《電子技術(shù)應(yīng)用》
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“大海無量”網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)向“海量”演進(jìn)
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摘要: 隨著計(jì)算機(jī)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(jìn)行傳輸?shù)男畔⒘坎粩嗯蛎?,用戶?duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的需求...
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關(guān)鍵字:網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)  安防 

  隨著計(jì)算機(jī)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(jìn)行傳輸?shù)男畔⒘坎粩嗯蛎?,用戶?duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的需求也日益增多,。存儲(chǔ)系統(tǒng)已不再是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的附屬設(shè)備,,而成為互聯(lián)網(wǎng)中與計(jì)算機(jī)和傳輸設(shè)備同等重要的三大基石之一,,且網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)已成長(zhǎng)為信息化的核心發(fā)展領(lǐng)域,。另一方面,,在社會(huì)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(tái)進(jìn)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(chǔ)給安防視頻監(jiān)控帶來了全新的存儲(chǔ)架構(gòu),,一方面,用戶要求在存儲(chǔ)的部署上更加靈活,、訪問更簡(jiǎn)單;另一方面,,需要更為便捷地構(gòu)建能實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

  三種典型的存儲(chǔ)技術(shù)

  早期的存儲(chǔ)系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分,,存儲(chǔ)設(shè)備大多以附屬形式出現(xiàn),。計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)的基本部分,,以單機(jī)方式工作。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,,數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)也逐漸由單機(jī)向多機(jī)和專用機(jī)方式發(fā)展,,數(shù)據(jù)的共享和傳遞也逐漸從依靠主機(jī)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(tái)服務(wù)器已經(jīng)很常見,。但過于分散的數(shù)據(jù)資源,會(huì)給用戶訪問和管理帶來困難,。因此,,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)新問題備受關(guān)注,。

  根據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)(Direct Attached Storage)

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

  由DAS存儲(chǔ)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(jìn)行互連非常困難時(shí)(商店或銀行的分支便是一個(gè)典型的例子),。

  2,、存儲(chǔ)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(shí)。

  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(chǔ)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(chǔ)(Network Attached Storage)

  NAS實(shí)際是一種帶有瘦服務(wù)器的存儲(chǔ)設(shè)備,。這個(gè)瘦服務(wù)器實(shí)際是一臺(tái)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(shí)由于可以允許客戶機(jī)不通過服務(wù)器直接在NAS中存取數(shù)據(jù),因此對(duì)服務(wù)器來說可以減少系統(tǒng)開銷,。NAS為異構(gòu)平臺(tái)使用統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)提供了解決方案,。由于NAS只需要在一個(gè)基本的磁盤陣列柜外增加一套瘦服務(wù)器系統(tǒng),對(duì)硬件要求很低,,軟件成本也不高,,甚至可以使用免費(fèi)的LINUX解決方案,,成本只比直接附加存儲(chǔ)略高。

  NAS能夠滿足那些希望降低存儲(chǔ)成本但又無法承受SAN昂貴價(jià)格的中小企業(yè)的需求,,具有相當(dāng)好的性能價(jià)格比,。首先,看這個(gè)用戶的核心業(yè)務(wù)是否建立在某種信息系統(tǒng)上,,對(duì)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(huì)有海量的數(shù)據(jù)需要保存,并且對(duì)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(tái),,或者以后會(huì)不會(huì)用到。如果上述有一個(gè)問題的答案是肯定的,,那么就有必要重點(diǎn)考慮使用NAS設(shè)備,。

  存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(Storage Area Network)

  SAN是通過一個(gè)單獨(dú)的通常是基于光纖通道的SAN網(wǎng)絡(luò)把存儲(chǔ)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(shí),,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(tái)的存儲(chǔ)設(shè)備之間高速傳輸,,對(duì)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(gè)存儲(chǔ)設(shè)備,,提高了數(shù)據(jù)的可用性,。在對(duì)性能和可靠性要求較高的場(chǎng)合,采用先進(jìn)的SAN數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),,可以使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ),、備份等活動(dòng)獨(dú)立于原先的局域網(wǎng)之外,從而將減輕LAN的負(fù)載,,保證原有網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的順暢進(jìn)行;同時(shí)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(chǔ)管理費(fèi)用,,并平衡了開放式系統(tǒng)服務(wù)器的存儲(chǔ)能力和性能,,為企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)應(yīng)用提出了解決方案。SAN主要用于存儲(chǔ)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(zhǔn)尚未確定等問題影響了SAN的市場(chǎng),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(chǔ)架構(gòu)的存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的高速數(shù)據(jù)傳輸,,其大部分功能都基于硬件來實(shí)現(xiàn)。而且采用光纖通道組建單獨(dú)的存儲(chǔ)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(yùn)行的可靠性。目前市場(chǎng)上采用FC-SAN技術(shù)架構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備一般會(huì)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(kuò)展的海量存儲(chǔ)的理想選擇。

  2,、IP-SAN是架構(gòu)于IP網(wǎng)絡(luò)上的存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)IP在網(wǎng)絡(luò)上傳輸SCSI命令和數(shù)據(jù)。其優(yōu)點(diǎn)是,,基于以太網(wǎng)構(gòu)成的區(qū)域存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)價(jià)格較低,,而且由于目前市場(chǎng)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(duì)比

  DAS直連存儲(chǔ)的最大弊端在于,,各部分的存儲(chǔ)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(diǎn),,但NAS技術(shù)不能滿足可靠度為99.999%的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的要求。而SAN的最大優(yōu)勢(shì)則在于,,可以把異構(gòu)環(huán)境下不同廠商的存儲(chǔ)設(shè)備整合在一起,,實(shí)現(xiàn)資源共享。因此,,可以預(yù)見SAN將成為企業(yè)存儲(chǔ)應(yīng)用的主流(三種存儲(chǔ)方式的詳細(xì)對(duì)比請(qǐng)參看表1),。


  總的來說,DAS,、NAS,、SAN三種存儲(chǔ)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(kuò)容,、服務(wù)器雙機(jī)高可用集群,、高性能,、高可用、高擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和簡(jiǎn)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(chǔ)模式也必將會(huì)逐步走向普及應(yīng)用。

  網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的特性要求

  那么各企業(yè)存儲(chǔ)應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該選擇哪種存儲(chǔ)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(gè)企業(yè)存儲(chǔ)具有以下幾方面的要求:性能、安全性,、擴(kuò)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(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建并不是一蹴而就的事情,會(huì)經(jīng)歷從單機(jī)邁向網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)的過程,,因此就存在DAS,、NAS和SAN三種存儲(chǔ)方案可供用戶進(jìn)行不同的選擇。對(duì)于存儲(chǔ)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(chǔ)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(gè)方面綜合考慮,,而不要生搬硬套,,趕時(shí)髦。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)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(jì)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(chǔ)這種信息數(shù)據(jù)載體的作用。”

  而要達(dá)到存儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立的數(shù)據(jù)管理目標(biāo),,對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的特性有如下幾個(gè)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(chǔ)系統(tǒng)中,,必然對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的可靠性提出更高的要求。同時(shí)需要建立數(shù)據(jù)備份,、容災(zāi)系統(tǒng)進(jìn)行配合,,提高數(shù)據(jù)安全性。

  2,、可擴(kuò)展性,。網(wǎng)絡(luò)時(shí)代業(yè)務(wù)發(fā)展的不確定性和數(shù)據(jù)的高速膨脹,對(duì)獨(dú)立于計(jì)算系統(tǒng)之外的存儲(chǔ)系統(tǒng),必然提出高可擴(kuò)展性的要求,。這種擴(kuò)展性并非是簡(jiǎn)單的容量擴(kuò)展,,同時(shí)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(kuò)展,。

  3,、兼容性。雖然存儲(chǔ)系統(tǒng)已分離于計(jì)算系統(tǒng)之外,,但今天主機(jī)系統(tǒng)對(duì)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(chǔ)系統(tǒng)要適應(yīng)各種主機(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)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(shí)間)等不同指標(biāo)側(cè)重點(diǎn)的性能服務(wù)。高端系統(tǒng)還應(yīng)能夠?qū)ο到y(tǒng)性能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的擴(kuò)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(kuò)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(chǔ),、檢索和回放。因此構(gòu)建一個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng),,其存儲(chǔ)部分將不再是單純的存儲(chǔ)單元,,而應(yīng)該是一個(gè)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(chǔ)系統(tǒng)隨著存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展將會(huì)有更多選擇,,實(shí)際構(gòu)建時(shí)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(chǔ)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(zhǔn)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(chǔ)的結(jié)構(gòu)化也是一個(gè)必然的趨勢(shì)。實(shí)際上數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)化也順便解決了存儲(chǔ)設(shè)備的異構(gòu)問題,,由于存儲(chǔ)設(shè)備的不斷發(fā)展,各種存儲(chǔ)方案,、存儲(chǔ)產(chǎn)品、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,、存儲(chǔ)接口的互操作性是個(gè)難題,,有時(shí)候甚至是一個(gè)“不可能的任務(wù)”。存儲(chǔ)系統(tǒng)如果能夠提出一個(gè)類似網(wǎng)絡(luò)分層的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),,這些問題都將得到解決,。
 

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