存儲技術的發(fā)展趨勢探析

張雨拜生

摘 要 伴隨著信息化建設的蓬勃發(fā)展，我國的存儲市場容量不斷增加，對存儲設備的需求不斷提高，龐大的激增的數據量導致存儲設備在IT環(huán)境里的比例越來越大。面對日益復雜的存儲網絡架構和應用環(huán)境，單純的存儲產品已經不能滿足客戶需求。“統(tǒng)一存儲”就成為了各大存儲廠商角逐的熱點。分析機構ESG（Enterprise Strategy Group）最近對統(tǒng)一存儲的部署進行的一項調查證明，在受訪的388家企業(yè)中，有近70%的企業(yè)鐘情統(tǒng)一存儲。統(tǒng)一存儲支持在同一系統(tǒng)內基于文件和數據塊的傳輸協(xié)議，同時支持NAS和SAN功能。通常情況下，擁有超大容量的IT企業(yè)或數據中心，相應的會擁有相當數量和種類的外部存儲系統(tǒng)。統(tǒng)一存儲理念可以有效擺脫“信息孤島”，一方面即可以降低設備投資，另一方面又可以縮減運營管理成本，已達到降低TCO（整體擁有成本）的目的，克服企業(yè)發(fā)展信息存儲面臨的高昂采購成本和管理成本問題。

關鍵詞 存儲；網絡；結構

中圖分類號：TP333 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0187-02

1 現行存儲技術的分類

現行的存儲分類如果根據服務器類型分為以下兩種：封閉式系統(tǒng)和開放式系統(tǒng)。其中封閉系統(tǒng)存儲市場需求量相對比較少，主要是類似IBM Z系列大型機，AS400等服務器，有硬件廠商自帶的系統(tǒng)，如AIX；而針對開放式系統(tǒng)，則包括了UNIX、Linux以及Windows等著名操作系統(tǒng)的服務器。更進一步按照傳輸協(xié)議，開放系統(tǒng)的網絡化存儲可分為NAS（網絡接入存儲，Network-Attached Storage）和SAN（存儲區(qū)域網絡，Storage Area Network）。在目前的市場中，開放系統(tǒng)占據主流，其中網絡化存儲更是占據了70%以上的市場份額?；诖它c，筆者將重點闡述開放式系統(tǒng)存儲問題。

DAS（Direct Attached Storage，直連方式存儲）：存儲設備主要是通過SCSI接口電纜鏈接到服務器。也就是說，其對硬件的要求僅僅需要簡單的存儲設備和服務器。這里的JBOD（Just a Bunch Of Disks，磁盤簇）是在一個底板上安裝的帶有多個磁盤驅動器的存儲設備，又稱為Span。

SAN（Storage Area Network and SAN Protocols，存儲的區(qū)域網）：獨立于服務器網絡系統(tǒng)之外的高速光纖存儲網絡，需要增加一臺價格高昂的光纖交換機，增加設備投資。這種網絡以FC協(xié)議為存儲間訪問協(xié)議，以光纖高速通道為傳輸體，通過存儲系統(tǒng)的網絡化，從而達到高速高效的共享式存儲。SAN進行了專門優(yōu)化，實現了對龐大原始數據的傳輸功能。所以，SAN可以被視為針對SCSI協(xié)議應用于長距離傳輸的擴展。

NAS（Network Attached Storage，網絡附屬存儲）：是一種專用數據存儲服務器，徹底分離服務器和存儲設備的傳統(tǒng)連接，以數據為中心，通過網絡交換機連接到網絡上。因而該存儲系統(tǒng)可降低擁有成本，減少投資，同時借助強大的網絡資源，可顯著提高效率。

2 存儲技術之間的對比

從存儲設備的技術上，JBOD的優(yōu)勢在于通過將多磁盤合并到風扇和共享電源的盒子里，顯著降低成本。目前市場上較為普遍的節(jié)省空間配置的存儲模式是將JBOD安裝在19英寸大的機柜里。而隨時市場的發(fā)展，具有幾個TB的磁盤建立JBOD配置也嶄露頭角。JBOD特別適合對存儲需求高的中小企業(yè)用戶。因為在數據的存儲過程中，即使出現系統(tǒng)故障（這種概率本身就非常?。恍枰ㄙM一定的時間及時處理即可，對業(yè)務層面不會造成太大影響。但與此同時，用戶獲得的確實誘人的成本回報，避免了在低端的存儲應用中做不必要的投資。不過，筆者發(fā)現在使用過程中，通常面臨JBOD在單獨的磁盤出現故障的恢復能力問題。如果單獨的磁盤不具有恢復能力，可能導致整個JBOD功能的喪失，中斷業(yè)務系統(tǒng)。這對于某些特殊行業(yè)，例如銀行、電信、手機等行業(yè)的重要業(yè)務，是無法接受的。DAS還有一個擴展性的問題，當業(yè)務需求增加，需要增加存儲的時候，只能由原設備廠商提供，這就導致企業(yè)選擇面太窄。

表1 JBOD與RAID的各項指標對比

智能功能 控制器 可靠性 成本

JBOD 無 無 較低 低

RAID 有 有 較高 高

從訪問協(xié)議和端口上，NAS的使用者通過TCP/IP協(xié)議可以訪問共享的數據，所使用也是標準行業(yè)文件的共享協(xié)議，例如NFS、HTTP、CIFS協(xié)議。而SAN使用專用光纖通道交換機去訪問數據，所以其使用的通常是SCSI、FC-AL等接口。

從網絡上，SAN的FC網絡性能高于NAS以太網絡。在FC網絡中，沒有競爭，不需要確認，數據傳輸效率高，是一個智能網絡，自動重新路由，trunking（多端口綁定，帶寬可達8Gb），FC網絡中數據傳輸為塊操作，因此對要求直接對磁盤能夠讀寫的數據庫有很好的支持能力。而NAS一般不支持數據庫。

此外，NAS和SAN的文件管理系統(tǒng)的存儲位置也不相同。SAN系統(tǒng)，文件管理系統(tǒng)與服務器一一對應，存儲于相對應的服務器之上；NAS則是每一個相應的應用服務器去調取應用相同的文件管理系統(tǒng)。簡而言之，NAS有著自己的文件系統(tǒng)管理，SAN有統(tǒng)一的文件系統(tǒng)。

3 未來存儲的發(fā)展方向

這些傳統(tǒng)存儲技術都自身的局限性。

TCP/IP協(xié)議的固有特點給NAS帶來了一些固有的缺點和不足。雖然在存儲性能上，相比DAS設備，NAS具有很大的優(yōu)勢，但該設備只適合使用在局域網或者比較小的網絡中。其性能的發(fā)揮與企業(yè)網絡的帶寬息息相關，當多臺客戶端訪問NAS文件系統(tǒng)時，NAS的性能會顯著下降，難以滿足終端用戶需求，因而對于NAS來說，其可靠性尚需進一步的提升。如果，企業(yè)的內網達到比較大的規(guī)模，其數據的管理和服務又會形成對網絡的雙重負擔，NAS不僅要完成常規(guī)的終端數據I/O請求，同時要同步進行備份和恢復等相關操作。在成本方面，NAS后期的進一步的擴容需要更高的成本。endprint

傳統(tǒng)的SAN環(huán)境不能創(chuàng)建多個存儲區(qū)域，同時需要大量的人工分析和干預在不同的存區(qū)域中實現數據的遷移。這種方案不僅高成本，而且產生導致一些誤差。雖然現在有一些方案可單獨創(chuàng)建存儲區(qū)域，卻無法將數據有效地反映在適合的存儲

檔內。

針對傳統(tǒng)存儲的弊端，近十年很多的存儲創(chuàng)新技術被創(chuàng)建、并逐漸走向了主流，它們同時具有一些共同的特性，如、自動分層、精簡配置、精簡復制、重復數據刪除和壓縮等。這些稱之為流動數據架構，往往以客戶需求為導向，其設計理念也反映出面向未來的存儲觀：故而從缺少靈活性的傳統(tǒng)存儲轉向新一代的動態(tài)數據中心。

1）閃存是一種高效的可重寫內存，將服務器和存儲系統(tǒng)的響應速度上提升了數個量級，從毫秒級縮短到微秒級。由于其不包含機械活動部件，所以相比傳統(tǒng)的機械性的旋轉式硬盤驅動器，具有更耐用、更節(jié)能以及更可靠的優(yōu)勢，因而閃存近幾年在電子消費品領域得到迅速發(fā)展和普及，已經廣泛使用于目前流行的各種設備中，如智能手機和平板電腦等。在企業(yè)級用戶層面上，隨著數據的爆炸式增長、數據中心能源成本日益苛刻的要求以及對分析洞察能力越來越快的要求，閃存逐步成為企業(yè)提升存儲效能的關鍵性技術要求。

2）如今進入云時代，虛擬化逐漸成為潮流。經調查，現在用戶都希望能夠隨時隨地在任何設備上獲取信息，這就涉及到跨平臺的技術。不論從電信到醫(yī)療服務機構，還是從廠商到政府機關，在控制成本的同時，同時也要達到預期的目標，這樣企業(yè)將面臨很大壓力。數據在這樣的環(huán)境下中變得越來越重要，另外數據量的爆炸式增長也讓數據管理變得更加復雜。如何把原始數據保存好，傳輸好、并且用好呢？這需要通過面向未來的IT基礎架構和數據處理應用系統(tǒng)更好的結合、形成一個類似智能化的數據管理系統(tǒng)、更加靈活地處理業(yè)務層的動態(tài)需求。智能數據存儲在未來可以預見其扮演的角色越來越突出。

3）新技術的進入，例如存儲網絡產業(yè)聯(lián)盟最新推出的HBA接口標準可以克服很多SAN存在的互操作性問題。FibreAlliance提出了另一個全新的標準MIB（Management Information Base，管理信息庫）。

4）在NAS方面，DAFS 系統(tǒng)協(xié)議受廣泛關注，并獲得希捷、英特爾等一些廠商的公開支持。該協(xié)議由NetApp公司提出，聲稱通過該協(xié)議，可建立具有更高性能，更快反應速度的附屬網絡存儲設備。

企業(yè)逐步擺脫購買單一產品的模式，向融合解決方案進行轉型，在這一點上，存儲恰恰構成了融合解決方案的核心要素。例如銀行，針對內部用戶數據，采用是的NAS存儲的管理方式；而對客戶重要數據，一般采用高可用的SAN存儲。

融合基礎架構可以整合系統(tǒng)、降低部署時間、顯著提高資源的利用率，進而降低系統(tǒng)擁有及運行成本。Gartner的研究調查表明，已經部署或正在部署融合基礎架構的企業(yè)約占到50%以上，這其中包括了打包在一個端到端解決方案中整合的計算、存儲、網絡和系統(tǒng)管理資源。

總之，對存儲而言，在可預見的未來幾年內，存儲虛擬化和NAS的發(fā)展空間仍將是巨大的。也許業(yè)務現實和市場現實仍然會一如既往地決定技術的未來趨勢，這和技術本身的優(yōu)劣

無關。

綜上所述，很多廠商都在致力于創(chuàng)新新的網絡存儲方式，絕大多數都在理論階段。未來遇到最大的挑戰(zhàn)與機遇是融合SAN和現有的局域網，架構統(tǒng)一的基于IP系統(tǒng)的存儲網絡。基于此點，通過千兆甚至萬兆級的以太網，服務器、外部設備與存儲設備三者之間可以達到高速高效以及自由的相互共享訪問，這是一個給人無限遐想的存儲空間。

參考文獻

[1]郭平.虛擬化：存儲的趨勢所在[N].計算機世界，2003-

07-14.

[2]尚吉剛.政府采購信息報[N].2014-03-17.

[3]謝長生，金偉.SAN網絡級存儲虛擬化實現方式的研究與設計[J].計算機應用研究，2004，21（4）：191-193，214.endprint

傳統(tǒng)的SAN環(huán)境不能創(chuàng)建多個存儲區(qū)域，同時需要大量的人工分析和干預在不同的存區(qū)域中實現數據的遷移。這種方案不僅高成本，而且產生導致一些誤差。雖然現在有一些方案可單獨創(chuàng)建存儲區(qū)域，卻無法將數據有效地反映在適合的存儲

檔內。

針對傳統(tǒng)存儲的弊端，近十年很多的存儲創(chuàng)新技術被創(chuàng)建、并逐漸走向了主流，它們同時具有一些共同的特性，如、自動分層、精簡配置、精簡復制、重復數據刪除和壓縮等。這些稱之為流動數據架構，往往以客戶需求為導向，其設計理念也反映出面向未來的存儲觀：故而從缺少靈活性的傳統(tǒng)存儲轉向新一代的動態(tài)數據中心。

1）閃存是一種高效的可重寫內存，將服務器和存儲系統(tǒng)的響應速度上提升了數個量級，從毫秒級縮短到微秒級。由于其不包含機械活動部件，所以相比傳統(tǒng)的機械性的旋轉式硬盤驅動器，具有更耐用、更節(jié)能以及更可靠的優(yōu)勢，因而閃存近幾年在電子消費品領域得到迅速發(fā)展和普及，已經廣泛使用于目前流行的各種設備中，如智能手機和平板電腦等。在企業(yè)級用戶層面上，隨著數據的爆炸式增長、數據中心能源成本日益苛刻的要求以及對分析洞察能力越來越快的要求，閃存逐步成為企業(yè)提升存儲效能的關鍵性技術要求。

2）如今進入云時代，虛擬化逐漸成為潮流。經調查，現在用戶都希望能夠隨時隨地在任何設備上獲取信息，這就涉及到跨平臺的技術。不論從電信到醫(yī)療服務機構，還是從廠商到政府機關，在控制成本的同時，同時也要達到預期的目標，這樣企業(yè)將面臨很大壓力。數據在這樣的環(huán)境下中變得越來越重要，另外數據量的爆炸式增長也讓數據管理變得更加復雜。如何把原始數據保存好，傳輸好、并且用好呢？這需要通過面向未來的IT基礎架構和數據處理應用系統(tǒng)更好的結合、形成一個類似智能化的數據管理系統(tǒng)、更加靈活地處理業(yè)務層的動態(tài)需求。智能數據存儲在未來可以預見其扮演的角色越來越突出。

3）新技術的進入，例如存儲網絡產業(yè)聯(lián)盟最新推出的HBA接口標準可以克服很多SAN存在的互操作性問題。FibreAlliance提出了另一個全新的標準MIB（Management Information Base，管理信息庫）。

4）在NAS方面，DAFS 系統(tǒng)協(xié)議受廣泛關注，并獲得希捷、英特爾等一些廠商的公開支持。該協(xié)議由NetApp公司提出，聲稱通過該協(xié)議，可建立具有更高性能，更快反應速度的附屬網絡存儲設備。

企業(yè)逐步擺脫購買單一產品的模式，向融合解決方案進行轉型，在這一點上，存儲恰恰構成了融合解決方案的核心要素。例如銀行，針對內部用戶數據，采用是的NAS存儲的管理方式；而對客戶重要數據，一般采用高可用的SAN存儲。

融合基礎架構可以整合系統(tǒng)、降低部署時間、顯著提高資源的利用率，進而降低系統(tǒng)擁有及運行成本。Gartner的研究調查表明，已經部署或正在部署融合基礎架構的企業(yè)約占到50%以上，這其中包括了打包在一個端到端解決方案中整合的計算、存儲、網絡和系統(tǒng)管理資源。

總之，對存儲而言，在可預見的未來幾年內，存儲虛擬化和NAS的發(fā)展空間仍將是巨大的。也許業(yè)務現實和市場現實仍然會一如既往地決定技術的未來趨勢，這和技術本身的優(yōu)劣

無關。

綜上所述，很多廠商都在致力于創(chuàng)新新的網絡存儲方式，絕大多數都在理論階段。未來遇到最大的挑戰(zhàn)與機遇是融合SAN和現有的局域網，架構統(tǒng)一的基于IP系統(tǒng)的存儲網絡?；诖它c，通過千兆甚至萬兆級的以太網，服務器、外部設備與存儲設備三者之間可以達到高速高效以及自由的相互共享訪問，這是一個給人無限遐想的存儲空間。

參考文獻

[1]郭平.虛擬化：存儲的趨勢所在[N].計算機世界，2003-

07-14.

[2]尚吉剛.政府采購信息報[N].2014-03-17.

[3]謝長生，金偉.SAN網絡級存儲虛擬化實現方式的研究與設計[J].計算機應用研究，2004，21（4）：191-193，214.endprint

傳統(tǒng)的SAN環(huán)境不能創(chuàng)建多個存儲區(qū)域，同時需要大量的人工分析和干預在不同的存區(qū)域中實現數據的遷移。這種方案不僅高成本，而且產生導致一些誤差。雖然現在有一些方案可單獨創(chuàng)建存儲區(qū)域，卻無法將數據有效地反映在適合的存儲

檔內。

針對傳統(tǒng)存儲的弊端，近十年很多的存儲創(chuàng)新技術被創(chuàng)建、并逐漸走向了主流，它們同時具有一些共同的特性，如、自動分層、精簡配置、精簡復制、重復數據刪除和壓縮等。這些稱之為流動數據架構，往往以客戶需求為導向，其設計理念也反映出面向未來的存儲觀：故而從缺少靈活性的傳統(tǒng)存儲轉向新一代的動態(tài)數據中心。

1）閃存是一種高效的可重寫內存，將服務器和存儲系統(tǒng)的響應速度上提升了數個量級，從毫秒級縮短到微秒級。由于其不包含機械活動部件，所以相比傳統(tǒng)的機械性的旋轉式硬盤驅動器，具有更耐用、更節(jié)能以及更可靠的優(yōu)勢，因而閃存近幾年在電子消費品領域得到迅速發(fā)展和普及，已經廣泛使用于目前流行的各種設備中，如智能手機和平板電腦等。在企業(yè)級用戶層面上，隨著數據的爆炸式增長、數據中心能源成本日益苛刻的要求以及對分析洞察能力越來越快的要求，閃存逐步成為企業(yè)提升存儲效能的關鍵性技術要求。

2）如今進入云時代，虛擬化逐漸成為潮流。經調查，現在用戶都希望能夠隨時隨地在任何設備上獲取信息，這就涉及到跨平臺的技術。不論從電信到醫(yī)療服務機構，還是從廠商到政府機關，在控制成本的同時，同時也要達到預期的目標，這樣企業(yè)將面臨很大壓力。數據在這樣的環(huán)境下中變得越來越重要，另外數據量的爆炸式增長也讓數據管理變得更加復雜。如何把原始數據保存好，傳輸好、并且用好呢？這需要通過面向未來的IT基礎架構和數據處理應用系統(tǒng)更好的結合、形成一個類似智能化的數據管理系統(tǒng)、更加靈活地處理業(yè)務層的動態(tài)需求。智能數據存儲在未來可以預見其扮演的角色越來越突出。

3）新技術的進入，例如存儲網絡產業(yè)聯(lián)盟最新推出的HBA接口標準可以克服很多SAN存在的互操作性問題。FibreAlliance提出了另一個全新的標準MIB（Management Information Base，管理信息庫）。

4）在NAS方面，DAFS 系統(tǒng)協(xié)議受廣泛關注，并獲得希捷、英特爾等一些廠商的公開支持。該協(xié)議由NetApp公司提出，聲稱通過該協(xié)議，可建立具有更高性能，更快反應速度的附屬網絡存儲設備。

企業(yè)逐步擺脫購買單一產品的模式，向融合解決方案進行轉型，在這一點上，存儲恰恰構成了融合解決方案的核心要素。例如銀行，針對內部用戶數據，采用是的NAS存儲的管理方式；而對客戶重要數據，一般采用高可用的SAN存儲。

融合基礎架構可以整合系統(tǒng)、降低部署時間、顯著提高資源的利用率，進而降低系統(tǒng)擁有及運行成本。Gartner的研究調查表明，已經部署或正在部署融合基礎架構的企業(yè)約占到50%以上，這其中包括了打包在一個端到端解決方案中整合的計算、存儲、網絡和系統(tǒng)管理資源。

總之，對存儲而言，在可預見的未來幾年內，存儲虛擬化和NAS的發(fā)展空間仍將是巨大的。也許業(yè)務現實和市場現實仍然會一如既往地決定技術的未來趨勢，這和技術本身的優(yōu)劣

無關。

綜上所述，很多廠商都在致力于創(chuàng)新新的網絡存儲方式，絕大多數都在理論階段。未來遇到最大的挑戰(zhàn)與機遇是融合SAN和現有的局域網，架構統(tǒng)一的基于IP系統(tǒng)的存儲網絡。基于此點，通過千兆甚至萬兆級的以太網，服務器、外部設備與存儲設備三者之間可以達到高速高效以及自由的相互共享訪問，這是一個給人無限遐想的存儲空間。

參考文獻

[1]郭平.虛擬化：存儲的趨勢所在[N].計算機世界，2003-

07-14.

[2]尚吉剛.政府采購信息報[N].2014-03-17.

[3]謝長生，金偉.SAN網絡級存儲虛擬化實現方式的研究與設計[J].計算機應用研究，2004，21（4）：191-193，214.endprint