第4章擴(kuò)展寬帶網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用新技術(shù)

第4章擴(kuò)展的寬帶網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用新技術(shù) 4 1網(wǎng)格計(jì)算 4 1 1網(wǎng)格與網(wǎng)格計(jì)算4 1 2網(wǎng)格系統(tǒng)的主要功能4 1 3網(wǎng)格計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)4 1 4網(wǎng)格計(jì)算的應(yīng)用4 1 5網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)4 1 6網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 4 1 1網(wǎng)格的概念 網(wǎng)格 Grid 一詞來源于人們熟悉的電力網(wǎng) 希望用戶在使用網(wǎng)格解決問題時(shí)像使用電力網(wǎng)一樣方便 網(wǎng)格是一個(gè)集成的計(jì)算與資源環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施 它把地理上廣泛分布的計(jì)算資源 存儲(chǔ)資源 網(wǎng)絡(luò)資源 軟件資源 信息資源等連成一個(gè)邏輯整體 然后像一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)一樣為用戶提供一體化的信息應(yīng)用服務(wù) 網(wǎng)格又是構(gòu)筑在因特網(wǎng)上的一組新興技術(shù) 它將高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī) 大型數(shù)據(jù)庫 傳感器 遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體 為用戶提供更多的資源 功能和服務(wù) 網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上所有資源的全面貫通 網(wǎng)格形式多種多樣 如計(jì)算網(wǎng)格 數(shù)據(jù)網(wǎng)格 科學(xué)網(wǎng)格 存取網(wǎng)格 服務(wù)網(wǎng)格 知識(shí)網(wǎng)格 語義網(wǎng)格 地理網(wǎng)格 傳感器網(wǎng)格 集群網(wǎng)格 校園網(wǎng)格 億萬量級(jí)網(wǎng)格和商品網(wǎng)格等 網(wǎng)格是一個(gè)開放 標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng) 只要遵守網(wǎng)格規(guī)則 任何設(shè)備都可以加入網(wǎng)格 網(wǎng)格主要有以下特點(diǎn) 虛擬性 資源對(duì)外提供的只是一個(gè)虛擬化的接口 集成性 網(wǎng)格可以集成來自不同管理域 不同管理平臺(tái) 具有不同能力的資源 協(xié)商性 可以通過協(xié)商獲取不同質(zhì)量的服務(wù)和需求 分布性 這是指網(wǎng)格的資源是分布的 共享性 各方面的資源都可以進(jìn)行共享 自相似性 網(wǎng)格的局部和整體之間存在著一定的相似性 動(dòng)態(tài)性 資源動(dòng)態(tài)增加和網(wǎng)格資源動(dòng)態(tài)減少 多樣性 網(wǎng)格資源是異構(gòu)和多樣的 自治性 擁有者對(duì)他的資源有自主的管理能力 管理的多重性 對(duì)資源具有自主性的管理 所謂網(wǎng)格計(jì)算就是第三代因特網(wǎng)計(jì)算 是高性能的協(xié)同計(jì)算 是利用網(wǎng)絡(luò)中一些閑置的處理能力來解決復(fù)雜科學(xué)計(jì)算的新型計(jì)算模式 其內(nèi)容涉及資源的網(wǎng)格化 協(xié)調(diào)性以及融合性 可以根據(jù)需要重新分配計(jì)算機(jī)資源 使用高層計(jì)算能力 網(wǎng)格計(jì)算又是以元數(shù)據(jù) 構(gòu)件框架 智能體 網(wǎng)格公共信息協(xié)議和網(wǎng)格計(jì)算協(xié)議為主要突破點(diǎn)對(duì)網(wǎng)格計(jì)算進(jìn)行的研究 網(wǎng)格計(jì)算是一種分布式計(jì)算 4 1 2網(wǎng)格系統(tǒng)的主要功能 管理等級(jí)結(jié)構(gòu) 定義網(wǎng)格系統(tǒng)組織方式 通信服務(wù) 網(wǎng)格支持多種通信方式 信息服務(wù) 需要提供一種能迅速 可靠地獲取網(wǎng)格結(jié)構(gòu) 資源 服務(wù)和狀態(tài)的機(jī)制 名稱服務(wù) 網(wǎng)格系統(tǒng)使用名字引用各種資源 分布式文件系統(tǒng) 該系統(tǒng)能提供一致的全局名字空間 安全及授權(quán) 系統(tǒng)狀態(tài)和容錯(cuò) 資源管理和調(diào)度 計(jì)算付費(fèi)和資源交易 編程工具 網(wǎng)格應(yīng)提供多種工具 用戶圖形界面和管理圖形界面 圖4 1網(wǎng)格系統(tǒng)的基本功能模塊示意圖 4 1 3網(wǎng)格計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù) 1 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)就是網(wǎng)格計(jì)算資源的提供者 2 寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 3 資源管理和任務(wù)調(diào)度工具 4 監(jiān)測(cè)工具 5 應(yīng)用層的可視化工具 6 分布對(duì)象技術(shù) 7 互操作技術(shù) 8 地理標(biāo)記語言共享技術(shù) 4 1 4網(wǎng)格計(jì)算的應(yīng)用 1 在科學(xué)計(jì)算方面的應(yīng)用 1 分布式超級(jí)計(jì)算 2 密集型計(jì)算 3 高吞吐率計(jì)算 4 更廣泛的資源貿(mào)易 1 在資源共享方面 2 在協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建方面 3 教育科學(xué)研究方面 2 網(wǎng)格計(jì)算在教育中的應(yīng)用 包括研究與開發(fā) 商業(yè)智能和分析 工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì) 企業(yè)優(yōu)化 IT資源有可能訪問以前不能訪問的特殊設(shè)備 可以簡(jiǎn)化運(yùn)行環(huán)境及其管理并提高工作效率 建立 重建和改變一個(gè)安全資源共享域的各種參數(shù) 3 網(wǎng)格計(jì)算在當(dāng)今業(yè)務(wù)中的應(yīng)用 提供遠(yuǎn)程訪問儀器設(shè)備的手段 4 分布式儀器系統(tǒng) 遠(yuǎn)程沉浸是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)化虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境 這個(gè)環(huán)境可以是對(duì)現(xiàn)實(shí)或歷史的逼真反映 可以是對(duì)高性能計(jì)算結(jié)果或數(shù)據(jù)庫的可視化 也可以是純粹虛構(gòu)的空間 沉浸 的意思是人可以完全融入其中 各地的參與者通過網(wǎng)絡(luò)聚在同一個(gè)虛擬空間里 既可以隨意漫游 又可以相互溝通 還可以與虛擬環(huán)境交互 使之發(fā)生改變 5 遠(yuǎn)程沉浸 網(wǎng)格將使分布在世界各地的應(yīng)用程序和各種信息 能夠進(jìn)行無縫融合和溝通 6 信息集成 網(wǎng)格技術(shù)可以整合和管理分散在各部門的信息化資源 7 電子政務(wù) 8 個(gè)人娛樂 4 1 5網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu) 1 網(wǎng)格的三層結(jié)構(gòu) 網(wǎng)格可以簡(jiǎn)單劃分為分布式資源 網(wǎng)格系統(tǒng) 網(wǎng)格用戶三個(gè)層次 圖4 2網(wǎng)格的三層結(jié)構(gòu) 圖4 3五層沙漏結(jié)構(gòu)及其與TCP IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的對(duì)比 2 層次化的網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu) 構(gòu)造層的基本功能就是控制局部的資源 包括查詢機(jī)制 資源的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)等信息 控制服務(wù)質(zhì)量的資源管理能力等 并向上提供訪問這些資源的接口 1 構(gòu)造層 連接層的基本功能就是實(shí)現(xiàn)相互的通信 它定義了核心的通信和認(rèn)證協(xié)議 2 連接層 資源層的主要功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)資源的共享 3 資源層 匯聚層的主要功能是協(xié)調(diào)多種資源的共享 4 匯聚層 網(wǎng)格層次結(jié)構(gòu)又分為面向協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)和面向服務(wù)的層次結(jié)構(gòu)兩種 5 應(yīng)用層 4 1 6網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 1 標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與趨勢(shì) 網(wǎng)格的全球標(biāo)準(zhǔn)化組織有GlobalGridForum 研究模型驅(qū)動(dòng)體系結(jié)構(gòu)的OMG 致力于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與語義WWW研究的W3C以及Globus org等標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體 大多數(shù)網(wǎng)格項(xiàng)目都是基于GlobusTookit所提供的協(xié)議及服務(wù)建設(shè)的 Globus項(xiàng)目組和IBM共同倡議了一個(gè)全新的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn) 開放式網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu) OGSA OpenGridServicesArchitecture 2003年1月 符合OGSA規(guī)范的GlobusToolkit3 0 Alpha版 已經(jīng)在第一屆Globusworld會(huì)議上發(fā)布 國外對(duì)網(wǎng)格的研究始于20世紀(jì)90年代中期 美國是網(wǎng)格研究起步最早的國家 多家研究機(jī)構(gòu)制定了很多網(wǎng)格研究計(jì)劃 如美國國家科學(xué)基金會(huì)資助的TeraGrid NCSA NPACI 美國國防部的HPCMP網(wǎng)格 全球信息網(wǎng)格 GIG 美國宇航管理局的IPG 美國政府資助的大型物理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)格 GriPhyN 及美國能源部的ASCIGrid 國家技術(shù)網(wǎng)格 NTG 等計(jì)劃 2 國外網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀 TeraGrid將連接位于5個(gè)不同地方的超級(jí)計(jì)算機(jī) 達(dá)到每秒20萬億次的計(jì)算能力 并能存儲(chǔ)和處理近1千萬億字節(jié)的數(shù)據(jù) 連接網(wǎng)格的專用網(wǎng)絡(luò)帶寬將達(dá)到40Gbit s GriPhyN計(jì)劃建立每秒千萬億次級(jí)別的計(jì)算平臺(tái) 用于數(shù)據(jù)密集型計(jì)算 英國政府宣布投資1億英鎊 用以研發(fā)英國國家網(wǎng)格 歐洲啟動(dòng)了一系列網(wǎng)格開發(fā)計(jì)劃 日本主要在進(jìn)行國家研究網(wǎng)格計(jì)劃 生物網(wǎng)格計(jì)劃 聯(lián)想計(jì)算機(jī)公司研制的峰值運(yùn)算速度每秒5 324萬億次的國家網(wǎng)格主節(jié)點(diǎn) 深騰6800 超級(jí)計(jì)算機(jī)于2003年11月研制成功 采用網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)230萬億次計(jì)算速度的曙光5000A于2008年11月落戶上海超級(jí)計(jì)算中心 3 中國網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展現(xiàn)狀 據(jù)美國預(yù)測(cè) 網(wǎng)格技術(shù)在2020年將產(chǎn)生一個(gè)年產(chǎn)值為20萬億美元的大工業(yè) 未來的網(wǎng)格計(jì)算主要有三大發(fā)展趨勢(shì) 即標(biāo)準(zhǔn)化 大型化和技術(shù)融合化 網(wǎng)格計(jì)算將從標(biāo)準(zhǔn)化向更廣域 多學(xué)科滲透 技術(shù)將進(jìn)一步融合 從前沿技術(shù)逐步走向?qū)嵱没?大眾化 4 網(wǎng)格計(jì)算的前景 4 2網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) 4 2 1服務(wù)器附加存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)4 2 2網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)4 2 3存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)4 2 4基于IP的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)4 2 5網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的新技術(shù)4 2 6網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的發(fā)展與展望 最早是 網(wǎng)絡(luò)硬盤 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)的功能是把用戶的文件存儲(chǔ)在通過因特網(wǎng)可以訪問到的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上或者與服務(wù)器相連的專門設(shè)備上 用戶只需要連接到因特網(wǎng)上就可以自由存取自己賬號(hào)中或者其他用戶共享出來的文件 而存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是一種全新的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu) 它支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和存儲(chǔ)設(shè)備協(xié)議 采用面向網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu) 使數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分離 把信息智能從服務(wù)器遷移到網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)設(shè)備上 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的特點(diǎn)如下 設(shè)計(jì)貼近用戶 操作簡(jiǎn)單 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)了與電子郵件系統(tǒng)的結(jié)合 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)支持用戶級(jí)的共享 目前有以下4種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)共享技術(shù) 服務(wù)器附加存儲(chǔ) 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ) 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) 基于IP的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò) 4 2 1服務(wù)器附加存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) SAS也稱為直接附加存儲(chǔ)系統(tǒng)被定義為直接連接在各種服務(wù)器或客戶端擴(kuò)展接口下的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備 I O請(qǐng)求直接發(fā)送到存儲(chǔ)設(shè)備 這種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在各服務(wù)器的磁盤族或磁盤陣列等存儲(chǔ)設(shè)備中 圖4 6SAS的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 4 2 2網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) NAS是直接掛網(wǎng)的存儲(chǔ)器 即是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的附加存儲(chǔ)設(shè)備 允許客戶機(jī)與存儲(chǔ)設(shè)備之間進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)訪問 通過TCP IP進(jìn)行通信 以文件I O方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 圖4 7NAS的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) NAS存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有以下 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 由于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與處理相分離 部件擁有一個(gè)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的惟一的地址 NAS設(shè)備不依賴通用的操作系統(tǒng) 而是采用了瘦服務(wù)器技術(shù) NAS是一種成本較低 易于安裝 易于管理 易于擴(kuò)展 使用性能和可靠性均較高的資源存儲(chǔ)和共享解決方案 4 2 3存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) SAN是一種通過光纖集線器 光纖路由器 光纖交換機(jī)等連接設(shè)備將磁盤陣列 磁帶等存儲(chǔ)設(shè)備與相關(guān)服務(wù)器連接起來的一個(gè)集中式管理的高速存儲(chǔ)專用子網(wǎng) SAN由3個(gè)基本的組件構(gòu)成 接口 連接設(shè)備 這3個(gè)組件再加上附加的存儲(chǔ)設(shè)備 存儲(chǔ)管理軟件和獨(dú)立的SAN服務(wù)器就構(gòu)成一個(gè)SAN系統(tǒng) 1 問題的提出2 SAN的結(jié)構(gòu) 圖4 8SAN的結(jié)構(gòu) SAN使用FC調(diào)節(jié)技術(shù)來優(yōu)化服務(wù)器和存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)塊傳輸 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)塊的高密度傳輸 節(jié)省了帶寬 在SAN中 確保了設(shè)備連接的可靠和高效 提高了容錯(cuò)度 既具有SCSI高速的優(yōu)勢(shì) 又具有以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑的靈活性 既允許更多連接 又使服務(wù)器與存儲(chǔ)器之間的距離可以延伸得很長(zhǎng) 最長(zhǎng)達(dá)150km 3 SAN的特點(diǎn) SAN的管理是集中而且高效的 將存儲(chǔ)與主機(jī)的聯(lián)系斷開 可以動(dòng)態(tài)地從集中存儲(chǔ)器分配存儲(chǔ)量 高可用性和應(yīng)用軟件故障恢復(fù)環(huán)境可以確保以較少的開銷 FC SAN即光纖通路存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由FC協(xié)議組成的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) FC可實(shí)現(xiàn)處理器與多個(gè)海量存儲(chǔ)設(shè)備間的并行通信 允許的傳輸速度的理論值達(dá)到4000Mbit s 服務(wù)器系統(tǒng)可以通過電纜遠(yuǎn)程連接 最大可跨越10km的距離 FC存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的帶寬可達(dá)到100Mbit s FC允許鏡像配置 4 FC SAN FC本身具有的高傳輸速率使得SAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率可以達(dá)到200Mbit s或者更高 SAN的設(shè)備僅能做到與連接在SAN上的服務(wù)器間的直接訪問 而在LAN上的客戶端是無法直接訪問SAN的設(shè)備的 必須通過服務(wù)器間接訪問 FC的硬件設(shè)備價(jià)格昂貴 表4 1DAS NAS和SAN之間的比較 5 DAS NAS SAN比較 4 2 4基于IP的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò) IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)可以說是結(jié)合了NAS和SAN兩者的優(yōu)點(diǎn) 一方面它采用TCP IP作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 使得它具有NAS易于訪問的特點(diǎn) 另一方面它又有獨(dú)立專用的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) IP網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)是指在IP網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)類似SANFC的 塊級(jí) 數(shù)據(jù)處理 通過用GbE 10吉比特以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) 對(duì)于基于IPSAN的計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)均可集中存儲(chǔ)于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備上 目前主流的3種IP存儲(chǔ)方案包括因特網(wǎng)小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口 因特網(wǎng)光纖通路協(xié)議和基于IP的光纖通路方案 它是一種在因特網(wǎng)協(xié)議上進(jìn)行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn) 是一個(gè)供硬件設(shè)備使用的可在IP上層運(yùn)行的SCSI指令集 該技術(shù)重要的貢獻(xiàn)體現(xiàn)在 第一 SCSI技術(shù)是被磁盤 磁帶等設(shè)備廣泛采用的存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn) 第二 沿用TCP IP TCP IP在網(wǎng)絡(luò)方面是最通用 最成熟的協(xié)議 它解決了開放性 容量 傳輸速度 兼容性 安全性等問題 工作流程如圖4 9所示 1 iSCSI標(biāo)準(zhǔn) 圖4 9iSCSI工作流程圖 它是基于TCP IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行FC通信的標(biāo)準(zhǔn) 具備網(wǎng)關(guān)功能 它能將FC獨(dú)立磁盤冗余陣列 交換機(jī)以及服務(wù)器連接到IP存儲(chǔ)網(wǎng) 而不需要額外的基礎(chǔ)架構(gòu)投資 它將FC數(shù)據(jù)以IP包形式封裝 并將IP地址映射到分離FC通信設(shè)備上 FC信號(hào)在iFCP網(wǎng)關(guān)處終止 信號(hào)轉(zhuǎn)換后存儲(chǔ)通信在IP網(wǎng)中進(jìn)行 這樣iFCP就打破了傳統(tǒng)FC網(wǎng)的距離 約10km 限制 2 iFCP標(biāo)準(zhǔn) 當(dāng)位于iFCP網(wǎng)關(guān)的兩節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行存儲(chǔ)數(shù)據(jù)通信時(shí) 首先運(yùn)用內(nèi)部FC協(xié)議 遍歷多iFCP網(wǎng)關(guān)的通信隨后被封裝進(jìn)iFCP 然后映射到不同IP地址 數(shù)據(jù)即可通過IP網(wǎng)進(jìn)行交換或路由傳輸了 它是一種IP的存儲(chǔ)聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 利用IP網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)通道在SAN設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)FC協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸 把成本節(jié)省和數(shù)據(jù)保護(hù)都提升到了一個(gè)新的高度 在同一個(gè)SAN范圍內(nèi) TCP IP數(shù)據(jù)包再封裝FC通信命令和數(shù)據(jù) 從而在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸FC通信命令和數(shù)據(jù) 3 FCIP標(biāo)準(zhǔn) IP存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)如下 利用無所不在的IP網(wǎng)絡(luò) 保護(hù)了現(xiàn)有投資 IP存儲(chǔ)超越了地理距離的限制 IP能延伸到多遠(yuǎn) 存儲(chǔ)就能延伸到多遠(yuǎn) 十分適合于對(duì)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程備份 IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟 4 IP存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)及存在的問題 IP存儲(chǔ)減少了配置 維護(hù) 管理的復(fù)雜度 存在的問題如下 IP存儲(chǔ)的產(chǎn)品總體上還不十分成熟 用戶可選擇的余地較小 IP存儲(chǔ)并不是像在IP網(wǎng)絡(luò)上連接一個(gè)帶網(wǎng)卡的存儲(chǔ)設(shè)備那樣簡(jiǎn)單 需要一些專門的驅(qū)動(dòng)和設(shè)備 IP存儲(chǔ)特別的消耗資源 對(duì)QoS要求較高的場(chǎng)合是一個(gè)挑戰(zhàn) 4 2 5網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的新技術(shù) 1 基于InfiniBand的存儲(chǔ)系統(tǒng) InfiniBand把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入I O體系中 形成一個(gè)I O交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 主機(jī)系統(tǒng)通過一個(gè)或多個(gè)主機(jī)通路適配器 HCA HostChannelAdapter 連接到I O交換網(wǎng)上 存儲(chǔ)器 網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備通過目標(biāo)通路適配器 TCA TargetChannelAdapter 連接到該I O交換網(wǎng)上 InfiniBand體系結(jié)構(gòu)把IP網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)合二為一 以交換機(jī)互連和路由器互連的方式支持系統(tǒng)的可擴(kuò)展性 服務(wù)器端通過HCA連接到主機(jī)內(nèi)存總線上 存儲(chǔ)設(shè)備端通過TCA連接到物理設(shè)備上 兩種實(shí)現(xiàn)途徑 一是SAN存儲(chǔ)設(shè)備內(nèi)部通過InfiniBandI O路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信 二是SAN存儲(chǔ)設(shè)備和主機(jī)系統(tǒng)利用InfiniBandI O路徑取代FCI O路徑 直接訪問文件系統(tǒng) DAFS DirectAccessFileSystem 是一種文件訪問協(xié)議 可以在大量甚至過量負(fù)載時(shí)有效地減輕存儲(chǔ)服務(wù)器的計(jì)算壓力 提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能 DAFS把遠(yuǎn)程直接內(nèi)存存取 RDMA RemoteDirectMemoryAccess 的優(yōu)點(diǎn)和NAS的存儲(chǔ)能力集成在一起 全部讀寫操作都直接通過DAFS的用戶層 RDMA驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行 2 直接訪問文件系統(tǒng) DAFS的基本原理是通過縮短服務(wù)器讀寫文件時(shí)的數(shù)據(jù)路徑來減少和重新分配CPU的計(jì)算任務(wù) 它提供內(nèi)存到內(nèi)存的直接傳輸途徑 直接由應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)酱鎯?chǔ)服務(wù)器內(nèi)存 DAFS可以直接集成到NAS存儲(chǔ)服務(wù)器中 虛擬存儲(chǔ)是一種具有智能結(jié)構(gòu)的系統(tǒng) 它允許客戶以透明有效的方式在磁盤和磁帶上存儲(chǔ)數(shù)據(jù) 統(tǒng)一管理磁盤空間 所謂存儲(chǔ)虛擬化就是新存儲(chǔ)實(shí)體對(duì)原存儲(chǔ)實(shí)體的存儲(chǔ)資源和存儲(chǔ)管理進(jìn)行變化和轉(zhuǎn)換的過程 存儲(chǔ)虛擬化是物理存儲(chǔ)的邏輯表示方法 是在服務(wù)器與存儲(chǔ)之間設(shè)置的一個(gè)抽象層 服務(wù)器被綁定到邏輯抽象層上 3 虛擬存儲(chǔ) 存儲(chǔ)虛擬化有3個(gè)層次 基于服務(wù)器的虛擬存儲(chǔ) 基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ) 基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬存儲(chǔ) 虛擬存儲(chǔ)被認(rèn)為是可以簡(jiǎn)化管理大型 復(fù)雜 異構(gòu)的存儲(chǔ)環(huán)境的技術(shù) 它使主機(jī)操作系統(tǒng)看到的存儲(chǔ)與實(shí)際物理存儲(chǔ)分開 管理員可以通過圖形用戶界面或類似界面讓很多服務(wù)器共享后端的存儲(chǔ)池 對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)和用戶透明 這是智能存儲(chǔ)的核心理念 即存儲(chǔ)系統(tǒng)自身應(yīng)具備智能 智能存儲(chǔ)必須由不同存儲(chǔ)產(chǎn)品組合才能實(shí)現(xiàn) 包括智能化的存儲(chǔ)設(shè)備 智能化的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和智能化的存儲(chǔ)管理軟件等 智能存儲(chǔ)需要存儲(chǔ)產(chǎn)品在不同層次實(shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)安全保障措施 形成多層次的安全保障 4 智能存儲(chǔ) 在智能存儲(chǔ)方案中 選擇的磁帶庫產(chǎn)品要具備大型磁盤陣列的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展能力 高可用