论文部分内容阅读
【摘 要】本文先简述了目前中小型数字图书馆存储建设现状，然后给出SAN存储的概念以及技术优势，最后列举了SAN存储架构的关键设备。
【关键词】数字图书馆；存储；SAN
引言
随着中小型数字图书馆发展步伐的不断深入，大量的图书资料、多媒体资料的存储和发布已成为数字图书馆应用的核心，对系统的服务能力和存储容量、存储管理、集中备份的需求在不断增长，系统的扩容和数据量的不断增长，如何解决这种制约条件，就成为设计存储、备份方案的重点。数字图书馆的硬件平台不仅要求存储系统具有超大容量，而且需要具有高稳定可、易扩展、便于维护和管理能力。拥有一套或多套大容量的存储系统是保证数据安全性和服务连续性的关键。
1.中小型数字图书馆存储建设现状
目前，中小型图书馆使用本地存储设备（硬盘），其制约着在不同系统之间动态协调分配空间和性能的可能性，由于每种应用对性能的要求和数据量增长速度不同，从而导致需要分别针对各个应用系统配置不同容量、类型的存储设备，造成投资的极大浪费和设备利用率低下，制约了系统对服务器的扩容和对存储设备的扩容才能提高系统的处理能力和存储容量。数据的分散造成管理的负担和成本大幅增加，各设备之间存储资源不能共享，而且不利于集中备份。
2.存储区域网SAN架构
2.1 SAN的概念
SAN（Storage Area Network）是共享存储设备（如磁盘存储阵列和磁带自动化系统）网络。SAN由三个基本的组件构成：接口（如SCSI、光纤通道、ESCON等）、连接设备（交换设备、网关、路由器、集线器等）和通信控制协议（如IP和SCSI等）[1]。这三个组件再加上附加的存储设备和独立的SAN服务器，就构成一个SAN系统。
SAN提供一个专用的、高可靠性的基于光通道的存储网络，SAN允许独立地增加它们的存储容量，也使得管理及集中控制（特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候）更加简化。
借助SAN体系结构，连接局域网(LAN)或广域网(WAN)的多台服务器均可获得存储资源，由于存储数据不是直接驻留在任何网络服务器上、处理能力针对企业应用程序进行了优化并且服务器上的存储容量被配置在最需要的位置。与诸如直接连接存储(DAS)等其他选项相比，SAN存储还可减少管理时间和数据备份需求。而且SAN存储可以简化数据分层、形成更好的资源利用率并且通常可以随着存储需求的增长而轻松扩展。以其突出的优势，逐渐为大家所了解并采用。
2.2 SAN特性
2.2.1 高可用性和故障切换环境可以确保更低的成本、更高的应用水平
针对分布式的设备，包括服务器系统、磁盘阵列存储子系统、光纤通道交换机和光纤主机总线适配器HBA等，SAN均可以集中管理。整个系统的数据备份和恢复工作也可以统一集中控制，SAN把存储系统作和设备作为公共服务设施系统来实现[2]。如建立一个n个TB的数据存储中心设备，可将存储空间资源根据不同的应用需求来分配，管理上只要针对一个存储系统来进行管理、维护及升级。
2.2.2 存储、备份的集中式管理企业备份
SAN与以太网独立连接，数据量大大超过网络的范围。目前工业标准的SAN结构是200MB光纤通道技术，通过光纤通道交换机来连接，光纤通道磁盘阵列系统到主机的吞吐量非常大(SCSI最大为Ultra 3 SCSI 160MB，而SAN为每通道200MB，双通道400MB)。这样无论是对于磁盘还是备份应用都做到了LAN-Free，不占用有限的网络服务带宽。
2.2.3 SAN采用开放式结构，支持不同平台的需求
SAN是一个开放系统，目前可以支持的有Windows 2000 Server、UNIX以及Linux共享存储资源。如果用户拥有其他厂商平台的服务器系统如Linux、UNIX，能够使用户迅速、方便地建立、整合和管理其多平台的存储环境，让用户对其异构存储局域网拥有无限的扩展能力、管理能力和可用性[3]。
2.2.4 性能、数据一致性和可靠性确保数据的安全存储
备份程序得到简化，磁带库子系统可以被多个主机服务器所共享，而且备份时可以不占用局域网LAN的带宽，即所谓LAN-Free备份。而电子图书数据流量通常比较大，自身的图书库也非常巨大，文件量往往能够达到亿计，LAN-Free的备份可以极大的减少网络备份的负担，做到整个网络系统不会被阻塞。
2.2.5 SAN具有出色的可扩展性
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，SAN中的服务器和存储设备没有一对一的限制，可以任意的增加或减少，保护了原有硬件设备的投资。
可扩展的存储虚拟化，可使存储与直接主机连接相分离，并确保动态存储分区。通过实施SAN架构可以建立许多存储增值应用，如数据复制管理、容灾、虚拟复制、克隆与快照、虚拟卷管理、集中备份等[4]。
2.2.6 高可用性和灾难恢复
可以在多台服务器、交换机、磁盘阵列存储设备上建立任意两点间的连接。能形成一个被多个服务器通过多条路径访问的共享存储池，从而具有更高的可用性，保证服务业务的不间断。改进的灾难容错特性，在主机服务器及其连接设备之间提供光纤通道高性能和扩展的距离。
2.3 SAN存储的2种部署协议
光纤通道(FC)SAN-具备光纤通道连接性的磁盘存储阵列，由服务器、光钎通道卡、光纤通道交换机和光纤通道存储阵列组成。光通道SAN 的配置复杂、高成本管理费用使得很多网络对它望而却步。
互联网SCSI(iSCSI)SAN-具备IP连接性的磁盘存储阵列，使用iSCSI标准协议连接网络接口卡(NIC)和以太网交换机[5]。这种SAN架构简洁、成本低廉、使用范围广泛。
3.存储区域网SAN架构的关键设备
实现SAN的硬件基础设施是光纤通道，用光纤通道技术构筑的SAN，主要由3部分构成：存储和备份设备，包括磁带库、磁盘阵列子系统等；光纤通道网络连接部件，包括主机总线适配卡（HBA:Host Bus Adapter）和驱动程序、光缆（线）、光纤通道集线器、光纤通道交换机、光纤通道与SCSI间的桥接器(Bridge)等；应用和管理软件，包括备份软件、存储资源管理软件、设备管理软件等。实际上在SAN存储应用架构中，光纤通道磁盘阵列、光纤通道交换机、主机总线适配器是必不可少的基本硬件。
结语
对于中小型图书馆，采用存储区域网SAN架构，在整个系统有海量数据的存取需求时，数据完全可以通过SAN网络在相关服务器和后台的存储设备之间高速传输。SAN架构很好地解决数字图书馆目前所遇到的困扰，集中统一的数据存储可以极大的简化管理，动态分配存储空间需求，提高设备利用率，解决集中备份的环境问题。
参考文献：
[1]周培培.基于网格的数字图书馆存储系统研究[J].Sci-Tech Information Development & Economy.2011(02):12-13.
[2]李翠侠.基于混合云的高校图书馆存储方案研究[J].Research on Library Science.2011(05):20.
[3]胡朝晖.严世同.高职院校图书馆存储系统选型与整合——以重庆电子工程职业学院图书馆为例[J].重庆电子工程职业学院学报,2011(01):23-24.
[4]黄燕.云存储在图书馆数字资源存储中的应用[J].现代情报,2011(04):10-11.
[5]严庄.高校数字图书馆存储整合研究[J].图书馆学研究,2010(03):24-25.
作者简介：张小霞（1979—），女，陕西洛南人，硕士，工程师，现供职于西安医学院图书馆，研究方向：网络管理与数据库。
【关键词】数字图书馆；存储；SAN
引言
随着中小型数字图书馆发展步伐的不断深入，大量的图书资料、多媒体资料的存储和发布已成为数字图书馆应用的核心，对系统的服务能力和存储容量、存储管理、集中备份的需求在不断增长，系统的扩容和数据量的不断增长，如何解决这种制约条件，就成为设计存储、备份方案的重点。数字图书馆的硬件平台不仅要求存储系统具有超大容量，而且需要具有高稳定可、易扩展、便于维护和管理能力。拥有一套或多套大容量的存储系统是保证数据安全性和服务连续性的关键。
1.中小型数字图书馆存储建设现状
目前，中小型图书馆使用本地存储设备（硬盘），其制约着在不同系统之间动态协调分配空间和性能的可能性，由于每种应用对性能的要求和数据量增长速度不同，从而导致需要分别针对各个应用系统配置不同容量、类型的存储设备，造成投资的极大浪费和设备利用率低下，制约了系统对服务器的扩容和对存储设备的扩容才能提高系统的处理能力和存储容量。数据的分散造成管理的负担和成本大幅增加，各设备之间存储资源不能共享，而且不利于集中备份。
2.存储区域网SAN架构
2.1 SAN的概念
SAN（Storage Area Network）是共享存储设备（如磁盘存储阵列和磁带自动化系统）网络。SAN由三个基本的组件构成：接口（如SCSI、光纤通道、ESCON等）、连接设备（交换设备、网关、路由器、集线器等）和通信控制协议（如IP和SCSI等）[1]。这三个组件再加上附加的存储设备和独立的SAN服务器，就构成一个SAN系统。
SAN提供一个专用的、高可靠性的基于光通道的存储网络，SAN允许独立地增加它们的存储容量，也使得管理及集中控制（特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候）更加简化。
借助SAN体系结构，连接局域网(LAN)或广域网(WAN)的多台服务器均可获得存储资源，由于存储数据不是直接驻留在任何网络服务器上、处理能力针对企业应用程序进行了优化并且服务器上的存储容量被配置在最需要的位置。与诸如直接连接存储(DAS)等其他选项相比，SAN存储还可减少管理时间和数据备份需求。而且SAN存储可以简化数据分层、形成更好的资源利用率并且通常可以随着存储需求的增长而轻松扩展。以其突出的优势，逐渐为大家所了解并采用。
2.2 SAN特性
2.2.1 高可用性和故障切换环境可以确保更低的成本、更高的应用水平
针对分布式的设备，包括服务器系统、磁盘阵列存储子系统、光纤通道交换机和光纤主机总线适配器HBA等，SAN均可以集中管理。整个系统的数据备份和恢复工作也可以统一集中控制，SAN把存储系统作和设备作为公共服务设施系统来实现[2]。如建立一个n个TB的数据存储中心设备，可将存储空间资源根据不同的应用需求来分配，管理上只要针对一个存储系统来进行管理、维护及升级。
2.2.2 存储、备份的集中式管理企业备份
SAN与以太网独立连接，数据量大大超过网络的范围。目前工业标准的SAN结构是200MB光纤通道技术，通过光纤通道交换机来连接，光纤通道磁盘阵列系统到主机的吞吐量非常大(SCSI最大为Ultra 3 SCSI 160MB，而SAN为每通道200MB，双通道400MB)。这样无论是对于磁盘还是备份应用都做到了LAN-Free，不占用有限的网络服务带宽。
2.2.3 SAN采用开放式结构，支持不同平台的需求
SAN是一个开放系统，目前可以支持的有Windows 2000 Server、UNIX以及Linux共享存储资源。如果用户拥有其他厂商平台的服务器系统如Linux、UNIX，能够使用户迅速、方便地建立、整合和管理其多平台的存储环境，让用户对其异构存储局域网拥有无限的扩展能力、管理能力和可用性[3]。
2.2.4 性能、数据一致性和可靠性确保数据的安全存储
备份程序得到简化，磁带库子系统可以被多个主机服务器所共享，而且备份时可以不占用局域网LAN的带宽，即所谓LAN-Free备份。而电子图书数据流量通常比较大，自身的图书库也非常巨大，文件量往往能够达到亿计，LAN-Free的备份可以极大的减少网络备份的负担，做到整个网络系统不会被阻塞。
2.2.5 SAN具有出色的可扩展性
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，SAN中的服务器和存储设备没有一对一的限制，可以任意的增加或减少，保护了原有硬件设备的投资。
可扩展的存储虚拟化，可使存储与直接主机连接相分离，并确保动态存储分区。通过实施SAN架构可以建立许多存储增值应用，如数据复制管理、容灾、虚拟复制、克隆与快照、虚拟卷管理、集中备份等[4]。
2.2.6 高可用性和灾难恢复
可以在多台服务器、交换机、磁盘阵列存储设备上建立任意两点间的连接。能形成一个被多个服务器通过多条路径访问的共享存储池，从而具有更高的可用性，保证服务业务的不间断。改进的灾难容错特性，在主机服务器及其连接设备之间提供光纤通道高性能和扩展的距离。
2.3 SAN存储的2种部署协议
光纤通道(FC)SAN-具备光纤通道连接性的磁盘存储阵列，由服务器、光钎通道卡、光纤通道交换机和光纤通道存储阵列组成。光通道SAN 的配置复杂、高成本管理费用使得很多网络对它望而却步。
互联网SCSI(iSCSI)SAN-具备IP连接性的磁盘存储阵列，使用iSCSI标准协议连接网络接口卡(NIC)和以太网交换机[5]。这种SAN架构简洁、成本低廉、使用范围广泛。
3.存储区域网SAN架构的关键设备
实现SAN的硬件基础设施是光纤通道，用光纤通道技术构筑的SAN，主要由3部分构成：存储和备份设备，包括磁带库、磁盘阵列子系统等；光纤通道网络连接部件，包括主机总线适配卡（HBA:Host Bus Adapter）和驱动程序、光缆（线）、光纤通道集线器、光纤通道交换机、光纤通道与SCSI间的桥接器(Bridge)等；应用和管理软件，包括备份软件、存储资源管理软件、设备管理软件等。实际上在SAN存储应用架构中，光纤通道磁盘阵列、光纤通道交换机、主机总线适配器是必不可少的基本硬件。
结语
对于中小型图书馆，采用存储区域网SAN架构，在整个系统有海量数据的存取需求时，数据完全可以通过SAN网络在相关服务器和后台的存储设备之间高速传输。SAN架构很好地解决数字图书馆目前所遇到的困扰，集中统一的数据存储可以极大的简化管理，动态分配存储空间需求，提高设备利用率，解决集中备份的环境问题。
参考文献：
[1]周培培.基于网格的数字图书馆存储系统研究[J].Sci-Tech Information Development & Economy.2011(02):12-13.
[2]李翠侠.基于混合云的高校图书馆存储方案研究[J].Research on Library Science.2011(05):20.
[3]胡朝晖.严世同.高职院校图书馆存储系统选型与整合——以重庆电子工程职业学院图书馆为例[J].重庆电子工程职业学院学报,2011(01):23-24.
[4]黄燕.云存储在图书馆数字资源存储中的应用[J].现代情报,2011(04):10-11.
[5]严庄.高校数字图书馆存储整合研究[J].图书馆学研究,2010(03):24-25.
作者简介：张小霞（1979—），女，陕西洛南人，硕士，工程师，现供职于西安医学院图书馆，研究方向：网络管理与数据库。