存储技术应用现状调查孔庆玺

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孔庆玺学院计算机与通信工程专业计算机科学班级计算机11-02学号201155080227学生姓名孔庆玺指导教师刘青课程成绩完成日期2013年11月24日存储技术应用现状调查学生姓名：孔庆玺指导老师：刘青摘要：在如今的存储市场上，有大量可供选择的技术，而且人们根据这些不同的选项可以作出很多不同的决定，有三个比较全面的存储选项值得你考虑：直连存储（DAS）、网络直连存储（NAS）、和存储区域网络（SAN）。正如你所期望的，每个选项都会满足特定的需要，而且每个选项都会有自己的优点和缺点，在作出决定之前你需要权衡一下利弊。关键词直连存储；网络直连存储；存储区域网络1.存储技术的介绍1.1直连存储在DAS(DirectAttachedStorage)方式中，存储设备室通过电缆直接到服务器的。I/O（输入/输出）请求直接发送到存储设备。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，工作繁琐而重复，没有集中管理解决方案。所以整体的拥有成本（TCO）较高。任何曾接触过服务器的人都会对DAS比较熟悉。DAS是一种将存储介质直接安装在服务器上或者安装在服务器外的存储方式。例如，将存储介质连接到服务器的外部SCSI通道上也可以认为是一种直连存储方式。DAS已经存在了很长时间，并且在很多情况下仍然是一种不错的存储选择。由于这种存储方式在磁盘系统和服务器之间具有很宽的传输速率，因此，虽然在一些部门中一些新的SAN设备已经开始取代DAS，但是在要求快速磁盘访问的情况下，DAS仍然是一种理想的选择。更进一步的，在DAS环境中，运转大多数的应用程序都不会存在问题，所以你没有必要担心应用程序问题，从而乐意将注意力集中于其他可能会导致问题的领域，然而，DAS并不是总是具有美好的一面。首要的一个问题是IT经历必须要经常面对所谓的“空间问题”问题，这些问题需要考虑依稀常见的方面：对于一个新的服务器，我需要多少存储空间？如果物资不充沛但需要增加空间是我应该如何做？目前市场上的一些选项可以帮助你减轻与这些问题相关的存储负担，但是不管怎样，你也需要对这种存储方式进行一次较好的评估，否则的话，你对存储所做的扩展将知识一个没有预测的表面的需要。另外，你还需要管理几乎所有基于服务器的DAS系统，这意味着你需要在适当的位置上有一个监控服务器上每个物理单元的磁盘使用率工作。大多数的IT经历都不希望器磁盘空间在工作日的中间出现不够用的情况，在很多的情况下，DAS是一种理想的选择：如果你的存储系统中需要快速访问，但是公司目前还不能接受最新的SAN技术的价格是过着SAN技术在你的公司中还不是一种必要的技术时，这是一种理想的选择，对于那些对成本非常敏感的客户来说，在很长一段时间内，DAS将仍是一种比较便宜的存储机制，当然，这是在只考虑硬件物理戒指成本的情况下才有这种结论，如果与其他的技术进行一个全面的比较已考虑到管理开销和存储效率等方面的因素的话，你就会发现，DAS将不再战友绝对的优势，对于那些非常小的不在需要其他存储介质的环境来说，这也是一种理想的选择。1.2网络直连存储NAS（NetworkAttachedStorage）是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同的主机和应用服务器进行访问的技术，他是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心，将存储设备和服务器彻底分离，集中管理数据，从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储。而效率却远远高于后者。有时候，你必须将一些可以让很多用户来访问的存储空间放在网络上，并且他们有可能每天都要访问这些存储空间，那么，你可以使用网络直连存储（NAS）这种解决方案，一般来说，NAS的安装工作非常简单。和DAS一样的是，对于特定的任务，你必须要回答一些基本问题，如对于该任务你需要多大的存储空间等。和DNS不一样的是，在你需要增加额外的容量的时候，你可以很容易的扩展NAS设备。例如，通常可以使用的DNS设备最大可以达到2TB的容量，除了少数例外情况以外，对于那些仅仅需要景存储空间放在网络中来解决问题的情形来说，一个NAS是非常完美的选择。对于这个经验法则来说，还是有很多的例外情形：非常重要的一点是，在那些对数据需要进行块级访问的情况中，例如对数据库存储和Exchange信息存储来说，使用NAS就不是一种很适合的解决方案，确实有一些NAS支持这些过程，但是这只是强制让某个工具适合某项特定工作的一个例子而已。其次，在你真的需要高速访问服务器上的存储空间是，NAS也许不是很适合你的需要，因为所有的数据都需要转移到网络中去，因此访问的速度将受到你的网络速度的限制，在以下两种情形中，NAS设备真的让人感到眼前一亮：首要的是网页服务，第二种情形也是非常相近的情形，是常用文件的存储，这两种应用都需要大量的磁盘空间，但是很少要求直接对读物器进行数据访问。相反，通过这两种类型的存储访问的大多数数据都是通过网络来实现的，所以究竟这些数据是来自与NAS硬件还是来自于DAS硬件就变成了一个无关紧要的问题。还有更好的理由可以来说明NAS设备真的非常适合于网页服务和文件服务，而不适合与数据库存储和Exchange存储，这确实与所谓的文件及数据访问和块级数据访问有关系，在文件级访问系统中，数据的访问时通过数据块的地址来实现的，这个地址是特定数据存放的位置，在一个客户机/服务器的环境中，如果你需要从文件服务器读取一个文件时，你要指定文件，服务器完成数据块的读取工作，并且将得到的数据返回给你就可以了。数据库存储和Exchange存储在这种方式的通信过程中存在着很多问题。所以他们并不适合存储于NAS设备中。使用DAS和SAN解决方案中提供的块级访问可以更为有效的实现数据库存储和交换存储中的数据访问。虽然在需要将存储空间放在网络时，NAS是一个非常伟大的解决方案，但是，NAS也还有一些不足：在拥有相同的存储空间时，它的成本比DAS要高很多；对于数据库存储和Exchange存储这种要求高使用率的任务来说，不是很适合；获得数据的最大速率受到连接到NAS的网络速率的限制；在存储基础设施中存在潜在的结点故障的可能。1.3存储区域网SAN(StorageAreaNetwork)的支撑技术是FibreChannel(FC)技术，这是ANSI为网络和通I/O接口建立的一个标准集成。支持HIPPI，IPI，SCSI，IP，ATM等多种高级协议。它的最大特性是将网络和设备的通讯协议与传输物理介质隔离开。这样多种协议可在同一个物理连接上同时传送，高性能存储体和宽带网络使用单I/O接口使得系统的成本和复杂程度大大降低。作为存储解决方案中的重要一员，SAN是最昂贵的存储选项，同时也是最复杂的选项。然而，虽然SAN在初始阶段需要投入大量的费用，但是SAN却可以提供其他解决方案所不能提供的能力，并且可以在合适的情形下可以为公司节约一定的资金。如今的SAN解决方案通常会采取以下两种形式：光纤信道以及iSCSI或者基于IP的SAN。光纤信道是SAN解决方案中大家最熟悉的类型，但是，最近一段时间以来，基于iSCSI的SAN解决方案开始大量出现在市场上，与光纤通道技术相比较而言，这种技术具有良好的性能，而且价格低廉。SAN真正的综合了DAS和NAS两种存储解决方案的优势。例如，在一个很好的SAN解决方案实现中，你可以得到一个完全冗余的存储网络，这个存储网络具有不同寻常的扩展性，确切地说，你可以得到只有NAS存储解决方案才能得到的几百T字节的存储空间，但是你还可以得到块级数据访问功能，而这些功能只能在DAS解决方案中才能得到。对于数据访问来说，你还可以得到一个合理的速度，对于那些要求大量磁盘访问的操作来说，SAN显得具有更好的性能。利用SAN解决方案，你还可以实现存储的集中管理，从而能够充分利用那些处于空闲状态的空间。更有优势的一点是，在某些实现中，你甚至可以将服务器配置为没有内部存储空间的服务器，要求所有的系统都直接从SAN（只能在光纤通道模式下实现）引导。这也是一种即插即用技术。SAN确实具有这些伟大的优点，那么，SAN的缺陷在哪里？SAN有两个较大的缺陷：成本和复杂性，特别是在光纤信道中这些缺陷尤其明显。使用光纤信道的情况下，合理的成本大约是1千兆或者两千兆大概需要五万到六万美金。从另一个角度来看，虽然新推出的基于iSCSI的SAN解决方案大约只要两万到三万美金，但是其性能却无法和光纤信道相比较。在价格上的差别主要是由于iSCSI技术使用的是现在已经大量生产的吉比特以太网硬件，而光纤通道技术要求特定的价格昂贵的设备。2.存储技术的发展趋势2.1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。2.2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。3.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。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