IP網(wǎng)絡存儲技術(shù)在數(shù)字圖書館系統(tǒng)中應用分析

高校數(shù)字圖書館系統(tǒng)中的存儲技術(shù)

　　根據(jù)其出現(xiàn)時間的先后，大致可將數(shù)據(jù)存儲技術(shù)的發(fā)展分為4個階段：直接附屬存儲，網(wǎng)絡附屬存儲，存儲區(qū)域網(wǎng)，IP存儲。

1.DAS

20世紀90年代以前，存儲產(chǎn)品大多作為服務器的附屬設備通過電纜直接連接到各種服務器，這種形式即是DAS。DAS完全以服務器為中心，不帶有任何存儲操作系統(tǒng)。DAS方式是長期以來大多數(shù)服務器采取的方式。主機通過專用接口與存儲設備相連接，透過RAID技術(shù)將這些單個硬盤，按RAIDLEVEL組合成更大的硬盤。當主機需要訪問存儲設備時，主機發(fā)出指令給存儲設備，存儲設備根據(jù)指令進行相應操作，將數(shù)據(jù)返回給主機，或者將主機傳輸過來的數(shù)據(jù)寫入到磁盤。DAS中存儲設備可以是磁盤驅(qū)動器，也可以是RAID子系統(tǒng)，或是其他存儲設備。

DAS技術(shù)的數(shù)據(jù)安全性差，難以備份/恢復;性能一般，可擴充性差，容量有限;數(shù)據(jù)被存放在多臺不同的服務器上，難于訪問，不支持不同操作系統(tǒng)訪問。DAS技術(shù)成本低廉，易于安裝，但需停止用戶現(xiàn)有系統(tǒng)，且難以維護，存儲利用率低。

2.NAS

20世紀90年代出現(xiàn)了NAS技術(shù)。NAS包括存儲部件和集成在一起的簡易服務器治理軟件。NAS是一種將分布、獨立的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化治理的數(shù)據(jù)中心。NAS通常在一個LAN上占有自己的節(jié)點。在這種配置中，一臺NAS服務器處理網(wǎng)絡上的所有數(shù)據(jù)，將負載從應用或企業(yè)服務器上卸載下來。集成在NAS設備中的定制服務器系統(tǒng)可以將有關(guān)存儲的功能與應用服務器執(zhí)行的其他功能分隔開。NAS設備的物理位置靈活，通過物理鏈路與網(wǎng)絡連接。NAS無需應用服務器的干預，答應用戶在網(wǎng)絡上存取數(shù)據(jù)。

其特點是，易于備份/恢復;性能高，可擴充性強，即插即用，容量無極限;數(shù)據(jù)被整合并存放在相同的存儲器上，易于訪問，支持不同操作系統(tǒng)訪問。NAS技術(shù)成本低廉，易于安裝和維護，存儲利用率較高。

3.SAN

SAN是答應在存儲設備和處理器之間建立直接的高速網(wǎng)絡連接，通過這種連接實現(xiàn)只受光纖線路長度限制的集中式存儲。SAN可以被看作是存儲總路線概念的一個擴展，它使用局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中類似的單元，實現(xiàn)存儲設備和服務器之間的互聯(lián)。SAN具有高傳輸速度、遠傳輸距離和支持數(shù)量眾多的設備等優(yōu)點。采用了專用的拓樸結(jié)構(gòu)，不能直接使用通用的IP網(wǎng)絡連接各個SAN存儲網(wǎng)絡。目前，多數(shù)供給商的SAN解決方案大多采用光纖通道技術(shù)，即FC—SAN。

SAN技術(shù)的特點是，易于備份/恢復;性能極高，可擴充性強，即插即用，容量無極限;數(shù)據(jù)被整合并存放在相同或不同的存儲器上，提供統(tǒng)一的用戶訪問視圖，易于訪問，但不支持不同操作系統(tǒng)訪問。SAN技術(shù)成本昂貴，需要長時間的設計和安裝，且難以維護，存儲利用率很高。

4.IP存儲

IP存儲技術(shù)就是以高速以太網(wǎng)連接為基礎，通過IP協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換的存儲技術(shù)，它將SCSI協(xié)議映射到TCP/IP協(xié)議上，使得SCSI的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)可以在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)上傳輸，其支持數(shù)據(jù)塊形式的I/O訪問和共享存儲。它采用iFCP和iSCSI協(xié)議，由于光纖通道已經(jīng)包含了SCSI協(xié)議，這種方法無需重大技術(shù)改造，就能滿足SCSI協(xié)議的要求。

IP技術(shù)的特點是，易于備份/恢復;性能高，可擴充性強，即插即用，容量無極限;數(shù)據(jù)被整合并存放在相同或不同的存儲器上，提供統(tǒng)一的用戶訪問視圖，易于訪問，支持不同操作系統(tǒng)訪問。IP技術(shù)成本低廉，易于安裝和維護，存儲利用率最高。

基于IP的高校數(shù)字圖書館網(wǎng)絡存儲建設

在網(wǎng)絡存儲中，F(xiàn)C—SAN在某些方面具有無可比擬的優(yōu)勢，如性能極高，可擴充性強等，使其能夠滿足數(shù)字圖書館大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲的需要，但光纖通道存在著成本昂貴和互操作性問題，這是一般高校圖書館所不能承受的。而NAS技術(shù)雖然成本低廉，但卻受到帶寬消耗的限制，無法完成大容量存儲的應用，而且系統(tǒng)難以滿足開放性的要求。針對以上技術(shù)的缺陷和不足，根據(jù)國際上基于IP的存儲設備已逐步上市和日漸成熟的情況，提出了一種既有ANS和SAN技術(shù)的優(yōu)點，又能克服兩者缺點的存儲網(wǎng)方案，即基于IP的SAN。它由兩部分構(gòu)成，第一部分是利用IP互連設備構(gòu)成存儲區(qū)域網(wǎng)SAN，第二部分是通過SAN中的交換機多路接入LAN回路，形成一種廣義的附網(wǎng)存儲NAS，存儲設備都是商用的NAS設備以及iSCSI設備，或通過轉(zhuǎn)換橋?qū)�SCSI和FC設備轉(zhuǎn)換為IP接口，接入基于IP協(xié)議SAN中。它采用最廣泛的TCP/IP作為網(wǎng)絡協(xié)議，既具有NAS易于訪問的特點，又有專用的存儲網(wǎng)絡架構(gòu)。因此，基于IP的存儲網(wǎng)絡可以利用以太網(wǎng)技術(shù)和設備來構(gòu)建專用的存儲網(wǎng)絡，由于使用了以太網(wǎng)設備，其成本大大低于使用光纖交換機的SAN網(wǎng)絡，而且保持了SAN的傳輸速率高且穩(wěn)定的優(yōu)點。用戶在這一技術(shù)中，面對的是非常熟悉的技術(shù)內(nèi)容，即IP協(xié)議和以太網(wǎng)，而且各種IP通用設備保證了用戶可以具有非常廣泛的選擇空間。事實上，由于IP存儲技術(shù)的設計目標，就是充分利用現(xiàn)有設備，使傳統(tǒng)的SCSI存儲設備和光纖存儲設備都可以在IP—SAN中利用起來。隨著帶有IP標準接口的存儲設備的出現(xiàn)，我們可以單純使用本地IP存儲技術(shù)，來擴展已有的存儲網(wǎng)絡，或構(gòu)建新的存儲網(wǎng)絡。以千兆甚至萬兆以太網(wǎng)為骨干的網(wǎng)絡連接，保證了本地IP存儲網(wǎng)絡。由于采用的是IP協(xié)議，與LAN和Intemet的連接是無縫的，遠程備份十分方便，效率工作很高�；�于IP的SAN在性能及功能上都具有突出的優(yōu)勢，是目前高校數(shù)字圖書館建設中存儲區(qū)域方案設計的首選方案。

參考文獻

　　1郭建峰.數(shù)字圖書館信息存儲系統(tǒng)架構(gòu)的探析.現(xiàn)代情，2005

　　2李培.數(shù)字圖書館館原理與應用.北京：高教出版社2004

　　3李村合.談網(wǎng)絡環(huán)境下的信息存儲技術(shù).情學，2002

　　2張偉.網(wǎng)絡存儲技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與應用.福建電腦，2003

　　3PhillipsB.HaveStorageAreaNetworksComeOfAge？Computer，1998，31：10—12

　　4羅寧.SAN與NAS融合技術(shù)的研究.計算機應用與軟件.2004

來源：中華碩博網(wǎng)