“大海無(wú)量”網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)向“海量”演進(jìn)

　　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(guò)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(guò)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(kāi)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(lái)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(wèn)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(guò)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(jiàn)。但過(guò)于分散的數(shù)據(jù)資源，會(huì)給用戶訪問(wèn)和管理帶來(lái)困難。因此，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)新問(wèn)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(guò)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(gòu)置成本低，配置簡(jiǎn)單，使用過(guò)程和使用本機(jī)硬盤并無(wú)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(lái)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(guò)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(kù)使用的“原始分區(qū)”)上時(shí)。

　　3、包括許多數(shù)據(jù)庫(kù)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(guò)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(guò)服務(wù)器直接在NAS中存取數(shù)據(jù)，因此對(duì)服務(wù)器來(lái)說(shuō)可以減少系統(tǒng)開(kāi)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(wú)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(wèn)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(guò)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(guò)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(wèn)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(kāi)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(wèn)題影響了SAN的市場(chǎng)，不過(guò)，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(lái)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(wú)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(jiàn)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(lái)說(shuō)，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(guò)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(wèn)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?！?/P>

　　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(kù)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(kù)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(yǔ)

　　就安防行業(yè)應(yīng)用來(lái)講，網(wǎng)絡(luò)化、智能化是視頻監(jiān)控的未來(lái)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(lái)越復(fù)雜，沒(méi)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(wèn)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(wèn)題都將得到解決。