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1、1IP 网络存储技术在数字图书馆系统中应 用分析摘要：在网络环境日益复杂化的今天,数字图书馆在采用新技术高效利用大规模信息仓储方面提供了典范。数字图书馆拥有数字化资源、网络化存取、分布式管理三个基本要素。存储基础设施是数字图书馆的重要组成部分,而存储技术和存储设备是构造存储基础设施的重要组成部分。数字图书馆存储系统的特点是:实现了与网络及各种通讯系统的完美联结,存储具有数据安全性、响应速度及扩充性,并满足了数据的可访问性需求。 关键词：数字图书馆；图书馆系统；IP 网络；存储技术Abstract: In an increasingly complex network environment o
2、f today, the digital library in the adoption of new technologies and efficient use of large-scale storage of information has provided a model. Digital Library has a number of resources, network access, distributed management of the three basic elements. Digital storage infrastructure is an important
3、 part of the library, and storage technologies and storage infrastructure, storage structures are an important part. Digital Library storage system is characterized by: with a variety of networks and communications systems linking perfect, with data storage security, in response to the speed and sca
4、lability, and to meet the data needs of accessibility. Key words: digital library; library system; IP networks; storage technology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
5、心,不带有任何存储操作系2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 RAID LEVEL 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
6、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
7、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3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 FCSAN。
8、 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
9、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,FCSAN 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,
10、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4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
11、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 IPSAN 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
12、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) 53 Phillips B.Have Storage Area Networks Come Of Age?Computer,1998,31(7):1012 4 罗宁.SAN 与 NAS 融合技术的研究.计算机应用与软件.2004(10)
