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存储技术论文优选九篇

时间:2023-04-26 16:05:33

存储技术论文

存储技术论文第1篇

[关键词]DAS;NAS;SAN;iscsl

随着计算机网络技术的飞速发展,各种网络服务器对存储的需求随之发展,但由于商业企业规模不同,对网络存储的需求也应有所不同,选择不当的网络存储技术,往往会使得企业在网络建设中盲目投资不需要的设备,或者造成企业的网络性能低下,影响企业信息化发展,因此商业企业如何选择和使用适当的专业存储方式是非常重要的。

目前高端服务器所使用的专业存储方案有DAS、NAS、SAN、iscsl几种,通过这几种专业的存储方案使用RAID阵列提供的高效安全的存储空间。

一、直接附加存储(DAS)

直接附加存储是指将存储设备通过SCSI接口直接连接到一台服务器上使用。DAS购置成本低,配置简单,使用过程和使用本机硬盘并无太大差别,对于服务器的要求仅仅是一个外接的SCSI口,因此对于小型企业很有吸引力。但是DAS也存在诸多问题:(1)服务器本身容易成为系统瓶颈;(2)服务器发生故障,数据不可访问;(3)对于存在多个服务器的系统来说,设备分散,不便管理。同时多台服务器使用DAS时,存储空间不能在服务器之间动态分配,可能造成相当的资源浪费;(4)数据备份操作复杂。

二、网络附加存储(NAS)

NAS实际是一种带有瘦服务器的存储设备。这个瘦服务器实际是一台网络文件服务器。NAS设备直接连接到TCP/IP网络上,网络服务器通过TCP/IP网络存取管理数据。NAS作为一种瘦服务器系统,易于安装和部署,管理使用也很方便。同时由于可以允许客户机不通过服务器直接在NAS中存取数据,因此对服务器来说可以减少系统开销。NAS为异构平台使用统一存储系统提供了解决方案。由于NAS只需要在一个基本的磁盘阵列柜外增加一套瘦服务器系统,对硬件要求很低,软件成本也不高,甚至可以使用免费的LINUX解决方案,成本只比直接附加存储略高。NAS存在的主要问题是:(1)由于存储数据通过普通数据网络传输,因此易受网络上其它流量的影响。当网络上有其它大数据流量时会严重影响系统性能;(2)由于存储数据通过普通数据网络传输,因此容易产生数据泄漏等安全问题;(3)存储只能以文件方式访问,而不能像普通文件系统一样直接访问物理数据块,因此会在某些情况下严重影响系统效率,比如大型数据库就不能使用NAS。

三、存储区域网(SAN)

SAN实际是一种专门为存储建立的独立于TCP/IP网络之外的专用网络。目前一般的SAN提供2Gb/S到4Gb/S的传输数率,同时SAN网络独立于数据网络存在,因此存取速度很快,另外SAN一般采用高端的RAID阵列,使SAN的性能在几种专业存储方案中傲视群雄。SAN由于其基础是一个专用网络,因此扩展性很强,不管是在一个SAN系统中增加一定的存储空间还是增加几台使用存储空间的服务器都非常方便。通过SAN接口的磁带机,SAN系统可以方便高效的实现数据的集中备份。SAN作为一种新兴的存储方式,是未来存储技术的发展方向,但是,它也存在一些缺点:(1)价格昂贵。不论是SAN阵列柜还是SAN必须的光纤通道交换机价格都是十分昂贵的,就连服务器上使用的光通道卡的价格也是不容易被小型商业企业所接受的;(2)需要单独建立光纤网络,异地扩展比较困难;

四、iSCSI

使用专门的存储区域网成本很高,而利用普通的数据网来传输SCSI数据实现和SAN相似的功能可以大大的降低成本,同时提高系统的灵活性。iSCSI就是这样一种技术,它利用普通的TCP/IP网来传输本来用存储区域网来传输的SCSI数据块。iSCSI的成本相对SAN来说要低不少。随着千兆网的普及,万兆网也逐渐的进入主流,使iSCSI的速度相对SAN来说并没有太大的劣势。iSCSI目前存在的主要问题是:(1)新兴的技术,提供完整解决方案的厂商较少,对管理者技术要求高;(2)通过普通网卡存取iSCSI数据时,解码成SCSI需要CPU进行运算,增加了系统性能开销,如果采用专门的iSCSI网卡虽然可以减少系统性能开销,但会大大增加成本;(3)使用数据网络进行存取,存取速度冗余受网络运行状况的影响。超级秘书网

通过以上分析,下表总结了这四种方式的主要区别。

通过以上比较研究,四种方案各有优劣。对于小型且服务较为集中的商业企业,可采用简单的DAS方案。对于中小型商业企业,服务器数量比较少,有一定的数据集中管理要求,且没有大型数据库需求的可采用NAS方案。对于大中型商业企业,SAN和iSCSI是较好的选择。如果希望使用存储的服务器相对比较集中,且对系统性能要求极高,可考虑采用SAN方案;对于希望使用存储的服务器相对比较分散,又对性能要求不是很高的,可以考虑采用iSCSI方案。

参考文献:

[1]白广思:CSAN与IPSAN架构比较新论.情报科学,2007,(9)

存储技术论文第2篇

所需的数据必须是安全的和真实的。这意味着,对于云计算的要求,提供安全和真实的数据存储中心,如果有病毒或意外的数据丢失等,用户无需担心。在运用的进程中,由于用户不谨慎而损坏了计算机或计算机受到病毒的袭击,硬盘上的磁盘数据不能再次恢复,这使黑客的入侵会有更多的机会,从而盗取用户的数据。但是,如果网络上的用户可以保存文档,那么可以避免出现丢失或损坏信息的现象出现。然而,可以通过云的另一端,由专业小组完成,经由真实的、安全的数据存储中心,管理信息和存储信息数据。此外,拟定出合理正确的权限管理策略,可以协助用户更好地共享数据和具体信息,用户不需要消耗多少钱,就可以享受安全、优质的服务。客户端需求低,很多人在PC中有各种应用软件的维护经验。但是,要使用新的操作系统,或正在使用软件的最新版本,用户应经常更新和升级电脑硬件和软件。我们要打开各种形式的文档,还需要下载每个品种对应的应用软件,在计算机上安装。下载进程中,要尽可能防止病毒进入计算机,我们需要安装一些杀毒软件和防火墙软件。对于初次接触电脑的人,这些信息放在一起,会成为一个棘手的事。然而,由于云计算机的进一步发展,只要计算机可以访问,那么用户就可以根据自己的喜好下载一个浏览器,安装完成后,用户结合自己的需求进入浏览器的URL,这样就可以享受云计算服务。比如,在浏览器中,用户可以文档编辑和归档在云的另一端,可以与朋友分享信息,无论软件是不是新的版本,也不用担心电脑被感染病毒。在云的另一端,由专门的IT人员来维护和管理网络的硬件资源,这样就可以避免网络袭击。可以轻松共享数据,经过云计算,我们可以很容易的在不同的设备和应用程序之间共享数据。更好的保存个人信息,情况最常见的类型是:用户常常会在规定的时限储存数千信息在电脑或手机上的联系人,只能同步联系人。然而,由于不同的方法来同步该设备具有的各种数据,并且操作是非常复杂的,因此有对不同的信息装置之间的更新的联系人的保存和维护,一定有足够的时间和精力解决,但是,如果使用云计算,那么它可以使这些问题变得很容易。云计算网络模式应用程序,只需要有一个数据,在云的另一端进行保存,对于所有的电子设备,网络用户简单的连接到同样的数据。然而,有一个更全面的安全管理机制,只有可以访问权限的人,可以分享所存储的数据。云计算为用户提供了额外的数据存储和管理控制,同时还为用户提供了强大的运算能力,所以要保证完成各种应用。驾车出行时,人们只需要连接手机和网络,他们可以很直观地看到实际的交通情况和自己的区域卫星图,然后结合自己的行车路线,能够在最快的时间里到目的地,充分利用网络和周围的朋友推荐的较好的餐厅和风景名胜区的位置。此外,还可以预订酒店目的地,可以从远处将照片与朋友分享。这些是其他电子设备很难实现的,但在云中的另一部分,是一个很大的大型集群服务器的组合,要做到上述各点是非常容易的。实际上,单个设备的能力是固定的,但是云计算的潜力是无限的。

2云存储未来发展趋势

云存储已经成为存储将来发展的方向,目前多家供应商把不同类型的搜索、技术和云存储的应用程序相结合,提供一系列的企业数据服务,使得其更好、更安全。云存储的发展趋势,主要是未来发展的安全性、便携性和兼容性等。

2.1云存储的安全性

现在安全问题是用户都在关注最有潜力的云存储。传统的计算机用户都适应了这样的机器上运行安装软件,增加对“云”的发展机会,掌上电脑、智能手机等高智能产品不断出现。然而,云服务的开发是基于真实、快速的网络,因此网络基础设施的发展,以及无线网络的广泛覆盖了良好的“云”技术服务,为发展带来了机遇。安全和自由是个人用户的存储空间的根本要求,但同时会带来不安全,由于用户自己担心数据传输可能被截获或更改,因此使用者不放心把他们的隐私和重要文件放进去。对于用户的敏感信息,如账户名、密码应受到保护,其中,因为安全问题一般通过电子邮件和CRM应用程序提供的服务。云存储现在也是在一些较大的文件传输,数据共享,以及音乐文件的收集。

2.2云存储的便携性

便携式数据存储也是一些用户需要思考的事情。有很多大型ISP承诺提供的本地存储相媲美的优良传统数据便携性的解决方案。构建私有云,或VPN,是部分一些企业用户的云存储,尤其是对设计的要求,合资公司的分支机构的大型项目中,除了云存储作为云计算平台提供存储资源,可以使用数字资产的集中管理,而且还可以保护不同站点之间数据的一致性,促使更好地完成工作。便携的特点可以帮助用户转移为他所选择的任何媒体,甚至是专门的存储设备中的全部数据。

2.3云存储的兼容性

对于企业来说,一个主要的问题是如何能使现有业务系统转移到云平台,尤其是企业,一个小错误的发展,可能会导致无法承受的经济损失,因为他们有限的容忍错误能力。因为不同云服务提供商的接口是不同的,结构是不一样的,因此有兼容性问题。云和云之间的沟通问题,但还需要一个解决方案。将不能够将数据迁移到一个较低的水平,传统的ILM没有部署到市场上的云计算平台。这些都需要现在能够部署云计算平台,采取适当的存储产品。在实际使用中,用户的部署往往发现后续扩展,往往只需要最低的成本最低的扩展存储介质,它提供了传统的云计算平台的整体性能无法相比的优势。

3结语

存储技术论文第3篇

高校数字图书馆系统中的存储技术

根据其出现时间的先后,大致可将数据存储技术的发展分为4个阶段:直接附属存储(DAS),网络附属存储(NAS),存储区域网(SAN),IP存储(IPS)。

1.DAS

20世纪90年代以前,存储产品大多作为服务器的附属设备通过电缆直接连接到各种服务器,这种形式即是DAS。DAS完全以服务器为中心,不带有任何存储操作系统。DAS方式是长期以来大多数服务器采取的方式。主机通过专用接口与存储设备相连接,透过RAID技术将这些单个硬盘,按RAIDLEVEL组合成更大的硬盘。当主机需要访问存储设备时,主机发出指令给存储设备,存储设备根据指令进行相应操作,将数据返回给主机,或者将主机传输过来的数据写入到磁盘。DAS中存储设备可以是磁盘驱动器,也可以是RAID子系统,或是其他存储设备。

DAS技术的数据安全性差,难以备份/恢复;性能一般,可扩充性差,容量有限;数据被存放在多台不同的服务器上,难于访问,不支持不同操作系统访问。DAS技术成本低廉,易于安装,但需停止用户现有系统,且难以维护,存储利用率低。

2.NAS

20世纪90年代出现了NAS技术。NAS包括存储部件和集成在一起的简易服务器管理软件。NAS是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心。NAS通常在一个LAN上占有自己的节点。在这种配置中,一台NAS服务器处理网络上的所有数据,将负载从应用或企业服务器上卸载下来。集成在NAS设备中的定制服务器系统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设备的物理位置灵活,通过物理链路与网络连接。NAS无需应用服务器的干预,允许用户在网络上存取数据。

其特点是,易于备份/恢复;性能高,可扩充性强,即插即用,容量无极限;数据被整合并存放在相同的存储器上,易于访问,支持不同操作系统访问。NAS技术成本低廉,易于安装和维护,存储利用率较高。

3.SAN

SAN是允许在存储设备和处理器(服务器)之间建立直接的高速网络连接,通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。SAN可以被看作是存储总路线概念的一个扩展,它使用局域网和广域网中类似的单元,实现存储设备和服务器之间的互联。SAN具有高传输速度、远传输距离和支持数量众多的设备等优点。采用了专用的拓朴结构,不能直接使用通用的IP网络连接各个SAN存储网络。目前,多数供应商的SAN解决方案大多采用光纤通道技术,即FC—SAN。

SAN技术的特点是,易于备份/恢复;性能极高,可扩充性强,即插即用,容量无极限;数据被整合并存放在相同或不同的存储器上,提供统一的用户访问视图,易于访问,但不支持不同操作系统访问。SAN技术成本昂贵,需要长时间的设计和安装,且难以维护,存储利用率很高。4.IP存储

IP存储技术就是以高速以太网连接为基础,通过IP协议进行数据交换的存储技术,它将SCSI协议映射到TCP/IP协议上,使得SCSI的命令、数据和状态可以在传统的IP网上传输,其支持数据块形式的I/O访问和共享存储。它采用iFCP和iSCSI协议,由于光纤通道已经包含了SCSI协议,这种方法无需重大技术改造,就能满足SCSI协议的要求。

IP技术的特点是,易于备份/恢复;性能高,可扩充性强,即插即用,容量无极限;数据被整合并存放在相同或不同的存储器上,提供统一的用户访问视图,易于访问,支持不同操作系统访问。IP技术成本低廉,易于安装和维护,存储利用率最高。

基于IP的高校数字图书馆网络存储建设

在网络存储中,FC—SAN在某些方面具有无可比拟的优势,如性能极高,可扩充性强等,使其能够满足数字图书馆大规模数据存储的需要,但光纤通道存在着成本昂贵和互操作性问题,这是一般高校图书馆所不能承受的。而NAS技术虽然成本低廉,但却受到带宽消耗的限制,无法完成大容量存储的应用,而且系统难以满足开放性的要求。针对以上技术的缺陷和不足,根据国际上基于IP的存储设备已逐步上市和日渐成熟的情况,提出了一种既有ANS和SAN技术的优点,又能克服两者缺点的存储网方案,即基于IP的SAN。它由两部分构成,第一部分是利用IP互连设备构成存储区域网SAN,第二部分是通过SAN中的交换机多路接入LAN回路,形成一种广义的附网存储NAS,存储设备都是商用的NAS设备以及iSCSI设备,或通过转换桥将SCSI和FC设备转换为IP接口,接入基于IP协议SAN中。它采用最广泛的TCP/IP作为网络协议,既具有NAS易于访问的特点,又有专用的存储网络架构。因此,基于IP的存储网络可以利用以太网技术和设备来构建专用的存储网络,由于使用了以太网设备,其成本大大低于使用光纤交换机的SAN网络,而且保持了SAN的传输速率高且稳定的优点。用户在这一技术中,面对的是非常熟悉的技术内容,即IP协议和以太网,而且各种IP通用设备保证了用户可以具有非常广泛的选择空间。事实上,由于IP存储技术的设计目标,就是充分利用现有设备,使传统的SCSI存储设备和光纤存储设备都可以在IP—SAN中利用起来。随着带有IP标准接口的存储设备的出现,我们可以单纯使用本地IP存储技术,来扩展已有的存储网络,或构建新的存储网络。以千兆甚至万兆以太网为骨干的网络连接,保证了本地IP存储网络。由于采用的是IP协议,与LAN和Intemet的连接是无缝的,远程备份十分方便,效率工作很高。基于IP的SAN在性能及功能上都具有突出的优势,是目前高校数字图书馆建设中存储区域方案设计的首选方案。

参考文献

1郭建峰.数字图书馆信息存储系统架构的探析.现代情报,2005(6)

2李培.数字图书馆馆原理与应用.北京:高教出版社2004

3李村合.谈网络环境下的信息存储技术.情报学报,2002(1)

2张伟.网络存储技术的发展现状与应用.福建电脑,2003(1)

存储技术论文第4篇

关键词:NANDFlash,多通道流水线,大容量高速

 

1. 引言

本文的项目背景是企业一个大容量半导体闪存控制器的预研方案,而如何扩大容量,提高闪存存储速度是研究中的一个重要部分。以半导体作为记忆载体Flash芯片,比传统的磁存储设备更能承受温度的变化、机械的振动和冲击,可靠性更高,易于实现高速度、低功耗和小型化,日趋成为存储器的主流。它分为NOR 和NAND两种类型。与NOR型相比,NAND型具有存储密度更高、功耗更低、芯片引脚兼容性更好和成本效益更高等优点,在计算机及多媒体消费类电子产品中得到广泛应用。而现在单个NAND Flash芯片的存储容量比较小,读写速度也比较慢,因此,开发出高速、大容量的存储系统就显得尤为重要。本文将从NAND Flash的结构特性出发,对扩大闪存容量,提高存储技术进行探讨。由于NAND Flash有多个生产厂商,产品之间有一些差异,本文采用现在市面上流行的三星K9K8G08U0M[1]高密度NAND Flash 存储芯片,这样研究就有了很好的现实意义及实用价值。

2. K9K8G08U0M型NAND Flash芯片内部组成

图1 K9K8G08U0M芯片内部逻辑结构图

3. 扩展容量--多通道高带宽Flash存储阵列

图2 存储阵列组织结构示意图

4 提高存储速度方法探讨

4.1 并行总线及并行分路技术[4]

并行总线技术亦称拓宽总线技术,也即上节所提到的位扩展技术,即通过拓宽数据总线的宽度实现数据宏观上的并行操作。免费论文。比如, 由4块8bit数据总线的芯片组成一个32 bit宽的存储模块, 它们共用相同的控制信号, 包括片选信号、读写信号、地址信号等。免费论文。存储模块总是被看作一个整体而进行相同的操作, 只是数据加载的时候是不同的数据。这样,数据量将是使用一块芯片时的4倍, 所以理论上速度也将是非并行时的4倍。时分多路复用通信,是指各路信号在同一信道上占有不同时间间隙进行通信,具体说,就是把时间分成一些均匀的时间间隙,将各路信号的传输时间分配在不同的时间间隙,以达到互相分开,互不干扰的目的。借鉴时分多路复用通信技术, 可以将输入存储系统的高速数据流看作是以传输一个字所需的时间为一个时间片, 不同的时间片传输不同数据的时分多路数据复用。这也是下面要详细说明流水线技术的基本原理。

4.2 多通道流水线技术

流水线技术是一种非常经济、对提高处理机的运算速度非常有效的技术,它依据的是时间并行性。存储系统采用流水处理技术有两个前提条件:首先,在前一个I/O命令没有完全结束之前,系统能获取下一个I/O命令的有关信息;其次,不同部件应能同时操作,资源不发生冲突。由NAND Flash的写时序图分析可得,NAND Flash写入操作可分为3个步骤[3] :首先,加载操作,即完成命令、地址和数据的载入工作;其次,自动编程操作,即由闪存芯片自动完成编程操作,将载入到页寄存器的数据写到内部存储单元的;最后,检测操作,即在自动编程结束后检测写入的数据是否正确。如果不正确,需要重新编程;如果正确,继续下一步的操作。

在写入自动编程命令后,NAND Flash提供专门的R /B#输出信号变低,指明当前正在进行内部编程操作,进入自动编程状态后的典型时间为700μs,远远超过前面的加载操作部分,当自编程操作完成后,R /B #变高,因此,对NAND Flash的操作满足流水线要求,可对写操作采取流水操作。免费论文。而用几级流水才能使得系统能够最高效的运行,下面来进行分析:

图3 存储器写操作流水方式

采用八级流水后的写速度计算[3] ,写入速度=(1页数据量×并行操作芯片数量×流水级数)/(加载时间×流水级数+自编程时间+检测时间),可得理论写速度为45MB / s。

5 总结

NAND Flash存储密度大,功耗小,可靠性高,体积小重量轻且成本也在不断降低,今后拥有非常广阔的市场。本文主要从芯片自身的结构特性出发,从硬件的角度采用位扩展、并行总线、及流水线技术对提高NAND Flash存储容量和速度进行了探讨。同时在提高闪存容量的速度方面的探讨还可以涉及到Flash纠错算法(ECC),地址映射表[4],Flash文件系统优化算法等等,这些都有待在今后的工作中进行研究。

参考文献:

[1] K9 K8G08U0M Advanced FLASH Memory Data Sheet SAMSUN G Electronics , 2007.

[2]  张锐.高速大容量存储系统的研究和设计. 航空计算技术, 2008. 7.

[3]  李敏杰等. 基于SOPC 高密度固态存储系统的研究与实现[ J ].微计算机信息.2007.

[4]  李超. 高速大容量FLASH 存储系统设计[ J ].火控雷达技术, 2007(3).

存储技术论文第5篇

关键词 计算机 数据 存储技术

中图分类号:TP311 文献标识码:A

0引言

现代社会,计算机是一种十分常见的事物,无论是在生活中、学习中还是工作中,计算机都随处可见,计算机技术也无时无刻不在影响着我们的生活,计算机在最初的阶段,所涉及和被应用的领域也不是非常广泛,所以,计算机需要运行的程序和需要存储的数据在有所增加,进而就需要计算的作出相应的完善。基于计算机的运行速度加快的需要和对信息存储量的增加的需求,计算机需要在发展变化的过程中,逐渐完善有关软件和硬件设施。尤其是现代社会,计算机的大部分工作的基础都是用于数据的处理,处理数据量在增大的同时,数据的价值也在逐渐的提高。数据在逐渐发展的过程中,成为了一个独立的实体,自由存储,也不属于其他任何的有关系统之内,就是相对独立的实体。并且,数据在被处理的过程中,有着共享性的特点,也是一种存储和保护的有价值的实体财富。由此可见,对数据的存储设备的研究开发和保护也变得越来越重要,对信息存储技术的研究也是一项有着极高价值的活动和行为。

1 计算机数据存储技术的必要性

计算机数据是计算机主要运行的数据基础,计算机的需要量很大,自然对出具的处理和存储能力的需求就非常大,不难得出结论,计算机数据存储技术的研究是一个十分重要,而且意义重大的研究问题。下面,从以下几个方面,对现代计算机数据存储技术的重要性进行分析。

1.1数据存储技术是大数据时代的时代要求

随着信息技术的飞速发展,数据产生的量非常大,数据产生的手段也非常先进,同时数据获取的手段也是多渠道的。在这样的背景之下,面对大量的数据,对数据处理的要求就自然而然的有所升高,大规模的数据密集型应用系统数据量也在呈指数级的上升趋势,可以说是一个爆炸式的增长,目前被称为是“大数据时代”。正是这样的社会背景,大数据时代,顾名思义数据量是很大的,那么每个单位就需要一种可以处理大数据的程序和工具。在这样的趋势下,在未来的发展中,这样的势头不会减少只会增加,数据量的增大,原有的数据处理的系统必然会在这时出现无法满足目前大量数据的需求,这样现代的计算机数据存储技术的出现就是必然的事件了。时代的发展,科学技术的发展,数据的数量的变化,都是这个时代对计算机数据存储技术的发展要求,计算机技术在这个变化的过程中起着非常重要的作用。

1.2方便了信息的管理

现在的社会的节奏非常快,每天的信息量都非常大,生活中是这样,工作中就更是让人手忙脚乱,在这个时代中产生的信息和需要处理的信息量也在逐渐的增大,那么对信息的处理工具和程序的要求自然也在提高。可以存储大量、复杂种类信息的载体就是当前环境所需要的。信息的管理是一个复杂的过程,如果没有很好的信息存储的系统,那么就会严重影响信息的质量,就会为以后的工作带来很多不必要的麻烦。现代计算机存储技术的诞生,为信息管理系统的存储带来了方便,可以保证大量的信息可以有空间存储、按照种类的不同分类存储、根据信息的使用频率分别存储等,这些对于信息管理过程中信息的存储都是有很大的益处的,现代计算机数据存储技术为信息的管理提供了可以直接利用的技术支持和手段,为信息的有效管理提供了很大的方便。

1.3保障企业内部数据安全

现在的社会中,无论是什么样的企业,一定会有很多电脑办公的环境和情况,就是一种依赖计算机运行来处理公司一些事务的情况,那么计算机的的效率就对企业产生非常大的影响。在传统的情况下,使用电脑办公所占的比例相对较小,但是,现在这个时代,信息化办公已经是一个主流的形式,面对着这样的情况,依赖计算机,其实就是依赖计算机的对数据的处理,既然是这样,对计算机数据存储的需求就有所表现。现在计算机的使用非常多,那么也就是计算机的数据存储和处理出现的非常频繁。数据量大,就非常容易出现数据之间无法明确任务,对数据的安全性造成一定的威胁,现代计算机数据存储技术就可以在更高的程度上避免这种数据安全性受到威胁限制。

2现代计算机数据存储的有关技术

面对与日俱增的数据量,为了满足这样的数据量的存储需求,多种存储技术应着需求在逐渐的发展起来,各种技术有着各自的存在理由和各自的发展优势,下文分析几种技术的详细原理和应用。

2.1磁盘阵列技术

磁盘阵列是由一个硬盘控制器来控制多个硬盘的连接,在读写的过程中,多个硬盘同时进行,降低了在读写过程中发生的错误,提高了技术处理的效率,和可靠性。磁盘阵列技术主要针对的寸处对象是计算机的硬盘,磁盘阵列技术是目前很多领域应用的技术,主要是利用数据组的形式来作为磁盘,配合着数据分散排列的设计,有效提高数据的安全性。一个硬盘连接多个硬盘,进而多个硬盘一起进行读写的程序,不难理解,在对数据进行读写的过程中,效率是非常高的。磁盘阵列技术在对数据进行存储时的存储速度是非常快的,同时安全性在很大程度上可以得以保障,并且该技术的可靠性也是非常高的。

2.2 NAS技术

NAS是一种特殊的专用数据存储的服务器,有单独的存储处理核心,CPU、内存、操作系统等,也常被称为是一种网络附加的存储技术。NAS技术通过网络把文件系统和存储系统连接在一起,控制器来运行和维护文件系统,判断文件的流向。在使用的过程中,服务器与存储设备互相分离,也就是说NAS是一个独立于外的单独个体。由于独立性,当有一个设备或系统出现不能正常运行的状况时,不会影响其他的系统的运行,不会因为以处的故障而影响整个存储系统的正常工作,是一个比较适合应用于大范围的技术,而且应用起来更加方便。

2.3 SAN技g

SAN是一种存储的域网络,是网络存储技术的核心,企业在业务系统方面的核心部分,可以借助于具有高可靠性、高性能的数据访问方式,这是SAN技术的好处所在。对于SAN技术而言,相关联的存储设备可以通过效率高的连接设备与多种服务器进行谅解,这种配置对于所有设备而言都可以进行连接,也就是在服务器和存储器之间的连接提供了一个很好地纽带。SAN技术可以满足多客户同时运行的需求,还可以在很大程度上保证应用性能的稳定性。随着自身存储容量的增大,SAN还可以允许用户独立增大自身的存储容量,不仅可以很好的存储数据,还可以实现对存储资源进行集中的管理。SAN技术的应用具有很高的灵活性,存储设备和数据的管理方式发生了一定的改变,在SAN网络中,不再是某一个占据主导地位的设备可以连接,有效的提高了存储数据资源的共享性。

2.4云存储技术

云存储是当今社会非常热门的话题,我们身边也有一些常见的应用,比如,我们自己日常的学习和工作中使用的百度云,就是一种云存储的技术应用。云存储,就是通过集群技术、网格技术等系统功能,把网络中各种类型的存储设备通过应用软件集合起来,使之协同工作,一起对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。云存储可以说不是一个单独的存储的技术手段,但是可以说是技术的结合体,也是一种技术的手法的表现,毕竟达到了存储的效果,同时还可以很大程度上提高了存储的效率,而且数据存储技术的结合使用,满足了不同类型数据存储的需求。

3存储技术的选择使用细节

存储的技术有很多种,那么作为一个独立的单位在选择存储自己的内部数据信息的过程中,也不是盲目的选择的,而是在作出选择的时候,要有一定的选择的理由,下面就是技术在实践的使用中应该注意的几点问题。

3.1科学合理的选择和使用

多种计算机数据存储的优势已经明确,但是在选择和具体的使用中,还是要非常注意一些问题的。在选择使用之前,一定要认真分析自己企业内部数据存储的要求,是否该项技术的应用可以满足的,一定要结合实际情况,准确对自己的情况加以明确,确保做出的决策可以为企业内部数据的存储带来好处。

3.2使用者要了解该技术

技术的应用目的是提高数据存储的效率和水平,那么前提一定是对技术有所了解,明确技术应用前的准备,以及在技术的应用过程中,需要注意什么问题。如果,使用者不了解技术,就盲目的引入应用,比较不好的情况就是技术的核心功能不能有效的发挥,不可以为企业提供方便。使用者要明确各种存储技术的特点,确保在使用的过程中对该技术的操作得心应手,这样才可以达到预想的技术引入的结果。

3.3使用过程中注重结合企业的实际情况

现代计算机数据存储技术是一种固定的技术手段,有多重表现形式,如果应用到自身的数据存储系统中,每一个企业的数据存储的原有实际情况都是有一定差异的,所以,在使用的过程中,不要完全按照既定的思维模式和对该技术的认知来思考技术的使用,而是要顺应技术的需求,调整对技术的理解和认识。确保技术的应用可以真正的实现企业内部数据的科学合理有效存储。

4总结

在现代这个科学技术发达、计算机应用普遍、计算机数据量极大的社会环境中,计算机数据存储的安全性、高效性、可靠性等重要性能,越来越成为人们关注和讨论的重点话题,当然技术的使用也成为了技术研究者研究的重点内容。现代计算机存储技术的有效合理使用,很大程度上解决了上述部分问题。计算机存储技术在逐渐的发展过程中汇总,已经衍生出了自己独特的个性结构,保证的信息的存储安全、独立,提高信息存储量,保证了数据存储的目的实现。在以后的环境中,对计算机数据存储技术的研究和开发仍然是一个重点的话题。

参考文献

[1] 贺丽萍.现代计算机数据存储技术探析[J].船舶职业教育,2013,04:61-63.

[2] 姚晓毅.计算机数据存储备份技术探析[J].电脑编程技巧与维护,2015,10:63-68.

[3] 雷磊,王越,孟粉霞. 计算机数据安全存储技术及应用[J]. 网络安全技术与应用,2012,04:33-36.

[4] 白亚光.计算机数据存储技术研究[J].计算机光盘软件与应用,2012,23:93-94.

[5] 徐新阳. 计算机数据存储安全分析及防范技术探讨[J]. 河南科技学院学报(自然科学版),2014,03:76-78.

存储技术论文第6篇

关键词:企业云存储;系统架构;核心技术;访问规则和认证方式

中图分类号:TP313 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2014)09-1909-03

在IT技术飞速发展的当今社会,信息化办公早已不是一个新颖的名词。信息化的工作模式为各行各业的日常工作带来无与伦比的帮助和便利,使得各项工作的质量或效率均得到极大的提升。所以,很多企业将信息化技术作为一个重要的企业平台构成部分,不惜投以重金来搭建自己的企业信息化平台,以此来保障自己企业的工作任务在IT平台的支持下高效高质量的推进,从而为自己的企业带来更多的效益和利润。

诚然,信息化技术无论与当今何种工作模式,都可以带来极大的辅助和效率提升,所以合理的信息化部署对于所有企业来说都绝对是利大于弊的,而在这方面的投资,对大多数企业来说也都是必要和值得的。不过与此同时,IT业内也在各个技术领域不断进行着新技术的研究,在很多领域也已经取得了不俗的成绩。如前几年提出的云计算技术,以虚拟化技术为核心,旨在提升硬件效率使用率和资源弹性整合,一被提出就得到了广泛的关注。在肯定和质疑交错的声音中,云计算稳步发展,其中的某些技术在几年后的今天已经在很多领域投入使用,为生产生活提供服务,以实实在在的应用功效打破了部分反对者质疑的声音,初步完成了从理论到实践的落地。如今,云计算的热度丝毫没有消退,相反很多企业也开始采用了这一先进的技术,得以使用少量的信息化投资换取更大的IT能力回报,大大提升了信息化投资的性价比,为自己的企业创造了更大的利润空间。

1 企业云存储概述

云计算技术是一种对基于网络的、可配置的共享计算资源池的、能够方便并且随需访问的一种模式,近几年关于此方面的讨论和定义层出不穷,该文这里不做累述。要着重强调的是,云计算技术不是一种新的技术,它更应该是一种新型的交付模式。从技术层面来讲,它应该是分布式系统、网格计算、并行处理技术等多领域多技术的融合产物;但是从交付模式上讲,它却革命性的打破传统IT架构,创新的以面向服务为主体交付模式。而从信息化服务的基础问题――存储角度上说,云存储可靠的分布式多容灾存储模式,更是为云平台中数据存储提供了更加可靠的解决方案。依托云计算,企业可以将自己的大量数据和重要信息安全、可靠、便捷的存放于云存储池中。这对于以往企业不得不在私有的数据中心大规模部署存储集群的情况之外,提出了一种新的数据存储解决之道。

所以,当企业在自己内部进行云部署或者采用租用供应商ISP提供的云服务时,这种企业云的模式特征和优势就尤为明显。云存储不是单纯的依赖硬件部署和技术人员的配置支持,将传统的数据存储配置和管理方式从硬件级别上升至软件级别,使得整体运行更加高效,同时可以将运维技术人员从枯燥繁杂的运维工作中解放出来;另一方面,它面向用户所要使用的不同数据类型,以中心式管理模式对数据进行部署管理,从提供服务的角度解决多类型数据的读写和容灾问题,提供了可靠的安全保障。一般来说,云存储非常适合企业的发展。一个良好的云存储平台能够帮助企业解决诸多IT问题,还能够帮助用户节省大量的IT资金。以下是一个经典的企业云存储系统体系架构的部署示意图。

从架构图中可以看出,用户可以通过多种渠道访问云存储服务器。对用户的操作进行基本区分,大致可以分成两类:数据读写操作和属操作。所有操作最终经过访问控制器进行分析管理,根据其具体内容(属性或者规则)做出决策其是否允许执行。其中相关管理节点,均采用集群服务器以提供弹,以保障其突况下的运行性能。

由此,企业中应用云平台以及其基础支持部分的云存储中心,可以为企业的信息化等工作部署带来极大的帮助和推动。例如租用服务器、远程设备管理、视频监视系统等等多项应用,均可以在企业云中得到部署,为现代化企业的日常办公提供了便捷的途径。

2 企业云存储技术与关键方案

存储技术论文第7篇

关键词:云存储;技术研究;未来发展

中图分类号:TP333 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 24-0000-01

我们知道,现在各大市场上充斥着平板、智能手机、笔记本电脑、台式电脑等各个网络设备。而且这些设备的价格也正在不断的降低,无论是哪个阶层的人群都有能力消费起这类的科技产品。正是如此,人们所使用的网络设备,也不在局限于哪台、哪个地方的网络设备,如何才能够满足人们在不同地点、不同时间对于数据的便捷访问的需要,是现今网络技术发展需要解决的难题所在。而云存储技术就是在这样的一个环境下孕育的。

一、云存储技术的发展历程

(一)云存储技术在国外诞生

中国的计算机科学技术起步较国外来说,实在是太晚。中国现今的计算机科学技术和国外的计算机科学先进技术相比,还无法并驾齐驱。2008年,这也是中国首次举办奥运会的年份,这年,世界上云计算技术开始浮现。也就是紧跟着云计算技术发展的节奏,云存储技术也慢慢走入了人们的视野。各大internet公司,如IBM,苹果,谷歌等开始开发属于自己的云存储技术。关于云存储的存储模式,现今市场上所流行地一般有两种:一是文件的大容量分享方式;二是云同步存储模式。相信各位网民在网上冲浪的时候,总会发现自己身边的各个软件开始增设云同步、云存储的服务。例如360安全卫士就增设了云盘、网易也是不甘落后,增设了云附件。现今,云存储技术发展领域的竞争激烈,各大公司为了推广自身的云存储技术,开始设计出仅和自身旗下产品相适应的云存储技术,云存储技术已经和它们的电子产品进行绑定。例如苹果的icloud就仅仅只是面向于ios用户。

(二)云存储技术在国内崭露头角

1.云存储技术“前途无量”

云存储技术是一个新兴的产业,同样也是备受各大公司、专家学者的青睐。从2008年云计算开始到现今,云存储技术似乎已经是为各大网民用户所熟悉、所接受。例如我国IT公司巨头腾讯、金山、迅雷等,无论是专攻于播放器、还是专攻于网络安全类的IT公司已经是开发出云存储功能,关于这点相信大家在日常生活之中也能够切身体会到。而且,就现在的网络电视机上也正是在普遍地使用着云存储技术。可见,无论是哪位商家都想要动这一块奶酪。云存储技术的发展迅猛之势,用“一夜风靡”来形容也不过分。

2.机遇与挑战

国内的云存储技术虽然发展速度快,但是必须要清醒地是,我国的计算机科学技术本身的底子就不是特别扎实,再加上这么快的发展速度,其的质量问题很是令人担心。云存储技术的研究发展在我国目前仍旧只能够算起步阶段,市场的发展状况也是没有国外的那么稳定,未来发展之路仍旧不好走。国内的网民对于SSP还是没有完全信任,网民在上网时,仍旧存在自己的信息可能是否被泄露的担忧。纵然现今各大商家已经推出了云存储技术服务,但是也是鲜有几个网民是它忠实粉丝。对于商家和网民之间的信任度的建立,不是一两天的工夫,这需要日积月累的交流沟通之后,才能够建立起来。由此可见,云存储技术的发展之路,前路漫漫,荆棘丛生。

二、云存储技术发展的瓶颈

安全性问题:如前所述,虽然云存储已经是遍布了网络市场,但是还是没有能够得到人们的广泛使用。一些企业或者单位部门,根本就无视于云存储技术的使用,还是数据存储于自己私人的光盘、U盘之中。究其根源,还是在于它们对于“云”的不了解,不放心。毕竟网络上因数据丢失而引发各种安全问题还是在触痛了网民的神经。可以说,安全问题是对云存储服务的最大挑战。这一问题直接关系到云存储市场的生死存亡。从客户的角度分析,既然把重要数据交给第三方托管,自然希望SSP能够确保数据的不被篡改、不丢失、不被非法访问或任意窃取。而且上传和下载的速度不能太慢,最好能够提供实时高带宽的传输服务,这就给SSP们出了一道市场考题。

三、云技术的应用

(一)云教育应用

视频云计算应用在教育行业的实例:流媒体平台采用分布式架构部署,分为web服务器,数据库服务器、直播服务器和流服务器,如有必要可在信息中心架设采集工作站搭建网络电视或实况直播应用,在各个学校已经部署录播系统或直播系统的教室配置流媒体功能组件,这样录播实况可以实时传送到流媒体平台管理中心的全局直播服务器上,同时录播的学校也可以上传存储到信息中心的流存储服务器上,方便今后的检索、点播、评估等各种应用。

(二)云会议应用

云会议是基于云计算技术的一种高效、便捷、低成本的会议形式。使用者只需要通过互联网界面,进行简单易用的操作,便可快速高效地与全球各地团队及客户同步分享语音、数据文件及视频,而会议中数据的传输、处理等复杂技术由云会议服务商帮助使用者进行操作。目前国内云会议主要集中在以SAAS(软件即服务)模式为主体的服务内容,包括电话、网络、视频等服务形式,基于云计算的视频会议就叫云会议。云会议是视频会议与云计算的完美结合,带来了最便捷的远程会议体验。及时语移动云电话会议,是云计算技术与移动互联网技术的完美融合,通过移动终端进行简单的操作,提供随时随地高效地召集和管理会议。

四、结束语

云存储技术,毋庸置疑地将会掀起市场上存储技术的又一次改革浪潮。在未来,云存储技术也会得到人们的广泛使用。但是随着一个新兴产业的发展,总需要一定的机制和制度来制约、去保障其的安全、稳定、高效性质。云存储应用将网络上各种超大数据进行整理、归集,使之成为一个云状,为用户对于大数据的存储和访问提供了便捷的接口。

参考文献:

[1]门刘贝,汤斌.云存储原理及发展趋势[J].科技信息,2011(05).

存储技术论文第8篇

论文摘要: 操作系统课程理论性强且内容繁杂,本文设计了基于资源管理功能和技术实现纵横两条线设计的课程知识体系,呈现给学生比较清晰的知识结构,为培养学生从离散到系统性的学习和思维习惯创造了条件。

操作系统是计算机系统的核心组成部分,是计算机系统硬件平台中的第一层系统软件,也是计算机及其相关专业的一门重要专业基础理论课,这既使这门课程的教学学习存在非常大的困难和困惑,又使其无论在教学、科学研究和项目开发中都处于非常重要的地位。

一、课程教学难点

1.理论性强

该课程教学内容理论性强、概念抽象、涉及知识面广,学生时其整体实现思想和技术往往难以理解,学习时有较大难度,大部分学生有一种畏难情绪。因此学生很容易陷入疲于记忆的状态,忽略了对课程各部分间关系和课程教学目标的把握。因而该课程是计算机专业中教师“最难教”,学生“最难学”的课程之一。

2.学习效果见效不快

很多学生对学后有立竿见影效果的课程兴趣较大,如程序设计语言,学生学会了便很快可以就某个问题编写程序上机运行,颇有成就感;而对诸如操作系统这样原理性强,实验要求高,设计一个操作系统又不现实的课程,一些学生因感觉学习后效应不会立即显现而对课程重视度较低。

二、教学目标

操作系统是目前最复杂、技术含量最高的软件,在计算机专业软、硬件课程的设置上起着承上启下的作用,其中的许多设计思想、技术和算法都可以推广和应用到大型的、复杂的系统设计,以及其他领域。因此,其教学目标应重在培养学生理解和掌握计算机操作系统的基本工作原理、设计技术及设计方法,培养学生开发系统软件和大型应用软件的意识和能力,同时还要让学生了解现代操作系统的新思想、新技术和发展研究动向。

三、课程知识体系设计

鉴于以上课程教学难点,教师若能从繁杂抽象的理论中理出一个脉络清晰的课程知识体系呈现给学生,将为有效达到教学目标要求起到事半功倍的作用。该课程教学内容有纵、横两条主线,纵线主要指操作系统各功能的设计思想、处理机制,横线主要指功能实现的具体技术方法、不同环境下的实现差异。因此,整个课程知识体系可按纵、横两条线展开,遵循知识、能力、素质协调发展的原则,从知识模块、知识单元和知识点3个层次来设计。其中知识模块代表特定学科子领域,可包括若干知识单元;知识单元代表知识模块中的不同方向,可包括若干知识点;知识点代表知识模块中单独的主题,是教学活动中传递教学信息的基本单元。

1.纵向功能线

本文的纵向功能线是从资源管理功能出发来设计,通过基于操作资源管理功能的知识建构,学生能明确所学内容在知识体系中的层次、位置、关系。此处为使结构更清晰,按操作系统资源管理功能出发的纵向功能线细化为进程管理、处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口六个知识模块,由此设计的纵向功能线知识结构如下:

(1)进程管理知识模块包括进程概念、进程调度、进程互斥、进程同步、进程通信、进程死锁各知识单元。进程概念包含进程特征、进程状态与转换、进程控制各知识点;进程调度包含调度时机、调度算法、调度过程各知识点;进程互斥包含与时间有关的错误、临界资源与临界区、临界区使用原则、临界区互斥访问的解决途径、临界区互斥访问的解决途径各知识点;进程同步包含信号量同步机制、生产者与消费者问题、读者与写者问题、哲学家进餐问题各知识点;进程通信包含忙等待策略、睡眠和唤醒策略、消息传递策略各知识点;进程死锁包含产生原因、必要条件、解决途径各知识点。

(2)处理机管理知识模块包括分级调度、调度算法、算法评价各知识单元。分级调度包含作业调度、交换调度、进程调度各知识点;调度算法包含作业调度算法、进程调度算法各知识点;算法评价包含作业调度算法评价、进程调度算法评价各知识点。

(3)存储器管理知识模块包括存储管理功能、存储管理方案各知识单元。存储管理功能包含内存分配与回收、地址映射、内存共享、内存保护、内存扩充各知识点;存储管理方案包含分区存储管理、页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理各知识点。

(4)设备管理知识模块包括数据传送控制方式、并行技术各知识单元。数据传送控制方式包含程序直接控制方式、中断方式、DMA方式、通道控制方式各知识点;并行技术包含通道技术、中断技术、缓冲技术、分配技术、虚拟技术各知识点。

(5)文件管理知识模块包括文件结构、文件存储空间管理、文件目录管理、文件存取控制各知识单元。文件结构包含文件逻辑结构与文件存取、文件物理结构与存储设备各知识点;文件存储空间管理包含空闲文件目录、空闲块链、位示图各知识点;文件目录管理包含文件目录形式、文件共享与保护、目录检索各知识点;文件存取控制包含文件存取控制方法。

(6)用户管理知识模块包括命令接口和系统调用知识单元。命令接口包含脱机控制命令、联机控制命令知识点;系统调用包含设备管理类命令、文件管理类命令、进程管理类命令、存储管理类命令、线程管理类命令各知识点。

2.横向技术线

操作系统知识点看似繁杂,但究其原理,在对不同系统资源功能进行管理时,所采取的策略和方法有很多是相同的。因此通过对重要方法和机制进行贯穿式的横向技术线,可使被条块分割的教学内容有效关联起来;通过横纵交错的连接,可使看似离散的知识有稳固而紧密衔接的结构。从操作系统四种重要实现技术出发的横向技术线包括中断技术、共享技术、虚拟技术和缓冲技术。当然,有些技术在其它相关课程中已有介绍,也可看出其在整个计算机系统中的重要程度,由此设计横向技术线知识结构如下:

(1)中断技术知识模块是实现程序并发执行与设备并行操作的基础,它包括中断类型、中断优先级、中断事件各知识单元。中断类型知识单元包括外中断、内中断知识点;中断优先级知识点在不同的系统中有不同的规定;中断事件知识单元包括进程创建与撤消、进程阻塞与唤醒、分时时间片、缺页中断与缺段中断、I/O操作、文件操作各知识点。

(2)共享技术知识模块是提高资源利用率的必然途径,它包括处理机共享、存储共享、设备共享、文件共享各知识单元。处理机共享包含进程的并发执行;存储共享包含外存储器共享、内存储器共享知识点;设备共享包含SPOOLing系统;文件共享包含便于共享的文件目录。

(3)虚拟技术知识模块是把一个物理实体变为若干面向用户的逻辑单元,使资源的用户使用与系统管理相分离,从而提高资源利用率和安全性方,它包括虚拟处理机、虚拟存储器、虚拟存储器方法、虚拟设备、虚拟文件各知识单元。虚拟处理机包含多进程管理;虚拟存储器包含地址转换、中断处理过程、置换知识点;虚拟存储器方法包含页式管理、段式管理、段页式管理各知识点;虚拟设备包含设备共享;虚拟文件包含文件共享。

(4)缓冲技术知识模块是异步技术的实现前提,可大大提高相关资源的并行操作程度,它包括存储管理缓冲技术、设备管理缓冲技术、文件管理缓冲技术各知识单元。存储管理缓冲技术包含快表;设备管理缓冲技术包含硬缓冲、软缓冲、SPOOLing系统中的输入/输出井知识点;文件管理缓冲技术包含记录成组技术、文件表的打开。

四、课程知识体系操作

知识体系的设计显然要有必要的操作作为支持才能使其与学习者间进行互动,形成交流并达到知识的内化。依据上述的知识体系设计,该课程教学可采用以下两个步骤进行操作,一是以“核心拓展”的方式进行纵向功能学习,二是以“小组学习和共同学习相结合”方式进行横向技术综合学习。

“核心拓展”方式中核心指六大知识模块,它们也是该课程的核心内容,教师应结合具体系统的具体实例以讲授方式进行,讲授过程中对于一些关键算法一定要以具体实例加以讲解,不能照本宣科。“小组学习和共同学习相结合”方式可采用将多次出现的具体技术单独提出来,讨论哪些功能应用了该技术。分小组,一个小组负责总结一项技术,然后以小组宣讲共同讨论的方式来加深技术对功能的应用。

通过这两个步骤的操作,整个课程的知识体系便可以横、纵两条线的形式清晰地呈现在学生面前,为培养学生从离散到系统性的学习和思维习惯创造条件。

参考文献

存储技术论文第9篇

关键词:存储模式,存储设备,接口技术,智能存储

 

1. 引 言

互联网技术广泛应用以及计算机技术的发展,人们对数据存储的需求及方式有了巨大的改变。表现在三方面:首先,许多应用系统,如电子商务,数据仓库,企业资源规划(ERP)和客户关系管理(CRM)等对存储容量有巨大的要求;其次,应用系统要求对数据进行快速有效的存取;最后,需要对数据进行有效的管理。本文叙述了存储模式的发展,相应的存储设备、存储接口技术等。NAS存储技术在图书馆的应用,实现了数字化管理。

2. 存储模式的发展

分为封闭系统存储和开放系统存储,目前主要以开放存储系统发展和应用为主(如图1示)。

图1

2.1 内嵌式存储系统

内嵌式存储系统(Embedded Storage, ES)就是把存储器内嵌于服务器中,比如我们熟悉的PC硬盘就是这种模式,其优点是简单易用,缺点是每个服务器只能保存有限数量的存储器件,而且存储容量和存取速度也受到服务器性能的限制。另外,如果服务器出现故障,则其存储系统也随之变为不可用,这是一个致命缺陷。

2.2 直接存储系统(Direct AttachedStorage DAS)

采用独立的外接式存储设备(如RAID JBOD等)并通过标准接口技术(如SCSI)与服务器连接。将对存储器件的读写操作从应用服务器中分离出来,高速接口技术从一定程度上提高了总体存取时间。DAS又称为以服务器为中心的存储体系。存储设备为通用服务器的一部分,该服务器同时提供应用程序的运行,即数据访问与操作系统、文件系统和服务程序紧密相关。当用户数量增加或服务器正在提供服务时,其响应速度会变慢。在网络带宽足够宽的情况下,服务器本身成为数据输入输出的瓶颈。

2.3 网络依附存储系统(Network AttachedStorage NAS)

NAS的结构是以网络为中心,面向文件服务的系统(如图2所示)。应用和数据存储部分不在同一服务器上,其中专用数据服务器不再承担应用服务,称之为"瘦服务器"(Thin Server)。数据服务器通过局域网的接口与应用服务器连接,通过标准LAN进行访问。由于采用局域网上通用数据传输协议,如NFS、CIFS等,所以NAS能够在异构的服务器之间共享数据,如Windows NT和UNIX混合系统。NAS系统的关键是文件服务器,专用文件服务和存储服务的服务器是文件系统所在地和NAS设备的控制中心,该服务器可以支持多个I/O节点和网络接口,每个I/O节点都有自己的存储设备。

图2 NAS

2.4 存储区域网络(StorageArea Network SAN)

SAN是以光纤通道(Fiber Channel, FC)实现服务器和存储设备之间通讯的网络结构(如图3示)。SAN的核心是FC,SAN网络路由器、交换机等, SAN设备需要使用光纤通道技术,又称为光纤通道路由器或光纤通道交换机。其中的服务器和存储系统各自独立,地位平等,通过高带宽FC路由交换机相连。SAN路由器负责把数据从服务器传送到存储设备或存储设备传送到服务器,SAN路由器使用光纤通道协议而不是TCP/IP协议,可避免大流量数据传输时发生阻塞和冲突。工作站通过局域网访问服务器,在各存储设备之间交换数据时可不通过服务器,减轻了服务器承受的压力。论文检测。

图 3 SAN网络系统及设备

3. 存储设备类型、接口技术简介

存储系统模型经历了ES、DAS、NAS以及SAN几个阶段,不管何种模式,都涉及存储设备及外界接口技术等问题。对于SAN来说,存储设备需要SAN路由器或交换机等。

3.1 存储设备

3.1.1 磁带库

磁带库设备包括自动加载磁带机和磁带库,自动加载磁带机有一个磁带驱动器和自动磁带更换装置组成,可以从装有多排磁带闸中拾取磁带并放入驱动器中,且支持例行备份过程。

磁带库具有自动备份和数据恢复功能外,存储容量可达数百PB,实现连续备份。自动磁带搜索可在驱动管理软件控制下实现智能恢复,实时监控和统计,摆脱人工干预。随着制造技术和生产工艺的改进,磁带库的性能还将得到更大的提高,从而在未来的存储市场中长期扮演重要的角色。

3.1.2 光盘存储设备

光盘存储设备(CD、DVD及其驱动器)是经常接触到的存储系统。光盘存储设备的优点是价格低廉,可靠性好,体积小,便于携带且可随机读写,保存时间长。然而一张光盘的存储容量有限,光盘塔、光盘库以及光盘网络镜像服务器就是基于此设想而开发的基于光盘的海量存储设备。光盘网络镜像服务器是一种可在网络上实现光盘信息共享的网络存储设备。具有大型光盘库的超大存储容量,而且还具有与硬盘相同的访问速度,其单位存储成本大大低于光盘库和光盘塔,因此光盘网络镜像器已开始取代光盘塔和光盘库,逐渐成为光盘网络共享设备中的主流产品。

3.1.3 磁盘存储设备

磁盘存储设备具有高性能,高容量,高可靠性的特性,是目前构建存储系统的主要设备。为进一步提高存储设备的容量和可靠性,每个磁盘存储设备可包含多个磁盘(磁盘阵列)。根据有无管理功能,这类存储设备可分成RAID(Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks,独立/廉价磁盘冗余阵列)和JBOD(Just a Bunch Of Disks)两种。RAID内置处理器以实现对磁盘阵列的管理,根据对性能的不同要求和相应的管理算法,分成不同的等级,如RAID0,RAID1----RAID6等。JBOD在物理特性上与RAID有许多相似之处,但本身缺乏内部管理功能,因此需要外部软件或硬件支持。

3.2 存储设备接口技术

存储设备通过标准化的I/O接口技术与服务器,SAN交换机通信实现开放式的系统互联。目前最主要的接口技术包括SCSI(小型机系统接口),iSCSI(internet SCSI ),光纤通道FC(Fiber Channel)。

3.2.1 SCSI

SCSI作为一种I/O技术方便了存储的操作和管理,可以为不同类型的外围设备提供统一的数据交换平台,另外SCSI还具有占用CPU资源少,支持高速数据传输等优点。经过多年的发展,出现了多种总线宽度,多种总线速率, SCSI总线仲裁方式等。特点如下;

高速总线技术提供可靠的数据传输;

方便的存储设备添加和连接;

SCSI设备间的高兼容性;

相当的总线长度。

3.2.2 iSCSI

iSCSI是结合了TCP/IP和SCSI的一项标准接口技术或协议,将SCSI命令和块状数据封装到TCP/IP包中来发送和接收。发送端将SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中再通过网络转发,接收端收到TCP/IP包之后将其还原为SCSI命令和数据并执行,完成之后将返回的SCSI命令和数据在封装到TCP/IP包中传送回发送端。在用户看来整个过程就像访问本地的SCSI设备一样简单。由于iSCSI是建立在IP网络之上,易于将连接能力延伸到LAN区域之外,包括城域网和广域网,这使iSCSI具有更大的灵活性和较低的成本,也大大幅度降低了存储系统的复杂性。论文检测。iSCSI的最终目的并不是代替SCSI或光纤通道,而是使IP用户终端能够连接到基于SCSI以及光纤通道的存储设备上。

3.2.3 光纤通道

光纤通道FC(Fiber Channel)是存储系统中常用的一种介于I/O通道和网络连接之间的通信协议。论文检测。它综合了通道通信和网络通信的优点,能给不同设备提供高速的数据交换通道。现在常见的有100MB/S和1000MB/S两种速度。同时光纤通道也能提供比较远的通信距离,可达到数十公里。

光纤通道可以是点到点的直接连接,环型连接,还可以连接成网状。光纤通道协议是一个分层的通信协议,包括物理层(FC-0), 编码解码层(FC-1),桢协议流控制层(FC-02),通用服务层(FC-3),带上层协议层(FC-4)。光纤通道网络中的设备必须遵循光纤通道协议的各个层次来通信。

4. 网络存储技术的应用实例(图书馆应用)

随着技术的发展,需要存储和传播的信息量越来越庞大,信息的种类和形式越来越丰富,传统图书馆的机制显然不能满足这些需要,因此,提出了数字图书馆的设想。数字图书馆是一个电子化信息的仓储,能够存储大量各种形式的信息,用户可以通过网络方便地访问,以获得包括多媒体在内的各种信息,信息存储和用户访问不受地域限制。建设的数字图书馆,是一种运行在高速宽带网络上的、分布式超大规模的、可跨库检索的海量数字化信息系统资源库群,对有价值的图像、文本、语音、影像、影视、软件和科学数据等多媒体信息进行收集、加工、存储和管理,实现知识增值,并提供基于网络的电子存取服务。具体地说,图书馆主要希望实现三种应用:图书馆知识管理系统数据库、数字图书馆系统数据库和图书馆 Web 站点群静态页面存储。这样的目标无疑对存储系统的要求很高,既要求高可用性、高可靠度和大容量,还需低成本和易安装管理(图4示)。

图4 NAS在图书馆的应用

5. 总结与展望

存储模式已经历了四个阶段,各种存储设备和接口协议都有待完善,各种存储设备和技术正趋于融合,网络存储系统实际已得到应用(如在图书馆应用)。本文虽然做了一些简单的探索工作,却是远远不够的,其功能、需求、体系结构、实现技术都有待进一步的研究。由于宽带的发展、对存储系统需求的增加,网络存储正在迅速兴起。未来网络存储系统将是智能的、分布式的、虚拟化的存储系统 ,能够实现自我管理、自我优化和自我恢复的系统,因此,它必将引起人们的重视并更加深入的研究。

参考文献:

[1] 赵文辉 徐俊 周家林 李晨.网络存储技术[M] 清华大学出版社,2005

[2] 李培.数字图书馆馆原理与应用[M].北京:高教出版社,2004

[3] 张伟.网络存储技术的发展现状与应用[J].福建电脑,2003 (1)

[4] 罗宁.SAN与NAS融合技术的研究.计算机应用与软件[M],2004 (10)

[5] 建峰.数字图书馆信息存储系统架构的探析[J].现代情报,2005 (6)

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