大学网络存储技术论文
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大学网络存储技术论文篇一
网络存储技术浅析
[摘 要] 网络数据信息爆炸性的增长，使网络存储技术变得越来越重要，已成为Internet及其相关行业进一步发展的关键。本文详细介绍了常见的三种网络存储技术的优缺点及应用范围，并介绍了几种新的网络存储技术，使读者对网络存储技术有一个全面的了解。
[关键词] 网络存储 直接连接存储 网络附加存储 存储区域网络
一、引言
信息是一个企业可持续发展的核心动力之一，信息的可靠存储是一个企业得以正常运作和发展壮大的根本所在。随着越来越多的关键信息转化为数字形式并存储在可管理的介质中，用户对存储和管理信息的能力产生了新的需求。为更有效地使用和管理信息，用户对信息系统的搭建、数据中心的建设、数据的管理模式、数据的有效使用、信息存储介质的选择以及信息的安全存储等方面，提出多样化的要求，以达到数据的最佳利用。
网络存储设备提供网络信息系统的信息存取和共享服务，其主要特征体现在：超大存储容量、大数据传输率以及高可用性。要实现存储设备的性能特征，采用RAID作为存储实体是必然选择。传统的网络存储设备都是将RAID硬盘阵列直接连接到网络系统的服务器上，这种形式的网络存储结构称为(DAS Direct Attached Storage)，目前，按照信息存储系统的构成，SAN(Storage Area Net- work)和NAS(Network Attached Storage)是最常见的两种选择。本文将详细介绍这三种存储技术的优缺点和应用范围，并将介绍几种新的网络存储技术。
二、传统网络存储技术
1.DAS存储
直接连接存储(DAS――Direct Attached Storage)是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到服务器上的方式。这种连接方式主要应用于单机或两台主机的集群环境中，主要优点是存储容量扩展的实施简单，投入成本少、见效快。
DAS适用于以下几种情况：(1)服务器在地理分布上很分散，通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时;(2)存储系统必须被直接连接到应用服务器，如某些数据库使用的“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。
当服务器在地理上比较分散很难通过远程连接进行互连时，或传输速率并不很高的网络系统，直接连接存储是比较好的解决方案，甚至可能是唯一的解决方案，但是由于DAS存储没有网络结构，存在许多缺点：一方面该技术不具备共享性，每种客户机类型都需要一个服务器，从而增加了存储管理和维护的难度;另一方面，当存储容量增加时，扩容变得十分困难，而且当服务器发生故障时，数据也难以获取。因此，难以满足现今的存储要求。
2.NAS存储
网络附加存储(NAS――Network Attached Storage)即将存储设备通过标准的网络拓扑结构例如(以太网)，连接到一群计算机上，提供数据和文件服务。NAS服务器一般由存储硬件、操作系统以及其上的文件系统等几个部分组成。简单的说，NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列，它具备了磁盘阵列的所有主要特征：高容量、高效能、高可靠。
NAS由于其较好的可扩展性、可访问性、低价位、安装简单、易于管理等优点，广泛应用于电子出版、CAD、图像、教育、银行、政府、法律环境等那些对数据量有较大需求的应用中。多媒体、Internet下载以及在线数据的增长，特别是那些要求存储器能随着公司文件大小规模而增长的企业、小型公司、大型组织的部门网络，更需要这样一个简单的可扩展的方案。
但在实际应用中，NAS也存在着以下不足：(1)在文件访问的速度方面。NAS采用的是File I/O方式，这带来巨大的网络协议开销。正是因为这个原因，NAS不适合在对访问速度要求高的应用场合，如数据库应用、在线事务处理。(2)在数据备份方面。需要占用LAN的带宽，浪费宝贵的网络资源，严重时甚至影响客户应用的顺利进行。(3)在资源的整合和NAS的管理方面。NAS只能对单个存储(单个NAS内部)设备之中的磁盘进行资源的整合，目前还无法跨越不同的NAS设备，难以将多个NAS设备整合成一个统一的存储池，因而难以对多个NAS设备进行统一的集中管理，只能进行单独管理。
3.SAN存储
存储区域网络(SAN--Storage Area Network)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SAN的接入点。SAN是一种特殊的高速网络，连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备，SAN置于LAN之下，而不涉及LAN。利用SAN，不仅可以提供大容量的存储数据，而且地域上可以分散，并缓解了大量数据传输对于局域网的影响。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列，不管数据置放在哪里，服务器都可直接存取所需的数据。
SAN的应用主要可以归纳为下面集中应用：构造群集环境，利用存储局域网可以很方便地通过光纤通道把各种服务器、存储设备连接在一起构成一个具有高性能、较好的数据可用性、可扩展的群集环境。(1)数据保护，存储局域网可以做到无服务器的数据备份，数据也可以后台的方式在存储局域网上传递，大大减少了主要网络和服务器上的负载，所以存储局域网可以很方便地实现诸如磁盘冗余、关键数据备份、远程群集、远程镜像等许多防止数据丢失的数据保护技术;(2)数据迁移，可以方便地进行两个存储设备之间的数据移动;(3)灾难恢复，特别是远程的灾难恢复;(4)数据仓库，用来构建一个网络系统的存储仓库，使得整个存储系统可以很好地共享。
在实际应用中，SAN也存在着一些不足：(1)设备的互操作性较差。目前采用最早和最多的SAN互连技术还是FibreChannel，对于不同的制造商，光纤通道协议的具体实现是不同的，这在客观上造成不同厂商的产品之间难以互相操作。(2)构建和维护SAN需要有丰富经验的、并接受过专门训练的专业人员，这大大增加了构建和维护费用。(3)在异构环境下的文件共享方面，SAN中存储资源的共享一般指的是不同平台下的存储空间的共享，而非数据文件的共享。(4)连接距离限制在10km左右等。更为重要的是，目前的存储区域网采用的光纤通道的网络互连设备都非常昂贵。这些都阻碍了SAN技术的普及应用和推广。
三、新的网络存储技术
1.NAS网关技术
NAS网关与NAS专用设备不同，它不是直接与安装在专用设备中的存储相连接，而是经由外置的交换设备，连接到存储阵列上――无论是交换设备还是磁盘阵列，通常都是采用光纤通道接口――正因为如此，NAS网关可以访问SAN上连接的多个存储阵列中的存储资源。它使得IP连接的客户机可以以文件的方式访问SAN上的块级存储，并通过标准的文件共享协议(如NFS和CIFS)处理来自客户机的请求。当网关收到客户机请求后，便将该请求转换为向存储阵列发出的块数据请求。存储阵列处理这个请求，并将处理结果发回给网关。然后网关将这个块信息转换为文件数据，再将它发给客户机。对于终端用户而言，整个过程是无缝和透明的。NAS网关技术使得管理人员能够将分散的NAS filers整合在一起，增强了系统的灵活性与可伸缩性，为企业升级文件系统、管理后端的存储阵列提供了方便。
2.IP-SAN技术
网络存储的发展产生了一种新技术IP-SAN。IP-SAN是以IP为基础的SAN存储方案，是一种可共同使用SAN与NAS，并遵循各项标准的纯软件解决方案。IP-SAN可让用户同时使用Gigabit Ethernet SCSI与Fibre Channel，建立以IP为基础的网络存储基本架构，由于IP在局域网和广域网上的应用以及良好的技术支持，在IP网络中也可实现远距离的块级存储，以IP协议替代光纤通道协议，IP协议用于网络中实现用户和服务器连接，随着用于执行IP协议的计算机的速度的提高及G比特的以太网的出现，基于IP协议的存储网络实现方案成为SAN的更佳选择。IP-SAN不仅成本低，而且可以解决FC的传播距离有限、互操作性较差等问题。
四、结束语
数据的重要性越来越得到人们的广泛认同。未来网络的核心将是数据，网络化存储正是数据存储的一个发展方向。这里我们简要的介绍了几种当前比较流行的网络存储技术，当前网络存储技术还在不断的快速发展，SAN和NAS的融合、统一虚拟存储技术是未来发展的两个趋势。
参考文献:
[1]江小云:浅谈存储技术的发展历程[J].中国科技信息,2005,(15)
[2]周 可 黄永峰 张江陵:网络存储技术研究[J].电子计算机与外部设备，2005，24(2)
[3]范 涛:网络存储技术的研究与应用[J].福建电脑,2008，(6)
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