1、 题目名称： 磁盘阵列 1目 录一、成员分工 .1二、摘要 .1三、正文 .2（一）网络存储概述 .2（二）网络存储分类 .2（ 三 ） 磁 盘 阵 列 技 术 .3四、总结 .6五、参考文献 .72一、成员分工XX：主要负责论文的总结完成。XX：主要负责资料的查找、收集和整理。二、摘要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。磁盘阵列主要针
2、对硬盘，在容量及速度上，无法跟上 CPU 及内存的发展，提出改善方法。关键词：网络技术，数据存储，磁盘阵列。3三、正文（一）网络存储概述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。存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效的方式将数据保存到某些介质上并能保证有效的访问，总的来讲可以包含两个方面的含义：一方面它是数据临时或长期驻留的物理媒
3、介；另一方面，它是保证数据完整安全存放的方式或行为。存储就是把这两个方面结合起来，向客户提供一套数据存放解决方案。（二）网络存储分类网 络 存 储 技 术 是 基 于 数 据 存 储 的 一 种 通 用 网 络 术 语 。 网 络 存 储 结 构 大 致 分 为 三 种 ：直 连 式 存 储 （ DAS： Direct Attached Storage） 、 网 络 存 储 设 备 （ NAS： Network Attached Storage） 和 存 储 网 络 （ SAN： Storage Area Network） 。 直 连 式 存 储 （ DAS） ： 直接附加存储是指将存储设备通
4、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。网 络 存 储 设 备 （ 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
5、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
6、存储数据通过普通数据网络传输，因此4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。存 储 网 络 （ SAN） ： SAN 是 指 存 储 设 备 相 互 连 接 且 与 一 台 服 务 器 或 一 个 服 务 器 群相 连 的 网 络 。 其 中 的 服 务 器 用 作 SAN 的 接 入 点 。 在 有 些 配 置 中 ， SAN 也 与 网 络 相 连 。SAN 中 将 特 殊 交 换 机 当 作 连 接 设 备 。 它 们 看 起 来 很 像 常 规 的 以 太
7、 网 络 交 换 机 ， 是 SAN 中 的 连 通 点 。 SAN 使 得 在 各 自 网 络 上 实 现 相 互 通 信 成 为 可 能 ， 同 时 并 带 来 了 很 多有 利 条 件 。 网 络 存 储 通 信 中 使 用 到 的 相 关 技 术 和 协 议 包 括 SCSI 、 RAID 、 iSCSI 以 及 光 纤信 道 。 一 直 以 来 SCSI 支 持 高 速 、 可 靠 的 数 据 存 储 。 RAID（ 独 立 磁 盘 冗 余 阵 列 ） 指的 是 一 组 标 准 ， 提 供 改 进 的 性 能 和 /或 磁 盘 容 错 能 力 。 光 纤 信 道 是 一 种 提 供
8、存 储 设 备相 互 连 接 的 技 术 ， 支 持 高 速 通 信 （ 将 来 可 以 达 到 10Gbps ） 。 与 传 统 存 储 技 术 ， 如 SCSI 相 比 ， 光 纤 信 道 也 支 持 较 远 距 离 的 设 备 相 互 连 接 。 iSCSI 技 术 支 持 通 过 IP 网 络 实 现 存 储 设 备 间 双 向 的 数 据 传 输 。 其 实 质 是 使 SCSI 连 接 中 的 数 据 连 续 化 。 通过 iSCSI， 网 络 存 储 器 可 以 应 用 于 包 含 IP 的 任 何 位 置 。 而 作 为 Internet 的 主 要元 素 ， IP 几 乎 无
9、 所 不 在 。（ 三 ） 磁 盘 阵 列 技 术磁盘阵列简称 RAID（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID） ，有“价格便宜且多余的磁盘阵列”之意。其原理是利用数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列主要针对硬盘，在容量及速度上，无法跟上 CPU及内存的发展，提出改善方法。磁盘阵列是由很多便宜、容量较小、稳定性较高、速度较慢磁盘，组合成一个大型的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生的加成效果来提升整个磁盘系统的效能。同时，在储存数据时，利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。磁盘阵列能利用同位检查
10、（Parity Check）的观念，在数组中任一颗硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将故障硬盘内的数据，经计算后重新置入新硬盘中。自有 PC 以来，硬盘是最常使用的储存装置。但在整个计算机系统架构中，跟 CPU 与RAM 来比，硬盘的速度是 PC 中最弱的设备之一。所以，为了加速计算机整体的数据流量，增加储存的吞吐量，进阶改进硬盘数据的安全，磁盘阵列的设计因应而生。硬盘随着科技的日新月异，现在其容量已达 1500GB 以上，转速到了 1 万转，甚至515000 转，而且价格实在是很便宜，再加现在企业流行建造网络，企业资源计划（Enterprise Resource Planning：ER
11、P）是每个公司建构网络的主要目标。所以，利用局域网络来传递数据，服务器所使用的硬盘显得非常重要，除了容量大、速度快之外，稳定更是基本要求。基于此因，磁盘阵列开始被广泛的应用在个人计算机上。磁盘阵列其样式有三种，一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡，三是利用软件来仿真。外接式磁盘阵列柜最常被使用大型服务器上，具可热抽换（Hot Swap）的特性，不过这类产品的价格都很贵。内接式磁盘阵列卡，因为价格便宜，但需要较高的安装技术，适合技术人员使用操作。另外利用软件仿真的方式，由于会拖累机器的速度，不适合大数据流量的服务器。在网络存储中，磁盘阵列是一种把若干硬磁盘驱动器按照一定要求组成一个整体，整
12、个磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。磁带库是像自动加载磁带机一样的基于磁带的备份系统，磁带库由多个驱动器、多个槽、机械手臂组成，并可由机械手臂自动实现磁带的拆卸和装填。它能够提供同样的基本自动备份和数据恢复功能，同时具有更先进的技术特点。掌握网络存储设备的安装、操作使用也是网管员必须要学会的。在架构无线局域网时，对无线路由器、无线网络桥接器 AP、无线网卡、天线等无线局域网产品进行安装、调试和应用操作。磁盘阵列作为独立系统在主机外直连或通过网络与主机相连。磁盘阵列有多个端口可以被不同主机或不同端口连接。一个主机连接阵列的不同端口可提升传输速度。和目前 PC 用单磁盘内部集成缓存一样，在磁盘阵列内
13、部为加快与主机交互速度，都带有一定量的缓冲存储器。主机与磁盘阵列的缓存交互，缓存与具体的磁盘交互数据。在应用中，有部分常用的数据是需要经常读取的，磁盘阵列根据内部的算法，查找出这些经常读取的数据，存储在缓存中，加快主机读取这些数据的速度，而对于其他缓存中没有的数据，主机要读取，则由阵列从磁盘上直接读取传输给主机。对于主机写入的数据，只写在缓存中，主机可以立即完成写操作。然后由缓存再慢慢写入磁盘。磁盘阵列的优点：RAID 的采用为存储系统（或者服务器的内置存储）带来巨大利益，其中提高传输速率和提供容错功能是最大的优点。RAID 通过同时使用多个磁盘，提高了传输速率。RAID 通过在多个磁盘上同时
14、存储和读取数据来大幅提高存储系统的数据吞吐量（Throughput） 。在 RAID 中，可以让很多磁盘驱动器同时传输数据，而这些磁盘驱动器在逻辑上又是一个磁盘驱动器，所以使用6RAID 可以达到单个磁盘驱动器几倍、几十倍甚至上百倍的速率。这也是 RAID 最初想要解决的问题。因为当时 CPU 的速度增长很快，而磁盘驱动器的数据传输速率无法大幅提高，所以需要有一种方案解决二者之间的矛盾。通过数据校验，RAID 可以提供容错功能。这是使用 RAID 的第二个原因，因为普通磁盘驱动器无法提供容错功能，如果不包括写在磁盘上的 CRC（循环冗余校验）码的话。RAID 容错是建立在每个磁盘驱动器的硬件容
15、错功能之上的，所以它提供更高的安全性。在很多 RAID 模式中都有较为完备的相互校验/恢复的措施，甚至是直接相互的镜像备份，从而大大提高了 RAID 系统的容错度，提高了系统的稳定冗余性。7四、总结通过学习网络存储这门课程，了解了网络存储的一些基本概念，知道了网络存储结构的三种基本种类的联系和区别，了解了直 连 式 存 储 （ DAS： Direct Attached Storage） 、 网 络 存 储 设 备 （ NAS： Network Attached Storage） 和 存 储 网 络（ SAN： Storage Area Network） 的 基 本 内 容 和 相 关 技 术 ， 对磁盘阵列技术有了比较全面深入的了解，网络存储理解起来很困难，但老师深入细致的讲解给了我很大的帮助。8五、参考文献1 姜宁康、时成阁 编著 网络存储导论 清华大学出版社 2007.12 鲁士文 编著 网络存储技术与应用 清华大学出版社 2010 年 02 月3 张冬. 大话存储网络存储系统原理精解与最佳实践 .清华大学出版社. 2008
