傳統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，基本都是以服務(wù)器為中心的處理模式，存儲設(shè)備(包括磁盤陣列、磁帶庫、光盤庫等)作為服務(wù)器的外設(shè)使用，當(dāng)服務(wù)器之間交換數(shù)據(jù)或向磁帶庫備份時，都是通過局域網(wǎng)(LAN)進行，這將占用大量的網(wǎng)絡(luò)開銷，嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的性能。傳統(tǒng)的存儲設(shè)備一般都是SCSI接口，其帶寬在40MB/S左右，傳輸較慢。這樣，針對目前的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，下列需求越來越迫切:

 

     (1)能夠共享的大容量、高速度存儲設(shè)備

 

     (2)不占用LAN資源的大量數(shù)據(jù)傳輸和備份，這就需要網(wǎng)絡(luò)存儲。這種網(wǎng)絡(luò)不同于傳統(tǒng)的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，它是將所有的存儲設(shè)備連接在一起構(gòu)成存儲網(wǎng)絡(luò)。目前技術(shù)的發(fā)展已為構(gòu)建這種存儲網(wǎng)絡(luò)提供了可能，即光纖通道(Fibre Channel)的存儲設(shè)備(千兆速度的存取)。光纖通道的Switch等設(shè)備的出現(xiàn)將存儲領(lǐng)域推向了網(wǎng)絡(luò)化的新階段，產(chǎn)生了存儲區(qū)域網(wǎng)(Storage Area Network)。

 

     一、存儲區(qū)域網(wǎng)的概念

 

    存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)指的是通過一個單獨的網(wǎng)絡(luò)(通常是高速光纖網(wǎng)絡(luò))把存儲設(shè)備和掛在TCP/IP局域網(wǎng)上的服務(wù)器群相連。當(dāng)有海量數(shù)據(jù)的存取需求時，數(shù)據(jù)可以通過存儲區(qū)域網(wǎng)在相關(guān)服務(wù)器和后臺存儲設(shè)備之間高速傳輸。

 

     SAN以光纖通道(FC)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了存儲設(shè)備的共享;突破現(xiàn)有的距離限制和容量限制;服務(wù)器通過存儲網(wǎng)絡(luò)直接同存儲設(shè)備交換數(shù)據(jù)，釋放了寶貴的LAN資源。

 

     二、存儲區(qū)域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)

 

     從物理的角度看，存儲區(qū)域網(wǎng)包括以下四大類的組件:終端用戶平臺、服務(wù)器、存儲設(shè)備與存儲子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。

 

     一般而言,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫腔�于傳統(tǒng)LAN或WAN的技術(shù)，它提供終端用戶與服務(wù)器間的連接，但是，在特殊要求下，終端用戶的設(shè)備可直接連接光纖存儲區(qū)域網(wǎng)提供的存儲設(shè)備。

 

     服務(wù)器可以單獨的或者以群集的方式接入存儲區(qū)域網(wǎng)。

 

     存儲子系統(tǒng)通過光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機等不同的連接設(shè)備構(gòu)成光纖通道網(wǎng)絡(luò)，與服務(wù)器、終端用戶設(shè)備相連。

 

     從邏輯的角度看，一個存儲區(qū)域網(wǎng)包括存儲區(qū)域網(wǎng)組件、資源以及它們間的關(guān)系、相關(guān)性與從屬關(guān)系;存儲區(qū)域網(wǎng)的組件間的關(guān)系并不受物理連接的限制。

 

     在存儲區(qū)域網(wǎng)的管理中，邏輯關(guān)系起著一個重要的作用。在存儲區(qū)域網(wǎng)中的重要邏輯關(guān)系包括:存儲子系統(tǒng)與連接件的邏輯關(guān)系;存儲子系統(tǒng)間的邏輯關(guān)系;服務(wù)器系統(tǒng)與存儲子系統(tǒng)(包括適配器)的關(guān)系;服務(wù)器系統(tǒng)與終端用戶的組件的關(guān)系;存儲子系統(tǒng)與終端用戶的組件的關(guān)系;服務(wù)器間的關(guān)系。

 

     三、存儲區(qū)域網(wǎng)的功能

 

     存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)具有如下功能特點:

 

     1.可實現(xiàn)大容量存儲設(shè)備數(shù)據(jù)共享

 

     在目前的計算機應(yīng)用中，要求的存儲量越來越大。如數(shù)據(jù)庫中存儲了大量的圖片文件，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中存儲了多個用戶的多種數(shù)據(jù)，視頻制作中有大量的聲音和圖像文件等等都需要百個GB甚至幾個TB的磁盤存儲容量。SAN提供了大容量存儲設(shè)備共享的解決方案。

 

     2.可實現(xiàn)高速計算機與高速存儲設(shè)備的高速互聯(lián)

 

     計算機的主頻每年都要翻一倍，內(nèi)存容量和存儲設(shè)備容量也在不斷提高，這就要求存儲設(shè)備的傳輸速度必須適應(yīng)計算機整體性能，光纖通道正是為了打破這一瓶頸提出來的。SAN采用光纖網(wǎng)，不但提供了主機和存儲設(shè)備之間Gigabit/s 的高速互聯(lián)，而且在設(shè)備數(shù)量(可達數(shù)十個)和傳輸距離上(可達10千米)有較大提高。為基于Client/Server或 Internet/Intranet結(jié)構(gòu)的大容量數(shù)據(jù)的頻繁訪問及快速處理，奠定了完備的物理基礎(chǔ)。

 

     3.可實現(xiàn)靈活的存儲設(shè)備配置要求

 

     主機和存儲設(shè)備的分離是當(dāng)今計算機發(fā)展的一大趨勢。這主要是由于存儲容量的不斷提高，存儲設(shè)備已不再是某個計算機的外設(shè)，而是很多計算機的共享設(shè)備。采用SAN技術(shù)傳輸距離可達10千米。通過FC—AL的Hub和Switch可以建立星型連接。在SAN上的設(shè)備、主機、存儲設(shè)備和磁帶設(shè)備，不但在物理位置安排上十分靈活，而且可以將不同用途的設(shè)備劃分為不同的區(qū)，分別建立虛擬專用網(wǎng)，使得主機訪問SAN上的存儲設(shè)備十分方便。

 

     4.可實現(xiàn)數(shù)據(jù)快速備份

 

     數(shù)據(jù)備份對于大型存儲設(shè)備是非常必要的，由于重要的數(shù)據(jù)都在存儲設(shè)備中，數(shù)據(jù)丟失會造成不可估量的損失。所以在數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用中，進行數(shù)據(jù)備份是必要的日常維護工作。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份有兩種方式，一種數(shù)據(jù)備份是通過數(shù)據(jù)鏡像的方法，將一個存儲設(shè)備通過LAN/WAN鏡像到另一個存儲設(shè)備，在一個存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)修改要及時傳輸?shù)搅硪粋�存儲設(shè)備上，極大地增加了LAN的負(fù)擔(dān)。另一種數(shù)據(jù)備份是通過磁帶，備份時占用大量的LAN資源，而且需要進行多個小時才能完成，且存儲量越大備份的時間就越長。SAN提供了理想的快速備份工具，如果兩個存儲設(shè)備(如一個磁盤陣列，一個磁帶庫)都在SAN上，進行數(shù)據(jù)備份式鏡像十分理想，可不占用LAN/WAN的帶寬，直接通過SAN存儲網(wǎng)絡(luò)進行備份。如果進行磁帶備份，還可以將要備份的設(shè)備隔離開來，不受其它設(shè)備干擾，完全實現(xiàn)LAN free Backup.

 

     5.可以兼容以前的存儲設(shè)備

 

     新建立的SAN不但可以連接光纖通道設(shè)備，而且可以連接SCSI設(shè)備。有兩種類型的Bridge可以將SCSI存儲設(shè)備，如外接磁帶、磁盤陣列和磁帶機及帶庫連接到光纖通道SAN上。這樣保護了用戶以前的投資。

 

     6.提高了數(shù)據(jù)的可靠性和安全性

 

     數(shù)據(jù)的可靠性和安全性，在當(dāng)前的應(yīng)用中顯得十分重要。存儲設(shè)備中的單點故障可能引起巨大的經(jīng)濟損失。在以前的SCSI設(shè)備中，SCSI的損壞可能引起多個存儲設(shè)備失效。在SAN中可以采用雙環(huán)的方式，建立存儲設(shè)備和計算機之間的多條通路，提高了數(shù)據(jù)的可用性。建立虛擬專用網(wǎng)絡(luò)可以提高數(shù)據(jù)的可靠性和安全性;同時在SAN中也可以通過建立雙機容錯、多機集群，實現(xiàn)RAID校驗等方式進一步保證數(shù)據(jù)的安全性和作業(yè)的連續(xù)性。

 

     四、存儲區(qū)域網(wǎng)在電視臺非線性編輯網(wǎng)絡(luò)及硬盤播出網(wǎng)絡(luò)中的組網(wǎng)技術(shù)

 

     在電視臺非線性編輯網(wǎng)絡(luò)及硬盤播出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)素材、控制指令在硬盤、上載及視頻服務(wù)器之間的傳輸，這實際上是一種實現(xiàn)計算機與存儲器之間互連的存儲區(qū)域網(wǎng)，它是結(jié)合了I/O通道技術(shù)、大容量存儲器特點的一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

 

     存儲區(qū)域網(wǎng)具有以下鮮明的特點:高帶寬、模塊化可擴展結(jié)構(gòu)、高可靠性和容錯能力、易管理、易繼承、低造價。消除了服務(wù)器處理瓶頸，可用帶寬接近實際的網(wǎng)絡(luò)傳輸帶寬，適合大數(shù)據(jù)量傳輸、實時數(shù)據(jù)處理，是為解決存儲問題而提出的，它為利用網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)電視節(jié)目存儲、制作、播出、管理的一體化提供了技術(shù)。

 

     實現(xiàn)存儲區(qū)域網(wǎng)主要有FC、千兆以太網(wǎng)和ATM等技術(shù)。

 

     ATM側(cè)重于恒定帶寬和固定時延，主要用于廣域網(wǎng)。

 

     千兆以太網(wǎng)采用交換技術(shù)后，每個端口數(shù)據(jù)傳輸接近1Gbps。通過RSVP來保證在建立連接后提供穩(wěn)定的帶寬，以確保視頻數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸，但RSVP 不一定能保證帶寬，對于關(guān)系到播出的播出視頻數(shù)據(jù)傳輸，必須以可靠穩(wěn)定帶寬作保證，顯然由RSVP提供帶寬的千兆以太網(wǎng)，不能滿足于播出的視頻傳輸要求，主要作為局域網(wǎng)LAN的選擇。

 

     FC提供高性能傳輸和高帶寬的可視化計算適用于CPU、海量存儲器互聯(lián)的分布式計算機系統(tǒng)，提供類似I/O的帶寬和并行處理能力，其數(shù)據(jù)傳輸速度可以達到1.06 Gbps。FC由于其實際協(xié)議的低消耗，其實際可用帶寬幾乎接近于實際數(shù)據(jù)傳輸帶寬，并且具有擴展帶寬的潛力，已成為SAN的事實標(biāo)準(zhǔn)。但在現(xiàn)有FC基礎(chǔ)上，目前無法達到基本安全管理要求。

 

     由于FC在網(wǎng)絡(luò)管理方面還不成熟，難以滿足實際工作的要求。而在目前最為成熟的以太網(wǎng)上，系統(tǒng)管理比較完善，價格也比較低廉。所以在電視臺非線性編輯網(wǎng)絡(luò)及硬盤播出網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可采用FC與以太網(wǎng)結(jié)合，利用FC傳輸視音頻信號，用以太網(wǎng)傳送控制信號。

 

     由于電視臺的非線性編輯網(wǎng)絡(luò)及硬盤播出網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)量大、帶寬要求高、實時性強、數(shù)據(jù)安全敏感等特征，以傳統(tǒng)的計算機局域網(wǎng)(LAN)與存儲區(qū)域網(wǎng)相結(jié)合的雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)已成為電視臺非線性編輯網(wǎng)絡(luò)及硬盤播出網(wǎng)絡(luò)的流行構(gòu)架。隨著計算機和存儲技術(shù)的發(fā)展，存儲區(qū)域網(wǎng)將在電視領(lǐng)域中發(fā)揮更多的作用。