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论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用

时间:2007-1-30栏目:计算机论文

·采用多端口通道并行技术,增加数据带宽。我们知道在传统的FC存储设备中,控制端口与硬盘之间的关系是固定的,访问一块硬盘只能通过控制它的控制器端口进行。在对称式虚拟存储设备中,SAN Appliance的存储端口与LUN的关系是虚拟的,也就是说多台服务器可以通过多个存储端口(最多8个)并发访问同一个LUN。在光纤通道100MBps带宽的大前提下,并行工作的端口数量越多,数据带宽就越高;

· 逻辑存储单元提供了高速的磁盘访问速度。在视频网络中,应用程序读写数据时以固定大小的数据块为单位(从512byte到1MB之间)。而存储系统为了保证应用程序的带宽需求,往往设计为传输512byte以上的数据块时才能达到其最佳I/O性能。在传统SAN结构中,当容量需求增大时,唯一的解决办法是多块磁盘(物理或逻辑的)绑定为带区集,实现大容量LUN。在对称式虚拟存储系统中,为服务器提供真正的超大容量、高性能LUN,而不是用带区集方式实现的性能较差的逻辑卷。与带区集相比,Power LUN具有很多优势,如更大的数据块会真正被存储系统所接受,有效地提高了数据的传输速度,同时,也减少了由于带区集而带来的不稳定因素。

但是对称虚拟存储也存在一些不足:

·由于虚拟存储的控制交换设备直接存在于服务器和存储设备之间,所有服务器对存储设备的访问都要经过它的通道与管理。为了使控制交换设备不成为整个系统的带宽瓶颈,该设备就需要有很大容量的缓存(Cache)来用于进行数据交换,所以通常这种控制交换设备都比较昂贵;

·同样由于虚拟存储的控制交换设备直接存在于服务器和存储设备之间,因此该设备的安全性对于整个系统就是至关重要的, 一旦它出现故障,所有数据通道将被阻塞,造成网络系统数据传输崩溃。

(2)非对称式虚拟存储

非对称式虚拟存储结构如图3所示。

    从图3可以看出,非对称式虚拟存储就是在服务器和存储设备之间正常的数据访问传输通道之外,通过配置一个虚拟存储管理器来实现存储器池的虚拟化处理。

论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用

    虚拟存储管理器通过其FC端口连接到存储网络中,并提供一个中央管理点,对整个存储网络进行集中管理,同时,它还对磁盘阵列进行虚拟化操作,将各阵列中的LUN虚拟为逻辑带区集(Strip),并指定每台服务器对每一个Strip的访问权限(可写、可读、禁止访问等)。服务器在访问Strip时,首先通过控制路径,向虚拟存储管理器的代理发出访问Strip的请求,代理根据其请求的合法性,为服务器建立访问Strip的数据通道,进行规定的读或写操作。非对称虚拟存储与对称式虚拟存储相比较有如下优点:

·虚拟存储控制器只是进行对所有存储设备的软件配置和将这些配置与管理信息传送给各服务器的工作,因而其无需大量的和高价性的硬件部件,其价格就相对较低。

·将不同物理硬盘阵列中的容量进行逻辑组合,实现虚拟的带区集,将多个阵列控制器端口绑定,在一定程度上提高了系统的可用带宽;

·虚拟存储控制器不在实际的数据通道上,它的硬件性能不会成为系统带宽的瓶颈,同时,即使它出现故障,也不会引起网络系统的数据通道阻塞,提高了系统的安全性。

但是非对称虚拟存储也存在一些不足:

·非对称虚拟存储的安全性相对较差。它在本质上还是带区集--磁盘阵列结构,一旦带区集中的某个磁盘阵列控制器损坏,或者这个阵列到交换机路径上的铜缆、GBIC损坏,都会导致一个虚拟的LUN离线,而带区集本身是没有容错能力的,一个LUN的损坏就意味着整个Strip里面数据的丢失;
·由于非对称虚拟存储的带宽提高是通过阵列端口绑定来实现的,而普通光纤通道阵列控制器的有效带宽仅在40MB/s左右,因此要达到几百兆的带宽就意味着要调用十几台阵列,这样就会占用几十个交换机端口,在只有一两台交换机的中小型网络中,这是不可实现的。

四、 虚拟存储在视频网络中的应用

1、在分级存储(HSM)管理系统中的应用

    国内的视频公司如索贝、大洋都开发出了各自的媒体资产管理系统。在媒体资产管理系统的存储模式设计中,他们都推出了在线(On-line)、近线(Near-line)、离线(Off-line)三级相互结合的存储模式。如图4所示是近线存储的系统结构示意图。

论虚拟存储技术及其在视频网络中的应用

    从图4我们可以看出,近线存储实际上就是一个分级存储系统,它采用的是分级存储的三层次的存储架构,即它由承担在线存储的磁盘阵列、近线存储的光盘库和离线存储的磁带库三部分来组成。而典型的服务器端虚拟存储主要是指分级存储,也就是用磁带库来做虚拟磁盘。在服务器的磁盘容量不足或者希望用较廉价的磁带来仿真较昂贵的磁盘的时候,常常采用这种方案。

 

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