企業(yè)級數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和方式分析

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1、引言

目前，我們的日常工作越來越依靠信息系統(tǒng)的支撐。各類系統(tǒng)中保存著企事業(yè)單位大量的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)成為企事業(yè)單位經(jīng)營決策的客觀依據(jù)，是企事業(yè)單位成長發(fā)展的寶貴資源。一旦數(shù)據(jù)在傳輸、存儲、交換等過程中丟失，便會給企事業(yè)單位造成難以估量的損失。因此，增強(qiáng)信息安全意識，保障信息系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，成為國內(nèi)外企事業(yè)單位的普遍共識。利用數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)合理備份是保證信息數(shù)據(jù)安全的關(guān)鍵。筆者認(rèn)為，理解數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的內(nèi)涵是首要前提，選擇符合企事業(yè)單位需求的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和方式是重要途徑。

2、數(shù)據(jù)存儲的技術(shù)分析

目前磁盤存儲市場上，根據(jù)服務(wù)器類型分為：封閉系統(tǒng)的存儲和開放系統(tǒng)的存儲，封閉系統(tǒng)主要指大型機(jī)，開放系統(tǒng)指基于包括Windows、Linux、Mac OS等操作系統(tǒng)的工作站；開放系統(tǒng)的存儲分為：內(nèi)置存儲和外掛存儲；我們今天討論的是外掛存儲。開放系統(tǒng)的外掛存儲根據(jù)連接的方式分為：直連式存儲(Direct-Attached Storage，簡稱DAS)和網(wǎng)絡(luò)化存儲(Fabric-Attached Stor鄄age，簡稱FAS)；網(wǎng)絡(luò)化存儲根據(jù)傳輸協(xié)議又分為：網(wǎng)絡(luò)接入存儲(Network-Attached Storage，簡稱NAS)和存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(StorageArea Network，簡稱SAN)。

第一種，網(wǎng)絡(luò)連接存儲(NAS)技術(shù)是一種專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)文件存儲及文件備份設(shè)備，類似于一個(gè)專用的文件服務(wù)器，可以根據(jù)服務(wù)器或者客戶端計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令完成對內(nèi)在文件的管理。NAS產(chǎn)品包括存儲器件(例如硬盤驅(qū)動(dòng)器陣列、CD或DVD驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器或可移動(dòng)的存儲介質(zhì))和集成在一起的簡易服務(wù)器，用于實(shí)現(xiàn)涉及文件存取及管理的所有功能。簡易服務(wù)器經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，以完成一系列簡化的功能，例如文檔存儲及服務(wù)、電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)緩存等等。集成在NAS設(shè)備中的簡易服務(wù)器可以將有關(guān)存儲的功能與應(yīng)用服務(wù)器執(zhí)行的其他功能分隔開。NAS從兩方面改善了數(shù)據(jù)的可用性院首先即使相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)器不再工作了，仍然可以讀出數(shù)據(jù)。其次簡易服務(wù)器本身不會崩潰，因?yàn)樗苊饬艘鸱?wù)器崩潰的首要原因，即應(yīng)用軟件引起的問題

第二種，存儲局域網(wǎng)(SAN)是一種通過光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機(jī)等連接設(shè)備，將磁盤陣列、磁帶等存儲設(shè)備與相關(guān)服務(wù)器連接起來的高速專用子網(wǎng)。存儲局域網(wǎng)(SAN)一方面可以實(shí)現(xiàn)大容量存儲設(shè)備數(shù)據(jù)共享，另一方面也可以實(shí)現(xiàn)高速計(jì)算機(jī)與高速存儲設(shè)備的互聯(lián)，從而提高數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network，簡稱SAN)采用光纖通道(Fibre Channel)技術(shù)，通過光纖通道交換機(jī)連接存儲陣列和服務(wù)器、工作站、主機(jī)，建立專用于數(shù)據(jù)存儲的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。SAN經(jīng)過十多年歷史的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)成熟，成為業(yè)界的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)(但各個(gè)廠商的光纖交換技術(shù)不完全相同，其服務(wù)器和SAN存儲有兼容性的要求)。SAN存儲采用的帶寬從1Gbps發(fā)展到目前的4Gbps。

SAN是獨(dú)立于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之外,幾乎擁有無限存儲能力的高速存儲網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)采用高速的光纖通道作為傳輸媒體，以FC(Fiber Channel)，光通道應(yīng)用協(xié)議作為存儲訪問協(xié)議，將存儲子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)了真正高速共享存儲的目標(biāo)。SAN可以分為FC SAN和IP SAN。

首先，F(xiàn)C SAN克服了傳統(tǒng)上與SCSI相連的線纜限制，極大地拓展了服務(wù)器和存儲之間的距離，從而增加了更多連接的可能性。改進(jìn)的擴(kuò)展性還簡化了服務(wù)器的部署和升級，保護(hù)了原有硬件設(shè)備的投資。但是，F(xiàn)C SAN也存在很多不足之處。FC SAN的傳輸距離通常不超過50公里。因此，F(xiàn)C SAN還不能有效地整合更多的主機(jī)與存儲的需求。雖然光纖通道、Fibre Channel技術(shù)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但各家廠商卻有不同的解釋。時(shí)至今日，互操作性仍是FC SAN實(shí)施過程中存在的主要問題。SAN本身缺乏標(biāo)準(zhǔn)，在管理上更是如此。隨著IT技術(shù)逐漸發(fā)展，所有IT產(chǎn)品的價(jià)格也在下降，但是基于FC SAN的存儲設(shè)備價(jià)格仍居高不下。一個(gè)企事業(yè)單位如果考慮使用FC SAN，就不得不購買HBA、光纖交換機(jī)、光纖磁盤陣列、管理軟件....這并不是中小企事業(yè)單位能夠承受得起的。

而IP-SAN技術(shù)是一種在傳統(tǒng)IP以太網(wǎng)上架構(gòu)一個(gè)SAN存儲網(wǎng)絡(luò)，把服務(wù)器與存儲設(shè)備連接起來的存儲技術(shù)。IP-SAN技術(shù)采用集中的存儲方式，提高了存儲空間的利用率。

在IP SAN中，千兆以太網(wǎng)交換機(jī)代替了價(jià)格昂貴且只有FC SAN專用的光纖交換機(jī),客戶端的Initiator或iSCSI卡代替了價(jià)格較高的主機(jī)HBA卡,具有iSCSI接口的高性價(jià)比的存儲設(shè)備代替了光纖磁盤陣列。iSCSI(Internet SCSI，互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)是一種在Internet協(xié)議網(wǎng)絡(luò)上，特別是以太網(wǎng)上進(jìn)行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。它是由多家存儲廠商發(fā)起的，并且得到了IP存儲技術(shù)擁護(hù)者的大力支持。iSCSI是一個(gè)供硬件設(shè)備使用的，可以在IP協(xié)議上運(yùn)行的SCSI指令集。簡單地說，iSCSI是可以在IP網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的SCSI協(xié)議。

NAS和SAN最本質(zhì)的不同就是文件管理系統(tǒng)在哪里，SAN結(jié)構(gòu)中，文件管理系統(tǒng)(FS)還是分別在每一個(gè)應(yīng)用工作站上；而NAS則是每個(gè)應(yīng)用工作站通過網(wǎng)絡(luò)共享協(xié)議(如：NFS、CIFS)使用同一個(gè)文件管理系統(tǒng)。換句話說：NAS和SAN存儲系統(tǒng)的區(qū)別是NAS有自己的文件系統(tǒng)管理。

從實(shí)際應(yīng)用角度分析，隨著企事業(yè)單位業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的增加，傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)已不能滿足企事業(yè)單位的發(fā)展需要。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)量的不斷攀升，對于設(shè)備的容量、速度、可靠性、性能價(jià)格比的要求越來越高。因此，采用以存儲局域網(wǎng)(SAN)架構(gòu)為主體技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成是一個(gè)比較合理的選擇。

3、數(shù)據(jù)備份方式分析

了解了數(shù)據(jù)存儲技術(shù)，選擇符合需求的數(shù)據(jù)備份方式也很重要。一般來說，數(shù)據(jù)備份的方式有手工備份、自動(dòng)備份、LAN備份、LAN-Free備份幾種。目前，很多企事業(yè)單位在數(shù)據(jù)存儲備份時(shí)并沒有考慮性能、自動(dòng)化程度以及現(xiàn)有系統(tǒng)應(yīng)用可擴(kuò)展性等方面的因素。隨著數(shù)據(jù)量的逐年增大，數(shù)據(jù)維護(hù)的復(fù)雜程度不斷提高，直接影響對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用。此外，由于數(shù)據(jù)備份自動(dòng)化程度低，出錯(cuò)的幾率也較大，不能快速、有效地保護(hù)數(shù)據(jù)，嚴(yán)重時(shí)會影響到業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，必須立足企事業(yè)單位實(shí)際，結(jié)合目前主流的備份技術(shù)及架構(gòu)方式，選擇一種既能有效實(shí)現(xiàn)高性能數(shù)據(jù)保護(hù)，又能實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜存儲網(wǎng)絡(luò)便捷化管理的數(shù)據(jù)存儲方式。一般來說，這種方式應(yīng)當(dāng)滿足以下十個(gè)條件：

一是可以適應(yīng)多種環(huán)境，支持多個(gè)平臺，實(shí)現(xiàn)跨平臺備份。

二是可以支持多種群集系統(tǒng)。

三是具有擴(kuò)展性的體系結(jié)構(gòu)。

四是系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)無需重裝操作系統(tǒng)。

五是可伸縮性強(qiáng)，易于使用，能為迅速增加的企事業(yè)單位數(shù)據(jù)提供安全保護(hù)。

六是備份和介質(zhì)管理簡潔高效。

七是備份與恢復(fù)功能支持聯(lián)機(jī)操作。

八是可定義備份用戶及權(quán)限。

九是備份系統(tǒng)支持存儲局域網(wǎng)(SAN)結(jié)構(gòu)，可完成LAN-Free的備份方式。

十是能夠?qū)崿F(xiàn)備份硬件資源在各系統(tǒng)之間的共享和動(dòng)態(tài)分配，實(shí)現(xiàn)多服務(wù)器多數(shù)據(jù)流的并行備份。

4、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，針對企事業(yè)單位數(shù)據(jù)存儲備份技術(shù)的新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。企事業(yè)單位應(yīng)結(jié)合自身的特點(diǎn)，以發(fā)展的眼光、從全局的角度進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，選擇一種最適合自己的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)和備份方式。