存储技术经验谈：如何实现数据存储的管理维护

    如何确保所有数据能够得到可靠备份，及时进行灾难恢复是存储管理软件的核心任务。此外存储管理软件还存在以下一些基本功能，诸如改进系统和应用I/O性能及存储管理能力，提高数据和应用系统的高可用性，减少由于各种原因中断数据存取或者应用系统宕机的时间，实现技术有分级存储管理（HSM）、ClusterServer（集群服务器）等。 
  
    存储管理赖以生存的基础是什么呢？ 
  
    首先是能提供一些可以识别和分析存储访问模式的VolumeManager工具。VolumeManager通过复杂的磁盘配置能均衡I/O负载，在不影响应用的同时能够优化应用数据的布局。它还可将数据条形散放到多个物理盘上以提高性能，同时还具有在不中断应用的情况下，识别和消除性能瓶颈的能力，从而增强系统和应用的性能。另外，VolumeMan??ager在减少系统中断时间、增加数据完整性等方面也有不俗表现。它允许对磁盘进行在线的管理和更改配置，减少对系统产生极大影响的停机时间，同时利用冗余技术提高数据可用性，防止数据被丢失和破坏。 
  
    其次还有一个非常重要的可快速恢复的日志式文件系统FileSystem，它能在不间断数据访问的条件下，对文件作在线备份，并在系统重启或崩溃前允许访问数据并恢复文件，从而大大提高用户和管理员的生产效率。FileSystem在系统崩溃前还能将未完成的数据记录在一个事件日志中，利用恢复程序重现，从而保持了数据的完整性。 
  
    VolumeManager和FileSystem都工作在操作系统一级，可实现集群与故障恢复、自动管理、备份与HSM以及基于浏览器的远程管理等。两者有机结合后，利用双方特有的对磁盘和数据的管理能力，能给企业的系统提供尽可能高的性能、可用性及可管理性。 
  
    在此基础之上便是整个存储管理的核心任务—-备份技术。 
  
    数据存储备份技术一般包含硬件技术及软件技术等，硬件技术主要是磁带机技术，软件技术主要是通用和专用备份软件技术等。我们主要从软件技术方面加以讨论。备份软件技术在整个数据存储备份过程中具有相当的重要性，因为它不仅关系到是否支持磁带的各种先进功能，而且在很大程度上决定着备份的效率。最好的备份软件不一定就是操作系统所提供的备份功能，很多厂商都提供了许多专业的备份软件。专业备份软件能通过优化数据传输率，即可以自动以较高的传输率进行数据传输。这不仅能缩短备份时间、提高数据存储备份速度，而且对磁带机设备本身也有好处。另外，专业备份软件还支持新磁带机技术，如HP的TapeAlert技术，差不多所有主流专业备份软件均提供支持。 
  
    对于存储模式来说比较常见的有DAS、NAS和SAN等。DAS（DirectAttachedStorage－直接连接存储）是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。当服务器在地理上比较分散、很难通过远程连接进行互连时，直接连接存储是比较好的解决方案。直接连接存储也可帮助企业继续保留已有的传输速率并不很高的网络系统。 
  
    网络正成为主要的信息处理模式，需要存储的数据大量增加，数据作为取得竞争优势的战略性资产其重要性在增加，是目前发展的趋势。NAS和SAN的出现正响应了这一点。NAS就是网络连接存储，即将存储设备通过标准的网络拓扑结构（例如以太网），连接到一群计算机上。它的重点在于帮助工作组和部门级机构解决迅速增加存储容量的需求。这种方法从两方面改善了数据的可用性。第一，即使相应的应用服务器不再工作了，仍然可以读出数据。第二，简易服务器本身不会崩溃，因为它避免了引起服务器崩溃的首要原因，即应用软件引起的问题。另外，NAS产品是真正即插即用的产品，其设备的物理位置非常灵活。 
  
    SAN（存储区域网络）通过光纤通道连接到一群计算机上。在该网络中提供了多主机连接，但并非通过标准的网络拓扑，并且通过同一物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议。它的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列，这样不管数据置放在哪里，服务器都可直接存取所需的数据。SAN解决方案是从基本功能剥离出存储功能，所以运行备份操作就无需考虑它们对网络总体性能的影响。这个方案也使得管理及集中控制实现简化，特别是对于全部存储设备都集群在一起的时候。 
  
    集群通常用于加强应用软件的可用性与可扩展性。某些集群架构技术会加入单一系统印象的概念，可从单点以单一系统的方式来管理多台计算机。集群服务器可支持多达上百台互相连接的服务器，结合为松散结合的单位来执行作业，保护彼此的应用软件免于故障。由于集群服务器可完全整合应用软件服务架构，因此可建置高效的应用软件执行环境，即使整个系统出现故障，终端计算机都还可以使用几乎所有的应用软件。集群服务器软件包括引擎、编译器、负载计算器、代理、指令与图形化系统管理接口等组件。集群化运算环境的最大优势是卓越的数据处理能力。原则上，任何类型的多重主机架构存储设备，包括直接连接的磁盘，都可以用来当作集群数据存储设备。为求得最大的系统可用性，最适合使用拥有多重主机存取路径的容错或高可用性存储子系统。
  
    分层次的管理方式可以解决存储容量不断增长导致的如何有效扩充容量的问题。在很多情况下，它更多地用于分布式网络环境中。分级，其实就是意味着用不同的介质来实现存储，如RAID系统、光存储设备、磁带等，每种存储设备都有其不同的物理特性和不同的价格。例如，要备份的时候，备份文件一般存储在速度相对比较慢、容量相对比较大、价格相对比较低的存储设备上如磁带，这样做很经济实用。那么如何实现分级呢？从原理上来讲，分级存储是从在线系统上迁移数据的一种方法。文件由HSM系统选择进行迁移，然后被拷贝到HSM介质上。当文件被正确拷贝后，一个和原文件相同名字的标志文件被创建，但它只占用比原文件小得多的磁盘空间。以后，当用户访问这个标志文件时，HSM系统能将原始文件从正确的介质上恢复过来。分级存储可以有不同的实施方式，HSM根据两级或三级体系将动态迁移/回迁的数据分类，从而实现分级存储。 
  
    存储应用的深入必然带来对整体解决方案的需求，这不仅包括硬件，还包括相应的软件以及服务。一个软硬件兼容的融合应用环境是大势所趋。比如，存储虚拟化的提出就证明了这一趋势。因为它有利于提高存储利用率、简化管理和降低成本，构建一个融合的存储应用大环境。总之，随着网络技术的发展、计算机能力的不断提高，数据量也在不断膨胀。数据备份与恢复等存储技术方面的问题显得越来越重要，存储管理技术的发展必将引起业界的高度重视。