数字图书馆SAN存储技术的比较与选择

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摘 要：本文对现有的存储技术进行了分析，提出了SAN是数字化图书馆的最佳选择，并对基于FC协议的SAN与基于iSCSI协议的SAN进行了比较。最终提出论断，iSCSI SAN架构的存储凭借其各种优势表现，是建设数字图书馆的首选存储架构。

关键词：图书馆；存储；san；IP SAN；iSCSI

中图分类号：G250.76 文献标识码：A 文章编号：1673—8454（2012）17—0084—03

存储从最初服务器的内置设备，到独立于主机之外，组建单独的存储网络，专注于数据的管理，促成“数据计算和数据管理”的分离，实现了一步步飞越。目前存储系统已经成为了一个与网络系统、服务器系统并列的重要IT子系统。随着图书馆数字化进程的开始，越来越多的电子文献资源被不断引进，而且图书馆一直在致力于自主数字资源的开发，传统的纸质以及音像资源现在也越来越多地实现数字化。而这一切使得图书馆的数据量越来越大，海量存储也对图书馆的存储管理提出了严格的要求。如何建立一个安全高效、管理方便且具有较强扩展能力的存储系统，摆在了图书馆技术管理人员面前。

一、图书馆存储的一般要求

1.安全性

图书馆所有的数据包括核心数据全部在存储系统中，必然对存储的安全性有很高的要求，为了核心数据的安全，同时需要建立数据灾备、容灾系统进行配合，以提高数据安全性。

2.稳定性

图书馆的业务系统要能承受大量的应用需求并且具有良好的反应速度，而图书馆的数据具有较高I/O要求，电子资源服务要求一周7×24小时提供不间断服务，需要一个成熟稳定、故障率低的存储系统。

3.可扩展性

图书馆每年会购买大量的电子资源，目前的数据量是以TB的倍数在增长，数据的急速膨胀对存储的可扩展性有一定的要求，这种扩展并不是简单的容量扩展，同时应该包括数据处理能力、数据交换带宽和数据管理能力的扩展。

4.兼容性

目前应用系统对数据的使用方式，仍以文件系统、数据库系统为主要手段。存储系统要适应各种主机系统的数据I/O要求，就必须能够兼容各种操作系统和文件系统、数据库系统等各种传统数据管理手段。

5.可管理性

支持各种主流的管理协议和管理架构，能够与网络、计算等各种设备进行统一管理和集中管理。

6.较高的性价比

应综合考虑存储的预算、价格、性能以及可扩展性、后期扩展成本等各方面因素选择适合于本馆的存储产品。

二、目前的存储形式及各自的优缺点

1.DAS（Direct Attached Storage，直接附加存储）

DAS指将存储设备直接连接到服务器上。上个世纪80年代，DAS是主要的存储方式。它的特点是初始费用比较低，配置简单。目前DAS依然被广泛地应用在小型存储应用上。与此同时，DAS也暴露出它的缺点，对于多个服务器或多台PC的环境，每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘，容量的再分配困难；对于整个环境下的存储系统管理，工作繁琐而重复，没有集中管理解决方案，整体管理成本较高。[1]

2.NAS（Network Attached Storage）

NAS是一种专业的网络文件存储及文件备份设备。通常是集成了处理器的磁盘柜，可以看做是一种专门优化了的文件服务器加上大容量存储，连接到TCP/IP网络（LAN或WAN），通过文件存取协议存取数据。[2] NAS的优点是易于安装，即插即用。NAS设备的物理位置可灵活安排，易于维护，可扩展性强，并且NAS是多平台支持。NAS的缺点是由于采取文件请求的方式，相比块请求的设备性能差，而且占用应用网络带宽。NAS系统的文件传输采用的文件协议不适用于某些数据库。

3.SAN（Storage Area Network）

SAN是一个由存储设备和存储构件组成的网络，所有的通信都在一个与应用网络隔离的单独网络上完成，被用来集中和共享存储资源。

SAN主要有以下优点：（1）存储与服务器之间可以远距离连接；（2）高可靠性和高性能；（3）多个服务器和存储之间可以任意连接，支持异构平台；（4）集中的存储设备代替了多个独立的存储，支持存储容量共享；（5）SAN易于扩展存储容量；（6）可以通过软件集中管理和控制SAN上的存储设备，提供数据共享；（7）SAN不但提供了对数据设备的高性能连接，还增加了对存储的冗余连接功能，提供了高可用群集系统的支持。SAN的缺点是成本较高，并且对管理人员也有一定的技术要求。

我们看到，DAS不适用于数字图书馆的大容量存储集中管理的要求，而NAS可以完成大容量存储管理，但它以文件协议传输数据，占用网络带宽，性能较差，所以不适用于图书馆环境的快速I/O要求和以数据库为主的业务应用。比较而言 SAN具有传输速率高、数据吞吐量大、容错能力强、稳定性高、可以集中管理、可以自由扩展容量的特点，无疑是数字化图书馆的最佳选择。

三、SAN技术的选择

1.SAN分类

SAN分为基于FC协议的FC SAN ，以及以iSCSI协议为主的IP SAN （以下称为iSCSI SAN）。下面我们分别来了解一下这两种SAN。

（1）FC SAN：在最初的时候，存储都是在服务器内部，基于SCSI协议，通过SCSI线与主机相连，而随着存储设备的不断扩大，存储逐渐从主机内部移动到了主机外部，有自己的磁盘柜以及电源供应。这时的SCSI协议，就显露出连接设备少，连接距离短，主机共享性低等一系列问题，当时的以太网带宽只有10Mb，无法提供高速传输数据能力。于是1988年能提供1Gb串行网络访问能力的光纤通道协议（Fibre Channel，简称FC）面世，于上世纪90年代末开始大规模应用。早期的SAN都是搭建在光纤通上的，所以SAN曾经成为光纤存储网络的代名词，而且随着基于IP的SAN的出现，这类SAN又被加了一个前缀，称为“FC SAN”。目前 FC SAN已经发展到8Gb。