IP SAN存储技术在九江学院图书馆中的应用探讨

摘要:该文论述了基于iSCSI协议的IP SAN技术的原理和特点。分析了九江学院图书馆的数据存储现状及需求实际情况,并充分考虑了其未来发展所需要的存储要求。采用IP SAN 存储技术方案,选择支持IP SAN存储硬件产品,设计了基于IP网络的且符合企业九江学院图书馆数据存储方案。

关键词:网络存储技术;IP SAN;图书馆

中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2009)33-9424-02

Discussing of the Application IP SAN Storage Technology in JiuJiang University's Library

HU Zhen

(Jiujiang University,Jiujiang 332000,China)

Abstract: The thesis discussing principles of IPSAN technology on the iSCSI protocol-based, analyzed the principle and character.Analysis the actual situation of data storage needs of the library ofJiu jiang university.use ISCSI protocol -based IP SAN technology, and select the ISCSI protocol’s storage hardware products,designed and implemented the IP-based networks which in line with the librar storage solutions.

Key words: network storage technology; IP SAN; library

随着高等院校在资源建设和硬件网络设施投入的加大,许多大学图书馆的资源建设、系统平台搭建和读者服务工作变得越来越庞大和复杂。校园网用户对信息系统的依赖性不断增加,因此要求信息系统能够提供7×24的优质服务。建立一个有效的数据存储结构,保证数据更易于管理、使用,满足不同应用系统的高效运行,解决当前存储容量严重不足和有效联机备份空间,是当前所迫切需要考虑的问题。通过应用IP SAN存储技术,克服了 FC SAN投入成本高昂及物理距离仅有10公里左右的限制,而且,客户端可以通过局域网、城域网、广域网来访问存储设备。它利用传统的TCP/IP协议技术将网络和存储设备连接在一块,形成一个全新的存储系统环境,使得存储资源利用率得到优化和提高,它是存储技术发展的一个重要方向。

1 IP SAN存储技术原理及特点

在SAN存储网络里,所有的数据都是在高带宽的网络中进行高速传输,SAN存储实现的是直接对物理硬件的块级存储访问,大幅提高了存储的性能和扩展能力。早期的SAN采用的是光纤通道(FC,Fiber Channel)技术,但光纤通道也有它自身的不足之处,如光纤投入的成本非常昂贵、光纤通道的广域网中连接使用能力较弱。基于iSCSI技术的IP SAN也就应运而生。为了区分,业界就把SAN分为FC SAN和IP SAN。由于Internet技术的不断成熟和发展,基于IP的SAN受到越来越多的重视。Internet国际任务组(IETF)主持制订了iSCSI(Internet SCSI) 协议,它定义了通过TCP/IP网络进行块级存储访问的方法。通过在IP网络上传送SCSI命令以及存储数据,iSCSI使得传输、存储以及管理数据的距离大大增加。在千兆或万兆以太网环境下,iSCSI可以达到甚至超过FC的性能。iSCSI为远程数据备份、远程数据复制等IP存储应用提供了很好的支持。简单的说,IP SAN是基于iSCSI协议技术,它的工作流程如图1所示。iSCSI协议就是一个在网络上封包和解包的过程,在网络的一端,数据包被封装成包括TCP/IP头、iSCSI识别包和SCSI数据三部分内容,传输到网络另一端时,这三部分内容分别被顺序地解开。

IP SAN的特点:

1) 成本投入小:采用iSCSI标准,只要计算机有网卡,就可以使用存储系统中的存储空间,以实现低成本的IP SAN。iSCSI所使用的适配卡、交换机和缆线这些产品的价格比FC SAN所选用的硬件产品价格要低,并且iSCSI可以在现有的网络上直接安装,并不需要更改企业的网络体系,这样就大量节约资金投入。

2) 管理方便,维护成本低: iSCSI主要是通过IP网络实现存储资源共享,我们只需要现有的网络功能就可以进行管理,并且iSCSI的设置非常简单,所以不需要对管理人员进行培训,因此iSCSI更能节约成本。

3) 无距离限制:由于iSCSI是一种基于IP网络的存储技术, 它会随着IP网络的延生而将存储距离不断扩大,因此ISCSI是无距离限制的。

4) 数据传输速度快:iSCSI的数据传输速度是根据以太网络的速度而变化的,目前,1Gbps的以太网已经大量用于市场,而10Gbps的以太网也即将进入市场,当以太网的速度增加时,iSCSI的数据传输速度也将不断加快。

5) 建方式灵活,可扩展性高:由于iSCSI存储系统可以直接在现有的网络系统中进行组建,并不需要改变网络体系,加上运用交换机来连接存储设备,对于需要增加存储空间的用户来说,只需要增加存储设备就可完全满足。

2 在大学图书馆中的应用

通过对九江学院图书馆的具体情况的了解和分析,我们发现主要存在的难题一是其数据量快速增长,单机容量过小将增加潜在故障点,同时传统的分布式存储管理复杂,效率低下。二是用户数量众多,大多通过校园网和互联网访问,病毒及人为逻辑故障造成数据恢复难度大。三是基于互联网的服务要求高性能的NAS设备难以实现异构平台数据共享、负载均衡、空间节省等功能。四是操作系统众多,应用杂,性能优化、简化管理左右为难等。

根据技术选择,我们决定在九江学院图书馆中采用千兆以太网交换机构建基于IP SAN来实现数据资源整合。如图2所示,本方案所有需要连接磁盘系统的服务器,只要安装千兆网卡和软件的iSCSI Initiator,就可以通过SAN网络获取存储空间设备,从而不需要额外购置 HBA卡。并支持主流的操作系统AIX、Solaris 、Linux、 Windows都支持这种千兆网卡加软件的iSCSI Initiator的实现方式。本方案中采用了H3C Neocean IX1500,实现了服务器和存储设备的整合,为图书馆管理系统、网络阅读系统、科研服务系统和数据库系统提供了存储和备份空间。在交换机上接入H3C Neocean IX1500一台,2条千兆以太网连接到交换机,存储容量为15TB,最高容量可达64TB,具有良好的可扩展性能。方案配置为:

1) H3C Neocean IX1500 统一存储系统;

2) 操作系统备份及远程系统启动(DiskSafe);Snapshot、SnapRestore SnapMirror技术;

3) 数据快照拷贝功能(SnapShot Copy)软件。

其中15TB的存储容量基本满足了九江学院图书馆目前对存储容量的要求,更为重要的是,H3C Neocean IX1500是一个统一化的存储备,同时支持SAN、NAS和IP SAN存储模式,对不同的应用采用不同的存储协议,可以有效提高不同应用系统的效率。凭借其丰富的数据管理功能,可以为用户提供IP SAN高速访问、多用户文件共享服务、CDP连续数据保护、Windows系统保护等多种解决方案,IX1500系列是高智能、高性能、高品质的IP网络存储系统。

3 结束语

IP SAN存储技术的解决方案在九江学院图书馆中的应用,做到了平台统一、管理简化,确保了数据高可用性,搞高了系统性能。同时,秒级的数据备份和恢复,提升了数据的安全性和容灾能力。它可以彻底的解决图书馆网站访问流量大,存储容量不足的问题。可以不必再担心因访问高峰出现的网络拥堵现象,同时,也可以放心地购买更多电子期刊和全文数据库,方便同学利用更多学习资源。同时,该方案全新解决思路为高校的图书馆数据存储建设提供又一更好的解决之道。

参考文献:

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