專題4 擴(kuò)展的寬帶網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用新技術(shù)資料

1、第4章 擴(kuò)展(kuzhn)的寬帶網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用新技術(shù) 4.1 網(wǎng) 格 計 算4.2 網(wǎng) 絡(luò) 存 儲共六十四頁4.1 網(wǎng) 格 計 算4.1.1 網(wǎng)格與網(wǎng)格計算4.1.2 網(wǎng)格系統(tǒng)的主要(zhyo)功能4.1.3 網(wǎng)格計算的關(guān)鍵技術(shù)4.1.4 網(wǎng)格計算的應(yīng)用4.1.5 網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)4.1.6 網(wǎng)格計算的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢共六十四頁4.1.1 網(wǎng)格(wn )的概念 網(wǎng)格（Grid）一詞來源于人們熟悉的電力網(wǎng)，希望用戶在使用網(wǎng)格解決問題時像使用電力網(wǎng)一樣(yyng)方便。 網(wǎng)格是一個集成的計算與資源環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施，它把地理上廣泛分布的計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源、軟件資源、信息資源等連成一個邏輯整體，然后像

2、一臺超級計算機(jī)一樣為用戶提供一體化的信息應(yīng)用服務(wù)。共六十四頁 網(wǎng)格又是構(gòu)筑在因特網(wǎng)上的一組新興技術(shù)，它將高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、計算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體，為用戶提供更多的資源、功能和服務(wù)。 網(wǎng)格實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上所有資源的全面貫通。 網(wǎng)格形式多種多樣(du zhn du yn)，如計算網(wǎng)格、數(shù)據(jù)網(wǎng)格、科學(xué)網(wǎng)格、存取網(wǎng)格、服務(wù)網(wǎng)格、知識網(wǎng)格、語義網(wǎng)格、地理網(wǎng)格、傳感器網(wǎng)格、集群網(wǎng)格、校園網(wǎng)格、億萬量級網(wǎng)格和商品網(wǎng)格等。 網(wǎng)格是一個開放、標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)。 只要遵守網(wǎng)格規(guī)則，任何設(shè)備都可以加入網(wǎng)格。共六十四頁 網(wǎng)格主要有以下特點(diǎn)。 虛擬性。 資源對外提供的只是一個虛擬化的接口。 集成性。 網(wǎng)格可

3、以集成(j chn)來自不同管理域、不同管理平臺、具有不同能力的資源。 協(xié)商性。 可以通過協(xié)商獲取不同質(zhì)量的服務(wù)和需求。 分布性。 這是指網(wǎng)格的資源是分布的。共六十四頁 共享性。 各方面的資源都可以進(jìn)行(jnxng)共享。 自相似性。 網(wǎng)格的局部和整體之間存在著一定的相似性。 動態(tài)性。 資源動態(tài)增加和網(wǎng)格資源動態(tài)減少。 多樣性。 網(wǎng)格資源是異構(gòu)和多樣的。 自治性。 擁有者對他的資源有自主的管理能力。 管理的多重性。 對資源具有自主性的管理。共六十四頁 所謂網(wǎng)格計算就是第三代因特網(wǎng)計算，是高性能的協(xié)同計算，是利用網(wǎng)絡(luò)中一些閑置的處理能力來解決復(fù)雜科學(xué)計算的新型計算模式。 其內(nèi)容涉及資源的網(wǎng)格化、

4、協(xié)調(diào)性以及融合(rngh)性。 可以根據(jù)需要重新分配計算機(jī)資源，使用高層計算能力。 網(wǎng)格計算又是以元數(shù)據(jù)、構(gòu)件框架、智能體、網(wǎng)格公共信息協(xié)議和網(wǎng)格計算協(xié)議為主要突破點(diǎn)對網(wǎng)格計算進(jìn)行的研究。 網(wǎng)格計算是一種分布式計算。共六十四頁4.1.2 網(wǎng)格系統(tǒng)(xtng)的主要功能 管理等級結(jié)構(gòu)。 定義網(wǎng)格系統(tǒng)組織方式。 通信服務(wù)(fw)。 網(wǎng)格支持多種通信方式， 信息服務(wù)。 需要提供一種能迅速、可靠地獲取網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、資源、服務(wù)和狀態(tài)的機(jī)制， 名稱服務(wù)。 網(wǎng)格系統(tǒng)使用名字引用各種資源。 共六十四頁 分布式文件系統(tǒng)。該系統(tǒng)能提供一致的全局名字(mng zi)空間。 安全及授權(quán)。 系統(tǒng)狀態(tài)和容錯。 資源管理和調(diào)度

5、。 計算付費(fèi)和資源交易。 編程工具。網(wǎng)格應(yīng)提供多種工具。 用戶圖形界面和管理圖形界面。共六十四頁圖4-1 網(wǎng)格系統(tǒng)(xtng)的基本功能模塊示意圖共六十四頁4.1.3 網(wǎng)格(wn )計算的關(guān)鍵技術(shù)（1）網(wǎng)格節(jié)點(diǎn) 網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)就是網(wǎng)格計算資源的提供者。（2）寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（3）資源管理和任務(wù)調(diào)度工具(gngj)（4）監(jiān)測工具（5）應(yīng)用層的可視化工具（6）分布對象技術(shù)（7）互操作技術(shù)（8）地理標(biāo)記語言共享技術(shù)共六十四頁4.1.4 網(wǎng)格(wn )計算的應(yīng)用1在科學(xué)計算方面(fngmin)的應(yīng)用（1）分布式超級計算。（2）密集型計算。（3）高吞吐率計算。（4）更廣泛的資源貿(mào)易。共六十四頁（1）在資源共享方面

6、。（2）在協(xié)作(xizu)學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建方面。（3）教育科學(xué)研究方面。2網(wǎng)格(wn )計算在教育中的應(yīng)用共六十四頁 包括研究與開發(fā)、商業(yè)智能和分析、工程(gngchng)和產(chǎn)品設(shè)計、企業(yè)優(yōu)化。 IT資源有可能訪問以前不能訪問的特殊設(shè)備。 可以簡化運(yùn)行環(huán)境及其管理并提高工作效率。 建立、重建和改變一個安全資源共享域的各種參數(shù)。3網(wǎng)格計算在當(dāng)今業(yè)務(wù)(yw)中的應(yīng)用共六十四頁提供(tgng)遠(yuǎn)程訪問儀器設(shè)備的手段。 4分布式儀器(yq)系統(tǒng)共六十四頁 遠(yuǎn)程沉浸是一種特殊的網(wǎng)絡(luò)化虛擬現(xiàn)實環(huán)境。 這個環(huán)境可以是對現(xiàn)實或歷史的逼真反映(fnyng)，可以是對高性能計算結(jié)果或數(shù)據(jù)庫的可視化，也可以是純粹虛構(gòu)

7、的空間。 “沉浸”的意思是人可以完全融入其中，各地的參與者通過網(wǎng)絡(luò)聚在同一個虛擬空間里，既可以隨意漫游，又可以相互溝通，還可以與虛擬環(huán)境交互，使之發(fā)生改變。 5遠(yuǎn)程(yunchng)沉浸共六十四頁 網(wǎng)格(wn )將使分布在世界各地的應(yīng)用程序和各種信息，能夠進(jìn)行無縫融合和溝通。 6信息(xnx)集成 網(wǎng)格技術(shù)可以整合和管理分散在各部門的信息化資源。7電子政務(wù) 8個人娛樂 共六十四頁4.1.5 網(wǎng)格(wn )體系結(jié)構(gòu)1網(wǎng)格(wn )的三層結(jié)構(gòu) 網(wǎng)格可以簡單劃分為分布式資源、網(wǎng)格系統(tǒng)、網(wǎng)格用戶三個層次。圖4-2 網(wǎng)格的三層結(jié)構(gòu)共六十四頁 圖4-3 五層沙漏結(jié)構(gòu)(jigu)及其與TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的

8、對比2層次化的網(wǎng)格(wn )體系結(jié)構(gòu)共六十四頁 構(gòu)造層的基本功能就是控制局部的資源，包括查詢機(jī)制（資源的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)等信息）、控制服務(wù)質(zhì)量的資源管理能力等，并向上提供訪問這些(zhxi)資源的接口。 （1）構(gòu)造(guzo)層共六十四頁連接層的基本功能就是(jish)實現(xiàn)相互的通信。它定義了核心的通信和認(rèn)證協(xié)議。 （2）連接(linji)層 資源層的主要功能就是實現(xiàn)對單個資源的共享。 （3）資源層共六十四頁匯聚層的主要功能(gngnng)是協(xié)調(diào)多種資源的共享。 （4）匯聚(hu j)層 網(wǎng)格層次結(jié)構(gòu)又分為面向協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)和面向服務(wù)的層次結(jié)構(gòu)兩種。 （5）應(yīng)用層共六十四頁4.1.6 網(wǎng)格計算的發(fā)展

9、(fzhn)現(xiàn)狀與趨勢1標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀(xinzhung)與趨勢 網(wǎng)格的全球標(biāo)準(zhǔn)化組織有Global Grid Forum、研究模型驅(qū)動體系結(jié)構(gòu)的OMG、致力于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與語義WWW研究的W3C以及G等標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體。 大多數(shù)網(wǎng)格項目都是基于Globus Tookit 所提供的協(xié)議及服務(wù)建設(shè)的。共六十四頁 Globus項目組和IBM共同倡議(chngy)了一個全新的網(wǎng)格標(biāo)準(zhǔn)開放式網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（OGSA，Open Grid Services Architecture）。 2003年1月，符合OGSA 規(guī)范的Globus Toolkit 3.0（Alpha 版）已經(jīng)在第一屆Globusworld會議上發(fā)

10、布。共六十四頁 國外對網(wǎng)格的研究始于20世紀(jì)90年代中期。 美國是網(wǎng)格研究起步最早的國家，多家研究機(jī)構(gòu)制定了很多網(wǎng)格研究計劃，如美國國家科學(xué)基金會資助的TeraGrid、NCSA、NPACI，美國國防部的HPCMP網(wǎng)格、全球信息網(wǎng)格（GIG），美國宇航管理局的IPG，美國政府資助的大型物理實驗(shyn)網(wǎng)格（GriPhyN）及美國能源部的ASCI Grid、國家技術(shù)網(wǎng)格（NTG）等計劃。2國外網(wǎng)格計算(j sun)的發(fā)展現(xiàn)狀共六十四頁 TeraGrid 將連接位于5個不同地方的超級計算機(jī)，達(dá)到每秒20萬億次的計算能力，并能存儲和處理近1千萬億字節(jié)的數(shù)據(jù)，連接網(wǎng)格的專用網(wǎng)絡(luò)帶寬將達(dá)到40Gbi

11、t/s。 GriPhyN計劃建立每秒千萬億次級別的計算平臺，用于數(shù)據(jù)密集型計算。 英國政府宣布投資1億英鎊，用以研發(fā)英國國家(guji)網(wǎng)格。 歐洲啟動了一系列網(wǎng)格開發(fā)計劃，日本主要在進(jìn)行國家研究網(wǎng)格計劃、生物網(wǎng)格計劃。共六十四頁 聯(lián)想計算機(jī)公司(n s)研制的峰值運(yùn)算速度每秒5.324萬億次的國家網(wǎng)格主節(jié)點(diǎn)“深騰6800”超級計算機(jī)于2003年11月研制成功。 采用網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)230萬億次計算速度的曙光5000A于2008年11月落戶上海超級計算中心。3中國網(wǎng)格計算(j sun)的發(fā)展現(xiàn)狀共六十四頁 據(jù)美國預(yù)測，網(wǎng)格技術(shù)在2020年將產(chǎn)生一個年產(chǎn)值為20萬億美元的大工業(yè)。 未來的網(wǎng)格計算(j

12、 sun)主要有三大發(fā)展趨勢，即標(biāo)準(zhǔn)化、大型化和技術(shù)融合化。 網(wǎng)格計算將從標(biāo)準(zhǔn)化向更廣域、多學(xué)科滲透，技術(shù)將進(jìn)一步融合，從前沿技術(shù)逐步走向?qū)嵱没?、大眾化?4網(wǎng)格計算(j sun)的前景共六十四頁4.2 網(wǎng) 絡(luò) 存 儲4.2.1 服務(wù)器附加存儲結(jié)構(gòu)4.2.2 網(wǎng)絡(luò)附加存儲結(jié)構(gòu)4.2.3 存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)存儲結(jié)構(gòu)4.2.4 基于IP的存儲網(wǎng)絡(luò)4.2.5 網(wǎng)絡(luò)存儲的新技術(shù)(jsh)4.2.6 網(wǎng)絡(luò)存儲的發(fā)展與展望 共六十四頁 最早是“網(wǎng)絡(luò)硬盤”，網(wǎng)絡(luò)存儲實現(xiàn)的功能是把用戶的文件存儲在通過因特網(wǎng)可以訪問到的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上或者與服務(wù)器相連的專門設(shè)備(shbi)上，用戶只需要連接到因特網(wǎng)上就可以自由存取自己賬

13、號中或者其他用戶共享出來的文件。 而存儲網(wǎng)絡(luò)是一種全新的存儲體系結(jié)構(gòu)。 它支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和存儲設(shè)備協(xié)議，采用面向網(wǎng)絡(luò)的存儲體系結(jié)構(gòu)，使數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲分離，把信息智能從服務(wù)器遷移到網(wǎng)絡(luò)中的各個設(shè)備上。 共六十四頁 網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。 設(shè)計貼近用戶(yngh)。 操作簡單。 網(wǎng)絡(luò)存儲實現(xiàn)了與電子郵件系統(tǒng)的結(jié)合。 網(wǎng)絡(luò)存儲服務(wù)支持用戶級的共享。共六十四頁目前(mqin)有以下4種網(wǎng)絡(luò)存儲共享技術(shù)。 服務(wù)器附加存儲。 網(wǎng)絡(luò)附加存儲。 存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。 基于IP的存儲網(wǎng)絡(luò)。共六十四頁4.2.1 服務(wù)器附加存儲(cn ch)結(jié)構(gòu) SAS也稱為直接附加存儲系統(tǒng)被定義為直接連接在各種服務(wù)器或客戶端擴(kuò)展接

14、口下的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。 I/O請求(qngqi)直接發(fā)送到存儲設(shè)備。 這種存儲結(jié)構(gòu)是將數(shù)據(jù)存儲在各服務(wù)器的磁盤族或磁盤陣列等存儲設(shè)備中。圖4-6 SAS的存儲結(jié)構(gòu)共六十四頁4.2.2 網(wǎng)絡(luò)(wnglu)附加存儲結(jié)構(gòu) NAS是直接掛網(wǎng)的存儲器，即是一個網(wǎng)絡(luò)的附加存儲設(shè)備，允許客戶機(jī)與存儲設(shè)備之間進(jìn)行直接的數(shù)據(jù)訪問，通過(tnggu)TCP/IP進(jìn)行通信，以文件I/O方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 圖4-7 NAS的存儲結(jié)構(gòu)共六十四頁 NAS存儲系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)具有以下 實現(xiàn)簡單。 由于數(shù)據(jù)的存儲與處理相分離。 部件(bjin)擁有一個在整個網(wǎng)絡(luò)中的惟一的地址。 NAS設(shè)備不依賴通用的操作系統(tǒng)，而是采用了瘦服務(wù)

15、器技術(shù)。 NAS是一種成本較低、易于安裝、易于管理、易于擴(kuò)展、使用性能和可靠性均較高的資源存儲和共享解決方案。共六十四頁4.2.3 存儲(cn ch)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)存儲(cn ch)結(jié)構(gòu) SAN是一種通過光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機(jī)等連接設(shè)備將磁盤陣列、磁帶等存儲設(shè)備與相關(guān)服務(wù)器連接起來的一個集中式管理的高速存儲專用子網(wǎng)。 SAN由3個基本的組件構(gòu)成：接口、連接設(shè)備。 這3個組件再加上附加的存儲設(shè)備、存儲管理軟件(run jin)和獨(dú)立的SAN服務(wù)器就構(gòu)成一個SAN系統(tǒng)。共六十四頁1問題的提出(t ch)2SAN的結(jié)構(gòu)圖4-8 SAN的結(jié)構(gòu)(jigu)共六十四頁 SAN使用FC調(diào)節(jié)技術(shù)來優(yōu)化服

16、務(wù)器和存儲器之間的數(shù)據(jù)塊傳輸，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)塊的高密度傳輸，節(jié)省了帶寬。 在SAN中，確保了設(shè)備連接的可靠(kko)和高效，提高了容錯度。 既具有SCSI高速的優(yōu)勢，又具有以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)筑的靈活性，既允許更多連接，又使服務(wù)器與存儲器之間的距離可以延伸得很長，最長達(dá)150km。3SAN的特點(diǎn)(tdin)共六十四頁 SAN的管理是集中而且高效的。 將存儲與主機(jī)的聯(lián)系斷開(dun ki)，可以動態(tài)地從集中存儲器分配存儲量。 高可用性和應(yīng)用軟件故障恢復(fù)環(huán)境可以確保以較少的開銷。共六十四頁 FC-SAN即光纖通路存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)是一個由FC協(xié)議組成的存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。 FC可實現(xiàn)處理器與多個海量存儲設(shè)備間的并行通信，

17、允許的傳輸速度的理論值達(dá)到(d do)4000Mbit/s；服務(wù)器系統(tǒng)可以通過電纜遠(yuǎn)程連接，最大可跨越10km的距離。 FC存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的帶寬可達(dá)到100Mbit/s，F(xiàn)C允許鏡像配置。4FC-SAN共六十四頁 FC本身具有的高傳輸速率使得SAN網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率可以(ky)達(dá)到200Mbit/s或者更高。 SAN的設(shè)備僅能做到與連接在SAN上的服務(wù)器間的直接訪問，而在LAN上的客戶端是無法直接訪問SAN的設(shè)備的，必須通過服務(wù)器間接訪問。FC的硬件設(shè)備價格昂貴。共六十四頁表4-1DAS、NAS和SAN之間的比較(bjio)5DAS、NAS、SAN比較(bjio)DASNASSAN數(shù)據(jù)被存放在多臺不

18、同的服務(wù)器上，難以訪問數(shù)據(jù)被整合并存放在相同的存儲器上，易于訪問數(shù)據(jù)被整合并存放在相同或不同的存儲器上，但提供統(tǒng)一的用戶訪問視圖，易于訪問難以升級，容量有限制即插即用，容量無限制即插即用，需配置，容量無限制不支持不同操作系統(tǒng)訪問支持不同操作系統(tǒng)訪問不支持不同操作系統(tǒng)訪問服務(wù)器認(rèn)證網(wǎng)絡(luò)協(xié)議認(rèn)證服務(wù)器認(rèn)證服務(wù)器集中配置數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)集中配置數(shù)據(jù)集中配置數(shù)據(jù)直接連接在服務(wù)器上直接連接在網(wǎng)絡(luò)上，獨(dú)立于文件服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、存儲產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、軟件以及服務(wù)相關(guān)無I/O優(yōu)化文件I/O優(yōu)化塊I/O優(yōu)化性能一般高性能極高性能服務(wù)器組成部分LAN組成部分獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)通過文件系統(tǒng)訪問文件通過以太網(wǎng)協(xié)議訪問文件通過FC協(xié)

19、議訪問文件易于安裝自維護(hù)、易于安裝、即插即用需要長時間的設(shè)計和安裝成本低廉成本低廉成本高昂難以維護(hù)易于維護(hù)難以維護(hù)難以備份/恢復(fù)易于備份/恢復(fù)易于備份/恢復(fù)共六十四頁4.2.4 基于IP的存儲(cn ch)網(wǎng)絡(luò) IP存儲網(wǎng)絡(luò)可以說是結(jié)合了NAS和SAN兩者的優(yōu)點(diǎn)：一方面它采用TCP/IP作為網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使得它具有NAS易于訪問的特點(diǎn)；另一方面它又有獨(dú)立專用的存儲網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 IP網(wǎng)絡(luò)存儲是指在IP網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)類似SAN FC的“塊級”數(shù)據(jù)處理，通過用GbE/10吉比特以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建(u jin)網(wǎng)絡(luò)存儲。 對于基于IP SAN的計算機(jī)，數(shù)據(jù)均可集中存儲于網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備上。共六十四頁 目前主流的3

20、種IP存儲方案包括因特網(wǎng)小型計算機(jī)系統(tǒng)接口、因特網(wǎng)光纖通路(tngl)協(xié)議和基于IP的光纖通路(tngl)方案。共六十四頁 它是一種在因特網(wǎng)協(xié)議上進(jìn)行數(shù)據(jù)塊傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，是一個供硬件設(shè)備使用的可在IP上層運(yùn)行的SCSI指令集。該技術(shù)重要的貢獻(xiàn)體現(xiàn)(txin)在：第一，SCSI技術(shù)是被磁盤、磁帶等設(shè)備廣泛采用的存儲標(biāo)準(zhǔn)；第二，沿用TCP/IP，TCP/IP在網(wǎng)絡(luò)方面是最通用、最成熟的協(xié)議。 它解決了開放性、容量、傳輸速度、兼容性、安全性等問題。 工作流程如圖4-9所示。1iSCSI標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)共六十四頁圖4-9 iSCSI工作(gngzu)流程圖共六十四頁 它是基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行FC

21、通信的標(biāo)準(zhǔn)，具備網(wǎng)關(guān)功能，它能將FC獨(dú)立磁盤冗余陣列、交換機(jī)以及服務(wù)器連接到IP存儲網(wǎng)，而不需要額外的基礎(chǔ)架構(gòu)投資。 它將FC數(shù)據(jù)以IP包形式封裝，并將IP地址映射到分離FC通信設(shè)備上。 FC信號在iFCP網(wǎng)關(guān)處終止，信號轉(zhuǎn)換后存儲通信在IP網(wǎng)中進(jìn)行，這樣iFCP就打破(d p)了傳統(tǒng)FC網(wǎng)的距離（約10km）限制。 2iFCP標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)共六十四頁 當(dāng)位于iFCP網(wǎng)關(guān)的兩節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行存儲數(shù)據(jù)通信時，首先(shuxin)運(yùn)用內(nèi)部FC協(xié)議，遍歷多iFCP網(wǎng)關(guān)的通信隨后被封裝進(jìn)iFCP，然后映射到不同IP地址，數(shù)據(jù)即可通過IP網(wǎng)進(jìn)行交換或路由傳輸了。 共六十四頁 它是一種IP的存儲聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，

22、利用IP網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)通道在SAN設(shè)備之間實現(xiàn)FC協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，把成本(chngbn)節(jié)省和數(shù)據(jù)保護(hù)都提升到了一個新的高度。 在同一個SAN范圍內(nèi)，TCP/IP數(shù)據(jù)包再封裝FC通信命令和數(shù)據(jù)，從而在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸FC通信命令和數(shù)據(jù)。3FCIP標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)共六十四頁 IP存儲的優(yōu)勢如下。 利用無所不在的IP網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)了現(xiàn)有投資。 IP存儲超越了地理距離的限制。IP能延伸到多遠(yuǎn)，存儲就能延伸到多遠(yuǎn)，十分適合于對數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程(yunchng)備份。 IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成熟。 4IP存儲(cn ch)的優(yōu)勢及存在的問題共六十四頁 IP存儲減少了配置、維護(hù)、管理的復(fù)雜度。存在的問題(wnt)如下。 IP

23、存儲的產(chǎn)品總體上還不十分成熟，用戶可選擇的余地較小。 IP存儲并不是像在IP網(wǎng)絡(luò)上連接一個帶網(wǎng)卡的存儲設(shè)備那樣簡單，需要一些專門的驅(qū)動和設(shè)備。 IP存儲特別的消耗資源，對QoS要求較高的場合是一個挑戰(zhàn)。共六十四頁4.2.5 網(wǎng)絡(luò)(wnglu)存儲的新技術(shù)1基于(jy)InfiniBand的存儲系統(tǒng) InfiniBand把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入I/O體系中，形成一個I/O交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，主機(jī)系統(tǒng)通過一個或多個主機(jī)通路適配器（HCA，Host Channel Adapter）連接到I/O交換網(wǎng)上，存儲器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備通過目標(biāo)通路適配器（TCA，Target Channel Adapter）連接到該I/O交換網(wǎng)

24、上。共六十四頁 InfiniBand體系結(jié)構(gòu)把IP網(wǎng)絡(luò)和存儲網(wǎng)絡(luò)合二為一，以交換機(jī)互連和路由器互連的方式支持系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。 服務(wù)器端通過(tnggu)HCA連接到主機(jī)內(nèi)存總線上,存儲設(shè)備端通過TCA連接到物理設(shè)備上。 兩種實現(xiàn)途徑：一是SAN存儲設(shè)備內(nèi)部通過InfiniBand I/O路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；二是SAN存儲設(shè)備和主機(jī)系統(tǒng)利用InfiniBand I/O路徑取代FC I/O路徑。共六十四頁 直接訪問文件系統(tǒng)（DAFS，Direct Access File System）是一種文件訪問協(xié)議，可以在大量甚至過量負(fù)載時有效地減輕存儲服務(wù)器的計算壓力，提高存儲系統(tǒng)的性能。DAFS把遠(yuǎn)程直接內(nèi)

25、存存?。≧DMA，Remote Direct Memory Access）的優(yōu)點(diǎn)和NAS的存儲能力集成在一起，全部讀寫操作都直接通過(tnggu)DAFS的用戶層RDMA驅(qū)動器執(zhí)行。 2直接(zhji)訪問文件系統(tǒng)共六十四頁 DAFS的基本原理是通過縮短服務(wù)器讀寫文件(wnjin)時的數(shù)據(jù)路徑來減少和重新分配CPU的計算任務(wù)。 它提供內(nèi)存到內(nèi)存的直接傳輸途徑，直接由應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)存?zhèn)鬏數(shù)酱鎯Ψ?wù)器內(nèi)存。 DAFS可以直接集成到NAS存儲服務(wù)器中。共六十四頁 虛擬存儲是一種具有智能結(jié)構(gòu)(jigu)的系統(tǒng)，它允許客戶以透明有效的方式在磁盤和磁帶上存儲數(shù)據(jù)，統(tǒng)一管理磁盤空間。 所謂存儲虛擬化就是新存儲

26、實體對原存儲實體的存儲資源和存儲管理 進(jìn)行變化和轉(zhuǎn)換的過程。存儲虛擬化是物理存儲的邏輯表示方法，是在服務(wù)器與存儲之間設(shè)置的一個抽象層，服務(wù)器被綁定到邏輯抽象層上。 3虛擬存儲共六十四頁 存儲虛擬化有3個層次：基于服務(wù)器的虛擬存儲、基于存儲設(shè)備的虛擬存儲、基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬存儲。 虛擬存儲被認(rèn)為是可以簡化管理(gunl)大型、復(fù)雜、異構(gòu)的存儲環(huán)境的技術(shù)。 它使主機(jī)操作系統(tǒng)看到的存儲與實際物理存儲分開，管理員可以通過圖形用戶界面或類似界面讓很多服務(wù)器共享后端的存儲池。共六十四頁 “對應(yīng)用系統(tǒng)和用戶透明”，這是智能存儲的核心理念，即存儲系統(tǒng)自身應(yīng)具備智能。 智能存儲必須由不同存儲產(chǎn)品組合才能(cinng

27、)實現(xiàn)，包括智能化的存儲設(shè)備、智能化的存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和智能化的存儲管理軟件等。 智能存儲需要存儲產(chǎn)品在不同層次實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)安全保障措施，形成多層次的安全保障。4智能(zh nn)存儲共六十四頁 在智能存儲方案中，選擇的磁帶庫產(chǎn)品要具備大型磁盤陣列的動態(tài)擴(kuò)展能力、高可用性設(shè)計、智能存儲控制器等特點(diǎn)。 還必須(bx)具備新型的存儲管理軟件，才能真正實現(xiàn)透明的智能存儲。共六十四頁 零復(fù)制(fzh)（zero-copy）的基本思想是：數(shù)據(jù)報從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備到用戶程序空間傳遞的過程中，減少數(shù)據(jù)復(fù)制(fzh)次數(shù)，減少系統(tǒng)調(diào)用，簡化協(xié)議處理層次，實現(xiàn)CPU的零參與。 實現(xiàn)零復(fù)制用到的最主要技術(shù)是DMA數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和內(nèi)存區(qū)域映射技術(shù)。 零復(fù)制技術(shù)首先利用DMA技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)報直接傳遞到系統(tǒng)內(nèi)核預(yù)先分配的地址空間