(1)能夠共享的大容量、高速度存儲設備

 

     (2)不占用LAN資源的大量數據傳輸和備份，這就需要網絡存儲。這種網絡不同于傳統(tǒng)的局域網和廣域網，它是將所有的存儲設備連接在一起構成存儲網絡。目前技術的發(fā)展已為構建這種存儲網絡提供了可能，即光纖通道(Fibre Channel)的存儲設備(千兆速度的存取)。光纖通道的Switch等設備的出現將存儲領域推向了網絡化的新階段，產生了存儲區(qū)域網(Storage Area Network)。

 

     一、存儲區(qū)域網的概念

 

    存儲區(qū)域網(SAN)指的是通過一個單獨的網絡(通常是高速光纖網絡)把存儲設備和掛在TCP/IP局域網上的服務器群相連。當有海量數據的存取需求時，數據可以通過存儲區(qū)域網在相關服務器和后臺存儲設備之間高速傳輸。

 

     SAN以光纖通道(FC)為基礎，實現了存儲設備的共享;突破現有的距離限制和容量限制;服務器通過存儲網絡直接同存儲設備交換數據，釋放了寶貴的LAN資源。

 

     二、存儲區(qū)域網的結構

 

     從物理的角度看，存儲區(qū)域網包括以下四大類的組件:終端用戶平臺、服務器、存儲設備與存儲子系統(tǒng)、網絡連接設備。

 

     一般而言,網絡拓撲是基于傳統(tǒng)LAN或WAN的技術，它提供終端用戶與服務器間的連接，但是，在特殊要求下，終端用戶的設備可直接連接光纖存儲區(qū)域網提供的存儲設備。

 

     服務器可以單獨的或者以群集的方式接入存儲區(qū)域網。

 

     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備構成光纖通道網絡，與服務器、終端用戶設備相連。

 

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

 

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

 

     三、存儲區(qū)域網的功能

 

     存儲區(qū)域網(SAN)具有如下功能特點:

 

     1.可實現大容量存儲設備數據共享

 

     在目前的計算機應用中，要求的存儲量越來越大。如數據庫中存儲了大量的圖片文件，網絡服務中存儲了多個用戶的多種數據，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備共享的解決方案。

 

     2.可實現高速計算機與高速存儲設備的高速互聯

 

     計算機的主頻每年都要翻一倍，內存容量和存儲設備容量也在不斷提高，這就要求存儲設備的傳輸速度必須適應計算機整體性能，光纖通道正是為了打破這一瓶頸提出來的。SAN采用光纖網，不但提供了主機和存儲設備之間Gigabit/s 的高速互聯，而且在設備數量(可達數十個)和傳輸距離上(可達10千米)有較大提高。為基于Client/Server或 Internet/Intranet結構的大容量數據的頻繁訪問及快速處理，奠定了完備的物理基礎。

 

     3.可實現靈活的存儲設備配置要求

 

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

 

     4.可實現數據快速備份

 

     數據備份對于大型存儲設備是非常必要的，由于重要的數據都在存儲設備中，數據丟失會造成不可估量的損失。所以在數據庫的應用中，進行數據備份是必要的日常維護工作。傳統(tǒng)的數據備份有兩種方式，一種數據備份是通過數據鏡像的方法，將一個存儲設備通過LAN/WAN鏡像到另一個存儲設備，在一個存儲設備上的數據修改要及時傳輸到另一個存儲設備上，極大地增加了LAN的負擔。另一種數據備份是通過磁帶，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，如果兩個存儲設備(如一個磁盤陣列，一個磁帶庫)都在SAN上，進行數據備份式鏡像十分理想，可不占用LAN/WAN的帶寬，直接通過SAN存儲網絡進行備份。如果進行磁帶備份，還可以將要備份的設備隔離開來，不受其它設備干擾，完全實現LAN free Backup.

 

     5.可以兼容以前的存儲設備

 

     新建立的SAN不但可以連接光纖通道設備，而且可以連接SCSI設備。有兩種類型的Bridge可以將SCSI存儲設備，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.提高了數據的可靠性和安全性

 

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

 

     四、存儲區(qū)域網在電視臺非線性編輯網絡及硬盤播出網絡中的組網技術

 

     在電視臺非線性編輯網絡及硬盤播出網絡系統(tǒng)中，網絡實現素材、控制指令在硬盤、上載及視頻服務器之間的傳輸，這實際上是一種實現計算機與存儲器之間互連的存儲區(qū)域網，它是結合了I/O通道技術、大容量存儲器特點的一種新型網絡結構。

 

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

 

     實現存儲區(qū)域網主要有FC、千兆以太網和ATM等技術。

 

     ATM側重于恒定帶寬和固定時延，主要用于廣域網。

 

     千兆以太網采用交換技術后，每個端口數據傳輸接近1Gbps。通過RSVP來保證在建立連接后提供穩(wěn)定的帶寬，以確保視頻數據穩(wěn)定傳輸，但RSVP 不一定能保證帶寬，對于關系到播出的播出視頻數據傳輸，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，不能滿足于播出的視頻傳輸要求，主要作為局域網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，其數據傳輸速度可以達到1.06 Gbps。FC由于其實際協議的低消耗，其實際可用帶寬幾乎接近于實際數據傳輸帶寬，并且具有擴展帶寬的潛力，已成為SAN的事實標準。但在現有FC基礎上，目前無法達到基本安全管理要求。

 

     由于FC在網絡管理方面還不成熟，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絡及硬盤播出網絡系統(tǒng)可采用FC與以太網結合，利用FC傳輸視音頻信號，用以太網傳送控制信號。

 

     由于電視臺的非線性編輯網絡及硬盤播出網絡具有數據量大、帶寬要求高、實時性強、數據安全敏感等特征，以傳統(tǒng)的計算機局域網(LAN)與存儲區(qū)域網相結合的雙網結構已成為電視臺非線性編輯網絡及硬盤播出網絡的流行構架。隨著計算機和存儲技術的發(fā)展，存儲區(qū)域網將在電視領域中發(fā)揮更多的作用。