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存儲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息爆炸性的增長，使網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)變得越來越重要，已成為Internet及其相關(guān)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。下面是YJBYS小編搜索整理的關(guān)于存儲網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展，歡迎參考閱讀，希望對大家有所幫助!想了解更多相關(guān)信息請持續(xù)關(guān)注我們應(yīng)屆畢業(yè)生培訓(xùn)網(wǎng)!
當(dāng)今所說的“存儲”是包含傳統(tǒng)存儲介質(zhì)在內(nèi)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)、通信等相關(guān)技術(shù)，向著虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的一個(gè)全新概念。附網(wǎng)存儲(Network Attached Storage，NAS)、存儲區(qū)域網(wǎng)(Storage Area Network，SAN)和IP—SAN是網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的三個(gè)主要方向。本文將就網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的關(guān)鍵概念、關(guān)鍵技術(shù)、研究結(jié)果和應(yīng)用，以及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行介紹。
一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
NAS和SAN是網(wǎng)絡(luò)存儲中的兩大關(guān)鍵技術(shù)，圍繞這兩大技術(shù)，當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的發(fā)展方向主要有：NAS和SAN的集成技術(shù)、IP存儲技術(shù)、網(wǎng)格存儲技術(shù)、虛擬化存儲技術(shù)、對象存儲技術(shù)、存儲機(jī)群系統(tǒng)、基于光纖通道的SAN(FC—SAN)和基于IP的SAN(IP-SAN)(在IP_SAN中，iSCSI是應(yīng)用最廣泛的技術(shù))、分布式異構(gòu)存儲網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)存儲集成技術(shù)研究、串行SAS(Serial Attach SCSI)。NAS解決方案：NetApp FAS270C;SAN解決方案：DELL，EMC AX1O0。
二、關(guān)鍵概念與關(guān)鍵技術(shù)介紹
(一)存儲虛擬化技術(shù)
存儲虛擬化的核心工作是將物理存儲設(shè)備映射到單一邏輯資源池。為用戶和應(yīng)用程序提供虛擬磁盤或虛擬卷，隱藏具體物理設(shè)備的物理特性。從而實(shí)現(xiàn)對存儲系統(tǒng)的集中管理，使客戶的存儲系統(tǒng)容納更多數(shù)據(jù)，更多的用戶共享同一個(gè)系統(tǒng)，存儲管理操作(例如系統(tǒng)升級、建立和分配虛擬磁盤、改變RAID級別、擴(kuò)充存儲空間等)變得更為簡便。
根據(jù)數(shù)據(jù)與控制信息是否使用同一通道傳輸，存儲虛擬化可以分為In—Band和Out—of-Band兩種實(shí)現(xiàn)模型。In—Band模型是最常用的虛擬化形式，通過主機(jī)服務(wù)器和存儲設(shè)備之間的存儲區(qū)域在數(shù)據(jù)路徑中插入存儲抽象層，用虛擬存儲控制設(shè)備中的管理軟件來管理和配置存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)和控制信息使用同一條通路。這種方法可以節(jié)省硬件投資，但是在虛擬存儲控制設(shè)備處容易造成網(wǎng)絡(luò)擁塞而形成系統(tǒng)瓶頸，降低性能。在實(shí)際應(yīng)用中這種結(jié)構(gòu)常采用冗余配置，以避免單點(diǎn)故障。Out—of--Band模型中，數(shù)據(jù)和控制信息使用不同的傳輸通道，應(yīng)用服務(wù)器的I/0命令先通過專用命令通路傳送至專用的元數(shù)據(jù)服務(wù)器或控制器，獲得元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)視圖后，再直接通過數(shù)據(jù)通路得到所需數(shù)據(jù)。因此減少了網(wǎng)絡(luò)延遲，增加了帶寬的可升級性，從而提高了系統(tǒng)性能。這種結(jié)構(gòu)可避免系統(tǒng)的單點(diǎn)故障和瓶頸，但是在一定程度上增加了用戶的投資。
存儲虛擬化可以在服務(wù)器、存儲設(shè)備或在專用設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。基于服務(wù)器端的實(shí)現(xiàn)是將虛擬化層放在應(yīng)用服務(wù)器上，通過改造操作系統(tǒng)或者加上虛擬層來實(shí)現(xiàn)映射工作，這種方法不需要額外硬件�；诖鎯υO(shè)備的方案是將虛擬化層放在存儲設(shè)備的適配器或控制器，這種方法在理論上性能最優(yōu)，能充分考慮存儲設(shè)備的物理特性，并將應(yīng)用服務(wù)器從虛擬化存儲的實(shí)現(xiàn)工作中徹底解放出來，方法簡單。
由于存儲網(wǎng)絡(luò)本身是系統(tǒng)中的一個(gè)專用的網(wǎng)絡(luò)，所以可通過在存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)這一級采用智能化的存儲路由器、存儲交換機(jī)，或者增加一個(gè)元數(shù)據(jù)服務(wù)器等來實(shí)現(xiàn)虛擬化的工作。
(二)IP存儲技術(shù)
2003年2月11日.IETF通過了由IBM、思科共同發(fā)起的iSCSI標(biāo)準(zhǔn)。iSCSI是一個(gè)供硬件設(shè)備使用的，可以在IP協(xié)議的上層運(yùn)行的SCSI指令集。使其能夠在諸如高速千兆以太網(wǎng)上進(jìn)行路由選擇，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)傳輸數(shù)據(jù)和信息。
由于iSCSI技術(shù)是基于IP協(xié)議的，能容納所有IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中的部件，因此，用戶可以在任何需要的地方創(chuàng)建實(shí)際的SAN網(wǎng)絡(luò)，而不需要專門的光纖通道網(wǎng)絡(luò)在服務(wù)器和存儲設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)。同時(shí)，因?yàn)闆]有光纖通道對傳輸距離的限制。IPSAN使用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議，數(shù)據(jù)即可在以太網(wǎng)上進(jìn)行傳輸。
采用iSCSI技術(shù)組成的IPSAN可以提供和傳統(tǒng)FcSAN相媲美的解決方案。而且普通服務(wù)器或PC機(jī)只需要具備網(wǎng)卡，即可共享和使用大容量的存儲空間。與傳統(tǒng)的FC SAN相比，IP SAN技術(shù)簡單、低成本的特色相當(dāng)明顯。在10Gb以太網(wǎng)環(huán)境下，完全可以與FcSAN在交換性能上一爭高低。
(三)存儲集群系統(tǒng)
集群存儲系統(tǒng)的基本原理是，所有的設(shè)備被整合到一個(gè)虛擬的存儲池，組成一個(gè)透明化的全局文件系統(tǒng)，整個(gè)集群系統(tǒng)只能分配到一個(gè)驅(qū)動器盤符。這樣不僅可以提高磁盤資源的利用率;還增加了服務(wù)器共享數(shù)據(jù)的能力，避免了因相同文件被重復(fù)備份而造成的不必要的資源浪費(fèi)。
兩臺控制器耦合在一起，互為冗余。如果其中一臺設(shè)備發(fā)生了故障，另一臺將會自動頂替上，維持業(yè)務(wù)的連續(xù)性，這就是最簡單的集群形式。active—passive工作模式的冗余雙控制器配置方案，兩臺控制器中總有一臺一直處于備用狀態(tài)，從控制器并不會分擔(dān)主控制器的工作負(fù)載，而且系統(tǒng)容量是無法擴(kuò)展的。active—active工作模式下，在兩臺控制器之間可以實(shí)現(xiàn)雙向的失效切換和負(fù)載均衡分配。
存儲集群主要有兩大類：一類是集群文件系統(tǒng)。一類是建立在集群的架構(gòu)之上的獨(dú)立硬件設(shè)備。目前，開發(fā)集群文件系統(tǒng)軟件有IBM、Ibrix、PolyServe、Red Hat、SGI和Vefitas等公司。它們都是基于主機(jī)的應(yīng)用軟件，可將SAN網(wǎng)絡(luò)中分布的服務(wù)器集群在一起，提供一個(gè)統(tǒng)一的管理界面。從而能夠支持多廠商的存儲設(shè)備，保護(hù)用戶的原有投資。相比之下，如果采用硬件集群系統(tǒng)的話，就需要添置新的硬件設(shè)備，費(fèi)用比較大。
(四)網(wǎng)格存儲技術(shù)
網(wǎng)格存儲是網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展的重要組成部分。它將存儲和存儲引擎整合成內(nèi)部相連的網(wǎng)格，通過網(wǎng)絡(luò)以一種靈活的、透明的方式分配資源，依照單位的存儲策略和程序高效地管理存儲資源，以保護(hù)大容量信息資產(chǎn)的安全。
網(wǎng)格存儲具有以下特點(diǎn)：1.模塊化存儲數(shù)組;2.共通管理，可以處理所有節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)資源，包括數(shù)據(jù)保護(hù)、資料行動化與移植以及供應(yīng)與需求的分配;3.共通虛擬層，這是邏輯資源池，可支持用戶的各種動態(tài)交互服務(wù);4.簡化平臺與管理架構(gòu)�？傊W(wǎng)格存儲能很好地解決各類資源的自動優(yōu)化，自動配置，自我保護(hù)和自動恢復(fù)等功能。這顯然是媒體資產(chǎn)管理中所追求的目標(biāo)。
網(wǎng)格存儲是以節(jié)點(diǎn)之間的備份為基礎(chǔ)，可以在多重節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行內(nèi)容管理與儲存，也可以在存儲環(huán)境上的多重節(jié)點(diǎn)進(jìn)行資料轉(zhuǎn)移與傳輸。既可應(yīng)用于SAN環(huán)境，又可應(yīng)用于NAS環(huán)境。可以將不同的管理工具、不同的存儲應(yīng)用融合在一起，兼容不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，支持不同的系統(tǒng)平臺，在各個(gè)分布系統(tǒng)上運(yùn)行而且同步。對于容量、性能、服務(wù)質(zhì)量和連接協(xié)議的可升級性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)前有限的虛擬化實(shí)現(xiàn)途徑。
三、結(jié)論：
市場的需求帶動了商業(yè)的發(fā)展，從而也大大促進(jìn)了技術(shù)的更新。例如：思科提出的自防御網(wǎng)絡(luò)概念、智能存儲網(wǎng)絡(luò);IBM提出的存儲網(wǎng)絡(luò)容災(zāi)備份解決方案;安捷倫科技為存儲網(wǎng)絡(luò)推出4Gbit/s PCI Express 光纖通道控制器、業(yè)內(nèi)第一款4GB/S光纖通道控制器芯片。網(wǎng)絡(luò)存儲也正朝著虛擬化、集群化的方向發(fā)展，但還沒有得到推廣與完善。尚待解決的問題有：NAS存儲性能較低、存儲量過大、降低局域網(wǎng)的性能、SAN的實(shí)際局限和地理范圍拓展的矛盾等。
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