王培志

（山東省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

SAS （Serial Attached SCSI） 即串行SCSI技術(shù)，是一種磁盤連接技術(shù)，它綜合了并行SCSI和串行連接技術(shù) （如FC、SSA、IEEE1394等） 的優(yōu)勢(shì)，以串行通信協(xié)議為協(xié)議基礎(chǔ)架構(gòu)，采用SCSI-3擴(kuò)展指令集，并兼容SATA設(shè)備，是多層次的存儲(chǔ)設(shè)備連接協(xié)議棧。

1 智慧城市發(fā)展趨勢(shì)

近幾年，國(guó)內(nèi)各地區(qū)加快了智慧城市的建設(shè)步伐，2014年，發(fā)改委、工信部等部門發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出到2020年要建成一批特色鮮明的智慧城市。目前，我國(guó)共有超過500個(gè)城市提出要參與到智慧城市建設(shè)中，副省級(jí)和省會(huì)城市基本全部在進(jìn)行智慧城市建設(shè)。

在新型的智慧城市建設(shè)的系統(tǒng)工程中，充分利用互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、行業(yè)技術(shù)等新興的技術(shù)手段。2017年8月19日，國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議通過了《關(guān)于促進(jìn)大數(shù)據(jù)發(fā)展的行動(dòng)綱要》，該綱要是指導(dǎo)我國(guó)大數(shù)據(jù)發(fā)展的國(guó)家頂層設(shè)計(jì)和總體部署。

2 SAS交換技術(shù)在新型智慧城市中的應(yīng)用方案

新型智慧城市是信息技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)各領(lǐng)域的深度融合，引發(fā)的數(shù)據(jù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)，對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及處理提出更高的要求，目前，傳統(tǒng)的存儲(chǔ)在讀寫的效率上已無法滿足。傳統(tǒng)的磁盤陣列或IP SAN橫向擴(kuò)展能力差，隨著應(yīng)用的增加容易出現(xiàn)存儲(chǔ)瓶頸，且對(duì)于不同類型的存儲(chǔ)接口，需要存儲(chǔ)管理及傳輸設(shè)備，普通的云存儲(chǔ)需要依靠以太網(wǎng)技術(shù)，數(shù)據(jù)讀寫通過太網(wǎng)絡(luò)傳輸，效率較低，且數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、讀取、計(jì)算均需要經(jīng)過以太網(wǎng)設(shè)備，數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)較大。

針對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)的趨勢(shì)，數(shù)據(jù)專家們從多方面進(jìn)行了評(píng)估，并考慮使用新型的存儲(chǔ)設(shè)備來應(yīng)對(duì)這些問題。隨著世界范圍內(nèi)數(shù)據(jù)量的持續(xù)增長(zhǎng)，2010 年，美國(guó)LSI公司率先發(fā)布了6 Gb/s 的串行SAS交換機(jī)，目前世界上的SAS交換機(jī)產(chǎn)品的帶寬最高可達(dá)到48 Gb/s。

新型智慧城市項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)處理引入SAS交換技術(shù)方案，是以SAS交換機(jī)為核心組成SAS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，將存儲(chǔ)與服務(wù)器進(jìn)行分離，存儲(chǔ)改為高密度的磁盤陣列，可插入機(jī)械硬盤或SSD硬盤，所有的磁盤都是全局可見，所有的服務(wù)器都可以同時(shí)訪問任意磁盤，形成全系統(tǒng)的存儲(chǔ)陣列，其結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

圖1 以SAS交換機(jī)為核心的存儲(chǔ)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

以新型智慧城市工程中的視頻圖像處理為例，以SAS交換機(jī)為核心搭建視頻監(jiān)控存儲(chǔ)和云平臺(tái)服務(wù)的系統(tǒng)框架如圖2所示。該系統(tǒng)中基于SAS交換框架的存儲(chǔ)陣列為視頻監(jiān)控提供海量的高性能存儲(chǔ)空間，外部傳輸通過以太網(wǎng)傳輸實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器與存儲(chǔ)使用SAS交換機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)了云計(jì)算和云存儲(chǔ)的整體建設(shè)方案，該系統(tǒng)平臺(tái)可同時(shí)承載平安城市、智慧教育、應(yīng)急指揮、智慧醫(yī)療等多方面業(yè)務(wù)。

圖2 以SAS交換機(jī)為核心的視頻存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

在大型的省級(jí)或多地市的智慧城市建設(shè)方案中，可以實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)兼容的多級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)，例如在某平安城市案例中，如圖3所示，省市兩級(jí)部署方案中，中大規(guī)模以及省公安廳均部署SAS交換技術(shù)存儲(chǔ)方案，可以有效分擔(dān)省級(jí)硬件設(shè)備的投資，同時(shí)為用戶提供數(shù)據(jù)分級(jí)存儲(chǔ)、就近訪問的功能，大大降低了專網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。

圖3 數(shù)據(jù)整體部署架構(gòu)

3 SAS交換技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

新型智慧城市系統(tǒng)中采用SAS交換技術(shù)不僅可以降低硬件設(shè)備的經(jīng)濟(jì)成本，還可以提高數(shù)據(jù)傳輸及處理效率，主要的優(yōu)勢(shì)可總結(jié)如下幾點(diǎn)。

（1） 可擴(kuò)展性強(qiáng)。新型智慧城市中引入SAS交換技術(shù)，可以將多種服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行串行連接，能夠充分實(shí)現(xiàn)直連式存儲(chǔ)中的功能，如圖4所示，并且其擴(kuò)展功能相對(duì)直連式存儲(chǔ)更強(qiáng)，其擴(kuò)展性能可在大規(guī)模以及多級(jí)存儲(chǔ)下的數(shù)據(jù)處理方案中得到充分利用。

（2） 提高數(shù)據(jù)使用效率。使用SAS交換技術(shù)能夠讓服務(wù)器讀取及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)更加直接，即便在智慧城市系統(tǒng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中也是如此。這樣有效地降低因網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等原因造成的存儲(chǔ)延遲，提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)及使用效率。

圖4 服務(wù)器與存儲(chǔ)的橫向擴(kuò)展

圖5 SAS架構(gòu)與普通云存儲(chǔ)架構(gòu)數(shù)據(jù)讀寫流程差異

（3） 保持存儲(chǔ)的性能。在智慧城市系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的共享存儲(chǔ)能力會(huì)因訪問時(shí)間的劣化而受到不利影響，但采用SAS交換技術(shù)可實(shí)現(xiàn)低時(shí)延，有助于保持存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能，對(duì)智慧城市用戶來說，可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略性決策的制定和保障業(yè)務(wù)。

（4） 實(shí)現(xiàn)資源共享。采用SAS交換技術(shù)的智慧城市系統(tǒng)中，同樣可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源的充分利用。

（5） 管理便捷。SAS交換技術(shù)不僅可以保持存儲(chǔ)直連的簡(jiǎn)便，又可以讓用戶體驗(yàn)到虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，SAS交換機(jī)具備域管理相關(guān)功能，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其端口的各種簡(jiǎn)便控制及管理。

（6） 節(jié)省成本、提高性能。在大型的智慧城市系統(tǒng)中，云存儲(chǔ)或大型局域網(wǎng)存儲(chǔ)都是利用超高帶寬的專用光纖通道為基礎(chǔ)，其運(yùn)營(yíng)成本非常高，而使用SAS交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與存儲(chǔ)之間端到端的通訊，可以有效降低通訊成本，并且相較局域網(wǎng)存儲(chǔ)，其性能更高。

4 結(jié)語

只要數(shù)據(jù)量更大，就必須增加更多的存儲(chǔ)及服務(wù)器，這一觀點(diǎn)已不再適用于應(yīng)對(duì)當(dāng)今新型智慧城市數(shù)據(jù)量爆炸式的增加帶來的挑戰(zhàn)了。以SAS交換機(jī)為核心的存儲(chǔ)架構(gòu)是一個(gè)低成本、便捷管理、部署簡(jiǎn)潔的優(yōu)秀架構(gòu)，也是將來大型智慧城市中基于網(wǎng)絡(luò)的第一存儲(chǔ)設(shè)計(jì)方案。利用 SAS 交換技術(shù)搭建的新型智慧城市數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及處理平臺(tái)，能夠有效應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)爆炸帶來的挑戰(zhàn)。新的SAS交換設(shè)備及其性能的進(jìn)一步提高也將為智慧城市未來的發(fā)展提供更大、更強(qiáng)的技術(shù)支撐。