网络存储技术新动向

摘　要：如何有效存储和管理海量数据信息是目前存储技术所面临的挑战。资源整合、IP SAN、存储虚拟化、存储集群以及智能存储技术的出现，给解决这一问题带来了新的契机，它们代表了网络存储技术发展的最新动向。本文介绍了它们的主要特点，分析了各自的优缺点，并指出了其今后的发展趋势。

关键词：网络存储；存储虚拟化；智能存储；智能网络磁盘(IND)

计算机技术和宽带网络技术的迅猛发展，极大地推动了信息数字化进程，同时也导致了数据资源的爆炸性增长。面对日益膨胀的海量数据信息，如何对它们进行有效地存储和管理是目前存储技术所面临的挑战。
　　现有的存储模式主要有：直接附属存储DAS、网络附加存储NAS和存储区域网SAN。DAS通过文件服务器来获取对存储设备的数据访问，NAS则采用基于元数据服务器的数据访问方式，这两种体系结构普遍存在服务器性能瓶颈和单点失效的缺陷。SAN虽然克服了上述弊端而具有高可用性，但是其昂贵的代价使诸多中小企业难以采纳。
 在知识经济时代，信息就是企业的财富，数据的重要性日趋突出，企业在存储方面的投资所占比例也越来越高。面对存储市场的巨大需求以及数据爆炸性增长所带来的严峻挑战，全球各大存储供应商无不投入大量资金加紧研发，国内外许多教育、研究机构也纷纷加入其中，所有这些导致各种新方案、新技术、新产品层出不穷。本文就存储技术的最新动向进行介绍。
1.资源整合
1.1 多NAS整合
　　由于NAS只能对单个存储设备中的磁盘进行资源整合，难将多个NAS设备整合成一个统一的存储池，因而难以对多个NAS设备进行集中管理。
　　(1)基于存储设备的虚拟存储将虚拟层放在存储设备的适配器、控制器上来实现，它充分考虑存储设备的物理特性，将服务器从虚拟化存储的实现工作中彻底解放出来，直接在存储设备上实现，减轻了主 机的开销。从简单化和性能考虑，这种方案最佳。但是，由于虚拟层在存储设备上，其实现因存储设备而异，难以在一个存储网络中实现无缝连接。
　　(2)基于服务器端的虚拟存储将虚拟化软件驻留在应用服务器上，通过改造操作系统、内嵌软件模块来完成映射工作。这种方式不需要增加任何附加硬件，设备成本最低，也最容易实现。但系统可靠性差，一旦出现服务器单点故障，将影响整个存储系统的数据完整性。
　　(3)基于网络的虚拟存储位于主机和存储之间的网络设备上，它既不依赖于特定的逻辑卷的表示方式，也不依赖于特定的操作系统，是一种最开放的环境，能够兼容各种服务器、操作系统以及存储设备，也是目前存储虚拟化的主流技术。
　　笔者认为，基于智能交换机的实现方式将是构建下一代虚拟化存储平台的最佳方案。
4. 存储集群
　　数量众多的计算节点、高并发的数据访问给存储系统带来了极大的压力，要求存储系统可以满足聚合高效率、高带宽的数据访问需求，这直接推动了集群存储技术的发展。集群可以支持大规模数据的有效传输，支持多计算节点间的数据有效共享。更为重要地是，集群还可以有效解决当前存储系统中普遍存在的服务器性能瓶颈和单点失效问题。目前，存储集群主要是通过集群文件系统的方式进行实现。
　　(1)DAFS (Direct Access File System)是一种文件访问协议，能够实现客户端与存储设备之间的文件数据直接传输，可以在大量甚至过量负载时，有效减轻存储服务器的计算压力，提高存储系统的性能。DAFS是为集群、共享文件的网络环境优化设计的，它利用VI(Virtual Interface)和InfiniBand技术，为NAS集群提供高可靠、低延时的连接。DAFS可以消除单个NAS设备的伸缩性方面的局限和管理问题，并使得NAS能够提供事务处理系统所要求的性能和可靠性。目前，已有用DAFS构建NAS集群的存储系统，效果良好。
　　(2)Lustre(Linux Cluster)来源于卡耐基梅隆大学的Coda项目研究工作，为满足Linux集群对存储系统高性能和数据共享的需求而设计。Lustre是一个全局文件系统，它由客户端、存储服务器和元数据服务器三个主要部分组成。客户端可以透明地访问集群文件系统中的数据，而无需知道这些数据的实际存储位置，存储服务器负责实际文件系统的读写操作以及存储设备的连接，元数据服务器负责文件系统目录结构、文件权限和文件的扩展属性以及维护整个文件系统的数据一致性和响应客户端的请求。
　　(3)蓝鲸集群文件系统. 小型微型计算机系统, 2008, 29(7): 1211-1214
作者简介: 胡琼(1979－), 男, 湖北黄冈人，研究方向：智能信息处理及应用。