长沙理工大学存储技术应用现状调查

长沙理工大学《存储技术基础》课程论文存储技术应用现状调查学院计算机与通信工程专业通信工程班级通信11-01学号201154080128学生姓名指导教师刘青课程成绩完成日期2014年05月06日存储技术应用现状调查学生姓名：指导老师：刘青摘要：存储市场的发展与网络的发展可以说是息息相关。在上世纪90年代初，由于数据处理量没有那么大，许多行业包括银行、电信、税收等对存储行业都不是十分重视，只有研究机构和军方等少数部门在使用存储。但随着电脑和网络的日益普及，IT的便利性也带动了存储业的整体发展。许多用户开始意识到资料和数据本身的重要性，没有存储，数据库也就失去了意义。因此为了确保数据资料的存在并可恢复性，离线存储有了很大的发展，它可以在电脑故障时对以前的数据进行恢复，并把最新的数据值补写进去。时至今日，许多IT用户仍在使用直连存储(DAS)，这是几十年前网络还未出现，数据量有限时出现的存储技术，显然已经不能很好满足今日存储容量容量不断扩展，各种存储需求不断产生的现状。网络直接存储(NAS)和存储网络(SAN)这两种主要的网络存储形态已经逐步代替DAS，成为存储产品的市场主流。关键词DAS；NAS；SAN1.存储技术的介绍1.1直连存储（DAS）DAS，就是直连存储，在应用方式上，直接将DAS存储设备连接到服务器后端，用于扩展应用服务器的存储容量。其扩展成本最低、物理连接简单，但是也存在存储资源归属于某一台或几台服务器、资源利用率低、后续扩展性差等问题。DAS较适用于存储系统结构简单且相对固定的应用场景，比如某一存储空间要求稳定的服务器扩展其存储空间。DAS的适用环境为：1、服务器在地理分布上很分散，通过SAN（存储区域网络）或NAS（网络直接存储）在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子)；2、存储系统必须被直接连接到应用服务器（如MicrosoftClusterServer或某些数据库使用的“原始分区”）上时；3、包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用，它们需要直接连接到存储器上，群件应用和一些邮件服务也包括在内。对于多个服务器或多台PC的环境，使用DAS方式设备的初始费用可能比较低，可是这种连接方式下，每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘，容量的再分配困难；对于整个环境下的存储系统管理，工作烦琐而重复，没有集中管理解决方案。所以整体的拥有成本（TCO）较高。目前DAS基本被NAS所代替。下面是DAS与NAS的比较。网络存储设备（NAS）：NAS是一种采用直接与网络介质相连的特殊设备实现数据存储的机制。由于这些设备都分配有IP地址，所以客户机通过充当数据网关的服务器可以对其进行存取访问，甚至在某些情况下，不需要任何中间介质客户机也可以直接访问这些设备。1.2网络直连存储NAS是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，它是基于LAN（局域网）的，按照TCP/IP协议进行通信，以文件的I/O（输入/输出）方式进行数据传输。在LAN环境下，NAS已经完全可以实现异构平台之间的数据级共享，比如NT、UNIX等平台的共享。一个NAS系统包括处理器，文件服务管理模块和多个硬盘驱动器(用于数据的存储)。NAS可以应用在任何的网络环境当中。主服务器和客户端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件，包括SMB格式（Windows）NFS格式(Unix,Linux)和CIFS（CommonInternetFileSystem）格式等等。NAS通过IP网络，以共享文件系统(网络文件夹)的方式提供存储空间，可以支持多台主机同时读写共享的网络文件夹。NAS以其部署使用方便，低成本赢得了广泛的多用户文件共享服务类的中低端应用。但NAS只能支持传统共享文件系统的使用方式，也使得其在性能上不如同类的SAN产品，不能很好支持块级数据访问的应用，如：数据库等。1.3存储区域网存储区域网络（SAN）：SAN是指存储设备相互连接且与一台服务器或一个服务器群相连的网络。其中的服务器用作SAN的接入点。在有些配置中，SAN也与网络相连。SAN中将特殊交换机当作连接设备。它们看起来很像常规的以太网络交换机，是SAN中的连通点。SAN使得在各自网络上实现相互通信成为可能，同时并带来了很多有利条件。SAN广义上是支持块级数据协议的传输网络和支持块级数据协议的磁盘阵列组成的存储网络环境;狭义上特指能够提供块级数据访问的磁盘阵列。与NAS相对应，SAN提供块级数据访问，具体较高的数据读写性能，但不能提供文件共享服务。SAN以其所依赖的网络性质，可以分为FCSAN，IPSAN，IBSAN等，其中基于IP网络的IPSAN得益于无所不在的IP网络环境，近年来得到了迅速的发展。存储区域网络，是一种通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，这个网络专用于主机(如监控系统中的编码设备或录像管理服务器)和存储设备之间的访问。当有数据存取需求时，数据可以通过存储区域网络在主机和后台存储设备之间高速传输。根据传输协议的不同，又可分为FCSAN和IPSAN。SAN存储方式，具有存储资源集中管理、扩展便利、数据块级传输效率高、兼容性高等特点，一般来讲其技术复杂度更高，系统建设和维护成本也高。由于SAN系统将存储设备的存储空间当成物理硬盘交由主机管理，存储传输网络的可靠性程度、主机文件系统的不同，对存储系统的可靠性、性能影响极大。SAN存储方案，由于其技术领先特性，适用于构建大型的存储系统，为大规模数据存储、应用服务。2.存储技术的优缺点2.1DAS的的不足与主要问题1.数据流的读写严重影响服务器的性能：直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理，对服务器的性能造成巨大的影响，直连式存储的数据量越大，数据读写的响应时间就越长，对服务器硬件的依赖性和影响就越大。2.直连式存储提供的带宽往往成为系统性能提升的瓶颈：直连式存储与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接，带宽为10MB/s、20MB/s、40MB/s、80MB/s等，随着服务器CPU的处理能力越来越强，存储硬盘空间越来越大，阵列的硬盘数量越来越多，SCSI通道将会成为IO瓶颈;服务器主机SCSIID资源有限，能够建立的SCSI通道连接有限。3.直连式存储不能实现在线容量扩展：无论直连式存储还是服务器主机的扩展，从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster)，或存储阵列容量的扩展，都会造成业务系统的停机，从而给造成监控系统视频数据的丢失。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展，只能由原设备厂商提供，往往受原设备厂商限制。2.2SAN的优点1、统一性：形散神不散，在逻辑上是完全一体的。2实现数据集中管理，因为它们才是企业真正的命脉。3、容易扩充，即伸缩性很强。4、具有容错功能，能够对整个网络实现冗余，无单点故障。网络多媒体监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，并与报警系统、门禁系统整合到一个使用平台上，引发了视频监控行业的一次技术革命，迅速受到了安防行业和用户的关注。网络多媒体监控管理系统，可以广泛用于多媒体视讯调度指挥、网络视频监控和会议、多媒体网上直播、网络教学、远程医疗等各个方面。所以，视频监控领域是一个特殊的领域，对网络存储系统有着强烈的就用需求。1.对存储的容量需求弹性比较大，存储容量的多少随着画面质量的提高、画面尺寸的增大、视频线路的增加都会成倍的增加容量需求。2.对存储的性能要求不高，但是需要能够满足长时间的连续数据读写，数据流量大但访问请求数量低。3.数据保存周期短，一般的监控场所数据保存一定时间(如1个月)以后便可以删除。3.存储技术的发展趋势3.1数据存储的结构化趋势数据存储的结构发展越来越复杂，由于没有类似网络的标准分层，各家厂商产品以及解决方案之间的兼容的情况不是很好。实际上数据存储的结构化也顺带解决了存储设备的异构问题，由于存储设备的不断发展，各种存储方案、存储产品、存储网络设备、存储接口的互操作性是个难题，有时候甚至是一个“不可能的任务”。存储系统如果能够提出一个类似网络分层的统一标准，这些问题将将得到解决。3.2虚拟化存储由于存储系统已经日益的复杂和庞大，管理的难度已经大大增加。为了简化存储设备的安装和配置，则必须采用虚拟化存储技术。虚拟存储是介于物理存储设备和用户之间的一个中间层，它屏蔽了具体物理存储设备的物理特性，呈现给用户的是逻辑设备。它提供了一种更为简单而有效的管理手段。4.结语文章只是大概介绍了存储系统的概念和一些最主要的发展，其实存储系统在很多方面都发生着变化，比如大规模非活动磁盘阵列、CAS、CDP等，在文章中不可能一一论述。这些新技术新概念推动着数据存储向着存储容量更大、存储速度更快、更容易使用的方向发展。随着中国经济活动的迅速发展，对于电信、银行、证券等行业来讲，每天需要处理的数据量极其庞大，同时网络安全的环境却日益恶化，如果数据运行中断，那么对于企业来讲，所造成的后果不可想象，因此在线存储就成为了这些企业的生命线，它们不惜重金搭建自己的存储平台，并带动了其他行业的存储需求，为存储行业带来了巨大的市场前景。参考文献[1]萨曼达(美国).信息存储与管理.北京：人民邮电出版社，2010[2]黄剑.存储管理战略指南.北京：高等教育出版社，2008[3]汪中夏，张京生.RAID数据恢复技术揭秘.北京：清华大学出版社，2011