《電子技術(shù)應(yīng)用》
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“大海無量”網(wǎng)絡(luò)存儲向“海量”演進
EEworld
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摘要: 隨著計算機技術(shù)及其相關(guān)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的飛速發(fā)展,,通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸?shù)男畔⒘坎粩嗯蛎?,用戶對網(wǎng)絡(luò)存儲的需求...
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關(guān)鍵字:網(wǎng)絡(luò)存儲  安防 

  隨著計算機技術(shù)及其相關(guān)各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的飛速發(fā)展,,通過網(wǎng)絡(luò)進行傳輸?shù)男畔⒘坎粩嗯蛎?,用戶對網(wǎng)絡(luò)存儲的需求也日益增多,。存儲系統(tǒng)已不再是計算機系統(tǒng)的附屬設(shè)備,,而成為互聯(lián)網(wǎng)中與計算機和傳輸設(shè)備同等重要的三大基石之一,,且網(wǎng)絡(luò)存儲已成長為信息化的核心發(fā)展領(lǐng)域,。另一方面,,在社會安全防范觀念、技術(shù),、應(yīng)用飛速發(fā)展的今天,,通過中心業(yè)務(wù)平臺進行集中管理和控制、以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器和IP Camera為前端的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備已開始得到廣泛部署,。從而,,網(wǎng)絡(luò)化存儲給安防視頻監(jiān)控帶來了全新的存儲架構(gòu),一方面,,用戶要求在存儲的部署上更加靈活,、訪問更簡單;另一方面,需要更為便捷地構(gòu)建能實現(xiàn)大容量存儲的視頻監(jiān)控系統(tǒng),。

  三種典型的存儲技術(shù)

  早期的存儲系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)的一部分,,存儲設(shè)備大多以附屬形式出現(xiàn)。計算機系統(tǒng)以總線連接到磁盤,,或者通過輸入輸出系統(tǒng)和磁盤系統(tǒng)相連,,作為計算機的基本部分,以單機方式工作,。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,,數(shù)據(jù)的存儲也逐漸由單機向多機和專用機方式發(fā)展,數(shù)據(jù)的共享和傳遞也逐漸從依靠主機系統(tǒng)向依靠網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展,。當(dāng)前,,應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)有向多服務(wù)器、多數(shù)據(jù)源演變的趨向,。在大型企業(yè)應(yīng)用和Internet發(fā)布系統(tǒng)中,,安裝數(shù)十臺服務(wù)器已經(jīng)很常見。但過于分散的數(shù)據(jù)資源,會給用戶訪問和管理帶來困難,。因此,,數(shù)據(jù)存儲新問題備受關(guān)注。

  根據(jù)存儲設(shè)備與服務(wù)器相連的方式,,從體系架構(gòu)上可以分為三種模式,。

  直接附加存儲(Direct Attached Storage)

  直接附加存儲是指將存儲設(shè)備通過SCSI接口直接連接到一臺服務(wù)器上使用。這種直連方式能夠解決單臺服務(wù)器的存儲空間擴展,、高性能傳輸需求,。DAS購置成本低,配置簡單,,使用過程和使用本機硬盤并無太大差別,,對于服務(wù)器的要求僅僅是一個外接的SCSI口,因此對于小型企業(yè)很有吸引力,。但由于存儲設(shè)備與服務(wù)器直接相連,,導(dǎo)致連接的存儲設(shè)備及其存儲的數(shù)據(jù)有限,而且整個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分散,,共享和管理比較困難,。

  由DAS存儲方式的特性來看,DAS主要適用環(huán)境有以下幾種,。

  1、服務(wù)器在地理分布上很分散,,通過SAN或NAS在它們之間進行互連非常困難時(商店或銀行的分支便是一個典型的例子),。

  2、存儲系統(tǒng)必須被直接連接到應(yīng)用服務(wù)器(如Microsoft Cluster Server或某些數(shù)據(jù)庫使用的“原始分區(qū)”)上時,。

  3,、包括許多數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和應(yīng)用服務(wù)器在內(nèi)的應(yīng)用,它們需要直接連接到存儲器上,,群件應(yīng)用和一些郵件服務(wù)也包括在內(nèi),。

  網(wǎng)絡(luò)附加存儲(Network Attached Storage)

  NAS實際是一種帶有瘦服務(wù)器的存儲設(shè)備。這個瘦服務(wù)器實際是一臺網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器,。NAS設(shè)備直接連接到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上,,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)存取管理數(shù)據(jù)。NAS作為一種瘦服務(wù)器系統(tǒng),,易于安裝和部署,,管理使用也很方便。同時由于可以允許客戶機不通過服務(wù)器直接在NAS中存取數(shù)據(jù),,因此對服務(wù)器來說可以減少系統(tǒng)開銷,。NAS為異構(gòu)平臺使用統(tǒng)一存儲系統(tǒng)提供了解決方案。由于NAS只需要在一個基本的磁盤陣列柜外增加一套瘦服務(wù)器系統(tǒng),,對硬件要求很低,,軟件成本也不高,,甚至可以使用免費的LINUX解決方案,成本只比直接附加存儲略高,。

  NAS能夠滿足那些希望降低存儲成本但又無法承受SAN昂貴價格的中小企業(yè)的需求,,具有相當(dāng)好的性能價格比。首先,,看這個用戶的核心業(yè)務(wù)是否建立在某種信息系統(tǒng)上,,對數(shù)據(jù)的安全性要求很高;其次,看該信息系統(tǒng)是否已經(jīng)有或者將會有海量的數(shù)據(jù)需要保存,,并且對數(shù)據(jù)管理程度要求較高;最后,,還可以判斷一下網(wǎng)絡(luò)中是否有異構(gòu)平臺,或者以后會不會用到,。如果上述有一個問題的答案是肯定的,,那么就有必要重點考慮使用NAS設(shè)備。

  存儲區(qū)域網(wǎng)(Storage Area Network)

  SAN是通過一個單獨的通常是基于光纖通道的SAN網(wǎng)絡(luò)把存儲設(shè)備以及服務(wù)器相連,,如此當(dāng)有海量數(shù)據(jù)存取需求時,,數(shù)據(jù)完全可以通過SAN網(wǎng)絡(luò)在相關(guān)服務(wù)器和后臺的存儲設(shè)備之間高速傳輸,對于LAN的帶寬占用幾乎為零,,而且服務(wù)器可以訪問SAN上的任何一個存儲設(shè)備,,提高了數(shù)據(jù)的可用性。在對性能和可靠性要求較高的場合,,采用先進的SAN數(shù)據(jù)存儲網(wǎng)絡(luò),,可以使數(shù)據(jù)的存儲、備份等活動獨立于原先的局域網(wǎng)之外,,從而將減輕LAN的負載,,保證原有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的順暢進行;同時SAN網(wǎng)采用光纖傳輸通道,可以得到高速的數(shù)據(jù)傳輸率,。

  SAN降低了存儲管理費用,,并平衡了開放式系統(tǒng)服務(wù)器的存儲能力和性能,為企業(yè)級存儲應(yīng)用提出了解決方案,。SAN主要用于存儲量大的工作環(huán)境,,如ISP、銀行等,,但現(xiàn)在由于需求量不大,、成本高、標(biāo)準尚未確定等問題影響了SAN的市場,,不過,,隨著這些用戶業(yè)務(wù)量的增大,SAN也有著廣泛的應(yīng)用前景(圖1是SAN及NAS組成架構(gòu)示意圖)。


  隨著技術(shù)的發(fā)展,,采用SAN存儲架構(gòu)的存儲技術(shù)呈多樣性發(fā)展,,根據(jù)傳輸介質(zhì)的不同,SAN又可分為FC-SAN(采用光纖傳輸)和IP-SAN(采用以太網(wǎng)傳輸),。

  1,、FC-SAN采用Fiber Channel(光纖通道)協(xié)議實現(xiàn)點到點的高速數(shù)據(jù)傳輸,其大部分功能都基于硬件來實現(xiàn),。而且采用光纖通道組建單獨的存儲網(wǎng)絡(luò),,有效地改善了數(shù)據(jù)的讀寫速度,提高了系統(tǒng)運行的可靠性,。目前市場上采用FC-SAN技術(shù)架構(gòu)的存儲設(shè)備一般會采用FC或SAS接口,、高轉(zhuǎn)速硬盤以及高性能RAID控制器,所以使得FC-SAN成為高性能易于擴展的海量存儲的理想選擇,。

  2,、IP-SAN是架構(gòu)于IP網(wǎng)絡(luò)上的存儲網(wǎng)絡(luò),它采用iSCSI(Internet SCSI)協(xié)議,,利用IP協(xié)議封裝SCSI命令,,從而實現(xiàn)IP在網(wǎng)絡(luò)上傳輸SCSI命令和數(shù)據(jù)。其優(yōu)點是,,基于以太網(wǎng)構(gòu)成的區(qū)域存儲網(wǎng)絡(luò)價格較低,,而且由于目前市場上的IP-SAN產(chǎn)品多采用低轉(zhuǎn)速的SATA硬盤以及性能不高的控制器,使得其整體系統(tǒng)成本較低,。

  差異及對比

  DAS直連存儲的最大弊端在于,,各部分的存儲資源相互隔離,容易形成信息孤島,。NAS具有無人值守、高度職能,、性能穩(wěn)定,、功能專一的特點,但NAS技術(shù)不能滿足可靠度為99.999%的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的要求,。而SAN的最大優(yōu)勢則在于,,可以把異構(gòu)環(huán)境下不同廠商的存儲設(shè)備整合在一起,實現(xiàn)資源共享,。因此,,可以預(yù)見SAN將成為企業(yè)存儲應(yīng)用的主流(三種存儲方式的詳細對比請參看表1)。


  總的來說,,DAS,、NAS、SAN三種存儲模式,已經(jīng)能滿足目前各行業(yè)信息化應(yīng)用在單服務(wù)器擴容,、服務(wù)器雙機高可用集群,、高性能、高可用,、高擴展的網(wǎng)絡(luò)存儲和簡單易用的網(wǎng)絡(luò)文件共享等方面的需求,。隨著信息化建設(shè)朝深度和廣度發(fā)展,新興的存儲模式也必將會逐步走向普及應(yīng)用,。

  網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的特性要求

  那么各企業(yè)存儲應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該選擇哪種存儲模式呢?三種模式從體系架構(gòu)的邏輯上看,,有明顯的區(qū)別。一個企業(yè)存儲具有以下幾方面的要求:性能,、安全性,、擴展性、易用性,、整體擁有成本,、服務(wù)等等。由于企業(yè)用戶的存儲系統(tǒng)構(gòu)建并不是一蹴而就的事情,,會經(jīng)歷從單機邁向網(wǎng)絡(luò)化存儲的過程,,因此就存在DAS、NAS和SAN三種存儲方案可供用戶進行不同的選擇,。對于存儲方式的選擇問題,,EMC的技術(shù)工程師孫勝利表示,“選擇網(wǎng)絡(luò)存儲產(chǎn)品應(yīng)該從用戶需求,、系統(tǒng)架構(gòu)以及應(yīng)用要求等幾個方面綜合考慮,,而不要生搬硬套,趕時髦,。網(wǎng)絡(luò)存儲從整體上提高了安防數(shù)據(jù)的可用性,,因此后期的安全信息數(shù)據(jù)的發(fā)掘與統(tǒng)計分析應(yīng)該得到足夠的重視,這樣也可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)存儲這種信息數(shù)據(jù)載體的作用,。”

  而要達到存儲系統(tǒng)獨立的數(shù)據(jù)管理目標(biāo),,對存儲系統(tǒng)的特性有如下幾個方面的要求,按照重要性排列分別是:

  1,、可靠性,。數(shù)據(jù)集中到存儲系統(tǒng)中,必然對系統(tǒng)設(shè)備的可靠性提出更高的要求,。同時需要建立數(shù)據(jù)備份,、容災(zāi)系統(tǒng)進行配合,提高數(shù)據(jù)安全性,。

  2,、可擴展性,。網(wǎng)絡(luò)時代業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性和數(shù)據(jù)的高速膨脹,對獨立于計算系統(tǒng)之外的存儲系統(tǒng),,必然提出高可擴展性的要求,。這種擴展性并非是簡單的容量擴展,同時還必須包括數(shù)據(jù)處理能力,、數(shù)據(jù)交換帶寬和數(shù)據(jù)管理功能的擴展,。

  3、兼容性,。雖然存儲系統(tǒng)已分離于計算系統(tǒng)之外,,但今天主機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的使用方式,仍舊以文件系統(tǒng),,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為主要手段,。存儲系統(tǒng)要適應(yīng)各種主機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)I/O要求,就必須要能夠兼容各種操作系統(tǒng),、文件系統(tǒng),、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等各種傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理手段。

  4,、可管理性,。支持各種主流的管理協(xié)議和管理架構(gòu),能夠與網(wǎng)絡(luò),、計算機等各種設(shè)備統(tǒng)一管理和集中管理,,能夠在各種復(fù)雜的環(huán)境中實現(xiàn)方便統(tǒng)一的設(shè)備和數(shù)據(jù)管理功能。

  5,、性能,。能夠根據(jù)不同應(yīng)用類型要求.提供帶寬、IOPS(IO Per Second,,每秒IO操作數(shù)),、OPS(Operations Per Second,每秒并發(fā)操作數(shù)),、ORT(Overall Response Time,,總響應(yīng)時間)等不同指標(biāo)側(cè)重點的性能服務(wù)。高端系統(tǒng)還應(yīng)能夠?qū)ο到y(tǒng)性能進行動態(tài)的擴展和調(diào)整,。

  6、功能,。各種數(shù)據(jù)遷移,、數(shù)據(jù)分發(fā)、數(shù)據(jù)版本管理,、數(shù)據(jù)復(fù)制,、在線擴容等數(shù)據(jù)管理功能,。

  結(jié)語

  就安防行業(yè)應(yīng)用來講,網(wǎng)絡(luò)化,、智能化是視頻監(jiān)控的未來發(fā)展方向,,其要求能提供基于網(wǎng)絡(luò)的智能化存儲、檢索和回放,。因此構(gòu)建一個視頻監(jiān)控系統(tǒng),,其存儲部分將不再是單純的存儲單元,而應(yīng)該是一個聯(lián)系前端的智能處理和后端智能檢索的整合系統(tǒng)的一部分,。視頻監(jiān)控存儲系統(tǒng)隨著存儲技術(shù)的發(fā)展將會有更多選擇,,實際構(gòu)建時需綜合考慮建設(shè)成本、系統(tǒng)性能等因素,。

  此外,,由于數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)發(fā)展越來越復(fù)雜,沒有類似網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準分層,,各家廠商產(chǎn)品以及解決方案之間的兼容的情況不是很好,。所以,數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)化也是一個必然的趨勢,。實際上數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)化也順便解決了存儲設(shè)備的異構(gòu)問題,,由于存儲設(shè)備的不斷發(fā)展,各種存儲方案、存儲產(chǎn)品,、存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,、存儲接口的互操作性是個難題,有時候甚至是一個“不可能的任務(wù)”,。存儲系統(tǒng)如果能夠提出一個類似網(wǎng)絡(luò)分層的統(tǒng)一標(biāo)準,,這些問題都將得到解決。
 

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