閻麗潔　侯曉媛

[摘要]隨著信息技術(shù)的發(fā)展，需要存儲(chǔ)和傳播的信息量越來越大，信息的種類和形式越來越豐富，傳統(tǒng)圖書館的機(jī)制顯然不能滿足這些需要。因此，人們提出數(shù)字圖書館的設(shè)想。從設(shè)備成本，系統(tǒng)可靠性，兼容性，安全性等方面結(jié)合目前數(shù)字圖書館的發(fā)展情況和資金，技術(shù)條件做一些分析和探討。

[關(guān)鍵詞]網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) NAS SAN IP－SAN ISCSI存儲(chǔ)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2009）0110063-01

知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，促使人們對(duì)于信息和知識(shí)的需求進(jìn)一步擴(kuò)大，圖書館作為一個(gè)傳統(tǒng)意義上的知識(shí)獲取媒介，其單一的實(shí)體化模式已經(jīng)嚴(yán)重的制約了其發(fā)展，在這種大背景之下，依托于傳統(tǒng)實(shí)體圖書館的網(wǎng)上數(shù)字圖書館建立和發(fā)展了起來。與傳統(tǒng)的圖書館相比，數(shù)字圖書館具有信息存儲(chǔ)量大，檢索方便，可遠(yuǎn)程迅速傳遞，并且還具有信息共享優(yōu)勢(shì)，在很大程度上提高了信息的使用率。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速增長，數(shù)字圖書館迫切需要一種大容量且可實(shí)現(xiàn)共享的高速存儲(chǔ)設(shè)備。

一、幾種常用的存儲(chǔ)技術(shù)研究

（一）NAS

NAS（Network Attached Storage，網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)）是一種專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)文件存儲(chǔ)及文件備份設(shè)備。NAS適用于通過網(wǎng)絡(luò)將文件數(shù)據(jù)傳送到多臺(tái)客戶機(jī)上的應(yīng)用，尤其在數(shù)據(jù)長距離傳送的環(huán)境中優(yōu)勢(shì)明顯；NAS應(yīng)用于高效的文件共享任務(wù)中，例如Unix中的NFS和Windows NT中的CIFS。NAS設(shè)備的安裝、調(diào)試、使用和管理非常簡(jiǎn)單，采用NAS可以節(jié)省一定的設(shè)備管理與維護(hù)費(fèi)用。NAS設(shè)備提供RJ-45接口和單獨(dú)的IP地址，可以將其直接掛接在主干網(wǎng)的交換機(jī)或其它局域網(wǎng)的Hub上，通過簡(jiǎn)單的設(shè)置(如設(shè)置機(jī)器的IP地址等)就可以在網(wǎng)絡(luò)即插即用地使用NAS設(shè)備，而且進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在線擴(kuò)容時(shí)也無需停頓，從而保證數(shù)據(jù)流暢存儲(chǔ)。

（二）FC－SAN

FC（光纖通道技術(shù)）是ANSI為網(wǎng)絡(luò)和通道I/O接口建立的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集成，支持HIP PI、IPI、SCSI、IP、ATM等多種高級(jí)協(xié)議，它的最大特性是將網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的通訊協(xié)議與傳輸物理介質(zhì)隔離開。這樣多種協(xié)議可在同一個(gè)物理連接上同時(shí)傳送，高性能存儲(chǔ)體和寬帶網(wǎng)絡(luò)使用單I/O接口，使得系統(tǒng)的成本和復(fù)雜程度大大降低，并且其可以支持點(diǎn)到點(diǎn)(Links)、仲裁環(huán)(FC-AL)、交換式網(wǎng)絡(luò)等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。FC使用全雙工串行通信原理傳輸數(shù)據(jù)，在1GB標(biāo)準(zhǔn)下，傳輸速率高達(dá)1062.5Mbps，即為100MB/S，雙環(huán)可達(dá)200MB/S，2Gb下，上述數(shù)字將翻倍。FC標(biāo)準(zhǔn)下可以通過同軸線、光纖介質(zhì)進(jìn)行設(shè)備間的信號(hào)傳輸，使用同軸線傳輸距離為30米，使用單模光纖傳輸距離可達(dá)10公里以上，這使得在SAN模式下實(shí)現(xiàn)物理上分離的、不在機(jī)房的存儲(chǔ)變得非常容易。

（三）IP－SAN

IP-SAN就是指iSCSI SAN。iSCSI（Internet Small Computer System Interface,互聯(lián)網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口）是由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組開發(fā)的基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。IP-SAN服務(wù)器通常使用專用 SCSI連接以及塊級(jí)接口實(shí)現(xiàn)與本地連接的存儲(chǔ)系統(tǒng)的通信。iSCSI將SCSI塊存儲(chǔ)命令封裝到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包中，以便通過IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。這樣，服務(wù)器就能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的SCSI存儲(chǔ)命令通過標(biāo)準(zhǔn)的IP基礎(chǔ)設(shè)施與共享的存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行通信。iSCSI就是透過IP網(wǎng)絡(luò)，將SCSI塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)封包的一種傳輸標(biāo)準(zhǔn)，它和NAS一樣透過IP網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，但在數(shù)據(jù)存取方式上，則采用與NAS不同、卻與FC-SAN相同的塊協(xié)議。

二、數(shù)字圖書館系統(tǒng)存儲(chǔ)方式的可行性分析

（一）三種存儲(chǔ)方式對(duì)比分析

NAS、FC-SAN和IP-SAN在性能、存儲(chǔ)介質(zhì)等技術(shù)參數(shù)上存在一定的區(qū)別，而且其構(gòu)建成本和管理模式也存在很大差異，數(shù)字圖書館系統(tǒng)要選用哪一種存儲(chǔ)方式，必須經(jīng)過對(duì)這些技術(shù)參數(shù)的深入研究，并結(jié)合自身的資金和設(shè)備條件，在現(xiàn)有資金技術(shù)條件下，采用最經(jīng)濟(jì)性的方案。NAS、FC- SAN和IP-SAN的差異如表1所示：

從上圖可以看出，F(xiàn)C-SAN在其性能上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，便于集中管理而且完全不受電磁感染的影響，但數(shù)據(jù)傳輸受到距離的影響很大，在通常情況下不會(huì)大于50km，這決定了它不能有效地整合更多的主機(jī)與存儲(chǔ)的需求。從資金投入上考慮，基于FC-SAN的存儲(chǔ)設(shè)備價(jià)格居高不下，使用FC-SAN，必須購買HBA、光纖交換機(jī)、光纖磁盤陣列、管理軟件等，其購置成本相對(duì)較高。NAS系統(tǒng)與FC-SAN相比存在明顯的成本優(yōu)勢(shì)，但是由于NAS基于TCP/IP通信機(jī)制，在擴(kuò)展性上存在局限性，性能不高，而且管理分散，無法滿足用戶對(duì)高效性和可靠性的要求。IP-SAN雖然在性能上略遜與FC-SAN，但是其成本低廉，而且沒有距離的限制。

（二）數(shù)字圖書館存儲(chǔ)方式的選擇

我國的數(shù)字圖書館發(fā)展時(shí)間不長，而且在資金上相對(duì)緊張，購入高成本的存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)于圖書館的整體生存和發(fā)展來說是不經(jīng)濟(jì)的。在選擇存儲(chǔ)方式時(shí)，應(yīng)該從實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面進(jìn)行綜合考慮，在三種方法中選取性價(jià)比最高的存儲(chǔ)技術(shù)和存儲(chǔ)方式。通過以上對(duì)NAS，SAN，IP-SAN這三種方式相關(guān)技術(shù)參數(shù)的對(duì)比分析，不難看出，IP-SAN在性能和成本上具有顯著的優(yōu)勢(shì)。IP-SAN與上述兩種方法相比，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。首先，IP-SAN構(gòu)建成本低廉。適配卡、交換機(jī)和纜線的購置成本都比FC要低很多，而且還可以使用免費(fèi)下載的iSCSI Initiator驅(qū)動(dòng)程序模擬iSCSI卡。其次，IP-SAN技術(shù)的使用沒有距離的限制，它通過IP-網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)，傳輸距離無限制，這對(duì)于異地?cái)?shù)據(jù)的傳輸及備份相對(duì)方便。第三，傳輸速度較快，雖然與FC-SAN的速度相比，IP-SAN稍微遜色，但其高達(dá)1GB的速度相比與NAS已經(jīng)相當(dāng)出色，完全可以滿足數(shù)字圖書館的數(shù)據(jù)傳輸需要，并且在未來隨著10GB以太網(wǎng)的普及，IP-SAN的速度可以隨著提升為10GB，這比新一代的FC-SAN的4GB還要快得多。最后，由于IP-SAN采用的iSCSI技術(shù)，對(duì)于系統(tǒng)管理人員不像FC-SAN系統(tǒng)要求那么高，這就為數(shù)字圖書館省去了聘請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員的成本。總之，IP-SAN存儲(chǔ)技術(shù)是在數(shù)字圖書館現(xiàn)有的資金水平和人員水平下，最具經(jīng)濟(jì)性的方案，是數(shù)字圖書館最佳的存儲(chǔ)方式。

三、對(duì)未來數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的展望

數(shù)字圖書館是將包括多媒體在內(nèi)的各種信息的數(shù)據(jù)化、存儲(chǔ)管理、查詢和發(fā)布集成在一起，使這些信息得以在網(wǎng)絡(luò)上傳播，從而最大限度地利用這些信息。數(shù)字圖書館利用多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)、超媒體技術(shù)，針對(duì)數(shù)字化書館中各種媒體的特性，在圖象檢索、視頻點(diǎn)播和文獻(xiàn)資料提出等方面提出了一套有效可行的管理檢索方案。在當(dāng)今電子商業(yè)、環(huán)球市場(chǎng)、虛擬機(jī)構(gòu)日趨普及的年代BitLibrary作為一套完善的媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)，無疑創(chuàng)造了一個(gè)安全穩(wěn)妥的環(huán)境，方便共享和銷售數(shù)字資料。數(shù)字圖書館是傳統(tǒng)圖書館在信息時(shí)代的發(fā)展，它不但包含了傳統(tǒng)圖書館的功能，向社會(huì)公眾提供相應(yīng)的服務(wù)，還融合了其他信息資源(如博物館、檔案館等)的一些功能，提供綜合的公共信息訪問服務(wù)?？梢赃@樣說，數(shù)字圖書館將成為未來社會(huì)的公共信息中心和樞紐。信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，這一連串的名詞符號(hào)其根本點(diǎn)在于信息數(shù)字化；同樣電子圖書館、虛擬圖書館、數(shù)字圖書館，不管我們用什么樣的名詞，數(shù)字化也是圖書館的發(fā)展方向。

網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)是未來數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的發(fā)展趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)提高了數(shù)據(jù)的共享性、可用性、可擴(kuò)展性和管理性，符合數(shù)字圖書館對(duì)信息存儲(chǔ)的高可靠性、高兼容性和高安全性些缺陷的要求。目前NAS的性能較低，F(xiàn)C-SAN的實(shí)現(xiàn)費(fèi)用較高，互操作性差，IP-SAN作為性價(jià)比最高的信息存儲(chǔ)方式是數(shù)字圖書館系統(tǒng)的最佳選擇，IP-SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有低成本、被廣泛采用、良好的標(biāo)準(zhǔn)化情況、高擴(kuò)展性、以及良好的安全性和QoS保證等諸多優(yōu)點(diǎn)，并且隨著高速度以太網(wǎng)的普及，IP-SAN存儲(chǔ)方式的速度還將得到顯著的提升，為數(shù)字圖書館系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提供強(qiáng)大的存儲(chǔ)技術(shù)支持。

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