智能网络存储【1】

　　摘要：网络存储为我们解决了数据存储与共享的问题，它在结构上清晰、简洁，可扩展性强，不仅提高了带宽，又增加了安全保障。

　　它可广泛应用于大规模视频处理、INTERNET信息发布、数字资料库等海量数据存储领域。

　　关键词：网络存储　SAN MAS NAS服务器

　　计算机网络无疑是当今世界最为激动人心的高新技术之一。

　　它的出现和快速的发展，尤其是Intenet(国际互联网，简称因特网)的日益推进和迅猛发展，为全人类建构起一个快捷、便利的虚拟世界。

　　一、概述

　　目前，数字视音频网络的数据网络的大量应用成为电视行业发展的必然趋势，这就要求提供更大、更快、更有力的网络数据存储和共享途径。

　　网络存储技术无疑为我们提供了一个很好的选择。

　　二、网络存储技术的分类

　　目前的网络存储技术大致分为三类：1.直接依附存储系统(Di-reect Attached Storage)DAS)DAS又称为以服务器为中心的存储体系，如图一所示，其特征为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，即数据访问操作系统、文件系统和服务有程序紧密相关。

　　当用户数据增加或服务器正在提供服务时，其响应速度会变慢。

　　在网络带宽足够的情况下，服务器本身成数据输入输出的瓶颈。

　　现在已渐渐不能满足用户的需求，不再为大家所采用。

　　2网络依附存储系统(Network Attached Storage,NAS)NAS的结构是以网络为中心，面向文件服务的。

　　在这种存储系统中，应用和数据存储部分不在同一服务器上，即有专用的应用服务器和专用的数据服务器。

　　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，应用服务器将数据服务器视做网络文件系统，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、C1FS等，所以NAS能够在异构的服务器之间共享数据，如Win-dows NT和UNIX混合系统。

　　NAS系统的关键是文件服务器，一个经过优化的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，该服务器一般可以支持多个I/O节点和网络接口，每个I/O节点都有自己的存储设备。

　　3存储区域网络(storage Area Network,SAN)SAN是一种以光纤通道(Fiber Channel，FC)实现服务器和存储设备之间通讯网络结构，如图三所示。

　　SAN的核心是FC，其中的服务器的存储系统各自独立，地位平等，通过高带宽(传输速率为800Mb/S，全双工时可达1.6Gb/S)FC集线器或FC交换机相连，可避免大流量数据传输时发生阻塞和冲突。

　　各应用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以不通过服务器，这样就大大减轻了服务承受的压力。

　　三、NAS和SAN的比较

　　NAS、SAN与传统网络存储技术相比而言，无论是从网络传输带宽、数据共享性还是从存储容量的可扩充性、数据的一体化和安全性等各方面来说，其优越性是不言而喻的。

　　所以，现在众多的用户在对其存储方案进行选择时，实际上也就成为对NAS和SAN的选择了。

　　NAS和SAN有许多共同的特点。

　　它们都提供集中化的数据存储和整合优化，都能有效的存取文件，都允许在众多的主机间共享并支持多种操作系统，都允许从应用服务器上分离存储。

　　而且。

　　它们都提供数据的高可用性，都能通过冗余部件和RAID保证数据的完整性。

　　NAS和SAN也有着一些不同点。

　　首先，实施和维护的难易程度不同。

　　上面曾提到，NAS的存储设备与众多访问客户的连接是通过标准的LAN进行的，也就是说，直接将NAS存储设备接入LAN中就可以使用了，管理者所要做的只是来定义网络寸取权限或为每个用户定义磁盘限额。

　　而且由于NAS采用了热插拔和即插即用技术，所以在新设备接入时无需关闭数据服务器或进行重新配置，新增的存储空间可以立即为众多的应用服务和客户机所共享。

　　而SAN的存储设备与客户之间的联系是通过专用FC集线器和交换机来进行的，如果客户端增加，就要对交换机进行级连，这就大大增大了安装与设备难度。

　　其次，二者的设备管理难易程序不同。

　　由于NAS中每一个I/O节点都有自己的存储设备，而这些设备又没有一个统一的管理的界面，所以管理人员就必须逐一管理每个NAS设备，从使管理成本随网络上的NAS设备的增多而线性增加。

　　而SAN对整个网络中的存储设备的管理。

　　是采用SAN专用管理软件来进行集中式管理的，用户可以通过简单的图形界面来管理不同平台和介质上的数据，也就是说，在SAN中，其整个存储网络成为一个集中化的存储池，这样，管理人员管理起来也就非常简单了。

　　再者，NAS和SAN的管理对象也不相同。

　　SAN管理的是磁盘空间，而NAS管理的是文件，也就是说，SAN是个磁盘工厂，而NAS只是一个文件服务器。

　　最后，也是最重要的一点，那就是二者在性能上有所不同。

　　NAS是基于传统以太网络的存取设备。

　　虽然减轻了服务器所承担的压力，但势必严重增加网络的负荷。

　　而且无论存储磁盘的速度有多快，存储速度只可能与网络带宽所允许的速度一样快。

　　即NAS达到高性能的前提条件是网络带宽足够。

　　否则其性能将急剧下降。

　　而如果为了解决带宽问题而增设宽带网段，就势必丧失NAS价格较低、安装设备容易的优势。

　　与NAS不同，SAN构建于基于光纤的专用数据网络，可以提供极高的带宽(新的FC标准可使带宽达到4GB)，不必担心由于带宽不足而引起的性能下降。

　　可以说，NAS和SAN各有其长短之处，在实际应用中也各有不同之处。

　　对于经济实力不足，有传统以太网络，且急需扩充存储空间的用户，NAS无疑是一种便宜、快速的方案。

　　而对于拥有强大经济后盾，对网络性能要求较高及未来发展势头强劲的用户，则应该选择sAN。

　　四、SAN的现状和发展

　　1　现状

　　由于自身所具有的高速、集中化存储管理及几近无限的扩充能力这些特点，特别适合对海量数据的视音频数据进行存储、传输和实时处理，所以采用FC技术的SAN目前在很多电视台得到了推广，甚至已成为电视台运做的核心。

　　在视频处理领域里，SAN就像数字视频网络中的大本营，不但承担着视频数据的存贮、迁移、交换、共享，而且掌管着网络设备的登记、删除、查询、维护。

　　可以这么理解，SAN是电视台视频网络的主干，在SAN网上可以挂接诸如新闻生产系统、非线性编辑系统、广告非线性插播系统、数字化节目库系统等。

　　SAN在日益广泛的应用中也暴露了一些缺点和不足。

　　SAN网络仍然采用传统网络结构进行存储操作，网络结构主要由交换机与集线器构成。

　　将这些传统规范的硬件应用于新的存储结构中，并应用传统的网络管理技术进行存储管理。

　　最终导致了系统的匹配问题。

　　SAN系统出现之初，的确为我们解决了企业数据存储与共享的问题。

　　摘要：本文主要介绍了ASON技术的总体结构和关键技术，当前ASON的标准研究和应用的进展，并对ASON的演进策略作了一些探讨。

　　关键词：ASON 总体结构 关键技术 研究进展 应用 演进策略

　　0 引言

　　随着IP业务的持续快速增长，对网络带宽的需求变得越来越高，同时由于IP业务流量和流向的不确定性，对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。为了适应IP业务的特点，光传输网络开始向支持带宽动态灵活分配的智能光网络方向发展。在这种趋势下，自动交换光网络(ASON)应运而生。ASON网络是由信令控制实现光传输网内链路的连接/拆线、交换、传送等一系列功能的新一代光网络。ASON使得光网络具有了智能性，代表了下一代光网络的发展方向。

　　ASON的主要优点有：动态地分配网络资源，实现网络资源的有效利用;快速的在光层直接提供用户需求的各种业务;降低了运营维护费用;高效的网络管理和保护技术;便于引入新业务。

　　1 ASON的总体结构及关键技术

　　在ASON得分层体系结构中，ASON由传送平面(TP)、控制平面(CP)、管理平面(MP)组成。三个平面分别完成不同的功能。传送平面负责在管理平面和控制平面的作用下传送业务;控制平面根据业务层提出的带宽需求，控制传送平面提供动态自动的路由;管理平面负责对传送平面和控制平面进行管理。

　　ASON的最大特色是引入了控制平面。控制平面是ASON的核心，主要包括信令协议、路由协议和链路资源管理等。其中信令协议用于分布式连接的建立、维护和拆除等管理;路由协议为连接的建立提供选路服务;链路资源管理用于链路管理，包括控制信道和传送链路的验证和维护。

　　控制平面的核心功能是连接控制功能。在ASON中，连接不再是全部由管理层控制实现的固定连接了。它有三种类型的连接：交换式连接(SC)，永久连接(PC)和软永久性连接(SPC)。控制平面的另一关键技术是网络拓扑和资源的自动发现。主要包括自动邻居发现(NDISC)和自动业务发现(SDISC)。自动邻居发现协议是要解决光网络中对新增节点的自动发现以及处理问题。而自动业务发现是要解决对新发现的节点的业务功能的确认问题，通过业务发现，相邻网元能够了解每个网元提供的业务和确定可选的接口。

　　信令、路由和资源发现是实现ASON的三大关键技术，而这三个方面的研究工作可以说是实现光网络智能化的重点和难点之所在，一旦这些问题得到解决，光网络智能化的进程将向前迈出关键的一步。

　　2 ASON的研究进展及应用

　　经过不断的研究和实践，ASON技术的标准化工作和实际应用取得了巨大的进步。目前国际和国内的ASON标准化方面有了显著进展，ASON产品逐步趋于完善和成熟，电信运营商已经开始了ASON网络的试验和建设。

　　负责ASON标准化工作的主要国际标准组织包括国际电信联盟(ITU-T)、互联网工程任务组(IETF)以及光互联论坛(OIF)。ITU-T是从整体结构的角度研究智能光网络。它提出了ASON的体系结构和总体要求，以及信令、路由、自动发现等系列建议，还对保护恢复、连接允许控制、管理平面等方面进行了规范。目前，ITU-T的研究方向是继续加强G.8080，逐步解决多层的呼叫和处理问题，解决多层情况下的路由和信令问题;在信令方面，主要针对呼叫和连接分离情况下的信令流程，研究信令流程对控制平面的可靠性、业务优先级、重路由、保护和恢复等方面的支持;在路由方面，主要考虑控制平面对路由互联的策略、路由和保护恢复方面的问题以及多层的路由问题;在自动发现方面，对ECC发现消息格式进行扩展，提供层邻接发现的附加程序。IETF的主要工作是定义用于智能光网络的控制协议。它提出了通用多协议标记交换(GMPLS)的一系列标准草案，包括信令协议(RSVP-TE/CR-LDP)、路由协议(OSPF)、链路管理协议(LMP)等。目前，IETF正在讨论有关链路管理(LMP)、基于GMPLS的网络保护恢复以及域间路由等方面的标准草案。OIF主要关注的是IP客户端，OIF已经规范了智能光网络的用户接口(UNI)，用于各光网络节点互连的网络接口(NNI)尚在进行当中，E-NNI有了一个初步的定义。目前，OIF一方面主要是进一步完善UNI2.0，包括连接和控制的分离问题、多样性路由的双归属问题、无中断的连接调整操作、1：N的信令保护、对以太网业务的支持、对G.709接口的支持以及UNI接口的发现程序等方面的内容。另一方面，OIF还将进一步完善NNI1.0，完善E-NNI接口的标准化工作。

　　我国的主要电信运营商对ASON技术投入了极大的关注，积极开展了相关技术研究和经济性分析，并着手ASON网络的规划和建设。目前，ASON组网还存在一些问题：比如接口规范不完善，无法实现多厂商设备的混合组网;域间保护恢复技术还不成熟;支持UNI的客户设备较少等。这些问题有赖于标准的不断完善和产品的不断成熟。

　　3 智能光网络的演进策略

　　智能光网络具有先进的技术和突出的优势，是构建新一代光网络的核心技术之一。根据自身业务和网络发展需要，合理的引入和开展新业务新运营模式，逐步向智能光网络演进;要保证与原有网络设备的良好兼容和业务的平滑过渡。