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在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境日益復(fù)雜化的今天,數(shù)字圖書館在采用新技術(shù)高效利用大規(guī)模信息倉(cāng)儲(chǔ)方面提供了典范。數(shù)字圖書館擁有數(shù)字化資源、網(wǎng)絡(luò)化存取、分布式管理三個(gè)基本要素。存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施是數(shù)字圖書館的重要組成部分,而存儲(chǔ)技術(shù)和存儲(chǔ)設(shè)備是構(gòu)造存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分。數(shù)字圖書館存儲(chǔ)系統(tǒng)的特點(diǎn)是:實(shí)現(xiàn)了與網(wǎng)絡(luò)及各種通訊系統(tǒng)的完美聯(lián)結(jié),存儲(chǔ)具有數(shù)據(jù)安全性、響應(yīng)速度及擴(kuò)充性,并滿足了數(shù)據(jù)的可訪問(wèn)性需求。
高校數(shù)字圖書館系統(tǒng)中的存儲(chǔ)技術(shù)
根據(jù)其出現(xiàn)時(shí)間的先后,大致可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展分為4個(gè)階段:直接附屬存儲(chǔ)(DAS),網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)(NAS),存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)(SAN),IP存儲(chǔ)(IPS)。
1.DAS
20世紀(jì)90年代以前,存儲(chǔ)產(chǎn)品大多作為服務(wù)器的附屬設(shè)備通過(guò)電纜直接連接到各種服務(wù)器,這種形式即是DAS。DAS完全以服務(wù)器為中心,不帶有任何存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。DAS方式是長(zhǎng)期以來(lái)大多數(shù)服務(wù)器采取的方式。主機(jī)通過(guò)專用接口與存儲(chǔ)設(shè)備相連接,透過(guò)RAID技術(shù)將這些單個(gè)硬盤,按RAID LEVEL組合成更大的硬盤。當(dāng)主機(jī)需要訪問(wèn)存儲(chǔ)設(shè)備時(shí),主機(jī)發(fā)出指令給存儲(chǔ)設(shè)備,存儲(chǔ)設(shè)備根據(jù)指令進(jìn)行相應(yīng)操作,將數(shù)據(jù)返回給主機(jī),或者將主機(jī)傳輸過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)寫入到磁盤。DAS中存儲(chǔ)設(shè)備可以是磁盤驅(qū)動(dòng)器,也可以是RAID子系統(tǒng),或是其他存儲(chǔ)設(shè)備。
DAS技術(shù)的數(shù)據(jù)安全性差,難以備份/恢復(fù);性能一般,可擴(kuò)充性差,容量有限;數(shù)據(jù)被存放在多臺(tái)不同的服務(wù)器上,難于訪問(wèn),不支持不同操作系統(tǒng)訪問(wèn)。DAS技術(shù)成本低廉,易于安裝,但需停止用戶現(xiàn)有系統(tǒng),且難以維護(hù),存儲(chǔ)利用率低。
2.NAS
20世紀(jì)90年代出現(xiàn)了NAS技術(shù)。NAS包括存儲(chǔ)部件和集成在一起的簡(jiǎn)易服務(wù)器管理軟件。NAS是一種將分布、獨(dú)立的數(shù)據(jù)整合為大型、集中化管理的數(shù)據(jù)中心。NAS通常在一個(gè)LAN上占有自己的節(jié)點(diǎn)。在這種配置中,一臺(tái)NAS服務(wù)器處理網(wǎng)絡(luò)上的所有數(shù)據(jù),將負(fù)載從應(yīng)用或企業(yè)服務(wù)器上卸載下來(lái)。集成在NAS設(shè)備中的定制服務(wù)器系統(tǒng)可以將有關(guān)存儲(chǔ)的功能與應(yīng)用服務(wù)器執(zhí)行的其他功能分隔開(kāi)。NAS設(shè)備的物理位置靈活,通過(guò)物理鏈路與網(wǎng)絡(luò)連接。NAS無(wú)需應(yīng)用服務(wù)器的干預(yù),允許用戶在網(wǎng)絡(luò)上存取數(shù)據(jù)。
其特點(diǎn)是,易于備份/恢復(fù);性能高,可擴(kuò)充性強(qiáng),即插即用,容量無(wú)極限;數(shù)據(jù)被整合并存放在相同的存儲(chǔ)器上,易于訪問(wèn),支持不同操作系統(tǒng)訪問(wèn)。NAS技術(shù)成本低廉,易于安裝和維護(hù),存儲(chǔ)利用率較高。
3.SAN
SAN是允許在存儲(chǔ)設(shè)備和處理器(服務(wù)器)之間建立直接的高速網(wǎng)絡(luò)連接,通過(guò)這種連接實(shí)現(xiàn)只受光纖線路長(zhǎng)度限制的集中式存儲(chǔ)。SAN可以被看作是存儲(chǔ)總路線概念的一個(gè)擴(kuò)展,它使用局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)中類似的單元,實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器之間的互聯(lián)。SAN具有高傳輸速度、遠(yuǎn)傳輸距離和支持?jǐn)?shù)量眾多的設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)。采用了專用的拓樸結(jié)構(gòu),不能直接使用通用的IP網(wǎng)絡(luò)連接各個(gè)SAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。目前,多數(shù)供應(yīng)商的SAN解決方案大多采用光纖通道技術(shù),即FC—SAN。
SAN技術(shù)的特點(diǎn)是,易于備份/恢復(fù);性能極高,可擴(kuò)充性強(qiáng),即插即用,容量無(wú)極限;數(shù)據(jù)被整合并存放在相同或不同的存儲(chǔ)器上,提供統(tǒng)一的用戶訪問(wèn)視圖,易于訪問(wèn),但不支持不同操作系統(tǒng)訪問(wèn)。SAN技術(shù)成本昂貴,需要長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)計(jì)和安裝,且難以維護(hù),存儲(chǔ)利用率很高。
4.IP存儲(chǔ)
IP存儲(chǔ)技術(shù)就是以高速以太網(wǎng)連接為基礎(chǔ),通過(guò)IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的存儲(chǔ)技術(shù),它將SCSI協(xié)議映射到TCP/IP協(xié)議上,使得SCSI的命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)可以在傳統(tǒng)的IP網(wǎng)上傳輸,其支持?jǐn)?shù)據(jù)塊形式的I/O訪問(wèn)和共享存儲(chǔ)。它采用iFCP和iSCSI協(xié)議,由于光纖通道已經(jīng)包含了SCSI協(xié)議,這種方法無(wú)需重大技術(shù)改造,就能滿足SCSI協(xié)議的要求。
IP技術(shù)的特點(diǎn)是,易于備份/恢復(fù);性能高,可擴(kuò)充性強(qiáng),即插即用,容量無(wú)極限;數(shù)據(jù)被整合并存放在相同或不同的存儲(chǔ)器上,提供統(tǒng)一的用戶訪問(wèn)視圖,易于訪問(wèn),支持不同操作系統(tǒng)訪問(wèn)。IP技術(shù)成本低廉,易于安裝和維護(hù),存儲(chǔ)利用率最高。
基于IP的高校數(shù)字圖書館網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)建設(shè)
在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中,FC—SAN在某些方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì),如性能極高,可擴(kuò)充性強(qiáng)等,使其能夠滿足數(shù)字圖書館大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要,但光纖通道存在著成本昂貴和互操作性問(wèn)題,這是一般高校圖書館所不能承受的。而NAS技術(shù)雖然成本低廉,但卻受到帶寬消耗的限制,無(wú)法完成大容量存儲(chǔ)的應(yīng)用,而且系統(tǒng)難以滿足開(kāi)放性的要求。針對(duì)以上技術(shù)的缺陷和不足,根據(jù)國(guó)際上基于IP的存儲(chǔ)設(shè)備已逐步上市和日漸成熟的情況,提出了一種既有ANS和SAN技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),又能克服兩者缺點(diǎn)的存儲(chǔ)網(wǎng)方案,即基于IP的SAN。它由兩部分構(gòu)成,第一部分是利用IP互連設(shè)備構(gòu)成存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)SAN,第二部分是通過(guò)SAN中的交換機(jī)多路接入LAN回路,形成一種廣義的附網(wǎng)存儲(chǔ)NAS,存儲(chǔ)設(shè)備都是商用的NAS設(shè)備以及iSCSI設(shè)備,或通過(guò)轉(zhuǎn)換橋?qū)CSI和FC設(shè)備轉(zhuǎn)換為IP接口,接入基于IP協(xié)議SAN中。它采用最廣泛的TCP/IP作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,既具有NAS易于訪問(wèn)的特點(diǎn),又有專用的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。因此,基于IP的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)可以利用以太網(wǎng)技術(shù)和設(shè)備來(lái)構(gòu)建專用的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),由于使用了以太網(wǎng)設(shè)備,其成本大大低于使用光纖交換機(jī)的SAN網(wǎng)絡(luò),而且保持了SAN的傳輸速率高且穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。用戶在這一技術(shù)中,面對(duì)的是非常熟悉的技術(shù)內(nèi)容,即IP協(xié)議和以太網(wǎng),而且各種IP通用設(shè)備保證了用戶可以具有非常廣泛的選擇空間。事實(shí)上,由于IP存儲(chǔ)技術(shù)的設(shè)計(jì)目標(biāo),就是充分利用現(xiàn)有設(shè)備,使傳統(tǒng)的SCSI存儲(chǔ)設(shè)備和光纖存儲(chǔ)設(shè)備都可以在IP—SAN中利用起來(lái)。隨著帶有IP標(biāo)準(zhǔn)接口的存儲(chǔ)設(shè)備的出現(xiàn),我們可以單純使用本地IP存儲(chǔ)技術(shù),來(lái)擴(kuò)展已有的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò),或構(gòu)建新的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。以千兆甚至萬(wàn)兆以太網(wǎng)為骨干的網(wǎng)絡(luò)連接,保證了本地IP存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。由于采用的是IP協(xié)議,與LAN和Intemet的連接是無(wú)縫的,遠(yuǎn)程備份十分方便,效率工作很高。基于IP的SAN在性能及功能上都具有突出的優(yōu)勢(shì),是目前高校數(shù)字圖書館建設(shè)中存儲(chǔ)區(qū)域方案設(shè)計(jì)的首選方案。
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