论文部分内容阅读
摘要：数据是现代企业的根本已成为不容置疑的事实。如何应对数据的剧增而带来的存储压力是现代企业必须面对的问题。如何选择适合自己的存储技术是企业面临的难点。企业应结合自身的特点，以发展的眼光、从全局的角度进行科学规划，选择一种最适合自己的数据存储技术和备份方式。
关键词：网络；存储；数据
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)09-1984-02
How to Choose the Right Enterprise Storage Technology
ZHAO Qiang
(Anhui Daily Press Group, Hefei 230071, China)
Abstract: The data is fundamental for modern enterprises have become the indisputable fact. How to deal with the rapid increase in data storage pressure is brought to face the problem of the modern enterprise. How to choose the storage technology is the face of difficulty. Enterprises should consider its own characteristics, the perspective of development, from the perspective of the overall scientific planning, choose the most suitable data storage technology and backup.
Key words: network; storage; data
1 存储的发展趋势
2010年，企业存储系统容量增长迅速，容量在3-10TB之间的企业比例为28%，容量在11~50TB之间的企业有19.5%，50~100TB之间的有12.3%，容量在100TB以上的用户达到总调研样本11.8%的比率。其中容量在10TB以上的企业比例相比2009年有显著增长。
近五成受访对象企业认为未来1~2年内其数据将保持30~100%之间的增长速度，21.2%%受访对象认为其数据增长幅度超过100%，且这一比例相比2009年增长11%，越来越多的企业数据都呈现超过100%增长速度的大幅度增长的趋势。
采用内置式磁盘存储数据的受访企业比率减少了10.8%;采用DAS直连存储架构的受访企业比率减少1.8%;而采用NAS网络存储和SAN存储网络架构的受访企业比率分别提升了8.2%和5.2%。显示越来越多的企业从分散的存储孤岛，开始走向数据集中的架构，倾向于采用NAS网络存储和SAN存储网络更为集中的存储架构，且NAS文件存储架构增长最为显著，显示非结构化数据成为用户数据增长的主要动力。
2 存储技术介绍
到目前为止，企业各种应用服务所产生的数据，提供的存储技术主要有三种基本的存储方法：直接附加存储(DAS)、网络连接存储(NAS)、存储区域网络(SAN)。
2.1 直接附加存储面向服务器存储(DAS)
DAS直接附加存储是传统的存储技术，由服务器内置磁盘，或服务器直接连接外置扩展的磁盘阵列来实现。它完全以服务器为中心，寄生在相应服务器或客户端上，其本身是硬件的组成部分。其文件系统取决于其宿主服务器安装的操作系统，并且只能通过宿主服务器系统来访问。
缺点是：容量限制，存储容量的扩展依赖于所连接的服务器，如果服务器的接口或可供挂接的驱动器已满，就只有另购服务器来扩容了。连接距离有限：并行SCSI总线的最长距离只有25米。不易于共享和管理，数据依附于服务器分散存储，并且数据访问依赖于特定的平台和文件系统，数据不易共享和管理。管理成本高，距离有限制。这些限制促进了市场对网络存储的需要。
2.2 NAS面向网络的存储
NAS网络附加存储设备，是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，或者称为网络直联存储设备、网络磁盘阵列。是直接挂接在网上，实际上就是一台专用数据服务器，不承担应用服务，通过网口与应用服务器联接，支持通用的数据传输协议TCP/IP，可实现海量、异构数据的网络共享，以及异构服务器问共享数据。
缺点：数据访问速度慢，不太容易扩展。网络存储的应用常常需要可以分散地增加存储容量，为满足要求，管理员必须增加更多的设备。在网络上增加設备会增加物理的复杂性和总体拥有成本(TCO)。这些需求促进了面向区域存储SAN的发展。
2.3 SAN存储区域网络
早期的SAN采用的是光纤通道(FC，Fiber Channel)技术，所以，以前的SAN多半是指采用光纤通道的存储局域网络，到了iSCSI出现以后，为了区分，业界就把SAN分为FC-SAN和iSCSI-SAN称呼。以光纤搭建的存储网络是FC SAN，以iSCSI技术搭建的存储网络叫做IP SAN。
两种存储网络最大的区别是作为网络的核心连接设备不同，导致了连接线缆的不同:FC SAN使用光纤交换机，通过光纤(或者铜缆)连接主机和存储设备，网络中的协议是FC；IP SAN使用以太网交换机，通过IP连接主机和存储设备，网络中的协议是TCP/IP。 FC SAN除了高价外，最主要的问题是它与应用网络的异构性。这种异构性使得占市场大多数的中低端客户，因面对相对陌生、复杂的FC技术望而却步。而iSCSI-SAN使SAN在更广泛的主流市场上部署成为可能。基于IP的网络存储技术让数据集中和远程共享成为可能，并且带来了极具竞争力的高性能、低成本特性。
缺点：首先就是传输效率问题:TCP/IP传输效率不高，又经过了iSCSI协议的打包拆包过程，传输效率与FC相比还是有些不足的。但是有测试表明，在无网络通讯干扰的情况下，iSCSI的性能已经接近甚至达到了1Gb光纤通道技术的性能指数。随着10G网络的推广，iSCSI必能解决这些问题。
3 为企业选择合适的存储方式
3.1 选择DAS方案
如果考虑采用DAS方案的企业，通常情况下，该企业的服务器部署有如下几个特点：
1）即要求数据的集中管理，又要求最大限度的降低数据的管理成本。
由于DAS解决方案部署起来，相对来说成本比较低，故对于那些成本比较敏感的企业来说，这无疑是最好的选择。DAS解决方案最大的特点就是在于价格便宜，尤其是许多厂商都能够提供IDE等接口的磁盘阵列，这使得其整体投资成本明显低于其他的解决方案。
2）企业的服务器少。虽然从理论上一个DAS存储设备可以支持多达16台设备。如果在仲裁环的支持下，其甚至可以挂砸126个设备。但是在实际工作中，其挂载的设备最好不要超过六个。因为挂载设备太多的话，则DAS的磁盘阵列的读取性能将会成本这个方案方案中的瓶颈，大大影响应用服务器的性能。
3）需要使用原始分区。原始分区是指那些没有使用文件系统格式化的分区。使用原始分区的最大好处是可以提高存储设备的工作效率。不过其缺点就是难以管理。现在不少的应用服务器，如Oracle数据库服务器等等都已经可以直刺后原始分区。所以通过适用原始分区可以在很大程度上提高应用服务器的性能。
3.2 选择NAS方案
NAS通常会是一个服务器群：应用服务器、邮件服务器等等，存储设备易于附加在这个系统上。其吸引人之处就在于它通常能即插即用，采购及管理的成本低廉。由于RAID阵列、磁带、硬盘或其他设备直接连接到每一服务器或服务器集群，NAS没有必要按SAN的方式安排LUN。由于网络与存储单元之间一对一的关系，NAS反应敏捷，搜索和传输数据的速度很快。从技术层面上看，NAS使用IP协议将文件传送至客户端。它等效于大型网络服务器，只提供对更大的文件池的访问。
究竟哪些行业可以使用到NAS设备呢？首先，看这个单位的核心业务是否建立在某种信息系统上，对数据的安全性要求很高；其次，看该信息系统是否已经有或者将会有海量的数据需要保存，并且对数据管理程度要求较高；最后，还可以判断一下网络中是否有异构平台，或者以后会不会用到。如果上述有一个问题的答案是肯定的，那么就有必要重点考虑使用NAS设备。另外NAS能够满足那些希望降低存储成本但又无法承受SAN昂贵价格的中小企业的需求，具有相当好的性能价格比。
3.3 选择FC-SAN
如果说NAS更多是一种面向设备的策略，那么SAN就是一种真正提供存储服务的架构或方法。FC-SAN集成多种存储设备及备份空间，它们比典型的NAS设备等级要高。FC-SAN通过光纤连接到服务器传输数据块，而不是直接向客户端传输文件。当收到请求时，服务器就连接FC-SAN，然后读取相应的数据块。FC-SAN的设计目的就是通过数据集中化管理而不是按工作组分割，提高数据吞吐量，改进文件共享能力。在大型组织里，这种方式还能提高速度，简化关键备份工作。简而言之，SAN是实现高效的信息生命周期管理战略的关键。
3.4 选择iSCSI（IP-SAN）
IP-SAN目前是中小企业网络存储解决方案的最佳候选，因为iSCSI是运行在IP之上的，不需要专业的光纤通道知识，市场上也出现了很多价格让中小企业能接受的iSCSI产品，所有主流操作系统均内置了软件启动器，性能对许多企业来说已经足够。
由于IP-SAN在成本上具有相当的优势，而且在Web化的系统上，走iSCSI协议较为理想，因此仓储系统、Internet专区与契约客户专区，就可能采用IP 网络作为SAN的传输信道。IPSAN本身也有集中式管理的特色，对于必须应付众多使用者存取的系统来说，在数据存取与后端管理者的维护上都很理想。
4 结论
每个企业的需求各自不同，没有一帖治百病的存储规划良方，信息人员往往为各种设备的采购伤透脑筋，像是该不该导入新产品、什么时候要采购、建置与管理上的难题应该如何解决……等诸多问题，往往还是得回归预算的决策考虑。尽管如此，IT人员还是应该对各种产品与解决方案有定见，才不会在五花八门的各种说法中迷失方向。随着科学技术的快速发展，针对企事业单位数据存储备份技术的新产品不断涌现。企业应结合自身的特点，以发展的眼光、从全局的角度进行科学规划，选择一种最适合自己的数据存储技术和备份方式。
参考文献：
[1] 冯志伟,盛梅,陈世春.磁盘阵列技术在气象资料数据存储中的应用[J].信息科,2007(10):108-109.
[2] 李世畅,杨浩澜.NAS存储技术的研究与应用[J].计算机工程與应用,2003(13):194-196.
[3] 杜耿光.NAS在校园网中的应用方案[J].武汉交通职业技术学院学报,2004(3):84-85.
[4] 左爱文.网络辅助存储(NAS)及应用[J].陕西气象,2005(2):41-13.
关键词：网络；存储；数据
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)09-1984-02
How to Choose the Right Enterprise Storage Technology
ZHAO Qiang
(Anhui Daily Press Group, Hefei 230071, China)
Abstract: The data is fundamental for modern enterprises have become the indisputable fact. How to deal with the rapid increase in data storage pressure is brought to face the problem of the modern enterprise. How to choose the storage technology is the face of difficulty. Enterprises should consider its own characteristics, the perspective of development, from the perspective of the overall scientific planning, choose the most suitable data storage technology and backup.
Key words: network; storage; data
1 存储的发展趋势
2010年，企业存储系统容量增长迅速，容量在3-10TB之间的企业比例为28%，容量在11~50TB之间的企业有19.5%，50~100TB之间的有12.3%，容量在100TB以上的用户达到总调研样本11.8%的比率。其中容量在10TB以上的企业比例相比2009年有显著增长。
近五成受访对象企业认为未来1~2年内其数据将保持30~100%之间的增长速度，21.2%%受访对象认为其数据增长幅度超过100%，且这一比例相比2009年增长11%，越来越多的企业数据都呈现超过100%增长速度的大幅度增长的趋势。
采用内置式磁盘存储数据的受访企业比率减少了10.8%;采用DAS直连存储架构的受访企业比率减少1.8%;而采用NAS网络存储和SAN存储网络架构的受访企业比率分别提升了8.2%和5.2%。显示越来越多的企业从分散的存储孤岛，开始走向数据集中的架构，倾向于采用NAS网络存储和SAN存储网络更为集中的存储架构，且NAS文件存储架构增长最为显著，显示非结构化数据成为用户数据增长的主要动力。
2 存储技术介绍
到目前为止，企业各种应用服务所产生的数据，提供的存储技术主要有三种基本的存储方法：直接附加存储(DAS)、网络连接存储(NAS)、存储区域网络(SAN)。
2.1 直接附加存储面向服务器存储(DAS)
DAS直接附加存储是传统的存储技术，由服务器内置磁盘，或服务器直接连接外置扩展的磁盘阵列来实现。它完全以服务器为中心，寄生在相应服务器或客户端上，其本身是硬件的组成部分。其文件系统取决于其宿主服务器安装的操作系统，并且只能通过宿主服务器系统来访问。
缺点是：容量限制，存储容量的扩展依赖于所连接的服务器，如果服务器的接口或可供挂接的驱动器已满，就只有另购服务器来扩容了。连接距离有限：并行SCSI总线的最长距离只有25米。不易于共享和管理，数据依附于服务器分散存储，并且数据访问依赖于特定的平台和文件系统，数据不易共享和管理。管理成本高，距离有限制。这些限制促进了市场对网络存储的需要。
2.2 NAS面向网络的存储
NAS网络附加存储设备，是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，或者称为网络直联存储设备、网络磁盘阵列。是直接挂接在网上，实际上就是一台专用数据服务器，不承担应用服务，通过网口与应用服务器联接，支持通用的数据传输协议TCP/IP，可实现海量、异构数据的网络共享，以及异构服务器问共享数据。
缺点：数据访问速度慢，不太容易扩展。网络存储的应用常常需要可以分散地增加存储容量，为满足要求，管理员必须增加更多的设备。在网络上增加設备会增加物理的复杂性和总体拥有成本(TCO)。这些需求促进了面向区域存储SAN的发展。
2.3 SAN存储区域网络
早期的SAN采用的是光纤通道(FC，Fiber Channel)技术，所以，以前的SAN多半是指采用光纤通道的存储局域网络，到了iSCSI出现以后，为了区分，业界就把SAN分为FC-SAN和iSCSI-SAN称呼。以光纤搭建的存储网络是FC SAN，以iSCSI技术搭建的存储网络叫做IP SAN。
两种存储网络最大的区别是作为网络的核心连接设备不同，导致了连接线缆的不同:FC SAN使用光纤交换机，通过光纤(或者铜缆)连接主机和存储设备，网络中的协议是FC；IP SAN使用以太网交换机，通过IP连接主机和存储设备，网络中的协议是TCP/IP。 FC SAN除了高价外，最主要的问题是它与应用网络的异构性。这种异构性使得占市场大多数的中低端客户，因面对相对陌生、复杂的FC技术望而却步。而iSCSI-SAN使SAN在更广泛的主流市场上部署成为可能。基于IP的网络存储技术让数据集中和远程共享成为可能，并且带来了极具竞争力的高性能、低成本特性。
缺点：首先就是传输效率问题:TCP/IP传输效率不高，又经过了iSCSI协议的打包拆包过程，传输效率与FC相比还是有些不足的。但是有测试表明，在无网络通讯干扰的情况下，iSCSI的性能已经接近甚至达到了1Gb光纤通道技术的性能指数。随着10G网络的推广，iSCSI必能解决这些问题。
3 为企业选择合适的存储方式
3.1 选择DAS方案
如果考虑采用DAS方案的企业，通常情况下，该企业的服务器部署有如下几个特点：
1）即要求数据的集中管理，又要求最大限度的降低数据的管理成本。
由于DAS解决方案部署起来，相对来说成本比较低，故对于那些成本比较敏感的企业来说，这无疑是最好的选择。DAS解决方案最大的特点就是在于价格便宜，尤其是许多厂商都能够提供IDE等接口的磁盘阵列，这使得其整体投资成本明显低于其他的解决方案。
2）企业的服务器少。虽然从理论上一个DAS存储设备可以支持多达16台设备。如果在仲裁环的支持下，其甚至可以挂砸126个设备。但是在实际工作中，其挂载的设备最好不要超过六个。因为挂载设备太多的话，则DAS的磁盘阵列的读取性能将会成本这个方案方案中的瓶颈，大大影响应用服务器的性能。
3）需要使用原始分区。原始分区是指那些没有使用文件系统格式化的分区。使用原始分区的最大好处是可以提高存储设备的工作效率。不过其缺点就是难以管理。现在不少的应用服务器，如Oracle数据库服务器等等都已经可以直刺后原始分区。所以通过适用原始分区可以在很大程度上提高应用服务器的性能。
3.2 选择NAS方案
NAS通常会是一个服务器群：应用服务器、邮件服务器等等，存储设备易于附加在这个系统上。其吸引人之处就在于它通常能即插即用，采购及管理的成本低廉。由于RAID阵列、磁带、硬盘或其他设备直接连接到每一服务器或服务器集群，NAS没有必要按SAN的方式安排LUN。由于网络与存储单元之间一对一的关系，NAS反应敏捷，搜索和传输数据的速度很快。从技术层面上看，NAS使用IP协议将文件传送至客户端。它等效于大型网络服务器，只提供对更大的文件池的访问。
究竟哪些行业可以使用到NAS设备呢？首先，看这个单位的核心业务是否建立在某种信息系统上，对数据的安全性要求很高；其次，看该信息系统是否已经有或者将会有海量的数据需要保存，并且对数据管理程度要求较高；最后，还可以判断一下网络中是否有异构平台，或者以后会不会用到。如果上述有一个问题的答案是肯定的，那么就有必要重点考虑使用NAS设备。另外NAS能够满足那些希望降低存储成本但又无法承受SAN昂贵价格的中小企业的需求，具有相当好的性能价格比。
3.3 选择FC-SAN
如果说NAS更多是一种面向设备的策略，那么SAN就是一种真正提供存储服务的架构或方法。FC-SAN集成多种存储设备及备份空间，它们比典型的NAS设备等级要高。FC-SAN通过光纤连接到服务器传输数据块，而不是直接向客户端传输文件。当收到请求时，服务器就连接FC-SAN，然后读取相应的数据块。FC-SAN的设计目的就是通过数据集中化管理而不是按工作组分割，提高数据吞吐量，改进文件共享能力。在大型组织里，这种方式还能提高速度，简化关键备份工作。简而言之，SAN是实现高效的信息生命周期管理战略的关键。
3.4 选择iSCSI（IP-SAN）
IP-SAN目前是中小企业网络存储解决方案的最佳候选，因为iSCSI是运行在IP之上的，不需要专业的光纤通道知识，市场上也出现了很多价格让中小企业能接受的iSCSI产品，所有主流操作系统均内置了软件启动器，性能对许多企业来说已经足够。
由于IP-SAN在成本上具有相当的优势，而且在Web化的系统上，走iSCSI协议较为理想，因此仓储系统、Internet专区与契约客户专区，就可能采用IP 网络作为SAN的传输信道。IPSAN本身也有集中式管理的特色，对于必须应付众多使用者存取的系统来说，在数据存取与后端管理者的维护上都很理想。
4 结论
每个企业的需求各自不同，没有一帖治百病的存储规划良方，信息人员往往为各种设备的采购伤透脑筋，像是该不该导入新产品、什么时候要采购、建置与管理上的难题应该如何解决……等诸多问题，往往还是得回归预算的决策考虑。尽管如此，IT人员还是应该对各种产品与解决方案有定见，才不会在五花八门的各种说法中迷失方向。随着科学技术的快速发展，针对企事业单位数据存储备份技术的新产品不断涌现。企业应结合自身的特点，以发展的眼光、从全局的角度进行科学规划，选择一种最适合自己的数据存储技术和备份方式。
参考文献：
[1] 冯志伟,盛梅,陈世春.磁盘阵列技术在气象资料数据存储中的应用[J].信息科,2007(10):108-109.
[2] 李世畅,杨浩澜.NAS存储技术的研究与应用[J].计算机工程與应用,2003(13):194-196.
[3] 杜耿光.NAS在校园网中的应用方案[J].武汉交通职业技术学院学报,2004(3):84-85.
[4] 左爱文.网络辅助存储(NAS)及应用[J].陕西气象,2005(2):41-13.