存储技术论文精编4篇
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存储技术论文1
关键词:云存储;技术研究;未来发展
中图分类号:TP333 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 24-0000-01
我们知道,现在各大市场上充斥着平板、智能手机、笔记本电脑、台式电脑等各个网络设备。而且这些设备的价格也正在不断的降低,无论是哪个阶层的人群都有能力消费起这类的科技产品。正是如此,人们所使用的网络设备,也不在局限于哪台、哪个地方的网络设备,如何才能够满足人们在不同地点、不同时间对于数据的便捷访问的需要,是现今网络技术发展需要解决的难题所在。而云存储技术就是在这样的一个环境下孕育的。
一、云存储技术的发展历程
(一)云存储技术在国外诞生
中国的计算机科学技术起步较国外来说,实在是太晚。中国现今的计算机科学技术和国外的计算机科学先进技术相比,还无法并驾齐驱。2008年,这也是中国首次举办奥运会的年份,这年,世界上云计算技术开始浮现。也就是紧跟着云计算技术发展的节奏,云存储技术也慢慢走入了人们的视野。各大internet公司,如IBM,苹果,谷歌等开始开发属于自己的云存储技术。关于云存储的存储模式,现今市场上所流行地一般有两种:一是文件的大容量分享方式;二是云同步存储模式。相信各位网民在网上冲浪的时候,总会发现自己身边的各个软件开始增设云同步、云存储的服务。例如360安全卫士就增设了云盘、网易也是不甘落后,增设了云附件。现今,云存储技术发展领域的竞争激烈,各大公司为了推广自身的云存储技术,开始设计出仅和自身旗下产品相适应的云存储技术,云存储技术已经和它们的电子产品进行绑定。例如苹果的icloud就仅仅只是面向于ios用户。
(二)云存储技术在国内崭露头角
1.云存储技术“前途无量”
云存储技术是一个新兴的产业,同样也是备受各大公司、专家学者的青睐。从2008年云计算开始到现今,云存储技术似乎已经是为各大网民用户所熟悉、所接受。例如我国IT公司巨头腾讯、金山、迅雷等,无论是专攻于播放器、还是专攻于网络安全类的IT公司已经是开发出云存储功能,关于这点相信大家在日常生活之中也能够切身体会到。而且,就现在的网络电视机上也正是在普遍地使用着云存储技术。可见,无论是哪位商家都想要动这一块奶酪。云存储技术的发展迅猛之势,用“一夜风靡”来形容也不过分。
2.机遇与挑战
国内的云存储技术虽然发展速度快,但是必须要清醒地是,我国的计算机科学技术本身的底子就不是特别扎实,再加上这么快的发展速度,其的质量问题很是令人担心。云存储技术的研究发展在我国目前仍旧只能够算起步阶段,市场的发展状况也是没有国外的那么稳定,未来发展之路仍旧不好走。国内的网民对于SSP还是没有完全信任,网民在上网时,仍旧存在自己的信息可能是否被泄露的担忧。纵然现今各大商家已经推出了云存储技术服务,但是也是鲜有几个网民是它忠实粉丝。对于商家和网民之间的信任度的建立,不是一两天的工夫,这需要日积月累的交流沟通之后,才能够建立起来。由此可见,云存储技术的发展之路,前路漫漫,荆棘丛生。
二、云存储技术发展的瓶颈
安全性问题:如前所述,虽然云存储已经是遍布了网络市场,但是还是没有能够得到人们的广泛使用。一些企业或者单位部门,根本就无视于云存储技术的使用,还是数据存储于自己私人的光盘、U盘之中。究其根源,还是在于它们对于“云”的不了解,不放心。毕竟网络上因数据丢失而引发各种安全问题还是在触痛了网民的神经。可以说,安全问题是对云存储服务的最大挑战。这一问题直接关系到云存储市场的生死存亡。从客户的角度分析,既然把重要数据交给第三方托管,自然希望SSP能够确保数据的不被篡改、不丢失、不被非法访问或任意窃取。而且上传和下载的速度不能太慢,最好能够提供实时高带宽的传输服务,这就给SSP们出了一道市场考题。
三、云技术的应用
(一)云教育应用
视频云计算应用在教育行业的实例:流媒体平台采用分布式架构部署,分为web服务器,数据库服务器、直播服务器和流服务器,如有必要可在信息中心架设采集工作站搭建网络电视或实况直播应用,在各个学校已经部署录播系统或直播系统的教室配置流媒体功能组件,这样录播实况可以实时传送到流媒体平台管理中心的全局直播服务器上,同时录播的学校也可以上传存储到信息中心的流存储服务器上,方便今后的检索、点播、评估等各种应用。
(二)云会议应用
云会议是基于云计算技术的一种高效、便捷、低成本的会议形式。使用者只需要通过互联网界面,进行简单易用的操作,便可快速高效地与全球各地团队及客户同步分享语音、数据文件及视频,而会议中数据的传输、处理等复杂技术由云会议服务商帮助使用者进行操作。目前国内云会议主要集中在以SAAS(软件即服务)模式为主体的服务内容,包括电话、网络、视频等服务形式,基于云计算的视频会议就叫云会议。云会议是视频会议与云计算的完美结合,带来了最便捷的远程会议体验。及时语移动云电话会议,是云计算技术与移动互联网技术的完美融合,通过移动终端进行简单的操作,提供随时随地高效地召集和管理会议。
四、结束语
云存储技术,毋庸置疑地将会掀起市场上存储技术的又一次改革浪潮。在未来,云存储技术也会得到人们的广泛使用。但是随着一个新兴产业的发展,总需要一定的机制和制度来制约、去保障其的安全、稳定、高效性质。云存储应用将网络上各种超大数据进行整理、归集,使之成为一个云状,为用户对于大数据的存储和访问提供了便捷的接口。
参考文献:
[1]门刘贝,汤斌。云存储原理及发展趋势[J].科技信息,2011(05).
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存储技术论文2
关键词: 云存储服务端; 海量数据; 安全存储; 数据加密解决方案
中图分类号: ?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2017)03?0079?03
Encryption solution for mass data secure storage of cloud storage server
ZHU Rong1, ZHOU Cailan2, GAO Rui1
(1. Hanjiang Normal University, Shiyan 442000, China; 2. Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)
Abstract: The cloud storage developed by computer network technology is a service to provide the data storage and access for users, which is developed based on the cloud computing. The key concept and relevance structure of the cloud storage are introduced in detail, and the cloud storage security problem at present stage is studied. A suitable data encryption solution is put forward, which can protect the data privacy effective for users, and play a main significance for the development and application of the cloud storage.
Keywords: cloud storage server; mass data; secure storage; data encryption solution
1 云存及其基本结构
云存储的定义
云存储(Cloud Storage)通过集成合作软件技术,以计算机网络技术为基础,分布式存储技术、海量数据存储技术为核心,使接入网络的各类型计算机存储设备将各种信息传输至外界,同时提供业务访问、信息共享等服务的系统。
云存储系统的结构
云存储是开放式的网络访问平台,它的软硬件设备众多,例如服务器、客户端、网络装置、应用程序、登录接口等。每个核心硬件设备均以为使用者提供数据存储及数据交换访问应用程序和软件为基础。云存储包括如下四个层次的结构体系:
(1) 存储层。它是由存储设备、服务器和网络设备组成,是云存储中下层基础的部分。
(2) 基础管理层。该层为云存储的核心部分,能够实现最为重要的功能,除了保证系统的功能使用和系统性能的稳定要求,还能够实现信息数据的加密和备份等工作。
(3) 应用接口层。作为应用软件开发的重要层次,提供系统的应用软件进行开发和更新升级的功能。
(4) 访问层。该层为客户访问及信息交换的应用程序端口,达到实现云存储数据共享的目的。云存储服务的结构如图1所示。
云存储系统面临的安全问题
云存储系统是基于开放式的互联网络,如何保障用户信息数据的安全是当前云存储所面临的一个难题,以下就云存储系统面临的安全问题进行具体说明。
(1) 传统的安全域划分无法保证云存储的安全。由于云存储的服务必须具备开放性的扩展空间,准确划分其安全界限是极为困难的,对于用户来说,无需清楚云存储的内在运行机制,使用传统的安全域划分并不能保障使用者的信息安全。
(2) 云存储数据网络传输的泄密问题。在开发式的网络上传输数据容易造成数据的泄密,黑客或者恶意攻击者通过网络技术对数据进行篡改和窃取,轻易就能获取客户的数据,对云存储的发展带来不利的影响。
(3) 云存储数据的安全防护问题。如何确保用户在云存储数据的完好以及数据的分散存放等必须采取安全防护措施。传统的数据加密仅用于在互联网络上的交流传送,而对已经保存在存储器或服务器上的数据缺少必要的防护手段。
(4) 云存储数据的可用性和可靠性问题。由于目前云存储存在缺陷,纠错、兼容性及数据恢复完整的功能存在一定的问题,如何在突发事件、不可预见的不利条件下造成服务中断及对数据的破坏等问题,目前没有很好的解决。
2 云存储安全加密解决方案
出于达到使用者数据与隐私不被泄漏的目的,要将加密步骤应用到数据处理过程中。加密操作完成之后,数据在网络内的传递过程就具有安全性。对于关系型数据库而言,使用最多、最为常见的模式为数值型和字符型。完成数值型的加密工作之后,对把初始数值的可比性及分布顺序等特征改变,字符型的加密工作和数值型的相似。为了确保云存储数据库内数据的安全性与隐私性,要设计一种可靠的技术。按照关系型数据库的特点和现实使用要求等因素,设计其加密技术时,要考虑到:此类数据库具有较长的数据存储周期,所以加密水平需要较深,保证其破解难度高;数据被加密之后,不可以占据较多的存储空间资源;加密与解密工作需要具备时间短、安全性好、易于进行标准化的操作等特征,不能影响整个数据库的使用效率。为了满足数据库这种高要求,将对称加密技术应用到数据库加密工作中具有适用性。在对称密码技术中,分组密码技术具有代表性,它的特征是具有较高的加密速度,具体过程为固定改变某一明文数据块,通过软件完成这一工作的难度较低。除此之外,分组密码技术适用于加密存储及保密传输等过程中。
数据加密存储方法与安全性
为了保障云存储数据库服务的安全性,提出基于云存储服务端海量数据安全存储的加密技术开发策略,此策略利用初始向量的改变对数据库包含的密文排列规律进行调整,初始化向量可看成是密钥客户端,将改变次数保存在数据库内就能防止频率攻击行为对数据库产生破坏。出于降低数据库加密之后冗余度的目的,使用基于数据项的加密方式对云存储数据库中的重要隐私数据信息进行加密保护。使用分组密码算法的技术对数据信息进行加密处理,将某一TINTINT数据保存在数据库内部即可,根据实验结果及相应的归纳分析可知,此技术不会造成很大的冗余度。
用户在和云存储库发生数据交互的过程中,数据信息量大且使用的是公共互联网络,数据的安全保障难度极大,使用常规的数据库加密方法,对所有改变过的初始化向量均要进行保存,这会导致冗余度较大,按照重复的数据读取历史信息,黑客等破坏者就能攻击相应的库,导致库中数据及隐私发生泄漏。所以要在客户端中存储初始化向量,将最开始的向量IV改变的次数保存下来,达到降低存储量的目的,确保向量的隐私性与安全性,对于库而言,加密它的技术具有隐密性,只有初始化向量的改变次数显露出来。在解密重要数据的过程中,要按照主键运算有多少次循环,即[n]次数值对现阶段的初始化向量进行运算。
线性搜索算法
该算法在加密工作中的对象是明文数据,它通过对称加密的方法处理明文数据。所有关键词均有对应的密文数据,此算法将产生特定长度的伪随机序列,这一长度要比密文数据的长度短,然后随机序列和密文数据一起进行判断,产生校验序列,接着通过伪随机和校验序列再次加密密文数据。用户进行存储及数据检索时,必须提供与明文信息相匹配的密文信息序列。如果不能提供出密文信息序列,则系统拒绝使用者的检索要求。
此算法具有一次一密的特征,它的长处在于统计分析及抵抗检索的水平很高,不过它也存在一定的缺陷,每次使用该算法均要匹配密文数据,对于存在海量数据的云存储服务端的应用环境中难以得到利用,对其广泛的普及应用带来不利影响。
基于关键词的公钥搜索
针对云存储与云计算资源分布的不均匀对称性及使用者在移动环境下对信息存储及数据检索的要求,国外科技工作者开发出基于关键词的公钥加密搜索算法,算法通过区分明文关键词和密文分别生成公钥、私钥,通过公钥来加密需要检索的明文关键词,然后将对应的密文数据检索出来。
安全索引
安全索引这种技术最早是由国外专家设计出来的,它的基本理论是加密时需要的密钥是由预先产生的某一逆Hash序列提供的,然后在布隆过滤器内保存加密之后的索引。进行检索工作时,第一步是通过逆Hash序列密钥产生数个陷门,接着布隆过滤器就发挥作用,解密反馈的密文数据就能得到需要的信息。该方法在简单的索引技术中适用性较好,可以有效地防范统计攻击等行为,不过它也有一定的缺陷,即密钥序列的规模很大,当检索数目不断提高时,检索时间会越来越长,产生的效率也相应降低,计算更为复杂,难以在云存储服务中得到有效的应用。
引入相关排序的加密搜索算法
排序搜索算法的原理:通过保序加密技术来加密所有文档包含的关键词词频。此方法在提交加密文档查询指令到服务器之后,第一步是将包含关键词密文的文档找出;第二步是重新排列通过保序加密技术处理的密文词频数据;第三步是将评价值大的文档反馈至用户端,然后使用者开展解密操作。
该方法为了把检索出的最为匹配的文档信息反馈给使用者,在给定多个可能相关文档的情况下对加密文档进行排序。这种方法存在的缺点是不适用于一个查询中包含了多个关键词的情况,而且此算法只利用了文档中的词频信息,无法利用词的逆文档频率,因而向量空间模型无法直接应用。
基于全同态加密的检索方法
在对当前的加密检索算法进行研究之后发现,要保证查询全面与准确这两大要求,设计了一种新型的加密检索算法,即面向云存储程序的全同态技术。
全同态技术的原理是通过向量空间模型将查询出来的文档和未查询的数据间的相关度计算出来,接着统计倒排文档及检索词的频率,再通过全同态技术加密相应的文档,并将相关的索引技术构建出来。在检索之后,服务器会收到索引密文和加密文档。利用这种技术加密的明文信息无需将明文恢复就被准确检索到,使用者能获得相关度最高的文档。这样使用者信息的隐私性和安全性就得到了保障,还使检索效果更加出色。
密文访问控制
对于大多数云存储服务的使用者来说,在开放性的互联网络和市场经济激烈的商业竞争环境中,选择提供云存储服务的供应商能否保证用户的重要信息和敏感数据是非常重要的前提,并不是只对数据开展传输工作。该方法的应用场景为服务器端不具备可信度,它能够保证所存储数据的安全性,云存储才能得到更为广泛的应用。密文访问控制流程如图2所示。
3 结 论
S着云存储的快速发展,用户对敏感数据及隐私数据提出了保护要求,如何保障云存储服务端海量数据的安全存储,本文从技术层面提出了加密解决方案,为使用者提供更为完整、安全的存储服务。
参考文献
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存储技术论文3
关键词:档案管理;缩微影像技术;数字影像技术
计算机和网络时代的来临,无论是在档案的收集、处理、加工上,还是在档案信息的保存、传输上,电子档案都具有传统档案无法比拟的优点,它快捷、方便,易于查找,便于修改等。同时科学技术的发展,使得档案的建设更多的运用了现代化高科技的手段,如缩微影像技术与数字影像技术的区别,使得档案管理进入了一个新的时代。本文以微缩影像技术与数字影像技术为例阐述了现代科学技术在档案现代化管理中的重要作用。
一、缩微影像技术与数字影像技术的区别及融合
缩微影像技术是将原始文件经过编排和整理之后,使用光线照射,在光学摄影的原理下,在感光胶片经过曝光而形成潜影,再利用显影加工使潜影转变为清晰的原件影像,将这些原件进行缩微图像拷贝制成缩微品,最后利用显示、检索、复印还原等手段对缩微品进行妥善管理的技术方法。由于缩微影像技术是将原始信息原封不动地用影像的方式保存在胶片上,所以它属于模拟信息技术,缩微影像的模拟特性可以使缩微品保持原件的本来面貌,反映的信息真实可靠,且不易篡改。与传统的纸质介质存储方式相比,缩微胶片比纸质介质节省空间,而且缩微胶片具有保真性能好的优点。因此,缩微影像的法律效力很强,甚至可以和原件的法律效力相同。
数字影像技术与缩微影像不同,它是将原始的影像信息使用信息化技术在一定的精度下进行数字化,并将数字后的信息输入计算机等存储设备存储起来。数字影像技术获取文件的方式有两种方式,对于自然景物,通常采用数码相机进行拍摄获取,对于一些印刷品,如照片、美术品、文稿等,通常采用扫描仪进行扫描获取。获取的原始文件输入计算机后,使用一些软件进行数字化转换,从而形成数字化文件,并将之存储在光盘、磁盘和硬盘之中。光盘存储技术在档案管理现代化进程中有广阔的应用前景,是一门很有发展前景的即时存储和利用技术。数字化影像技术具有以下的优点:第一是有利于实现档案的“数字化”保存,数字化保存节约存储空间,存储量非常巨大。第二是有利于档案文件的资源共享,数字化的文件很容易进行上传和下载;第三,数字化的文件更容易突破“空间”和“时间”的限制,利用互联网或者局域网,能够实现网上阅读和浏览。
对比缩微影像技术与数字影像技术各自的特点,它们各有自己的优缺点。缩微技术是一项很好的存储技术,但缩微品保存条件较为苛刻,对库房环境温、湿度要求严格;缩微影像技术拍摄及复制工艺过程较为复杂,专业性很强,需要培训专业工作人员;检索利用不快捷。数字技术最大的缺点是难以长期保存,数字信息的读写对软件设备的依赖性太大,尤其是很容易修改,安全性不强,法律效力小。
二、缩微影像技术与数字影像技术的结合运用是适应新时期档案管理工作发展的必然趋势
缩微技术是一项较为成熟的技术,它的历史较数字影像技术要长。目前,缩微影像技术已经实现了标准化和规范化,世界上许多国家用它管理资料、档案、图书情报,它也为抢救我国图书、档案界重要档案、珍贵档案做出了重大的贡献。应该说,在20世纪70、80年代,缩微影像技术是档案管理中的主导技术。而到了90年代,随着计算机和网络的发展,数字影像技术开始兴起,而逐步取代缩微影像技术之势。90年代末期,随着数转模和模转数复合技术的问世,使缩微技术和数字技术二者优势互补,相互转化,推动了档案管理工作迅速向高水平迈进。
从世界范围来看,近年来发达国家和地区的档案部门大多采取两种技术相结合的方法,采用缩微技术解决大型图纸等的存储、珍贵档案、法律效力、保存期限、标准化等方面的问题;采用光盘存储及数据交换技术,解决其阅读、利用等诸多方面的问题。目前国际上高水平的档案图书管理中,也是采用多种技术收集、保存、利用档案;档案部门在其它新兴技术形成规模时,仍然坚持应用缩微技术的主要原因在于他们懂得缩微技术的重要,缩微资料在他们的馆藏中占有一定的比重,形成了独立的系统。可见,缩微影像技术和数字影像技术结合是发展的必然趋势。
两种技术的结合运用,形成了适应现代潮流的新型档案馆,它将二者在档案保存与利用中的优势充分展现出来,在档案标准化整理、存储、开发利用方面最大限度地实现了档案的价值,为两种技术进一步的发展和完善提供了一个灵活方便的平台。
综上所述,对于档案行业而言,新时期的一个重要特征是信息处理技术的迅速变迁:纸张自发明以来就被用作文献永久保存的载体;近明的缩微技术,使缩微胶片又成为存储和永久保存档案的优良载体;随着计算机技术和网络技术的普遍采用,一些老技术便在与新技术的结合中不断获得发展。缩微方式和数字化方式“双套制”并存,不是选择某种手段管理档案的问题,而是由于模拟信息和数字信息的不同特点,决定了它们对于不同类型档案的管理方式侧重点不同,只有二者融合才能使其优势得以充分发挥,满足各类文献的需求。因此在档案管理的现代化进程中,缩微影像技术与数字影像技术的结合势在必行!档案管理工作应采用与时代相融合的各种技术手段,做到优势互补,相得益彰,走整合影像和复合技术的道路,这才是一条最有特色的档案现代化管理之路。这样,才能使档案馆的条件和面貌发生革命性的变化,充分发挥档案记录历史、传承文明的载体作用,为把档案事业功在当代、利在千秋的宏伟目标落到实处奠定坚实的基础。
参考文献:
存储技术论文4
关键词:存储模式,存储设备,接口技术,智能存储
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
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。
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。
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
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。
存储设备
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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:
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