存储技术论文大全11篇

存储技术论文篇（1）

1引言

随着信息数字化、网络化开展的各种多媒体处理业务的不断增加，企业的信息量不断增加，面对不断膨胀的数据量和不断增多的物理存储设备，如何能够保证一个存储系统具有高性能的I/O吞吐率、高可靠性和高扩展能力，以及良好的容错性能，成为各个IT产商倾注极大热情去解决的重大问题。特别是由于在存储系统中存在着大量的异构服务器和存储系统，非常有必要进行全面的存储管理，而传统DAS、NAS和SAN等存储形式已无法满足以上对存储设备的需求，所以存储虚拟化逐渐成为共享存储管理的主流技术。

2虚拟存储的概念

存储虚拟化是把不同接口协议(如SCSIiSCSI或FC等)的网络存储设备(如JBOD、RAID和磁带库等)整合成一个虚拟的存储池，根据需要为主机创建和提供虚拟存储卷。存储虚拟化是具存储设备和存储系统的抽象，展示给用户一个逻辑视图，同时将应用程序和用户所需的数据存储操作和具体的存储控制分离。因而可以充分利用异构平台的存储空间，达到最优化的使用效率。

3存储虚拟化的实现

存储虚拟化可以在三个不同的层面上实现，包括了基于专用卷管理软件在主机服务器上实现，或者利用阵列控制器的固件(Firmware)在磁盘阵列上实现；再或者是利用专用的虚拟化引擎在存储网络上实现。具体使用哪种方法来做，应根据实际需求来决定。

3.1主机或服务器级虚拟存储

基于主机或服务器的虚拟存储化实现通常称为逻辑卷管理(Logicalvalumemanager)。磁盘上的物理块或逻辑单元号(LUN)被映射成逻辑卷号。逻辑卷管理软件把多个不同的磁盘阵列映射成一个虚拟的逻辑块空间。通过在服务器上安装虚拟存储管理软件，实现各物理存储体集成映射的。

基于主机或服务器的虚拟化存储实现容易，可在不需要硬件支持的条件下实现形式多样的存储管理，对改善存储系统的可管理性，提高存储的安全性和可靠性很有益处。缺点是兼容性不好，扩展性差，调度工作会影响服务器的性能。

3.2存储设备级的虚拟存储

基于存储设备的虚拟存储针对异构SAN构架，更使用于以存储为核心的环境，它独立于主机，存储设备可以连接多台主机，但存储设备本身不能是异构的，此时虚拟过程是在阵列控制器上完成将一个阵列上的存储容量划分为多个存储空间(LUN，logicalUnitNumber)，供不同的主机系统访问。智能的阵列控制器提供数据块级的整合，同时还提供一些附加的功能，例如：LUNMaking缓存，即时快照、数据复制等。配合使用不同的存储系统，基于存储设备的虚拟化模式可以实现性能的优化。但由于存储设备在各个供应商之间互操作性和兼容性较差，如果没有第三方的虚拟软件，基于存储设备的虚拟化经通常能提供一种不完全的虚拟存储化解决方案。

3.3网络级的虚拟存储

基于网络的虚拟化是目前SAN虚拟化的主流技术，通过在存储区域网这一级采用智能化的路由器，交换机或者是增加一个元数据服务器等来实现虚拟化的工作，它通过提供一种中央虚拟化方式将网络中的存储资源集中起来管理，从而降低了TCO，提供了一个“开放的”虚拟实施环境，最有可能支持任何的服务器、操作系统、应用和存储设备。从技术上讲，基于网络的存储虚拟化又分为带内(In-Band)和带外(Out-Band)两种。这两种方式的主要区别在于存储网络中数据I/O与控制信息是否使用同一通道。

3.3.1带内虚拟化的实现模型

带内虚拟化，也称为对称(symmetric)虚拟化。是指虚拟化的操作在服务器和存储设备之间交换数据的通道中执行，存储数据和控制信号使用同一数据通道。因为所有的数据访问都会通过这个引擎，它就可以实现很高的安全性。就像一个存储系统的防火墙，只有允许的访问才能通过，否则就会被拒绝。

带内虚拟化的优点是：可以整合多种存储设备，便于集中式管理，因此具有极高的安全性。但容易造成网络拥塞，降低了性能，同时容易产生瓶颈和单点实效，故在应用中这种结构往往是冗余配置。

目前市场上使用该技术的产品主要有IBM的TotaStorageSVC，HP的VA、EVA系列，HDS的TagmaStore，NetApp的V-Series及H3C的IV5000。

.3.2带外(outofband)虚拟化

带外虚拟化，又称为非对称(asymmetric)虚拟化，是指虚拟化功能在位于存储数据通道之外的一个设备上实现。数据和命令信息使用不同的通道(如图2所示)，应用服务器的I/O命令通过专用的命令通道传至专用的元数据服务器或控制器，获得元数据和数据视图后，再直接通过数据通道得到所需要的数据。由于数据在专用的通道上传输，因此提高了性能，且避免了单点故障和瓶颈，但是在一定程度上增加了用户投资，数据的安全性难以控制，实施难度大于带内模式。

4存储虚拟化网络的关键技术

存储虚拟化的核心工作是物理存储设备到单一逻辑资源池的映射，通过虚拟化技术，为用户和应用程序提供虚拟化磁盘或虚拟卷，而且用户可以根据需求对它进行任意分割，并分配给特定的主机或应用程序，而为用户隐藏或屏蔽了具体物理设备的各种物理特性。实现虚拟存储化关键技术如下：

1)共享冲突与数据一致性

存储虚拟化的一个主要功能是实现存储数据的共享，普通的文件系统只允许对数据进行独占式访问，但是商业应用需要在操作系统和“数据仓库”之间共享数据。数据的不同拷贝应能在不同服务器操作系统所带来的存储共享和并行存储时的I/O访问冲突等。这就需要良好的锁机制算法、多种级别的锁机制以及Cache一致性等技术，来保证数据之间的连贯性和一致性。

2)异构适应性

虚拟存储的另一个主要目标是实现真正意义上的设备互操作性，简化在在由不同主机操作系统和不同设备类型组成的异构存储环境中的系统管理和用户操作，实现真正意义上的存储设备的透明性。

3)系统存储空间的动态扩展

开放系统的计算机模型经历了一个从单一的、大而全的结构过渡到“n-层、分布式的或并行”的结构。每一层都可以独立扩展，保证最优的资源利用率。SAN虚拟化允许按照需要扩充存储资源，而对逻辑层和应用层透明。因此，系统管理员可以以兆字节为单位来扩充存储容量，而不破坏重要的应用。按需存储将是未来实现数据中心的主要驱动力。

4)数据存储与容错策略

由于应用和数据服务是透明的，必须避免越权访问和恶意攻击，数据安全性由整个系统的管理软件来保证，因此保证数据安全性是存储虚拟化技术的难点之一。虚拟存储也必须以较小的容错开销建立容错功能，克服系统单点故障，避免不可恢复的数据损失，同时也必须拥有数据容错备份系统，以保证因不可抗力而丢失的数据拥有的可靠备份。

5总结

海量数据需求在各个应用场合不断增加，由于存储虚拟化技术能够提供系统的高可用性、高可靠性并易于维护，它正在成为存储领域的核心技术。由于存储应用场合的复杂性和不同用户的存储需求的多样化，存储虚拟化技术必须加以丰富和完善(如数据的备份、复制、恢复、远程容灾、快照和多重镜像支持等)，以提供良好的个性化服务。

另一方面，从目前来讲，存储虚拟化依然缺乏高度的标准化，不同的虚拟产品间的兼容性还有待进一步提高，必须尽快制定业界公认的存储虚拟化技术标准，以解决操作平台、网络和存储设备等产商及产品之间的互操作性问题，这样才能推动存储虚拟化技术的发展，当然在虚拟存储技术体现其

优越性的同时我们也不能够忽视虚拟技术的一些潜在问题，这样会更有利于虚拟技术向着智能化的方向发展。

参考文献

[1]QichaoXia，LianXingJia.ReserchofIntegrationMilitaryStorageResourcesBasedonStorageVirtualization.IEEEComputerSociety.2006

[2]CharlesMilligan，SidSelkirk.OnlineStorageVirtualization：ThekeytomanagerthedataexplosionIEEEComputerSociety.2006

[3]赵文辉，徐俊，周加林，李晨。网络存储技术[M]。清华大学出版社，2005年

存储技术论文篇（2）

1存储与备份技术的高效性

1.1高性能多源下载过程

（1）服务器根据相关信息返回存储需要下载文件的Slave的具体信息；（2）根据文件大小和Slave的负载状态，选择合适的Slave建立socket连接对文件进行分块下载；（3）下载完成后把各个文件块合并成为原始文件。

1.2静态下载

在静态下载中，不考虑备份文件的大小，服务器的负荷量，采取统一的模型进行下载。算法如下：（1）得到备份文件所在服务器的个数n，以及每个服务器的IP地址和端口号；（2）得到文件的总大小size，按照文件分割算法，把文件分割为n块；（3）与每个服务器建立连接，从每个服务器上下载一块文件；（4）下载完成后，把所有文件块合并成一个完整的文件，存储在备份介质上；（5）保存备份文件的相关元数据信息；（6）文件下载、备份完成。

1.3动态下载

在动态下载模型中，要综合考虑各方面因素，动态决定文件是否分块进行多源下载，以及文件块的大小，提高系统资源利用率，进而提高备份效率。对于没有冗余的文件，只能从一个节点上下载。对于较小的文件，使用单线程下载；对于较大的文件，可以采用多线程下载。对于有多个冗余的文件，可以动态选取从负荷量较低的节点进行下载。伪算法表示如下：

首先定义如下变量：文件大小阀值Tl，当文件大小大于Tl时采用多源下载；节点标准负荷T2，若节点负荷大于T2，则节点处于重负荷状态；文件大小size文件冗余数n。

算法表示如下：

if（文件没有冗余）

{

无须分块下载，可以采用多线程从存储文件的节点上下载文件；

}

else{

if（文件大小size<阀值T1）

{

无须多源下载，从存储文件的节点中选取负荷最小的节点，下载文件；

}

elsel

得到存储文件的n个节点的信息；

从n个节点上选择负荷小于阀值T2的节点，节点数目为m；

利用文件分割算法把文件分割为m块；

与选中的m个节点建立连接，从每个节点上下载一个文件块；

下载完成后，把m个文件块合并成为完整的文件；

把文件存储在备份介质；

}

}

2存储与备份技术的一致性



2.1锁和快照技术

锁就是当进行数据备份时，对需要备份的数据加锁，此时禁止对数据进行修改。由于备份时禁止对数据的修改，锁技术对数据的可用性会造成一定的影响，会影响到系统的效率。快照就是在相当短的时间内生成原存储系统的瞬时映像，该映像生成之后，备份就可以根据该映像来进行，而不用担心数据的不一致性。快照技术的实现有两种方式：更新复制方式和Split-mirror方式。更新复制技术就是当进行快照时，并不立刻复制数据，只有当数据发生变化时才进行复制。Split-mirror是使用和主存储系统一样的快照存储系统，数据同时保存在主存储系统和快照系统，此时快照系统就可作为备份数据。

2.2在线备份

在分布式文件访问平台中，存在着海量的文件，文件的信息较多，若把文件的信息逐个复制则要浪费大量的时间、空间，对系统的可访问性造成影响。WAFL文件系统使用了更新复制技术。当创建系统快照时，并不立刻复制所有文件信息，而是创建新的快照根节点，它与原文件系统根节点有相同的信息，文件系统中根节点的子节点也为快照根节点的子节点。此时以快照根节点为根节点生成了一棵快照树，它和原文件系统树除了根节点以外，其余部分相同。当文件信息需要修改时，创建新的节点，把文件信息赋给此节点，并把节点作为快照节点插入快照树中，同时修改原节点的信息，具体分为以下情况：

（1）修改文件信息：当对文件的基本信息进行修改时，如更改文件名称等，此种情况下比较简单，伪算法如下：if修改文件）

{

创建新的节点作为快照节点；

把原节点的信息复制到快照节点；

把快照树中指向原节点的指针指向快照节点；

快照节点儿子节点的指针指向原节点的儿子节点；

修改原节点的信息；

}

修改文件信息具体过程如图3：

（2）移动文件：当把文件或者目录从一个目录移动到另外一个目录下时，具体伪算法如下：

if移动文件）

{

创建新的快照节点；

把原节点的信息复制到快照节点；

复制原父目录的信息，添加到快照树中；

把快照树中指向原节点的指针指向快照节点；

快照节点儿子节点的指针指向原节点的儿子节点；

复制新父目录的信息，修改子节点，添加到快照树中；

修改原节点的信息，把原节点移动到新的目录下；

}

移动文件过程如图4所示：

（3）新建文件：当新建文件时，具体伪算法如下：

if（新建文件）

{

创建新的节点，并给节点赋予相应的文件信息；

在文件系统树中找到节点的父目录；

if（若父目录己经创建了副本），

{

把创建的节点插在文件系统树中父目录节点下；

}

else{

父目录创建副本；

副本赋予相应的信息；

父目录副本儿子节点即为父目录的儿子节点；

快照树中指向原来父目录的指针指向副本；

新建节点插在文件系统树中父目录节点下；

}

}

新建文件过程如图5所示：

2.3备份的实现

在创建好快照树之后，就可以进行在线备份。快照树保存的信息就是开始备份瞬间所有文件的信息，进行在线备份时，首先从快照树的根节点开始，逐个访问节点，按顺序对快照树进行遍历、备份，保证了数据的一致性，并且可以在备份的同时允许对数据进行修改，不影响用户的访问。

3存储与备份的可靠性

在分布式系统中存储着海量的数据，数据量大，备份的时间较长，在备份的过程中可能会出现错误情况或者发生意外的中断。因此备份过程中需要随时记录备份的进度，这样在备份发生错误或者异常时，下次备份能够在上次备份的出错点继续进行，实行断点备份，而不用重新开始备份。断点备份过程中，使用日志表来记录备份过程，把每次备份的信息写入日志表。日志表如表1：

3.1伪算法

if（日志表为空）

{

无须查找断点位置，直接开始备份，备份时把每一个文件的备份信息添加

到日志表；

}

else{

while（日志表尚未查找完毕）

{

对于表中每一项，查找此项对应文件在树中的具置；

if（此文件尚未备份完成）

记录此文件，即为断点位置；

}

当日志表查找完成后，即可得到未备份完成的文件；

从断点位置开始继续备份，并把文件备份信息添加到日志表；

}

本次备份完成后把日志表清空

名称定义

ID文件独一无二的ID

TYPE备份类型，可以是完全备份、增量备份、差量备份

STARY_TIME开始备份时间

FINISHED是否完成

ISFOLDER是否为文件夹

PARENTID文件父节点ID

3.2算法复杂度

若日志表中的记录个数为K，文件总数为N。则对于每一个记录项，要查找其在文件树中的位置，当前一个记录项查找到时，由于遍历的顺序性，后一个记录项可以从前一个的位置继续向后查找，这样，可以保证K个记录项查找次数为K，也即为O（n）。当备份发生错误或者中断时，通过此算法，能够在相当少的时间内，找到断点位置，下一次备份时可以直接从断点位置继续进行，实现断点备份，保证了备份的可靠性。

参考文献

［1］牛云，徐庆.数据备份与灾难恢复［M］.北京：机械工业出版社，2007.

［2］张联峰，刘乃安，张玉清.P2P技术［J］.计算机工程与应用，2007，（12）.

存储技术论文篇（3）

根据其出现时间的先后,大致可将数据存储技术的发展分为4个阶段:直接附属存储(DAS),网络附属存储(NAS),存储区域网(SAN),IP存储(IPS)。

1.DAS

20世纪90年代以前,存储产品大多作为服务器的附属设备通过电缆直接连接到各种服务器,这种形式即是DAS。DAS完全以服务器为中心,不带有任何存储操作系统。DAS方式是长期以来大多数服务器采取的方式。主机通过专用接口与存储设备相连接,透过RAID技术将这些单个硬盘,按RAIDLEVEL组合成更大的硬盘。当主机需要访问存储设备时,主机发出指令给存储设备,存储设备根据指令进行相应操作,将数据返回给主机,或者将主机传输过来的数据写入到磁盘。DAS中存储设备可以是磁盘驱动器,也可以是RAID子系统,或是其他存储设备。

DAS技术的数据安全性差,难以备份/恢复;性能一般,可扩充性差,容量有限;数据被存放在多台不同的服务器上,难于访问,不支持不同操作系统访问。DAS技术成本低廉,易于安装,但需停止用户现有系统,且难以维护,存储利用率低。

2.NAS

20世纪90年代出现了NAS技术。NAS包括存储部件和集成在一起的简易服务器管理软件。NAS是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心。NAS通常在一个LAN上占有自己的节点。在这种配置中,一台NAS服务器处理网络上的所有数据,将负载从应用或企业服务器上卸载下来。集成在NAS设备中的定制服务器系统可以将有关存储的功能与应用服务器执行的其他功能分隔开。NAS设备的物理位置灵活,通过物理链路与网络连接。NAS无需应用服务器的干预,允许用户在网络上存取数据。

其特点是,易于备份/恢复;性能高,可扩充性强,即插即用,容量无极限;数据被整合并存放在相同的存储器上,易于访问,支持不同操作系统访问。NAS技术成本低廉,易于安装和维护,存储利用率较高。

3.SAN

SAN是允许在存储设备和处理器(服务器)之间建立直接的高速网络连接,通过这种连接实现只受光纤线路长度限制的集中式存储。SAN可以被看作是存储总路线概念的一个扩展,它使用局域网和广域网中类似的单元,实现存储设备和服务器之间的互联。SAN具有高传输速度、远传输距离和支持数量众多的设备等优点。采用了专用的拓朴结构,不能直接使用通用的IP网络连接各个SAN存储网络。目前,多数供应商的SAN解决方案大多采用光纤通道技术,即FC—SAN。

SAN技术的特点是,易于备份/恢复;性能极高,可扩充性强,即插即用,容量无极限;数据被整合并存放在相同或不同的存储器上,提供统一的用户访问视图,易于访问,但不支持不同操作系统访问。SAN技术成本昂贵,需要长时间的设计和安装,且难以维护,存储利用率很高。4.IP存储

IP存储技术就是以高速以太网连接为基础,通过IP协议进行数据交换的存储技术,它将SCSI协议映射到TCP/IP协议上,使得SCSI的命令、数据和状态可以在传统的IP网上传输,其支持数据块形式的I/O访问和共享存储。它采用iFCP和iSCSI协议,由于光纤通道已经包含了SCSI协议,这种方法无需重大技术改造,就能满足SCSI协议的要求。

IP技术的特点是,易于备份/恢复;性能高,可扩充性强,即插即用,容量无极限;数据被整合并存放在相同或不同的存储器上,提供统一的用户访问视图,易于访问,支持不同操作系统访问。IP技术成本低廉,易于安装和维护,存储利用率最高。

基于IP的高校数字图书馆网络存储建设

在网络存储中,FC—SAN在某些方面具有无可比拟的优势,如性能极高,可扩充性强等,使其能够满足数字图书馆大规模数据存储的需要,但光纤通道存在着成本昂贵和互操作性问题,这是一般高校图书馆所不能承受的。而NAS技术虽然成本低廉,但却受到带宽消耗的限制,无法完成大容量存储的应用,而且系统难以满足开放性的要求。针对以上技术的缺陷和不足,根据国际上基于IP的存储设备已逐步上市和日渐成熟的情况,提出了一种既有ANS和SAN技术的优点,又能克服两者缺点的存储网方案,即基于IP的SAN。它由两部分构成,第一部分是利用IP互连设备构成存储区域网SAN,第二部分是通过SAN中的交换机多路接入LAN回路,形成一种广义的附网存储NAS,存储设备都是商用的NAS设备以及iSCSI设备,或通过转换桥将SCSI和FC设备转换为IP接口,接入基于IP协议SAN中。它采用最广泛的TCP/IP作为网络协议,既具有NAS易于访问的特点,又有专用的存储网络架构。因此,基于IP的存储网络可以利用以太网技术和设备来构建专用的存储网络,由于使用了以太网设备,其成本大大低于使用光纤交换机的SAN网络,而且保持了SAN的传输速率高且稳定的优点。用户在这一技术中,面对的是非常熟悉的技术内容,即IP协议和以太网,而且各种IP通用设备保证了用户可以具有非常广泛的选择空间。事实上,由于IP存储技术的设计目标,就是充分利用现有设备,使传统的SCSI存储设备和光纤存储设备都可以在IP—SAN中利用起来。随着带有IP标准接口的存储设备的出现,我们可以单纯使用本地IP存储技术,来扩展已有的存储网络,或构建新的存储网络。以千兆甚至万兆以太网为骨干的网络连接,保证了本地IP存储网络。由于采用的是IP协议,与LAN和Intemet的连接是无缝的,远程备份十分方便,效率工作很高。基于IP的SAN在性能及功能上都具有突出的优势,是目前高校数字图书馆建设中存储区域方案设计的首选方案。

参考文献

1郭建峰.数字图书馆信息存储系统架构的探析.现代情报,2005(6)

2李培.数字图书馆馆原理与应用.北京:高教出版社2004

3李村合.谈网络环境下的信息存储技术.情报学报,2002(1)

存储技术论文篇（4）

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）34-0012-01

随着科学技术的迅猛发展，使人们进入到信息化时代，人们在日常生活中接触到的信息越来越多，信息的获取手段也越来越先进，数据信息的指数级不断增长，各行各业建立了专门的数据中心，面对海量的信息，加强对信息的备份和处理成为当前迫切需要解决的问题。信息存储技术手段的不断完善，使信息处理方法日渐完善。

1 存储虚拟化原理分析

1.1 分布式集群技术

分布式集群技术主要是指在集群环境中，对存储管理内容进行备份，充分运用分布式集群技术去解决负载均衡问题。在分布式集群中常会遇到互斥、死锁或饥饿现象，由于操作系统无法掌握分布式集群当前的所有进程状态，需要通过观察本地系统上的进程来了解当前的信息状态。分布式快照算法是分布式集群技术中的一项重要方法，能够确保数据信息的可靠传输，需要对进程的全过程进行控制，通过发动标识的形式来启动算法，按照进程P的步骤执行各项计算工作，进程P的主要执行步骤为：第一步，运用P来记录本地状态Sp。第二步，q到p的通道状态在p上将会显示为空。第三步，运用p对所有的流出通道贴上广播标识。待这些步骤完成后，才可在p上进行信息的发送和接收。分布式快照算法作为一项集中式算法，在实际的应用过程中展现出了较强的灵活性特点，适用于任何的分布式环境[1]。

1.2 存空间映射技术

一般的虚拟化网络存储系统主要由磁盘阵列、直接存储和网络存储系统结构等几个方面的内容构成，作为一个大型的网络存储系统，能够确保抽象拓扑结构的统一性。系统主要是由虚拟存储服务器、上层客户端应用和虚拟存储节点子系统等方面的内容构成，在应用过程中，上层客户端通过向系统提出请求的形式，与存储子系统建立密切的联系，彼此展开交互式的工作，展现出了系统数据的维护和查询能力，为用户与存储设备之间的对话提供了有效的连接手段。在虚拟网络存储中，由于系统内部存在着不同的设备节点，需要对其进行虚拟有机整合，将运用到的设备定义为虚拟存储设备，为用户提供服务。为了确保存储虚拟化技术的良好应用，需要将虚拟化技术运用到客户端和服务器端上来，为客户系统提供远程数据和元数据访问功能，将本地的文件资料与远程系统中的文件资料有机地统一起来，为上层用户提供了良好的服务。

1.3 带外架构模型

带外架构模型是存储虚拟化模型中的重要组成部分，需要在存储虚拟化的过程中，强化数据的管理和存储功能。带外虚拟技术主要是指在数据读写前完成的虚拟工作，虚拟部分的内容通常不会在存储设备的访问路径上实现，只能通过存储网络的形式实现。在运用带外架构模型进行存储虚拟化的过程，需要确保同一网络中的数据流能够直接与存储设备进行交互，有利于提升存储的性能。虚拟化控制管理存储设备在实际的应用过程中，需要将物理存储设备做成逻辑卷的形式，将其平均分配给各个应用服务器，要想取得虚拟卷的配置信息，需要通过虚拟化控制器来实现。应用服务在运行过程中，要求访问“磁盘”，需要通过请求的形式来实现，将信息发送到虚拟化控制器中。虚拟化控制器需要将信息转换成物理设备的形式，将结果还给，转换后的请求信息需要通过存储网络的形式发送给存储设备，来完成读写操作[2]。

2 存储虚拟化实现研究

SAN系统中的快照主要是指需要通过对技术的使用，将设备中的数据定格在某一个时间点，需要充分利用虚拟设备来完成数据的访问。传统的快照系统在实际的应用过程中，主要是以全量拷贝的形式来实现的，随着数据量的增多，对数据存储技术提出了较高的要求。要想提升数据存储效果，需要运用COW技术来提升元数据的通讯功能，通过底层的驱动，向网络中发送元数据请求指令，将操作作为一个网络数据包，待恢复快照时，不需要全部进行拷贝，通过将临时空间中的物理信息返回给用户的形式，让用户感觉恢复工作是瞬间完成的。分布式快照系统是虚拟化存储系统中的核心技术内容，主要分为本地快照和全局快照两种形式，虚拟化卷存储架构主要是通过全局型的分布式快照技术来实现的，虚拟化管理需要建立在对磁盘重新编址的基础上实现的，能够为用户提供连续的磁盘空间，减轻了员工繁琐的工作任务，对提升存储系统的维护管理效果具有重要作用[3]。但是分布式卷管理在实际的应用过程中存在较多的问题，由于系统具有较大的开发量，需要通过各个系统部门和专业人员之间的密切配合来实现，有助于确保系统的稳定性，促进系统的改进和优化，提升系统的应用效果。

3 结论

随着数据量的增多，加大了数据存储器的管理难度，通过运用虚拟化存储技术，能够促使数据访问更具透明化。因此，需要将存储虚拟化作为存储器管理中一项重要的技术，构建数据存储的标准架构，提升数据存储使用的可靠性及扩展性。高效的数据管理是数据存储工作中的一项主要内容，对提升数据存储管理效果，满足虚拟化数据存储的管理需要具有重要作用。虚拟存储要求运用虚拟化的手段集中管理数据存储器，确保各模块在一个存储池中的统一管理，给使用者提供了高数据传输和大容量的数据存储系统。

参考文献：

存储技术论文篇（5）

中图分类号：TP391.9

1 网络存储虚拟化模型的概述

所谓的网络存储虚拟化模型，是指改变物理存储实体与存储逻辑之间相互关系的一种模式[1]。不仅能够将二者进行分离，同时还能够将不同存储设备进行有效的结合，以抽象层的形式将其放置在物理存储设备和访问设备之间的客户端中，这能够有效的降低存储的难度，将计算机的存储功能简化，同时还能够将各种不同存储设备的优势集中到一个整体之中，使抽象存储层具有更多的功能。

2 网络存储虚拟化模型的构成

2.1 计算机主机的存储虚拟化

计算机主机的存储虚拟化，是指在主机上安装能够实现虚拟化模式的特定软件，使主机能够具备提供与存储网络和存储资源之间相互分离的存储空间，并且这一存储空间是基于一个服务器范围之内的独立的组成部分。主机的存储虚拟化能够同一个单一的服务器来对多个磁盘进行浏览，并且需要逻辑卷管理软件来对主机虚拟化模型进行管理[2]。

2.2 计算机存储设备的存储虚拟化

由于主机的虚拟化是建立在同一服务器对不同磁盘的浏览基础之上的，就促使计算机的存储设备应该实现多个不同的服务器对同一个磁盘的浏览。计算机存储设备的存储虚拟化是建立在列阵控制器的基础之上的，能够将一个磁盘的阵列容量划分为多个独立的存储空间，并且实现列阵的缓存、整合、数据恢复等功能[3]。

2.3 计算机网络的存储虚拟化

计算机主机虚拟化和计算机存储设备的虚拟化都是通过“一对一”模式来进行存储的，应用的范围较小，这就提出了一种范围更加广泛的“多对多”存储方式，即将存储模式建立在多个服务器对多个磁盘空间的浏览基础之上。基于此，就产生了服务器和存储设备之间的虚拟化模式，即计算机网络的存储虚拟化。而计算机网络的存储虚拟化又可以分为带内虚拟化和带外虚拟化两种模式。带内虚拟模式是在服务器和存储设备二者之间的通道上建立起虚拟化的存储模式，这种模式存在一定的缺陷和不足，难以实现存储的最优化。这也是人们将存储的眼光放置在带外虚拟存储模式上的主要原因，并且在实现带外虚拟存储的同时还要求实现这一模型的可信性[4]。

3 可信理论概述

所谓的可信理论，是指在保证硬件结构和操作系统二者的安全性前提之下，实现整个计算机信息系统的安全性，进而保证存储虚拟模型的安全性的一种理论技术。简单来说，可信技术就是指按照某种预期的目标和方式来完成的设备行为[5]。将可信技术综合而形成的平台被称之为可信平台。可信平台是实现信息和信息接收的主要途径，是由软件平台和硬件平台综合在一起，并且建立在可信模块TPM之上的，融合了安全系统和密码技术，被作为整个计算机信息存储系统的核心结构。

4 基于可信计算的带外网络存储虚拟化模型的实现

4.1 环境自识别模块

如图1所示，为环境自识别模块（ESR）结构图，从图中我们能够看出，环境自识别模块包括策略的定义和执行模块，以及扫描模块三部分。首先，扫描模块是用来为服务器中的通讯软件提供配合的，主要功能是将安全信息收集之后再将其传输给策略定义模块。其次，策略定义模块是指对扫描模块中传输过来的安全信息进行风险性定义的一个模块，其功能的实现主要是通过在策略定义模块中设置一个对风险进行评定的措施表，能够对安全信息的风险系数进行分析，并且做出应对风险的措施。第三，策略执行模块，简单说来就是指一种将扫描模块和策略定义模块中给出的任务进行执行的一种模块，并且通过对通路的控制将执行任务发送给存储设备和多个服务器[5]。

4.2 环境自识别模块的设计

首先是准备阶段的设计，要将信息作为风险评估的目标来进行评价，并且是在一定的风险范围之内来进行评估，并且根据信息的不同来确定进行评估的方法，将可信性作为风险评价的标准和依据。随后进入到威胁识别的阶段，这是进行风险评估的重要阶段，整个服务器的安全与否，在很大程度上取决于这一阶段对威胁的识别。威胁识别能够对已经存在的和可能出现的威胁进行评价和分析，确定危险的系数，不仅能够找到危险的来源、确定危险的属性，同时还能够对威胁出现的频率进行复制。最后是风险计算的环节，通过环境自识别模块中的风险解决措施表中的应对措施对风险值进行计算，将风险的等级进行详细的划分[6]。

4.3 对虚拟化控制器启动的设计

达到存储虚拟化网络的可信性的目的，建立可信根是基本，因为可信根是作为整个存储虚拟化模型的可信性的基础的，通常选取TPM来作为可信根，并且在开机时就能够实现对可信根的建立，这就凸显出开机启动在建立可信存储虚拟化模型中的重要性。在启动时，程序首先要进行上电的自检，之后再执行程序，完成这一系列工作之后，就能够建立起服务器和存储系统之间的通讯通道，这时，基于可信计算的带外网络存储虚拟化模型已初步实现。接下来的可信工作，主要是通过TPM芯片来完成。

5 总结

通过上文的阐述，我们能够总结出，计算机存储的虚拟化技术中将以实现带外网络存储虚拟化模型的可信性为主要的发展趋势，这不仅是因为带外网络存储虚拟化模型具有更好的系统性能，同时也是得益于其良好的扩展性能。实现带外网络存储虚拟化模型的可信性，将会给带外网络存储虚拟化模型带来更加广阔的发展空间和发展前景，给计算机用户带来更完善的服务。

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存储技术论文篇（6）

中图分类号：TP313 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）09-1909-03

在IT技术飞速发展的当今社会，信息化办公早已不是一个新颖的名词。信息化的工作模式为各行各业的日常工作带来无与伦比的帮助和便利，使得各项工作的质量或效率均得到极大的提升。所以，很多企业将信息化技术作为一个重要的企业平台构成部分，不惜投以重金来搭建自己的企业信息化平台，以此来保障自己企业的工作任务在IT平台的支持下高效高质量的推进，从而为自己的企业带来更多的效益和利润。

诚然，信息化技术无论与当今何种工作模式，都可以带来极大的辅助和效率提升，所以合理的信息化部署对于所有企业来说都绝对是利大于弊的，而在这方面的投资，对大多数企业来说也都是必要和值得的。不过与此同时，IT业内也在各个技术领域不断进行着新技术的研究，在很多领域也已经取得了不俗的成绩。如前几年提出的云计算技术，以虚拟化技术为核心，旨在提升硬件效率使用率和资源弹性整合，一被提出就得到了广泛的关注。在肯定和质疑交错的声音中，云计算稳步发展，其中的某些技术在几年后的今天已经在很多领域投入使用，为生产生活提供服务，以实实在在的应用功效打破了部分反对者质疑的声音，初步完成了从理论到实践的落地。如今，云计算的热度丝毫没有消退，相反很多企业也开始采用了这一先进的技术，得以使用少量的信息化投资换取更大的IT能力回报，大大提升了信息化投资的性价比，为自己的企业创造了更大的利润空间。

1 企业云存储概述

云计算技术是一种对基于网络的、可配置的共享计算资源池的、能够方便并且随需访问的一种模式，近几年关于此方面的讨论和定义层出不穷，该文这里不做累述。要着重强调的是，云计算技术不是一种新的技术，它更应该是一种新型的交付模式。从技术层面来讲，它应该是分布式系统、网格计算、并行处理技术等多领域多技术的融合产物；但是从交付模式上讲，它却革命性的打破传统IT架构，创新的以面向服务为主体交付模式。而从信息化服务的基础问题――存储角度上说，云存储可靠的分布式多容灾存储模式，更是为云平台中数据存储提供了更加可靠的解决方案。依托云计算，企业可以将自己的大量数据和重要信息安全、可靠、便捷的存放于云存储池中。这对于以往企业不得不在私有的数据中心大规模部署存储集群的情况之外，提出了一种新的数据存储解决之道。

所以，当企业在自己内部进行云部署或者采用租用供应商ISP提供的云服务时，这种企业云的模式特征和优势就尤为明显。云存储不是单纯的依赖硬件部署和技术人员的配置支持，将传统的数据存储配置和管理方式从硬件级别上升至软件级别，使得整体运行更加高效，同时可以将运维技术人员从枯燥繁杂的运维工作中解放出来；另一方面，它面向用户所要使用的不同数据类型，以中心式管理模式对数据进行部署管理，从提供服务的角度解决多类型数据的读写和容灾问题，提供了可靠的安全保障。一般来说，云存储非常适合企业的发展。一个良好的云存储平台能够帮助企业解决诸多IT问题，还能够帮助用户节省大量的IT资金。以下是一个经典的企业云存储系统体系架构的部署示意图。

从架构图中可以看出，用户可以通过多种渠道访问云存储服务器。对用户的操作进行基本区分，大致可以分成两类：数据读写操作和属操作。所有操作最终经过访问控制器进行分析管理，根据其具体内容（属性或者规则）做出决策其是否允许执行。其中相关管理节点，均采用集群服务器以提供弹，以保障其突况下的运行性能。

由此，企业中应用云平台以及其基础支持部分的云存储中心，可以为企业的信息化等工作部署带来极大的帮助和推动。例如租用服务器、远程设备管理、视频监视系统等等多项应用，均可以在企业云中得到部署，为现代化企业的日常办公提供了便捷的途径。

存储技术论文篇（7）

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存储技术论文篇（8）

操作系统是计算机系统的核心组成部分,是计算机系统硬件平台中的第一层系统软件,也是计算机及其相关专业的一门重要专业基础理论课,这既使这门课程的教学学习存在非常大的困难和困惑,又使其无论在教学、科学研究和项目开发中都处于非常重要的地位。

一、课程教学难点

1.理论性强

该课程教学内容理论性强、概念抽象、涉及知识面广,学生时其整体实现思想和技术往往难以理解,学习时有较大难度,大部分学生有一种畏难情绪。因此学生很容易陷入疲于记忆的状态,忽略了对课程各部分间关系和课程教学目标的把握。因而该课程是计算机专业中教师“最难教”,学生“最难学”的课程之一。

2.学习效果见效不快

很多学生对学后有立竿见影效果的课程兴趣较大,如程序设计语言,学生学会了便很快可以就某个问题编写程序上机运行,颇有成就感;而对诸如操作系统这样原理性强,实验要求高,设计一个操作系统又不现实的课程,一些学生因感觉学习后效应不会立即显现而对课程重视度较低。

二、教学目标

操作系统是目前最复杂、技术含量最高的软件,在计算机专业软、硬件课程的设置上起着承上启下的作用,其中的许多设计思想、技术和算法都可以推广和应用到大型的、复杂的系统设计,以及其他领域。因此,其教学目标应重在培养学生理解和掌握计算机操作系统的基本工作原理、设计技术及设计方法,培养学生开发系统软件和大型应用软件的意识和能力,同时还要让学生了解现代操作系统的新思想、新技术和发展研究动向。

三、课程知识体系设计

鉴于以上课程教学难点,教师若能从繁杂抽象的理论中理出一个脉络清晰的课程知识体系呈现给学生,将为有效达到教学目标要求起到事半功倍的作用。该课程教学内容有纵、横两条主线,纵线主要指操作系统各功能的设计思想、处理机制,横线主要指功能实现的具体技术方法、不同环境下的实现差异。因此,整个课程知识体系可按纵、横两条线展开,遵循知识、能力、素质协调发展的原则,从知识模块、知识单元和知识点3个层次来设计。其中知识模块代表特定学科子领域,可包括若干知识单元;知识单元代表知识模块中的不同方向,可包括若干知识点;知识点代表知识模块中单独的主题,是教学活动中传递教学信息的基本单元。

1.纵向功能线

本文的纵向功能线是从资源管理功能出发来设计,通过基于操作资源管理功能的知识建构,学生能明确所学内容在知识体系中的层次、位置、关系。此处为使结构更清晰,按操作系统资源管理功能出发的纵向功能线细化为进程管理、处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口六个知识模块,由此设计的纵向功能线知识结构如下:

(1)进程管理知识模块包括进程概念、进程调度、进程互斥、进程同步、进程通信、进程死锁各知识单元。进程概念包含进程特征、进程状态与转换、进程控制各知识点;进程调度包含调度时机、调度算法、调度过程各知识点;进程互斥包含与时间有关的错误、临界资源与临界区、临界区使用原则、临界区互斥访问的解决途径、临界区互斥访问的解决途径各知识点;进程同步包含信号量同步机制、生产者与消费者问题、读者与写者问题、哲学家进餐问题各知识点;进程通信包含忙等待策略、睡眠和唤醒策略、消息传递策略各知识点;进程死锁包含产生原因、必要条件、解决途径各知识点。

(2)处理机管理知识模块包括分级调度、调度算法、算法评价各知识单元。分级调度包含作业调度、交换调度、进程调度各知识点;调度算法包含作业调度算法、进程调度算法各知识点;算法评价包含作业调度算法评价、进程调度算法评价各知识点。

(3)存储器管理知识模块包括存储管理功能、存储管理方案各知识单元。存储管理功能包含内存分配与回收、地址映射、内存共享、内存保护、内存扩充各知识点;存储管理方案包含分区存储管理、页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理各知识点。

(4)设备管理知识模块包括数据传送控制方式、并行技术各知识单元。数据传送控制方式包含程序直接控制方式、中断方式、dma方式、通道控制方式各知识点;并行技术包含通道技术、中断技术、缓冲技术、分配技术、虚拟技术各知识点。

(5)文件管理知识模块包括文件结构、文件存储空间管理、文件目录管理、文件存取控制各知识单元。文件结构包含文件逻辑结构与文件存取、文件物理结构与存储设备各知识点;文件存储空间管理包含空闲文件目录、空闲块链、位示图各知识点;文件目录管理包含文件目录形式、文件共享与保护、目录检索各知识点;文件存取控制包含文件存取控制方法。

(6)用户管理知识模块包括命令接口和系统调用知识单元。命令接口包含脱机控制命令、联机控制命令知识点;系统调用包含设备管理类命令、文件管理类命令、进程管理类命令、存储管理类命令、线程管理类命令各知识点。

2.横向技术线

操作系统知识点看似繁杂,但究其原理,在对不同系统资源功能进行管理时,所采取的策略和方法有很多是相同的。因此通过对重要方法和机制进行贯穿式的横向技术线,可使被条块分割的教学内容有效关联起来;通过横纵交错的连接,可使看似离散的知识有稳固而紧密衔接的结构。从操作系统四种重要实现技术出发的横向技术线包括中断技术、共享技术、虚拟技术和缓冲技术。当然,有些技术在其它相关课程中已有介绍,也可看出其在整个计算机系统中的重要程度,由此设计横向技术线知识结构如下:

(1)中断技术知识模块是实现程序并发执行与设备并行操作的基础,它包括中断类型、中断优先级、中断事件各知识单元。中断类型知识单元包括外中断、内中断知识点;中断优先级知识点在不同的系统中有不同的规定;中断事件知识单元包括进程创建与撤消、进程阻塞与唤醒、分时时间片、缺页中断与缺段中断、i/o操作、文件操作各知识点。

(2)共享技术知识模块是提高资源利用率的必然途径,它包括处理机共享、存储共享、设备共享、文件共享各知识单元。处理机共享包含进程的并发执行;存储共享包含外存储器共享、内存储器共享知识点;设备共享包含spooling系统;文件共享包含便于共享的文件目录。

(3)虚拟技术知识模块是把一个物理实体变为若干面向用户的逻辑单元,使资源的用户使用与系统管理相分离,从而提高资源利用率和安全性方,它包括虚拟处理机、虚拟存储器、虚拟存储器方法、虚拟设备、虚拟文件各知识单元。虚拟处理机包含多进程管理;虚拟存储器包含地址转换、中断处理过程、置换知识点;虚拟存储器方法包含页式管理、段式管理、段页式管理各知识点;虚拟设备包含设备共享;虚拟文件包含文件共享。

(4)缓冲技术知识模块是异步技术的实现前提,可大大提高相关资源的并行操作程度,它包括存储管理缓冲技术、设备管理缓冲技术、文件管理缓冲技术各知识单元。存储管理缓冲技术包含快表;设备管理缓冲技术包含硬缓冲、软缓冲、spooling系统中的输入/输出井知识点;文件管理缓冲技术包含记录成组技术、文件表的打开。

四、课程知识体系操作

知识体系的设计显然要有必要的操作作为支持才能使其与学习者间进行互动,形成交流并达到知识的内化。依据上述的知识体系设计,该课程教学可采用以下两个步骤进行操作,一是以“核心拓展”的方式进行纵向功能学习,二是以“小组学习和共同学习相结合”方式进行横向技术综合学习。

“核心拓展”方式中核心指六大知识模块,它们也是该课程的核心内容,教师应结合具体系统的具体实例以讲授方式进行,讲授过程中对于一些关键算法一定要以具体实例加以讲解,不能照本宣科。“小组学习和共同学习相结合”方式可采用将多次出现的具体技术单独提出来,讨论哪些功能应用了该技术。分小组,一个小组负责总结一项技术,然后以小组宣讲共同讨论的方式来加深技术对功能的应用。

通过这两个步骤的操作,整个课程的知识体系便可以横、纵两条线的形式清晰地呈现在学生面前,为培养学生从离散到系统性的学习和思维习惯创造条件。

存储技术论文篇（9）

 

1. 引 言

互联网技术广泛应用以及计算机技术的发展，人们对数据存储的需求及方式有了巨大的改变。表现在三方面：首先，许多应用系统，如电子商务，数据仓库，企业资源规划(ERP)和客户关系管理（CRM）等对存储容量有巨大的要求；其次，应用系统要求对数据进行快速有效的存取；最后，需要对数据进行有效的管理。本文叙述了存储模式的发展，相应的存储设备、存储接口技术等。NAS存储技术在图书馆的应用，实现了数字化管理。

2. 存储模式的发展

分为封闭系统存储和开放系统存储，目前主要以开放存储系统发展和应用为主（如图1示）。

图1

2.1 内嵌式存储系统

内嵌式存储系统（Embedded Storage, ES）就是把存储器内嵌于服务器中，比如我们熟悉的PC硬盘就是这种模式，其优点是简单易用，缺点是每个服务器只能保存有限数量的存储器件，而且存储容量和存取速度也受到服务器性能的限制。另外，如果服务器出现故障，则其存储系统也随之变为不可用，这是一个致命缺陷。

2.2 直接存储系统（Direct AttachedStorage DAS）

采用独立的外接式存储设备（如RAID JBOD等）并通过标准接口技术（如SCSI）与服务器连接。将对存储器件的读写操作从应用服务器中分离出来，高速接口技术从一定程度上提高了总体存取时间。DAS又称为以服务器为中心的存储体系。存储设备为通用服务器的一部分，该服务器同时提供应用程序的运行，即数据访问与操作系统、文件系统和服务程序紧密相关。当用户数量增加或服务器正在提供服务时，其响应速度会变慢。在网络带宽足够宽的情况下，服务器本身成为数据输入输出的瓶颈。

2.3 网络依附存储系统（Network AttachedStorage NAS）

NAS的结构是以网络为中心，面向文件服务的系统（如图2所示）。应用和数据存储部分不在同一服务器上，其中专用数据服务器不再承担应用服务，称之为"瘦服务器"（Thin Server）。数据服务器通过局域网的接口与应用服务器连接，通过标准LAN进行访问。由于采用局域网上通用数据传输协议，如NFS、CIFS等，所以NAS能够在异构的服务器之间共享数据，如Windows NT和UNIX混合系统。NAS系统的关键是文件服务器，专用文件服务和存储服务的服务器是文件系统所在地和NAS设备的控制中心，该服务器可以支持多个I/O节点和网络接口，每个I/O节点都有自己的存储设备。

图2 NAS

2.4 存储区域网络（StorageArea Network SAN）

SAN是以光纤通道（Fiber Channel, FC）实现服务器和存储设备之间通讯的网络结构（如图3示）。SAN的核心是FC，SAN网络路由器、交换机等， SAN设备需要使用光纤通道技术，又称为光纤通道路由器或光纤通道交换机。其中的服务器和存储系统各自独立，地位平等，通过高带宽FC路由交换机相连。SAN路由器负责把数据从服务器传送到存储设备或存储设备传送到服务器，SAN路由器使用光纤通道协议而不是TCP/IP协议，可避免大流量数据传输时发生阻塞和冲突。工作站通过局域网访问服务器，在各存储设备之间交换数据时可不通过服务器，减轻了服务器承受的压力。。

图 3 SAN网络系统及设备

3. 存储设备类型、接口技术简介

存储系统模型经历了ES、DAS、NAS以及SAN几个阶段，不管何种模式，都涉及存储设备及外界接口技术等问题。对于SAN来说，存储设备需要SAN路由器或交换机等。

3.1 存储设备

3.1.1 磁带库

磁带库设备包括自动加载磁带机和磁带库，自动加载磁带机有一个磁带驱动器和自动磁带更换装置组成，可以从装有多排磁带闸中拾取磁带并放入驱动器中，且支持例行备份过程。

磁带库具有自动备份和数据恢复功能外，存储容量可达数百PB，实现连续备份。自动磁带搜索可在驱动管理软件控制下实现智能恢复，实时监控和统计，摆脱人工干预。随着制造技术和生产工艺的改进，磁带库的性能还将得到更大的提高，从而在未来的存储市场中长期扮演重要的角色。

3.1.2 光盘存储设备

光盘存储设备（CD、DVD及其驱动器）是经常接触到的存储系统。光盘存储设备的优点是价格低廉，可靠性好，体积小，便于携带且可随机读写，保存时间长。然而一张光盘的存储容量有限，光盘塔、光盘库以及光盘网络镜像服务器就是基于此设想而开发的基于光盘的海量存储设备。光盘网络镜像服务器是一种可在网络上实现光盘信息共享的网络存储设备。具有大型光盘库的超大存储容量，而且还具有与硬盘相同的访问速度，其单位存储成本大大低于光盘库和光盘塔，因此光盘网络镜像器已开始取代光盘塔和光盘库，逐渐成为光盘网络共享设备中的主流产品。

3.1.3 磁盘存储设备

磁盘存储设备具有高性能，高容量，高可靠性的特性，是目前构建存储系统的主要设备。为进一步提高存储设备的容量和可靠性，每个磁盘存储设备可包含多个磁盘（磁盘阵列）。根据有无管理功能，这类存储设备可分成RAID(Redundant Array of Independent/Inexpensive Disks,独立/廉价磁盘冗余阵列)和JBOD(Just a Bunch Of Disks)两种。RAID内置处理器以实现对磁盘阵列的管理，根据对性能的不同要求和相应的管理算法，分成不同的等级，如RAID0,RAID1----RAID6等。JBOD在物理特性上与RAID有许多相似之处，但本身缺乏内部管理功能，因此需要外部软件或硬件支持。

3.2 存储设备接口技术

存储设备通过标准化的I/O接口技术与服务器，SAN交换机通信实现开放式的系统互联。目前最主要的接口技术包括SCSI(小型机系统接口)，iSCSI(internet SCSI ),光纤通道FC（Fiber Channel）。

3.2.1 SCSI

SCSI作为一种I/O技术方便了存储的操作和管理，可以为不同类型的设备提供统一的数据交换平台，另外SCSI还具有占用CPU资源少，支持高速数据传输等优点。经过多年的发展，出现了多种总线宽度，多种总线速率， SCSI总线仲裁方式等。特点如下；

高速总线技术提供可靠的数据传输；

方便的存储设备添加和连接；

SCSI设备间的高兼容性；

相当的总线长度。

3.2.2 iSCSI

iSCSI是结合了TCP/IP和SCSI的一项标准接口技术或协议，将SCSI命令和块状数据封装到TCP/IP包中来发送和接收。发送端将SCSI命令和数据封装到TCP/IP包中再通过网络转发，接收端收到TCP/IP包之后将其还原为SCSI命令和数据并执行，完成之后将返回的SCSI命令和数据在封装到TCP/IP包中传送回发送端。在用户看来整个过程就像访问本地的SCSI设备一样简单。由于iSCSI是建立在IP网络之上，易于将连接能力延伸到LAN区域之外，包括城域网和广域网，这使iSCSI具有更大的灵活性和较低的成本，也大大幅度降低了存储系统的复杂性。。iSCSI的最终目的并不是代替SCSI或光纤通道，而是使IP用户终端能够连接到基于SCSI以及光纤通道的存储设备上。

3.2.3 光纤通道

光纤通道FC（Fiber Channel）是存储系统中常用的一种介于I/O通道和网络连接之间的通信协议。。它综合了通道通信和网络通信的优点，能给不同设备提供高速的数据交换通道。现在常见的有100MB/S和1000MB/S两种速度。同时光纤通道也能提供比较远的通信距离，可达到数十公里。

光纤通道可以是点到点的直接连接，环型连接，还可以连接成网状。光纤通道协议是一个分层的通信协议，包括物理层（FC-0）, 编码解码层（FC-1），桢协议流控制层（FC-02），通用服务层（FC-3），带上层协议层（FC-4）。光纤通道网络中的设备必须遵循光纤通道协议的各个层次来通信。

4. 网络存储技术的应用实例（图书馆应用）

随着技术的发展，需要存储和传播的信息量越来越庞大，信息的种类和形式越来越丰富，传统图书馆的机制显然不能满足这些需要，因此，提出了数字图书馆的设想。数字图书馆是一个电子化信息的仓储，能够存储大量各种形式的信息，用户可以通过网络方便地访问，以获得包括多媒体在内的各种信息，信息存储和用户访问不受地域限制。建设的数字图书馆，是一种运行在高速宽带网络上的、分布式超大规模的、可跨库检索的海量数字化信息系统资源库群，对有价值的图像、文本、语音、影像、影视、软件和科学数据等多媒体信息进行收集、加工、存储和管理，实现知识增值，并提供基于网络的电子存取服务。具体地说，图书馆主要希望实现三种应用：图书馆知识管理系统数据库、数字图书馆系统数据库和图书馆 Web 站点群静态页面存储。这样的目标无疑对存储系统的要求很高，既要求高可用性、高可靠度和大容量，还需低成本和易安装管理（图4示）。

图4 NAS在图书馆的应用

5. 总结与展望

存储模式已经历了四个阶段，各种存储设备和接口协议都有待完善，各种存储设备和技术正趋于融合，网络存储系统实际已得到应用（如在图书馆应用）。本文虽然做了一些简单的探索工作，却是远远不够的，其功能、需求、体系结构、实现技术都有待进一步的研究。由于宽带的发展、对存储系统需求的增加，网络存储正在迅速兴起。未来网络存储系统将是智能的、分布式的、虚拟化的存储系统 ，能够实现自我管理、自我优化和自我恢复的系统，因此，它必将引起人们的重视并更加深入的研究。

参考文献：

[1] 赵文辉 徐俊 周家林 李晨．网络存储技术[M] 清华大学出版社，2005

[2] 李培．数字图书馆馆原理与应用[M]．北京：高教出版社，2004

[3] 张伟．网络存储技术的发展现状与应用[J]．福建电脑，2003 (1)

[4] 罗宁．SAN与NAS融合技术的研究．计算机应用与软件[M]，2004 (10)

存储技术论文篇（10）

如今各种存储技术花样繁多，各类名词令人们眼花缭乱。为理清个中关系，笔者试着给当下一些名词和概念排个家谱。

众所周知IT技术大多短寿，子承父业辈份交叠常在寥寥数年之间。存储技术则更有甚之，短短十年光景已历经几世，而且人丁兴旺。

回顾1997年，存储作为独立技术领域，刚刚为人所知，可称技术理念的名词也只有SAN和NAS而已。当然，今天大家都已经知道，SAN和NAS仅仅是粗略的系统框架，如果一定要对应到具体技术手段，倒是可以认为SAN最初的动力来自于FC技术，而NAS的基础是CIFS和NFS这些网络文件系统。

在起初一段日子里，以FC为首领的SAN家族和以网络文件系统为核心的NAS家族井水不犯河水，各自独立的发展。但是很快两家都发现，由于住得太近，相互间总是会扯上些关系。

比如SAN和NAS两家都与备份家族结有亲缘。SAN为备份家族贡献了LAN Free和Severless两位力将，而NAS也将NDMP协议养在备份家族中。

又比如SAN家族因无法解决文件贡献的困扰，请来集群文件系统做护院保镖。自此集群文件系统便在SAN家族中扎下根来，并历经非对称式和对称式等几代繁衍至今。而这第一代非对称集群文件系统身上，却带有一半来自NAS家族网络文件系统的血脉。

再比如SAN和NAS家族为壮大实力而广揽门客。SAN家族容留了块级快照技术，而NAS家族请来了文件级快照技术。从名字便不难知道，这两位实为一母所生的两亲兄弟。

随着SAN和NAS两家族牵扯越来越多，相互之间的了解也越来越深。终于有一天，大家都意识到两家族因功能层次不同，并无实质竞争关系，反倒是合作空间更大。于是双方不约而同的提出联姻。正是这一场联姻，为此后的存储技术发展历程带来了戏剧性的结果。

两大家族在联姻中的收获可谓天壤之别。

NAS家族眼力欠佳，挑中了FC技术的表姐InfiniBand技术。这个InfiniBand技术虽然样貌亮丽，但是脾气古怪难以共处。在NAS家族中虽然也繁衍出DAFS技术，但却疏于照顾，结果DAFS夭折于襁褓。此后InfiniBand也再无一男半女，被扫地出门后，沦为以太网技术手下佣妇。

而SAN家族则在这次联姻中赚足了实惠，家族中一下子多出iFCP、FCIP、iSCSI三兄弟。他们一度齐头并进，令SAN家族从原本的FC-SAN单调一音，变成FC-SAN与IP-SAN交相辉映，近来这三兄弟又多了一个小弟名为FCoE。

通过结局迥异的联姻，很多人都以为NAS家族行将消亡，而SAN家族终会一统天下。然而塞翁失马世事难料，就在大好形式之下，SAN家族内部却传出了分裂的声音。

在iFCP、FCIP、iSCSI三兄弟中，前两位都是FC技术嫡亲，而iSCSI则与FC技术没有直接血缘关系。因此，虽然三兄弟都以IP-SAN为名，但前两位的真正目的还是为了维护老父亲FC技术的地位，为FC-SAN做轿。而iSCSI所坚持的IP-SAN则是一种全新SAN架构，并未给老迈的FC技术留有任何余地。更直白的说，iSCSI的目标就是要挑战FC技术在SAN家族中的地位。如此用意之下，iSCSI与FC之间剑拔弩张的紧张气氛也就不难理解了。

在SAN家族内部，FC-SAN一方似乎人数为众，但SAN家族以外的各方势力却明显对iSCSI更为青睐。于是FC-SAN一方声势渐弱，后来iFCP、FCIP两兄弟干脆临阵脱逃，隐居深山。FC技术本已成老朽，当然不如iSCSI精力旺盛，自知力拼是断无胜算，情急之下便与以太网技术开始仓惶孕育FCoE，以期对iSCSI有所制衡。

不过坦率的说，以眼下iSCSI的发展态势，即便FCoE能于明年或后年顺利降生，届时FCoE愿归于谁麾下还未可知，甚至可能FC技术眼下的忙碌是在替iSCSI做战袍。

iSCSI能左右逢源，与其自身的乖巧脾气有很大关系，身上SCSI、TCP/IP、以太网三个主要基因，无一不是业界非常开放且成熟的标准。这使得iSCSI很容易与诸多现有的周边环境相处或相容，同时也迅速博得了诸多周边力量的鼎力支持。

图2 智能存储解决方案

其中一重要力量便是虚拟技术家族的支持。这虚拟技术出现较之SAN和NAS要晚几年，起初家族成员不多，其中块级虚拟技术还曾经短暂寄养于SAN家族中，并切身经历了FC-SAN与IP-SAN的争斗。起初块级虚拟技术只作壁上观，并未偏向某一方，但随着自身的发展，块级虚拟技术越来越倾向于依靠iSCSI那与生俱来的开放性。时至今日，块级虚拟表面上仍然对SAN家族各成员不偏不倚，但私下里已经偷偷孕育出名为RAIGE的下一代技术。这个RAIGE将只支持基于iSCSI的IP-SAN，未来还有可能支持某种特定的NAS，但对FC-SAN是断然没有支持的可能。

说起这虚拟技术家族，原本如一盘散沙，直到近来虚拟主机技术的崛起，才使家族凝聚力陡增。一时间虚拟存储技术、虚拟主机技术、虚拟服务和应用并起，大有力盖业界之势。与此同时，周边家族也纷纷攀亲结故，繁衍出众多希望之星。其中最具潜力的，是新近诞生的虚拟IO技术。

不过若严格论及血缘关系，虚拟IO技术甚至包括虚拟主机技术，似乎都与这里讨论的“存储技术”不甚相关。若不是那个尽人皆知的并购案，恐怕这些技术除了名字都带“虚拟”两字之外，便再无直接关联了。所以充其量只能算做存储技术的外姓远亲。如果评选虚拟家族名下最有成就的存储技术，恐怕非虚拟磁带库莫属了。

虚拟磁带库今虽归虚拟家族门下，当初却是诞生在备份家族中，而且面世之初还曾与备份家族的另一新生婴儿D2D争宠。现如今虚拟磁带库大红大紫，D2D却也并不消沉，正与实时数据压缩技术结合，加紧孕育下一代。

备份家族的其它成员最近曝光率也颇高，论其明星气质，绝不在虚拟家族之下。其中两个典型明星成员的代表是，传统归档技术基因突变产生的重复数据删除技术，和师从于快照技术的CDP技术。近来CDP技术又欲与应用直接结合，人们热切的盼望其后代的降生。因为按双方基因推算，他们的后代将是如科幻小说般的自修复应用。

相比于虚拟和备份家族的光环笼罩，文件系统家族可谓低调至极。虽然其家族成员大多能力非凡，平时却不愿抛头露面甘当无名英雄。当年CIFS和NFS两大网络文件系统能够力主NAS家族，其实力可见一斑。

存储技术论文篇（11）

一、培养目标

课程培养目标是为专业培养目标服务的。同一门课程可能在不同的专业都有开设，但是因为专业培养目标的不同，课程培养目标会存在差异。

1.

专业培养目标

管理科学专业主要培养掌握管理科学基本理论，能用先进的管理思想、系统方法、数量模型和信息技术去分析企业活动和社会经济活动的高级管理决策人才和技术人才。为了达到这个目标，学生必须具有宽厚扎实的数理、信息技术、系统科学等方面的基础知识，以及会计与财务、生产与计划、市场与销售等经营方面深入实用的专业知识。

2.

课程培养目标

“信息存储与检索”是管理科学专业的核心课程之一，主要培养学生运用现代信息技术及相关原理进行信息存储与检索，解决实际问题的能力。通过本课程的学习，要求学生能了解信息资源的存储方式，熟练掌握现代常用的检索工具，能根据查找资料种类的不同对资料进行精确查找，增加学生查找信息资源的手段，提高学生获得知识的能力。

二、教材选用

1.

教材选用原则

目前同时涉及信息存储与信息检索两方面内容的教材主要有几个版本：①王知津主编的《信息存储与管理》，该教材详细分析各种信息检索模型、分别介绍文本、多媒体、Web信息存储与检索等，[1]专业性较强，侧重于“技术”类。②张帆编著的《信息存储与检索》，该教材系统阐述现代信息存储与检索的基本原理与技术，重点介绍文本、多媒体、联机、因特网信息存取系统及其检索方法，带有普及性质，侧重于“方法”类。③李四福、叶玫编著的《信息存储与检索》，该建材侧重于“利用”，强调信息检索在科学研究、论文写作、科技查新中的作用。管理科学专业学习“信息存储与检索”的目的是运用检索方法收集资料解决问题，因此教材选用原则重在实用。

2.

教材内容

不同教材因为侧重点不同，内容也不尽相同，但是一般都包括三个大的部分：基础知识部分、信息检索部分、信息利用部分。基础知识部分主要介绍：信息检索的意义和作用，信息资源的类型和特征，原始文献的获取方法、途径及步骤等。信息检索部分主要包括：联机检索、光盘检索和网络信息检索、特种文献的检索方法与途径等。信息利用部分包括：科学研究与开发中的信息用户及信息需求、学位论文的基本构型和要素、论文写作等。

三、教学方法

1.

理论与实践相结合

在“信息存储与检索”的教学中，要坚持理论与实践相结合的原则。一是与学生的实际生活相结合，让学生觉得这门课程有趣。学习基础理论知识是比较枯燥的，因此选择一些与学生生活息息相关的问题，有助于提高学生学习的兴趣与积极性。比如，在介绍信息检索的作用时，学生可以检索查找恋爱攻略与技巧，提高恋爱的成功率;检索了解明星的励志故事;检索了解一些民间风俗的由来。二是与实际工作相结合，让学生觉得有用。可以练习实践运用信息检索方法，解决科研工作、企业生产运作及商务贸易活动中碰到的各种问题，让学生从中感觉到信息存储与检索的价值，并在解决问题的过程中提高信息存储与检索的能力。比如，针对学生在论文写作与项目研究过程中对中外文献资料的需求，引导他们去使用中英文学术搜索引擎，如CNKI，Web of Science等，让他们在完成学习与研究任务的同时，掌握检索的技巧，感受到检索的作用与价值。

2.

案例教学法

案例教学法是通过一个具体教育情景的描述，引导学生对这个特殊情景进行讨论的一种教学方法。通过案例教学这种“做中学”的形式，可以让学生在分析问题、解决问题的过程中获得知识，提高能力。比如，在讲授“检索提问式制定”这个知识点时，可以让学生结合“激光治疗近视眼”案例完成“近视眼手术治疗方面的研究成果”的检索。学生为了完成这个问题，必须认真分析检索课题所包含的概念，充分考虑近义词、同义词、上位词、下位词，灵活进行内容概念的转化，从而获得检索词，并选择合适的逻辑运算符制订检索提问式，还要根据检索目标和命中文献的有无或多寡而调整其查全率与查准率。当学生完成这个案例时，就已经能比较熟练地掌握了信息检索的策略和技巧。案例教学法的关键在于：案例的选取要具有新颖性和针对性，案例的分析要具有逻辑性[2]。

四、建议

1.

加强信息道德教育

随着互联网的普及，各种不良信息在网络泛滥，信息侵权和信息犯罪时有发生。因此，本课程不仅要教学生存储和检索的原理和技能，而且要教学生在信息的创造、使用和传播中遵守信息法规和信息道德。信息道德是整个信息活动中的道德，它是调节信息创造者、信息传递者和信息使用者之间关系的行为规范的总和。通过加强信息道德教育，让学生在使用和传播信息的过程中，自觉遵守信息法律和信息道德，坚决抵制各种违法、迷信、、虚假的信息，尊重知识产权，尊重个人隐私，以时代的信息道德准则规范个人行为，承担一位公民应尽的社会责任和义务。

2.

完善课程教学内容

尽管目前在市场上有几本具有代表性的“信息存储与检索”的教材，但由于使用对象的不同，加上信息存储和检索技术尚处于发展之中，因此至今尚无得到广泛认可的教材。教师在教学的过程中，可以根据所授对象培养目标的定位，选择一本教材为基准，同时博采其他教材之所长，不断完善和丰富教学内容。对管理科学专业而言，“信息存储与检索”是一门应用型很强的工具类课程，在日常生活和工作中被广泛使用，拥有很丰富的实训素材，因此可以加强本门课程的实训体系建设，让教学内容更加科学合理。

3.

探索课程教学模式

目前，尽管老师们在讲授这门课程时，会有意识地引进一些案例，引导学生运用理论去实践一些他们感兴趣的话题，但是总体来讲，传统的教学模式并没有从根本上得以改变。实际上，目前一些比较流行的教学方法和教学模式也可以引入到“信息存储与检索”的教学中来，如翻转课堂和慕课。翻转课堂与传统的课堂教学模式完全不同，学生通过现代信息技术辅助在家或宿舍完成知识的学习，而课堂变成了老师与学生、学生与学生互动的场所[3]。慕课简单点说就是大规模的网络开放课程，其所持信念是“将世界上最优质的教育资源，送达地球最偏远的角落”[4]。那么，我们是否能集中优秀教师资源，把信息存储与检索的基本理论和技能录制成视频，学生可以利用课外时间在宿舍或图书馆完成视频学习，然后把课堂时间用于解决学生在学习中碰到的各种问题，这样既解决了教师常常感觉课程学时不够的问题，也体现了课堂教学中教师的主导地位和学生的主体地位。

参考文献：

[1] 张继燕，欧莹元.关于信息管理与信息系统专业《信息存储与检索》课程的研究[J].软件，2013（05）：155―156.