未来10项主流存储技术分析

未来10项主流存储技术分析

未来10项主流存储技术分析－－－

-网络存储系统国内市场调研报告计算机世界市场研究中心

＊＊１直接连接存储技术（DAS）

由于Internet的普及与高速发展，网络服务器的规模因此变得越来越大。Internet对服务器本身及存储系统都提出了苛刻要求。新的存储体系和方案不断出现，服务器的存储技术也日益分化为两大类: 直接连接存储技术（DAS, Direct-Attached Storage）和存储网络技术。

服务器的直接连接存储技术一直和SCSI技术的发展紧密关联，一些厂商也推出了专有技术，如IBM的SSA （Serial Storage Architecture）技术等，由于兼容性和升级能力不尽如人意，在市场上的影响都远不及SCSI 技术广泛。Ultra 3 SCSI技术和RAID（Redundant Array of Inexpensive Disks）技术是当前直接连接存储的主流技术。

由于SCSI技术兼容性好，市场需求旺盛，因此新的SCSI技术几年来层出不穷。从最原始的5MB/s传输速度的SCSI-1，一直发展到LVD接口的160MB/s传输速度的Ultra 160 SCSI，另外，320MB/s传输速度的Ultra 320 SCSI接口也已出现并开始广泛应用。

RAID技术目前也从原来主要支持价格较贵的SCSI、SSA、FC（Fiber Channel）等设备扩展到支持廉价的UDMA（IDE）设备。RAID逐渐褪去"贵族"的外衣，"RAID Everywhere"也成为一些致力于存储的专业厂商的发展目标。据IDC的预测，未来几年中，全球服务器的平均增长率为19％，而RAID设备的平均增长率为38％。

＊＊２存储网络技术

存储网络技术是近年来出现并高速发展的最新技术，具有很高的安全性，且动态扩展能力极强。但由于应用主要集中在企业级，价格也始终居高不下，因而很少进入中低端服务器用户的视野。由于缺乏统一的业界标准，因此存储网络技术还不统一，各厂商都以解决方案的形式来提供产品，如SAN（Storage Area Network）。但许多基于工业标准的网络存储方案已经开始得到应用，较有代表性的有光纤通道技术（Fibre Channel）、分布式网络存储（EtherStorage）和Infiniband等。目前基于Fibre Channel的应用方案最多，成熟的产品也很多；分布式网络存储则是基于标准以太网的低价存储网络解决方案，利用现有以太网和SCSI 技术就可以构建；而Infiniband是Intel推动的IA-64架构的核心存储技术，在未来几年中，将会有较大发展。

＊＊３SCSI技术

从SCSI技术的发展历史来看，SCSI协议的V1版本仅规定了5MB/s传输速度的SCSI-1的总线类型、接口定义、电缆规格等技术标准。随着技术的发展，SCSI协议的V2版本作了较大修订，遵循SCSI-2协议的16位数据带宽、高主频的SCSI存储设备陆续出现并成为市场的主流产品，也使得SCSI技术牢牢地占据了存储市场。

SCSI-3协议则增加了能满足特殊设备协议所需要的命令集，使得SCSI协议既适应传统的并行传输设备，又能适应最新出现的一些串行设备的通信需要，如光纤通道协议（FCP）、串行存储协议（SSP）、串行总线协议等。

这里需要指出的是最大传输速度并不代表设备正常工作时所能达到的平均访问速度，也不意味着不同SCSI 工作模式之间的访问速度存在着必然的"倍数"关系。SCSI控制器的实际访问速度与SCSI硬盘型号、技术参数，以及传输电缆长度、抗干扰能力等因素关系密切。提高SCSI总线效率必须关注SCSI设备端的配置和传输线缆的规范及质量。

＊＊４RAID技术

RAID是一项非常成熟的技术，但由于其价格比较昂贵，配置也不方便，缺少较为专业的技术人员，因此其应用并不十分普及。据统计，全世界75％的服务器系统目前没有配置RAID。由于服务器存储需求对数据安全性、扩展性等方面的要求越来越高，RAID市场的开发潜力巨大。

RAID技术是一种工业标准，各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的只有4种，即RAID 0、RAID 1、RAID 0＋1和RAID 5。

RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化，具有低成本、极高读写性能、高存储空间利用率等特性，适用于V ideo/Audio信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余，其安全性大大降低，因此，在RAID 0中配置4块以上的硬盘，对于一般应用来说是不明智的。

RAID 1是两块硬盘数据完全镜像，安全性好，技术简单，管理方便，读写性能均好，但无法扩展（单块硬盘容量），数据空间浪费大。严格意义上说，它不应称之为"阵列"。

RAID 0＋1综合了RAID 0和RAID 1的特点，独立磁盘配置成RAID 0，两套完整的RAID 0互相镜像。它的读写性能出色，安全性高，但构建阵列的成本投入大，存储空间利用率低，不能称之为经济高效的方案。RAID 5可以说是目前应用最广泛的RAID技术。各块独立硬盘进行条带化分割，相同的条带区进行奇偶校验（异或运算），校验数据平均分布在每块硬盘上。RAID 5具有数据安全、读写速度快、空间利用率高等优点，应用非常广泛，但不足之处是一块硬盘出现故障以后，整个系统的性能大大降低。

各厂商还在不断推出各种RAID级别和标准。其中用IDE硬盘构建RAID的技术是新出现的一个技术方向，对市场影响也较大，其突出优点就是构建RAID阵列非常廉价。目前IDE RAID可以支持RAID 0、RAID 1和RAID 0＋1三个级别，最多支持4块IDE硬盘。由于受IDE设备扩展性的限制，同时，IDE设备也缺乏热可替换技术的支持，因此IDE RAID的应用还不多。

＊＊５SAN技术

1991年，IBM公司在S/390服务器中推出了ESCON（Enterprise System Connection）技术，它是基于光纤介质，最大传输速率达17MB/s的服务器访问存储器的一种连接方式。在此基础上，进一步推出了功能更强的ESCON Director（一种FC Switch），构建了一套最原始的SAN系统。

SAN是存储技术进入网络时代的产物，对SAN的中文翻译，最好的名字是存储区域网。它一方面能为网络上的应用系统提供丰富、快速、简便的存储资源；另一方面又能对网上的存储资源实施集中统一的管理，成为当今理想的存储管理和应用模式。未来SAN的发展趋势将是开放、智能与集成。谁具有这三个核心竞争力，谁就会赢得这个潜力巨大的市场。

Internet的飞速发展，尤其是诸如ISP、ASP及电子商务等大规模存储需求的不断涌现，为SAN的发展创造了良好的外部条件，成熟的Internet / Intranet构建技术本身又为SAN的发展提供了良好的技术支持。基于FC的Hub、Switch、Bridge、Router、Gateway等产品陆续推出，为SAN不断向前发展推波助澜。

这里需要指出的是，Fibre Channel中的Fibre并不特指"光纤（Fiber）"，广义来说，它是一种传输协议。目前常用的FC存储多采用铜线传输，只有远距离传输时，才必须使用真正的光纤。铜线最长可支持30米的传输距离；多模光纤（MMF）可以支持到2公里的传输距离；而单模光纤（S MF）则可以支持长达10公里的传输距离。SAN让多主机访问存储器和主机间互相访问一样方便。

＊＊６NAS技术

在世界范围内，NAS是发展速度最快的数据存储设备。在典型的网络架构中，数据成为了网络的中心，NAS设备是直接连接在网络上的。表面上看，NAS设备是单独作为一个文件服务器存在的，网络中所有设备的数据全部存储在NAS设备中，简化了网络架构。同时NAS的其他特性表现在以下几个方面：

将NAS设备连接到网络上非常方便。NAS设备提供RJ-45接口和单独的IP地址，可以将其直接挂接在主干网的交换机或其他局域网的Hub上，通过简单的设置（如设置机器的IP地址等）就可以在网络即插即用地使用NAS设备，而且进行网络数据在线扩容时也无需停顿，从而保证数据流畅存储。与传统的服务器或DAS存储设备相比，NAS拥有更大的存储空间和相对低廉的价格，这也表明NAS设备具有超强容量扩展能力，为企业未来的发展打下了坚实的基础。

由于NAS设备的安装、调试、使用和管理非常简单，因此对于选用NAS作为网络数据存储设备的企业用户来说，昂贵的设备管理与维护费用将不复存在。另外，NAS设备在网络中占用一个IP地址，本身就相当于一台高性能的文件服务器，用户选用NAS设备后只需购买相应的应用服务器，从而节省大量的设备购置成本。