譚國(guó)洪

?

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)的研究及進(jìn)展

譚國(guó)洪

北京理工大學(xué)珠海學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣東 珠海 519000

隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，如今網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用愈加廣泛。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)技術(shù)都是通過(guò)硬件儲(chǔ)存，例如硬盤、光盤等，但存在一定的弊端，如攜帶問(wèn)題、保存問(wèn)題等。隨著網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)不斷成熟，當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)已經(jīng)成為存儲(chǔ)文件、數(shù)據(jù)的主流技術(shù)?；诖私榻B了幾種常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并比較其特點(diǎn)，進(jìn)而提出了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的研究及發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)存數(shù)技術(shù)；存儲(chǔ)系統(tǒng)；云存儲(chǔ)；發(fā)展

引言

現(xiàn)如今，存儲(chǔ)、傳輸、處理是數(shù)字信息技術(shù)的三大主流領(lǐng)域，可以說(shuō)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、存儲(chǔ)技術(shù)三者結(jié)合，是當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)信息化社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)技術(shù)往往都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)硬盤中或隱藏于服務(wù)器中，但隨著數(shù)字化技術(shù)不斷發(fā)展，當(dāng)今的存儲(chǔ)系統(tǒng)已然成為獨(dú)立的部分?？梢哉f(shuō)，在網(wǎng)絡(luò)信息社會(huì)下，市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)的需求量不斷增大，存儲(chǔ)技術(shù)也逐漸成為IT發(fā)展的巨大推動(dòng)力，新的存儲(chǔ)產(chǎn)品、存儲(chǔ)技術(shù)層出不窮，在當(dāng)今的市場(chǎng)中發(fā)展非常迅猛。

1 當(dāng)今幾種常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

（1）直連存儲(chǔ)DAS

傳統(tǒng)的直連存儲(chǔ)DAS中，需要從塊接口存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)專用I/0通道，例如存盤、陣列等，通過(guò)將存儲(chǔ)設(shè)備直接連接到服務(wù)器上，即想要實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)功能，就必須要讓存儲(chǔ)設(shè)備成為服務(wù)器的一部分，由總服務(wù)器提供存儲(chǔ)功能，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)服務(wù)。在DAS結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)技術(shù)中，數(shù)據(jù)傳輸主要是以服務(wù)器為中心，提高數(shù)據(jù)管理的集中性，同時(shí)具備較好的安全性。但是，當(dāng)客戶訪問(wèn)存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)必須要在存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器之間多次傳輸，即數(shù)據(jù)傳送、指令都必須要通過(guò)文件服務(wù)器接入。當(dāng)用戶大規(guī)模傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)極大增加服務(wù)器的壓力，提高運(yùn)行成本，這也是DAS技術(shù)的一大瓶頸，并且DAS技術(shù)在可擴(kuò)展性和讀寫性能也比較局限?，F(xiàn)如今，只有對(duì)存儲(chǔ)安全性具備一定要求或一些舊企業(yè)、舊單位依舊采用這項(xiàng)技術(shù)。

（2）附網(wǎng)存儲(chǔ)NAS

NAS與DAS的主要區(qū)別在于：是以數(shù)據(jù)為中心，其存儲(chǔ)系統(tǒng)也不需要通過(guò)專用通道I/0連接某個(gè)服務(wù)器，而是自身的系統(tǒng)定制，將連接服務(wù)器之間的多于環(huán)節(jié)去掉，只保留存儲(chǔ)功能。可以說(shuō)NAS相比DAS的獨(dú)立性更強(qiáng)，具備較好的讀寫功能。當(dāng)用戶訪問(wèn)存儲(chǔ)文件時(shí)，通過(guò)NFS和CIFS文件協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)跨平臺(tái)資源共享。但是，雖然NAS免去了存儲(chǔ)連接服務(wù)器中的多項(xiàng)環(huán)節(jié)，但其根本已然沒(méi)有完全脫離服務(wù)器訪問(wèn)模式，因此，當(dāng)客戶訪問(wèn)量過(guò)多時(shí)，NAS系統(tǒng)依然會(huì)受到巨大影響。

（3）存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)SAN

SAN系統(tǒng)相比前兩者的改進(jìn)相對(duì)較大，可以說(shuō)SAN系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)系統(tǒng)的獨(dú)立性。該系統(tǒng)能夠從服務(wù)器中分離出來(lái)，并且獨(dú)立的連接到高速專用網(wǎng)上，其主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)為中心的一種存儲(chǔ)技術(shù)。目前，比較主流的存儲(chǔ)表現(xiàn)為——光纖通道FC-SAN和IP網(wǎng)絡(luò)IP-SAN?？蛻艨梢酝ㄟ^(guò)將存儲(chǔ)系統(tǒng)與專用網(wǎng)絡(luò)連接到一起，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，同時(shí)具備較好的拓展性。在SAN系統(tǒng)中，該技術(shù)主要用于存放元數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)的本身屬性，之后完成文件到存儲(chǔ)設(shè)備物理塊的映射。當(dāng)客戶訪問(wèn)存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)，要通過(guò)元數(shù)據(jù)服務(wù)器的到訪問(wèn)元數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)直接訪問(wèn)儲(chǔ)存系統(tǒng)的功能，有效減少傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸延遲的弊端，有效提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。但是，SAN系統(tǒng)由于是以塊為訪問(wèn)接口，其存儲(chǔ)安全性有待考量，如果客戶訪問(wèn)量劇增，會(huì)給元數(shù)據(jù)服務(wù)器帶了巨大的負(fù)載，降低其工作效率。

（4）給予對(duì)象的存儲(chǔ)OBS

OBS一改傳統(tǒng)的塊接口，而是采用對(duì)象結(jié)構(gòu)，并且動(dòng)態(tài)大小可變，可以說(shuō)OBS系統(tǒng)吸收了SAN和NAS的優(yōu)點(diǎn)，OBS既有塊接口的快速優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了文件接口的信息共享，同時(shí)彌補(bǔ)這SAN和NAS系統(tǒng)的不足，削弱了影響傳輸系統(tǒng)的環(huán)節(jié)，并且該系統(tǒng)的效率性與擴(kuò)展性也比較好。OBS的最大突破點(diǎn)就是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)物理視圖安放到對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)備中，其元數(shù)據(jù)服務(wù)器上只對(duì)全局邏輯視圖進(jìn)行維護(hù)。當(dāng)用戶在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)直接與OSD通信，減少了元數(shù)據(jù)服務(wù)器的干預(yù)環(huán)節(jié)，進(jìn)而降低元數(shù)據(jù)服務(wù)器的訪問(wèn)量負(fù)擔(dān)。

2 云存儲(chǔ)及其發(fā)展趨勢(shì)

云存儲(chǔ)技術(shù)在當(dāng)今應(yīng)用愈加廣泛，該技術(shù)主要是在云計(jì)算概念下所衍生的一種新存儲(chǔ)系統(tǒng)，已經(jīng)成為當(dāng)今的主流存儲(chǔ)技術(shù)。云存儲(chǔ)與云計(jì)算相類似，其主要是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集群應(yīng)用、文件分布系統(tǒng)等技術(shù)，將網(wǎng)絡(luò)中不同存儲(chǔ)系統(tǒng)中的虛擬化軟件結(jié)合到一起來(lái)協(xié)同工作，通過(guò)對(duì)不同系統(tǒng)的整合、優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)外提供存儲(chǔ)服務(wù)、業(yè)務(wù)訪問(wèn)功能的一項(xiàng)技術(shù)。

現(xiàn)如今，云存儲(chǔ)的應(yīng)用雖然廣泛，但在我國(guó)依然是初期發(fā)展階段。在云存儲(chǔ)的發(fā)展非常迅速，當(dāng)云存儲(chǔ)的概念一經(jīng)提出，就獲得了各大網(wǎng)絡(luò)公司、存儲(chǔ)公司、科技公司的支持與關(guān)注。云存儲(chǔ)的第一代產(chǎn)品是亞馬遜推出——Elastic Compute Cloud（EC2：彈性計(jì)算云），能夠使用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)即可實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)和云計(jì)算功能。隨后，CD Networks和Nirvanix開(kāi)始合作推動(dòng)云存儲(chǔ)技術(shù)合作，構(gòu)建了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)募善脚_(tái)；微軟占據(jù)自身Window優(yōu)勢(shì)，也逐漸開(kāi)發(fā)了Windows Live Sky Drive網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)硬盤云存儲(chǔ)服務(wù)。在現(xiàn)如今，云存儲(chǔ)服務(wù)更是具備多項(xiàng)功能，切實(shí)提高了存儲(chǔ)服務(wù)的便利性，甚至只需賬號(hào)與密碼，客戶即可打破時(shí)間、空間的限制，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。

云存儲(chǔ)系統(tǒng)在提出到當(dāng)今也才短短幾十年的時(shí)間，云存儲(chǔ)系統(tǒng)之所以成功，其主要原因是云存儲(chǔ)具備多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，例如價(jià)格相對(duì)較低、擴(kuò)展性強(qiáng)、靈活性強(qiáng)、訪問(wèn)便利、廠商選擇性多等。我們以SAN系統(tǒng)作比較，SAN系統(tǒng)每GB需要12美元，而云存儲(chǔ)每GB只需要0.7美元，其成本要遠(yuǎn)低于SAN系統(tǒng)。

云存儲(chǔ)作為當(dāng)今的一種存儲(chǔ)主流技術(shù)，同時(shí)也是一項(xiàng)新技術(shù)，即云存儲(chǔ)還有較高的發(fā)展空間。雖然當(dāng)今社會(huì)群眾可以享受到云存儲(chǔ)服務(wù)，例如百度云、騰訊微云、華為云盤等，但其功能相對(duì)有限，當(dāng)今常見(jiàn)的功能有：數(shù)據(jù)存數(shù)、數(shù)據(jù)下載、在線播放、離線播放、數(shù)據(jù)傳輸、鏈接搜索、雷達(dá)搜索等，之所以說(shuō)當(dāng)今的云存儲(chǔ)有局限，是因?yàn)楣δ芤琅f局限，沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的突破，同時(shí)部分功能與Email趨同。因此，未來(lái)的云存儲(chǔ)勢(shì)必會(huì)在此破功軟硬件局限，完善大眾化存儲(chǔ)點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、Web技術(shù)服務(wù)語(yǔ)言、相關(guān)訪問(wèn)協(xié)議、提高下載速度與上傳速度等，同時(shí)，未來(lái)的云存儲(chǔ)還必須要解決安全性、兼容性、支持性等問(wèn)題，切實(shí)提高云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全，進(jìn)而不斷為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

3 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)作為當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的巨大推動(dòng)力，能夠?yàn)榭蛻籼峁┓奖愕拇鎯?chǔ)服務(wù)。本文主要提出了DAS、NAS、SAN、OBS以及云存儲(chǔ)，可以說(shuō)當(dāng)今存儲(chǔ)市場(chǎng)和發(fā)展主流的存儲(chǔ)技術(shù)為云存儲(chǔ)，其具備使用便捷、功能性好、局限性低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但依舊有很大的發(fā)展空間，相信隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，云存儲(chǔ)技術(shù)會(huì)不斷發(fā)展，新存儲(chǔ)技術(shù)也會(huì)不斷涌現(xiàn)，為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的存儲(chǔ)服務(wù)。

[1]馮丹.網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)的研究及進(jìn)展[J].移動(dòng)通信，2015（11）：35-39.

[2]劉朝斌.虛擬網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及其性能評(píng)價(jià)[D].武漢：華中科技大學(xué)，2014.

[3]周云霞.智能網(wǎng)絡(luò)磁盤存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢：中南大學(xué),2011.

Research and development of key technologies in network storage

Guohong Tang

School of computer science, Beijing Institute of Technology, Guangdong Zhuhai 519000, China

With the development of network technology in our country, the application of network storage technology is more and more extensive. Traditional storage technology is stored in hardware, such as hard disk, CD, etc., but there are some drawbacks, such as carrying problems, saving problems, etc.. With the continuous development of network storage technology, network storage has become the mainstream technology of storing files and data. This paper introduces the structure of several common network storage systems, and compares their characteristics, and then puts forward the research and development of network storage technology.

network storage technology; storage system; cloud storage; development

TP333

A

1009-6434（2016）12-0129-02

譚國(guó)洪（1994—），男，廣東中山人，漢族，在讀本科學(xué)生，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)的研究及進(jìn)展。