企业级数据存储技术和方式分析

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1、引言

目前，我们的日常工作越来越依靠信息系统的支撑。各类系统中保存着企事业单位大量的业务数据，这些数据成为企事业单位经营决策的客观依据，是企事业单位成长发展的宝贵资源。一旦数据在传输、存储、交换等过程中丢失，便会给企事业单位造成难以估量的损失。因此，增强信息安全意识，保障信息系统稳定运行，成为国内外企事业单位的普遍共识。利用数据存储技术，实现数据合理备份是保证信息数据安全的关键。笔者认为，理解数据存储技术的内涵是首要前提，选择符合企事业单位需求的数据存储技术和方式是重要途径。

2、数据存储的技术分析

目前磁盘存储市场上，根据服务器类型分为：封闭系统的存储和开放系统的存储，封闭系统主要指大型机，开放系统指基于包括Windows、Linux、Mac OS等操作系统的工作站；开放系统的存储分为：内置存储和外挂存储；我们今天讨论的是外挂存储。开放系统的外挂存储根据连接的方式分为：直连式存储(Direct-Attached Storage，简称DAS)和网络化存储(Fabric-Attached Stor鄄age，简称FAS)；网络化存储根据传输协议又分为：网络接入存储(Network-Attached Storage，简称NAS)和存储区域网络(StorageArea Network，简称SAN)。

第一种，网络连接存储(NAS)技术是一种专业的网络文件存储及文件备份设备，类似于一个专用的文件服务器，可以根据服务器或者客户端计算机发出的指令完成对内在文件的管理。NAS产品包括存储器件(例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和集成在一起的简易服务器，用于实现涉及文件存取及管理的所有功能。简易服务器经优化设计，以完成一系列简化的功能，例如文档存储及服务、电子邮件、互联网缓存等等。集成在NAS设备中的简易服务器可以将有关存储的功能与应用服务器执行的其他功能分隔开。NAS从两方面改善了数据的可用性院首先即使相应的应用服务器不再工作了，仍然可以读出数据。其次简易服务器本身不会崩溃，因为它避免了引起服务器崩溃的首要原因，即应用软件引起的问题

第二种，存储局域网(SAN)是一种通过光纤集线器、光纤路由器、光纤交换机等连接设备，将磁盘阵列、磁带等存储设备与相关服务器连接起来的高速专用子网。存储局域网(SAN)一方面可以实现大容量存储设备数据共享，另一方面也可以实现高速计算机与高速存储设备的互联，从而提高数据的可靠性和安全性。存储区域网络(Storage Area Network，简称SAN)采用光纤通道(Fibre Channel)技术，通过光纤通道交换机连接存储阵列和服务器、工作站、主机，建立专用于数据存储的区域网络。SAN经过十多年历史的发展，已经相当成熟，成为业界的事实标准(但各个厂商的光纤交换技术不完全相同，其服务器和SAN存储有兼容性的要求)。SAN存储采用的带宽从1Gbps发展到目前的4Gbps。

SAN是独立于服务器网络系统之外,几乎拥有无限存储能力的高速存储网络。这种网络采用高速的光纤通道作为传输媒体，以FC(Fiber Channel)，光通道应用协议作为存储访问协议，将存储子系统网络化，实现了真正高速共享存储的目标。SAN可以分为FC SAN和IP SAN。

首先，FC SAN克服了传统上与SCSI相连的线缆限制，极大地拓展了服务器和存储之间的距离，从而增加了更多连接的可能性。改进的扩展性还简化了服务器的部署和升级，保护了原有硬件设备的投资。但是，FC SAN也存在很多不足之处。FC SAN的传输距离通常不超过50公里。因此，FC SAN还不能有效地整合更多的主机与存储的需求。虽然光纤通道、Fibre Channel技术有统一的标准，但各家厂商却有不同的解释。时至今日，互操作性仍是FC SAN实施过程中存在的主要问题。SAN本身缺乏标准，在管理上更是如此。随着IT技术逐渐发展，所有IT产品的价格也在下降，但是基于FC SAN的存储设备价格仍居高不下。一个企事业单位如果考虑使用FC SAN，就不得不购买HBA、光纤交换机、光纤磁盘阵列、管理软件....这并不是中小企事业单位能够承受得起的。

而IP-SAN技术是一种在传统IP以太网上架构一个SAN存储网络，把服务器与存储设备连接起来的存储技术。IP-SAN技术采用集中的存储方式，提高了存储空间的利用率。

在IP SAN中，千兆以太网交换机代替了价格昂贵且只有FC SAN专用的光纤交换机,客户端的Initiator或iSCSI卡代替了价格较高的主机HBA卡,具有iSCSI接口的高性价比的存储设备代替了光纤磁盘阵列。iSCSI(Internet SCSI，互联网小型计算机系统接口)是一种在Internet协议网络上，特别是以太网上进行数据块传输的标准。它是由多家存储厂商发起的，并且得到了IP存储技术拥护者的大力支持。iSCSI是一个供硬件设备使用的，可以在IP协议上运行的SCSI指令集。简单地说，iSCSI是可以在IP网络上运行的SCSI协议。

NAS和SAN最本质的不同就是文件管理系统在哪里，SAN结构中，文件管理系统(FS)还是分别在每一个应用工作站上；而NAS则是每个应用工作站通过网络共享协议(如：NFS、CIFS)使用同一个文件管理系统。换句话说：NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理。

从实际应用角度分析，随着企事业单位业务数据的增加，传统的存储系统已不能满足企事业单位的发展需要。同时，由于数据量的不断攀升，对于设备的容量、速度、可靠性、性能价格比的要求越来越高。因此，采用以存储局域网(SAN)架构为主体技术进行系统集成是一个比较合理的选择。

3、数据备份方式分析

了解了数据存储技术，选择符合需求的数据备份方式也很重要。一般来说，数据备份的方式有手工备份、自动备份、LAN备份、LAN-Free备份几种。目前，很多企事业单位在数据存储备份时并没有考虑性能、自动化程度以及现有系统应用可扩展性等方面的因素。随着数据量的逐年增大，数据维护的复杂程度不断提高，直接影响对业务数据系统的应用。此外，由于数据备份自动化程度低，出错的几率也较大，不能快速、有效地保护数据，严重时会影响到业务系统的正常运行。因此，必须立足企事业单位实际，结合目前主流的备份技术及架构方式，选择一种既能有效实现高性能数据保护，又能实现对复杂存储网络便捷化管理的数据存储方式。一般来说，这种方式应当满足以下十个条件：

一是可以适应多种环境，支持多个平台，实现跨平台备份。

二是可以支持多种群集系统。

三是具有扩展性的体系结构。

四是系统恢复时无需重装操作系统。

五是可伸缩性强，易于使用，能为迅速增加的企事业单位数据提供安全保护。

六是备份和介质管理简洁高效。

七是备份与恢复功能支持联机操作。

八是可定义备份用户及权限。

九是备份系统支持存储局域网(SAN)结构，可完成LAN-Free的备份方式。

十是能够实现备份硬件资源在各系统之间的共享和动态分配，实现多服务器多数据流的并行备份。

4、结束语

随着科学技术的快速发展，针对企事业单位数据存储备份技术的新产品不断涌现。企事业单位应结合自身的特点，以发展的眼光、从全局的角度进行科学规划，选择一种最适合自己的数据存储技术和备份方式。