IP-SAN存储技术的特点及其在广播发射台的应用

董健绅

（国家新闻出版广电总局七二五台）

摘要：SAN存储技术的快速发展和成熟应用，为广播发射台对数据安全性、业务连续性的高要求提供了有效的保障手段，本文分析IP-SAN网络存储技术的特点及其在广播发射台信息化、自动化进程中的应用，介绍了在数据存储、备份及远程容灾中的应用实例。关键词：存储区域网 FC-SAN IP-SAN iSCSI 远程容灾备份 1 前言随着广播发射台信息化、自动化进程的推进，从生产到后勤各个环节先后实施部署了较多的计算机、自动化应用系统，这些应用系统的正常运转依靠大量数据的存储、传输。在传统的存储体系结构中，数据存储和数据处理没有分离，应用系统中的大量数据保存在服务器I/O总线连接的存储设备中，客户端的数据访问通过服务器及I/O总线访问存储设备，服务器实际上起到存储转发的作用，一旦服务器异常会使数据不可获得，并且存在难以扩展等问题，因此面对广播发射台大量数据对安全存储、快速访问、增容及远程容灾等方面的发展需求，亟待构建新一代的存储体系。存储区域网络（Storage Area Network ，SAN）是一种全新的存储体系结构，提供计算机与存储系统之间的数据传输，“支持网络协议和存储设备协议，采用面向网络的存储体系结构，使数据处理和数据存储分离开来，把信息智能从服务器迁移到网络中的各个设备”^[1]，实现数据的集中高效存储、远程容灾备份，提供快速恢复应用系统数据的手段，是广播发射台信息化建设进程中保障核心数据和应用业务安全性的重要措施。 2 SAN存储网络SAN存储网络是基于光纤通道或IP标准的存储体系结构，它提供了吉比特级别的速度、长距离的传输；是用在服务器和存储资源之间的存储网络，“结构上允许服务器和任何存储磁盘阵列或磁带库相连、并直接存储所需数据”^[2]。相比传统存储系统结构，SAN存储网络具有可以跨平台使用存储设备、文件传输与存储设备直接交互、对存储设备实现统一管理和容量分配、降低运维成本、提高存储的利用率等优势。常见的SAN技术主要有两种，一种是采用光纤通道（Fiber Channel）技术；另一种是利用基于高速以太网协议TCP/IP协议的iSCSI（互联网小型计算机系统接口，一种在TCP/IP上进行数据块传输的标准）技术，即业界所谓的FC-SAN和IP-SAN技术。前者一直以来是构建存储网络的首选，以性能稳定可靠，技术成熟著称，在关键应用领域的高可靠性毋庸置疑，但存在配置复杂、运维成本高、多厂商产品难以共存等问题的限制。同时，iSCSI出现以后，可以实现在IP网络上运行SCSI协议，能够实现在诸如千兆以太网上进行快速的数据存取、备份操作，因此后者得到了厂商的广泛支持，相比而言其具有高性价比、快速部署、优化可靠性以及增强扩展能力等优点。而且随着吉比特以太网的出现能够解决IP-SAN的带宽和性能瓶颈，为其发展带来了新的希望。 3 IP-SAN技术的特点在iSCSI技术出现之前,构建存域网的唯一技术是利用FC,但其架构所需的高昂成本一般企业难以承受。iSCSI技术将SCSI指令集放到IP协议上来,形成了一套足以与FC-SAN相抗衡的廉价SAN技术体系—IP-SAN，其特点如下：①价格低廉、管理维护成本低。IP-SAN基于iSCSI技术构建，建立在常见、稳定的工业标准上，对IP技术熟悉的人员容易接受和实施，能最大限度保护原有投资（以太网线路、交换机、路由器等），因而减少了人员和设备的成本投入。②数据传输和读写性能优异。IP-SAN技术发展初期，与FC-SAN相比性能上处于劣势，应用范围受到限制，但是随着吉比特以太网的成熟应用以及高速SATA硬盘的诞生，IP-SAN的数据传输和读写性能有了大幅提升^[3]。③扩展灵活。可以使用SCSI、FC、SATA、SAS等多种磁盘来扩展iSCSI设备的容量，可以根据需求逐渐增加存储容量，可提供多达 256TB 的存储容量。④基于IP网络，互通性强，突破传输距离限制。基于TCP／IP协议簇进行通讯，传输距离理论上可达无限制，这对于异地数据的传输及备份等应用很有帮助。正是由于iSCSI基于TCPIP协议簇传输的特点，IP-SAN的协议是完全封装在IP协议中，而IP协议的传输时延较高，当网络拥塞严重时，数据包重传现象严重，因此运行实时性要求高的业务时，可能会导致应用系统性能显著下降。此外由于以太IP网络本身开销较大、效率较低,所以IP-SAN比较消耗系统资源,在对QoS要求较高的应用场合将面临挑战。 4 IP-SAN在广播发射台的应用随着IP网络存储设备技术不断成熟，性能已经完全能够满足广播发射台的业务需求，且具有以下特点：①性价比高，可以利用现有的IP网络，只需增加一到两台磁盘阵列，投资较少。②IP网络技术相当成熟，IP-SAN降低了配置、维护、管理的复杂度。发射台现有的网络管理人员就可以完成日常的管理与维护工作。③数据迁移和远程镜像非常容易，只要网络带宽支持，能更好的支持异地容灾。④现有网络基础结构融合，支持跨平台数据共享。相比之下，光纤存储设备性价比较低，管理不够灵活。综合考虑，IP-SAN网络存储体系适合在广播发射台应用。IP-SAN的应用可以带来存储和容灾两方面的优势。在数据存储方面，通过设置群集服务器组运行技术网和办公网的业务系统，并将数据完全存储在IP-SAN磁盘阵列上，共享IP-SAN存储。在数据容灾方面，同样采用IP-SAN存储系统，通过IP网络互联，实现远程数据容灾备份，保障核心数据和应用系统安全。4.1 在数据存储、备份系统中的应用根据现有网络结构及应用系统服务器情况，采用惠普StorageWorks X1600配备两套磁盘阵列（每套6TB），实现应用系统的存储和备份。如图1，通过专用千兆存储交换机建立专用存域网，两套磁盘阵列均配置在存储网中，一套用来做存储，一套用作备份。

广播发射台部署的信息化各类应用系统服务器按业务功能可分为办公网和技术网两类，技术网包含自台监测服务器、数据库服务器、运行管理系统服务器等，通过千兆网卡接入存储交换机，技术网应用系统数据均保存在本地，不在磁盘阵列保存，数据备份到备份磁盘阵列,保证了安全播出业务系统相对独立，对现有运行方式没有影响；办公网包含认证服务器、数据库服务器、技术业务系统服务器及办公自动化、物资管理等服务器，通过千兆网卡接入存储交换机，办公网非结构化数据保存在存储磁盘阵列，备份到备份磁盘阵列。为了保证技术网、办公网运行安全，在存储交换机配置逻辑隔离策略，保证服务器之间不能通过存储交换机进行数据通讯。4.2 在远程容灾备份中的应用IP-SAN的特点为远程镜像、容灾备份、建设统一的存储平台提供了可能，可以通过构建地理上分离的存储系统实现远程容灾备份，达到抵御灾难性事件的目的。广播发射台对核心数据的安全性、播出业务的连续性要求极高，因此选择合适的存储技术，建立发射台业务数据的集中高效存储和快速恢复手段，可确保数据、业务的安全性。当本地数据存储系统崩溃时，能通过异地运行的存储系统中保存的数据，迅速恢复各类应用系统，最大限度保障核心数据和播出业务的安全性、连续性。基于IP-SAN远程数据容灾备份结构如图2。在系统中设置本地存储系统和异地存储系统，实现本地数据存储和异地数据备份，两地存储系统IP-SAN之间通过千兆/万兆IP网络互联。技术网和办公网各类应用系统服务器通过存域网连接到本地存储系统，异地存储系统复制本地数据进行备份。

5 结语面对广播发射台各类信息化应用系统不断增多、数据不断增长的现状，如何保障核心数据更加安全、稳定的存储、备份、传输，是信息化建设进程中必须考虑的重要课题。IP-SAN存储网络以其低实现成本、高性能、灵活易用以及管理维护费用低等特点，成为广播发射台构建新一代数据存储体系，实现数据的集中高效存储和远程容灾备份，保障核心数据安全性、业务连续性的有效解决方案。 6 参考文献[1][3] 陈广旭 郭延红《IP-SAN存储技术的特点及应用》 电脑知识与应用 2010.05[2 ] 朱洪斌 程杰 《数据中心存储网络架构研究》电力信息化 2010.12 作者联络方式联系电话：0354-7559995手机：13835478813E-mail：33550394@qq.com 编辑：中国新闻技术工作者联合会