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1、辽 东 学 院 本 科 毕 业 论 文（设 计）网络虚拟化存储设计方案的研究Network storage virtualization design scheme of research学 生 姓 名： 学 院： 信息技术学院 专 业： 网络工程 班 级： B0805 学 号： 0913080522 指 导 教 师： 审 阅 教 师： 完 成 日 期： 2012年5月30日 辽 东 学 院Eastern Liaoning University摘 要随着计算机及其相关的各种网络应用的高速发展，通过网络进行传输的数据量不断增加，对网络存储的需求也日益增多。存储系统不再是计算机系统的附属设备，而成
2、为互联网中与计算和传输设施同等重要的三大重要部分之一，网络存储已成长为信息化的核心发展领域， 并逐渐承担着信息化核心的责任。数据量的迅速增长为我们提出了新的问题和要求，如何确保数据的一致性、安全性和可靠性，如何实现不同数据的集中管理，如何实现网络上的数据集中访问，如何实现不同主机类型的数据访问和保护等等。所有这些都对现有的存储技术提出了挑战，呼唤着新的网络存储技术及其产品的出现，也使得网络存储技术迅速崛起。在网络虚拟化存储技术中，由网络存储设备提供网络信息系统的信息存取和共享服务，其主要特征体现在超大存储容量、大数据传输率以及高的系统可用性等方面。目前，网络虚拟化存储技术正在成为计算机领域的研
3、究热点，如何适应新的存储需求，采用什么技术来突破当前存在的存储服务的瓶颈，是人们普遍关心和迫切需要解决的问题。本文通过对主要网络存储技术的技术理论及应用进行分析研究，了解它们的优缺点和实现方式，结合不同的应用环境对网络虚拟化存储进行对比和研究，分析和总结，以及存储方案的设计和实现。针对环境不同的存储方案可以有效地利用现有的资源根据环境选择适合的存储方案。在相同的经济条件下创造出更多的价值。关键词：校园网； DAS； SAN； NAS；ISCSIlCampus environment and implementation of network storage technology Abstrac
4、tAlong with the development of the network, network is more and more widely, network storage technology as a network product, by more and more people rely on, the new store way gradually mature, traditional way of storage already cannot adapt to the requirements of the network, in this case, We need
5、 to choose a new storage technology to adapt to the development of the network.Network storage technology is mainly using the network technology of information storage; such advantages in the presence of many deficiencies still exist simultaneously. And as a kind of network centered on the applicati
6、on server mode, we need not only a suitable choice for campus network storage technology in constructing, still need to meet the specific requirements of the school and the network environment, so in the campus network storage solution design, We need analysis the existing storage technology, to get
7、 the advantages and disadvantages and environment of various storage technology, according to the specific requirements of the campus network and environment for school, choose an appropriate storage technology to realize the construction of network storage system.This paper analyzed the advantages
8、and environment of four kinds of network storage technology, come up with several different network storage solutions, and choose one of the storage solutions for choice, with information technology institute of storage system for instance, Analysis the fusion technique in the campus network storage
9、 system, and the storage technology development trend in several years in the future at the same time.Key Words：；DAS；SAN；NAS； ISCSIl目 录摘 要IAbstractII一、概述1（一）引言1（二）网络存储技术的介绍1（三）网络存储技术的发展现状2（四）本章小结4二、网络存储技术的分析比较5（一）网络存储技术体系结构51.1直接附加存储DAS51.2 网络附加存储61.3 存储区域网络SAN81.4 ISCSI技术9（二）网络存储技术的比较11（三）本章小结14三、校
10、园网环境下的网络存储特点分析15（一）校园网络应用系统的特点151.1 应用系统多、管理难度大151.2数据类型多、存储需求复杂151.3 用户多、访问量大16（二）存储应用环境分析16（三）校园网络存储需求分析173.1 提供集中存储的平台173.2 海量的存储空间173.3 快速的IO响应、强大的传输能力173.4高可用性、高安全性17（四）本章小结19四、校园网存储方案的设计和实现20（一）存储方案的设计201.1 构建校园网络存储系统的功能目标201.2 构建校园存储系统的原则201.3 构建校园网存储系统时面临的问题211.4 校园网存储系统方案选择依据22（二）存储方案的实现22（
11、三）方案实施的优点26（四）信息技术学院存储方案的实现27（五）本章小结29五、网络存储技术的发展趋势展望30(一) 网络存储技术的融合使用30(二)存储虚拟化30(三) 存储智能化31(四) 存储结构化31六、总 结32参 考 文 献33致 谢34辽东学院本科毕业论文（设计）版权使用授权书35一、概述（一）引言伴随信息技术与网络技术的发展,存储技术由传统的直连存储方式(DAS)发展到如今已被普遍接受的网络存储方式(NAS 和SAN)，存储数据量从MB 到GB 级再猛增到TB 级,存储正从主机的附属变成整个IT 系统的核心。信息数字化的汹涌发展，越来越多的有价值的关键信息转变为数据，数据的价值
12、越来越高。但是，现有的设备和系统在数据存储方面存在着很大的局限。由此，数据量的爆炸性增长以及用户对数据管理高需求，要求存储系统有高可靠性、高可用性、高性能(I/O 率和数传率)、动态可扩展性、易维护性和开放性等众多方面的要求。而存储虚拟化就是一个很好的解决办法。存储虚拟化是将存储设备和存储系统同服务器操作系统分离开来为用户提供一个统一的虚拟存储池是具体存储设备的抽象，展示给用户的是一个逻辑视图，同时将应用程序和用户所需要的数据存储操作和具体的存储控制分离。无论是文件服务器的NAS 类型的存储网络，还是更新的SAN 类型存储网络，无一不是这样。存储虚拟化的好处显而易见，比如能够极大的方便用户对存
13、储资源的使用，把分散在网络中的存储设备有效的整合起来，减小存储系统的管理开销，提高存储空间的利用率，保护原有投资等。越来越多的厂商正积极投身于存储虚拟化领域，比如数据复制、自动精简配置等技术也用到了虚拟化技术。虚拟化并不是一个单独的产品，而是存储系统的一项基本功能。它对于整合异构存储环境、降低系统整体拥有成本是十分有效的。在未来，虚拟化存储系统将朝着功能增强、操作简单化和接口规范化的方向发展。（二）网络虚拟化存储技术的介绍存储虚拟化的基本思想是通过添加虚拟化层, 将实际的物理存储实体与存储的逻辑表示分离开来, 从而解除了应用服务器和物理存储设备的绑定关系, 使得应用服务器只与分配给它们的逻辑卷
14、打交道, 而不用关心其数据是在哪个物理存储实体上。它是提高网络存储系统可管理性降低成本的核心技术之一。在虚拟化网络存储系统中, 逻辑卷与物理实体之间的映射关系, 是由安装在应用服务器上的虚拟化管理软件(称为基于主机的虚拟化)或存储设备子系统上的控制器(称为基于存储设备的虚拟化)或存储网络中的专用服务器或网络设备(称为基于网络的虚拟化)来完成的基于主机和基于存储设备的虚拟化是早期的虚拟化方法,它们很难将多个或异构的存储设备子系统整合成一个或多个存储池, 并在其上建立逻辑卷, 以达到充分利用存储容量，集中管理存储降，低存储成本的目的。而基于网络的虚拟化可以将通过网络(SAN内部，多个SAN之间或广
15、域网) 连接起来的各种品牌的存储设备子系统按照一定的安全级别进行组织, 整合成一个或多个可以集中管理的存储池, 并在存储池中按需要建立一个或多个不同大小的逻辑卷, 然后将这些逻辑卷按一定的读写授权分配给存储网络上的各种应用服务器以供使用在存储池内, 逻辑地址连续的用户数据被分布在多个存储设备子系统上, 通过统一管理和屏蔽异构数据资源, 实现可扩展的各种元数据层次管理, 并提供透明的全局存储资源视图和多层次的数据访问和控制接口。 此外, 存储虚拟化也为动态资源调度 可扩展性和高可用性的实现提供了一种重要的技术手段这样就达到了充分利用存储容量集中管理存储 降低存储成本的目的。（三）网络存储技术的发展现状网格存储是通过网络以一种灵活的、透明的方式分配资源，依照单位的存储策略和程序，高效地管理存储资源，以保护大容量信息资产的安全。是以节点之间的备份为基础，可以在多重节点上进行
