工作環境，進而提高的云計算數據中心的人性化。

4 結束語

綜上所述，網絡存儲技術在云計算數據中心中的運用，具有易擴展、易管理等特點，能夠有效滿足各領域對海量信息安全存儲的需要。為進一步完善云計算數據中心的使用性能，需要始終結合NAS、SAN、SDN的性能與特征，從而提升資源整合的效率，實現云計算數據中心存儲性能的優化，以此達到最佳數據資源存儲效果。