孫一晴

（國(guó)航信息管理部，浙江 杭州 311207）

0 引 言

目前，信息建設(shè)的一個(gè)核心是云計(jì)算［1］，在存儲(chǔ)領(lǐng)域中，則會(huì)涉及一個(gè)最常見(jiàn)和最重要的企業(yè)應(yīng)用—云存儲(chǔ)［2］。當(dāng)企業(yè)發(fā)展到一定規(guī)模后，對(duì)于高可靠性存儲(chǔ)管理將具有更加迫切的要求，既要求存儲(chǔ)的容量能夠隨著企業(yè)應(yīng)用的擴(kuò)展逐年按需增長(zhǎng)，又要求對(duì)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行完全可靠的備份和便捷管理。云存儲(chǔ)是目前最能夠適應(yīng)這一需求的方式，但公有云的特性導(dǎo)致很多企業(yè)，特別是對(duì)數(shù)據(jù)相對(duì)敏感的企業(yè)，對(duì)于云存儲(chǔ)的應(yīng)用是否適用企業(yè)存在疑慮。相應(yīng)地，私有云［3］為此提供了企業(yè)自掌控的選擇項(xiàng)。但私有云的搭建又成為企業(yè)面臨的又一道難題。

本研究通過(guò)云存儲(chǔ)模式建設(shè)實(shí)踐過(guò)程中獲得的經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明私有云存儲(chǔ)的技術(shù)原理，并通過(guò)統(tǒng)一管理、高可用性等具體云存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理來(lái)說(shuō)明存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)如何支撐企業(yè)的私有云存儲(chǔ)需求［4］。

事實(shí)上，本研究將私有云存儲(chǔ)的構(gòu)建限定在了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的框架范圍內(nèi)，原因不僅因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)是目前主流的存儲(chǔ)選項(xiàng)，而且還因?yàn)榛诰W(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的私有云模式的建設(shè)是目前最為可行、也是最易實(shí)現(xiàn)的體系結(jié)構(gòu)。其原理相對(duì)簡(jiǎn)潔明了，對(duì)存儲(chǔ)的各項(xiàng)管理需求能夠比較充分地予以考慮并實(shí)現(xiàn)，還可以避免一些復(fù)雜的存儲(chǔ)環(huán)節(jié)影響企業(yè)云存儲(chǔ)的建設(shè)［5］。因此，對(duì)于涉及多種存儲(chǔ)設(shè)備的企業(yè)或單位而言，本研究給的建議是將其中網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的部分從原有存儲(chǔ)系統(tǒng)中剝離出來(lái)搭建基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的私有云體系，而其余的存儲(chǔ)暫時(shí)不納入這一體系，直到基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的限制被取消或者被替代。畢竟，云存儲(chǔ)體系最大的特點(diǎn)是逐步擴(kuò)展［6－8］，這不僅適用于容量的擴(kuò)展要求，同樣也適用于技術(shù)的發(fā)展要求。

因此，本研究所提的云存儲(chǔ)體系可以被視為私有云存儲(chǔ)模式構(gòu)建的第一階段，隨著技術(shù)的發(fā)展，該私有云將具備更大的適用面，并能夠包括更多的存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)模式。而其存儲(chǔ)管理的原理上卻不需要作任何的調(diào)整，只需要有更強(qiáng)的設(shè)備兼容性。

1 基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的私有云構(gòu)建原理

目前，企業(yè)的存儲(chǔ)管理大致可以按存儲(chǔ)擴(kuò)展方式分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是堅(jiān)持大存儲(chǔ)管理，一類(lèi)是小存儲(chǔ)擴(kuò)展管理。前者通常是一次性購(gòu)置若干大型存儲(chǔ)設(shè)備，可以保證支撐企業(yè)3～5年的存儲(chǔ)需要，每隔3～5年重新確定方案升級(jí)現(xiàn)有的存儲(chǔ)模式，進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)遷移。后者則采用逐年小存儲(chǔ)擴(kuò)展的模式來(lái)進(jìn)行，每年根據(jù)需要購(gòu)置少量存儲(chǔ)用于替代或者擴(kuò)充企業(yè)的存儲(chǔ)，不需要進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)遷移。很多企業(yè)可能會(huì)傾向于前一類(lèi)，這種模式能夠由較大的企業(yè)進(jìn)行存儲(chǔ)的技術(shù)支撐和服務(wù)，而且不需要每年考慮存儲(chǔ)的擴(kuò)展問(wèn)題。但這一模式忽略了一個(gè)重要的事實(shí)，即所謂的大存儲(chǔ)都是建立在疊加的小存儲(chǔ)設(shè)備上的。換言之，現(xiàn)有系統(tǒng)中的所有的大容量存儲(chǔ)設(shè)備其實(shí)都是由一些小存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)優(yōu)化模板搭建起來(lái)的，例如通過(guò)RAID技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的保護(hù)等。而存儲(chǔ)設(shè)備等IT產(chǎn)品逐年價(jià)格的遞減是不爭(zhēng)的事實(shí)，與其提前若干年高價(jià)購(gòu)置存儲(chǔ)，不如利用云存儲(chǔ)技術(shù)［9］小規(guī)模的擴(kuò)展存儲(chǔ)，不僅解決了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性問(wèn)題，還可以獲得經(jīng)濟(jì)上的便宜，這才是企業(yè)存儲(chǔ)管理的必由之路。

圖1 云存儲(chǔ)原理圖

云存儲(chǔ)的原理圖如圖1所示。服務(wù)器與物理存儲(chǔ)通過(guò)云存儲(chǔ)核心進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。在圖1中，虛擬存儲(chǔ)器通常也稱為存儲(chǔ)池，是所有物理存儲(chǔ)器的邏輯映射集合。一般意義上的網(wǎng)關(guān)是指協(xié)議轉(zhuǎn)換器，往往是在傳輸層上實(shí)際網(wǎng)絡(luò)互連；而存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)是最近比較新穎的概念，它是指利用服務(wù)器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)不同存儲(chǔ)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，以便能夠通過(guò)這一設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)品牌、類(lèi)型的存儲(chǔ)的訪問(wèn)。也就是說(shuō)，原有的存儲(chǔ)模式是將購(gòu)置的存儲(chǔ)設(shè)備直接通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器上，通常為一個(gè)服務(wù)器所管理利用。而在云存儲(chǔ)環(huán)境中，存儲(chǔ)設(shè)備是通過(guò)局域網(wǎng)連接到存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)上，所有的服務(wù)器通過(guò)部署相應(yīng)的軟件，利用存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的訪問(wèn)，即存儲(chǔ)設(shè)備與服務(wù)器不再是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，也不是一對(duì)多的關(guān)系，而是多對(duì)多的關(guān)系。多個(gè)不同的服務(wù)器可以同時(shí)訪問(wèn)這些由存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)管理的存儲(chǔ)設(shè)備。

存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的介入，解決了存儲(chǔ)管理中的一個(gè)顯著的瓶頸［10］，即不同的服務(wù)器管理著不同的存儲(chǔ)設(shè)備，這些存儲(chǔ)設(shè)備的共用會(huì)成為整個(gè)企業(yè)應(yīng)用的一個(gè)難題。從這張簡(jiǎn)單的原理圖可以看出，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的主要功能是支持不同網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備的協(xié)議要求，并將所有的存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的管理。因此，本研究在存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)中引入了存儲(chǔ)池的概念，它將所有物理的存儲(chǔ)設(shè)備映射到一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)池中，所有服務(wù)器或者應(yīng)用需要訪問(wèn)的存儲(chǔ)都將從這一存儲(chǔ)池中獲取。這里面最關(guān)鍵的問(wèn)題是原來(lái)需要安裝部署在服務(wù)器上的存儲(chǔ)設(shè)備都被遷移到了存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)上，這也解釋了為什么本研究一再?gòu)?qiáng)調(diào)基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的原因。也只有網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)才適用于通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)不斷擴(kuò)展的需求，如果是直連的存儲(chǔ)設(shè)備，不是不能體現(xiàn)在這種架構(gòu)中，而是其數(shù)量與存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的個(gè)數(shù)、數(shù)據(jù)接口數(shù)相關(guān)，并不能很隨意地增加擴(kuò)充，因此不能講是真正意義上的云存儲(chǔ)。更重要的是，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)不僅解決了存儲(chǔ)設(shè)備的連接問(wèn)題，還解決了存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)I/O請(qǐng)求問(wèn)題，而相對(duì)而言，直連設(shè)備的I/O請(qǐng)求方式與機(jī)制跟基于IP模式的存儲(chǔ)設(shè)備還是有本質(zhì)上的區(qū)別。

從圖1中可以看出，目前這種基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的私有云存儲(chǔ)體系可以涵蓋FC架構(gòu)、SAN網(wǎng)絡(luò)、NAS［11］等網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式。

圖1其實(shí)并沒(méi)有將私有云和公有云進(jìn)行區(qū)分，但私有云和公有云存儲(chǔ)的主要區(qū)別在于對(duì)存儲(chǔ)的訪問(wèn)是在防火墻內(nèi)還是外，因此這里也就不必要進(jìn)行此細(xì)節(jié)的說(shuō)明。

存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)這一系統(tǒng)的引入是基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的私有云存儲(chǔ)體系的關(guān)鍵。存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)不僅僅承擔(dān)存儲(chǔ)的設(shè)備連接任務(wù)，還承載著對(duì)存儲(chǔ)的I/O請(qǐng)求的處理任務(wù)。其主要軟件功能包括I/O請(qǐng)求包的獲取與轉(zhuǎn)發(fā)、虛擬存儲(chǔ)池的管理與映射邏輯管理、高可用性等其他數(shù)據(jù)保障技術(shù)支持等。由此可見(jiàn)，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的功能特點(diǎn)中，并不需要對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)模式的改變，當(dāng)然這并不意味著不能對(duì)存儲(chǔ)模式進(jìn)行改變，如果有更好的存儲(chǔ)模式、更有效的存儲(chǔ)管理功能、而存儲(chǔ)設(shè)備中又不存在需要遷移或只有極少量的數(shù)據(jù)需要遷移的話，對(duì)其存儲(chǔ)模式進(jìn)行改變就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的存儲(chǔ)I/O請(qǐng)求，其主要的任務(wù)事實(shí)上是轉(zhuǎn)發(fā)，即將服務(wù)器針對(duì)存儲(chǔ)池中的虛擬設(shè)備的I/O請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成對(duì)物理存儲(chǔ)設(shè)備的I/O請(qǐng)求。由于存儲(chǔ)池的存在，存儲(chǔ)池中的虛擬設(shè)備與實(shí)際的存儲(chǔ)物理設(shè)備間有某種映射關(guān)系存在，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的主要作用就是將這種映射關(guān)系清晰的定義出來(lái)，并將服務(wù)器的I/O請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為對(duì)物理設(shè)備的I/O請(qǐng)求。更有意思的是，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的I/O請(qǐng)求可以完全與服務(wù)器對(duì)實(shí)際物理存儲(chǔ)設(shè)備的I/O請(qǐng)求一致，這樣，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的主要作用將變成簡(jiǎn)單的I/O請(qǐng)求包的轉(zhuǎn)發(fā)及對(duì)存儲(chǔ)池的管理了。

本研究將就具體的云存儲(chǔ)涉及的幾個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行原理性的闡述，說(shuō)明存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)在實(shí)現(xiàn)私有云存儲(chǔ)技術(shù)中應(yīng)考慮的主要關(guān)鍵技術(shù)。

2 云存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

統(tǒng)一管理的存儲(chǔ)需求。私有云存儲(chǔ)體系中，各種存儲(chǔ)設(shè)備逐年按需采購(gòu)，并不保證所有的產(chǎn)品之間具有兼容性，因此數(shù)據(jù)管理的統(tǒng)一性就變得十分的迫切。在實(shí)際操作中，研究者將所有的存儲(chǔ)設(shè)備都部署在相應(yīng)的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)中，以便存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)可以直接訪問(wèn)它們。當(dāng)有服務(wù)器需要對(duì)這些存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，將向存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)提出請(qǐng)求。當(dāng)然，提出的請(qǐng)求是以存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的虛擬設(shè)備為訪問(wèn)對(duì)象的。存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)收到這些I/O請(qǐng)求后，可以稍作變動(dòng)，通過(guò)一定的策略，將對(duì)這些虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的I/O請(qǐng)求轉(zhuǎn)換為對(duì)實(shí)際物理存儲(chǔ)設(shè)備的I/O請(qǐng)求。這里的關(guān)鍵不是I/O請(qǐng)求包的轉(zhuǎn)發(fā)，而是存儲(chǔ)映射的策略。研究者可以在該策略中實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)的負(fù)載均衡管理、對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的冗余性管理及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快照等技術(shù)響應(yīng)。

I/O請(qǐng)求被轉(zhuǎn)發(fā)的示意圖如圖2所示。在圖2中，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的地址范圍可以由存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)自行定義和展現(xiàn)。其空間的大小既可以是實(shí)際的物理存儲(chǔ)的真實(shí)反映，也可以是動(dòng)態(tài)的邏輯數(shù)值。這樣的處理模式可以解決存儲(chǔ)分配和存儲(chǔ)訪問(wèn)請(qǐng)求之間的不對(duì)稱問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之，就是將應(yīng)用的存儲(chǔ)需求分為兩種，一種是對(duì)空間的分配需求，一種是對(duì)空間的訪問(wèn)需求。只有對(duì)空間的訪問(wèn)需求才需要直接映射到物理存儲(chǔ)設(shè)備上，而對(duì)空間的分配需求完全可以不考慮物理存儲(chǔ)設(shè)備的現(xiàn)狀，可以等到發(fā)生真正的訪問(wèn)需求時(shí)才實(shí)際分配物理存儲(chǔ)設(shè)備到相應(yīng)的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備。這也是云存儲(chǔ)模式的優(yōu)勢(shì)之一。

圖2 I/O請(qǐng)求的映射轉(zhuǎn)換示意圖

如圖2所示，當(dāng)服務(wù)器中有應(yīng)用試圖訪問(wèn)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備192.1681.1.10時(shí)，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)根據(jù)一定的策略選擇了物理存儲(chǔ)設(shè)備10.12.1.124，并將訪問(wèn)的數(shù)據(jù)通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)返回給服務(wù)器。這里面，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)除了在選擇相應(yīng)的物理存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)可以制定策略外，在返回?cái)?shù)據(jù)前也可以通過(guò)一定的策略來(lái)進(jìn)行，以便在實(shí)時(shí)響應(yīng)和網(wǎng)絡(luò)流量間取得平衡。圖2沒(méi)有表示出來(lái)的內(nèi)容更為豐富，例如在策略選擇中，虛擬存儲(chǔ)設(shè)備不僅可以映射到一個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備上也可以映射到多個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備。相應(yīng)地，如果有多個(gè)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備映射到同一個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備上，也不是件復(fù)雜的事，這完全可以交由存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)根據(jù)訪問(wèn)的負(fù)載均衡或者存儲(chǔ)的負(fù)載均衡策略，甚至是安全的負(fù)載均衡來(lái)決定。

存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)對(duì)外提供了存儲(chǔ)統(tǒng)一管理界面和存儲(chǔ)分配模式。所有的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備可以通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)或者其他如FC形式與存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行連接，并由它向外提供存儲(chǔ)服務(wù)。這樣一來(lái)，所有物理存儲(chǔ)設(shè)備的管理將集中到存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)中。這里面唯一的問(wèn)題，其實(shí)也是最讓企業(yè)擔(dān)心的問(wèn)題是，如果存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)故障，那么數(shù)據(jù)的訪問(wèn)將會(huì)是怎樣的情況呢？實(shí)踐中，像這樣的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)通常是成對(duì)出現(xiàn)的，即通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的冗余來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)訪問(wèn)的高可用性。由此可見(jiàn)，在云存儲(chǔ)模式下，數(shù)據(jù)的高可用性是可以由3層不同的管理體系來(lái)保障的。第1層是存儲(chǔ)設(shè)備的供應(yīng)商提供的基于存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)保障，如RAID級(jí)別等。第2層是基于存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)軟件的數(shù)據(jù)保障，如不同物理設(shè)備間的互為備份等。第3層是基于存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保障，即通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的冗余部署來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)云存儲(chǔ)體系下的數(shù)據(jù)保障。

在實(shí)踐中，研究者還需要考慮數(shù)據(jù)保障問(wèn)題，因?yàn)榇鎯?chǔ)網(wǎng)關(guān)的介質(zhì)故障并不損害物理存儲(chǔ)的介質(zhì)與數(shù)據(jù)，即使不通過(guò)冗余存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的模式提高數(shù)據(jù)的高可用性，也可以通過(guò)延時(shí)機(jī)制，即重新部署新的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)來(lái)恢復(fù)對(duì)數(shù)據(jù)的可用性。本研究擔(dān)心的問(wèn)題是如果一旦決定從現(xiàn)有的云存儲(chǔ)機(jī)制還原到原有的服務(wù)器直接訪問(wèn)物理存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，應(yīng)該如何操作，如何確保數(shù)據(jù)、設(shè)備的可用。雖然有實(shí)驗(yàn)證明確實(shí)可以還原，但是，在比較極端的條件下，這個(gè)還原過(guò)程還是比較復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的。首先是確定還原的物理存儲(chǔ)設(shè)備上有哪些數(shù)據(jù)需要?jiǎng)冸x出來(lái)，其次是確定哪些數(shù)據(jù)需要遷移到還原設(shè)備上，最后才是通過(guò)費(fèi)時(shí)的數(shù)據(jù)遷移過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)原還物理設(shè)備的數(shù)據(jù)還原，并重新將其部署到指定的服務(wù)環(huán)境中。之所以工作如此復(fù)雜和麻煩，原因是存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的負(fù)載均衡機(jī)制可以非常靈活，因此任何一臺(tái)物理存儲(chǔ)設(shè)備都有可能被分割成較小的若干存儲(chǔ)模塊，并擔(dān)任不同層面的存儲(chǔ)任務(wù)，從而導(dǎo)致實(shí)際物理設(shè)備上的數(shù)據(jù)本身并沒(méi)有簡(jiǎn)潔的規(guī)律可尋，這最終造成了存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)還原的復(fù)雜性。

基于存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)軟件的數(shù)據(jù)安全保障模式，即將一個(gè)針對(duì)虛擬存儲(chǔ)設(shè)備的I/O請(qǐng)求分解為同時(shí)針對(duì)兩個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備的I/O請(qǐng)求，并根據(jù)兩個(gè)I/O操作的返回來(lái)確定服務(wù)器應(yīng)用的返回狀態(tài)。由于兩個(gè)物理設(shè)備采用的是IP網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，對(duì)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)而言，只是簡(jiǎn)單地將一個(gè)I/O請(qǐng)求同時(shí)分發(fā)給兩個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備并處理返回結(jié)果而已。如果需要，可以將請(qǐng)求同時(shí)分發(fā)給更多的設(shè)備，也可以稍加改進(jìn)，將I/O的請(qǐng)求簡(jiǎn)化為日志（LOG）分發(fā)到不同的存儲(chǔ)設(shè)備上，從而減少I(mǎi)/O操作和數(shù)據(jù)冗余，這特別適用于存儲(chǔ)用作數(shù)據(jù)庫(kù)的情形。這樣，如果要兩個(gè)完全互備的數(shù)據(jù)庫(kù)，只需要作兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的日志互備，簡(jiǎn)單有效。當(dāng)然，如果是基于文件系統(tǒng)的話，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)需要有自己的日志管理功能，以便最大程度降低I/O操作帶來(lái)的速度和帶寬問(wèn)題。

而這種存儲(chǔ)的熱備機(jī)制不僅保障了數(shù)據(jù)，也在一定意義上提供了存儲(chǔ)的高可用性。由于存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)不僅擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)分發(fā)的任務(wù)，同時(shí)也擔(dān)負(fù)著偵測(cè)物理存儲(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的任務(wù)，因此當(dāng)其中某臺(tái)物理存儲(chǔ)設(shè)備宕機(jī)時(shí)，存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)到并適時(shí)地切換到另一臺(tái)存儲(chǔ)設(shè)備，這個(gè)過(guò)程可以完全地自動(dòng)化進(jìn)行，不需要人工干預(yù)。但對(duì)于物理設(shè)備的恢復(fù)而言，人工干預(yù)可以促進(jìn)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)重新進(jìn)入熱備機(jī)制，而不至于在撤換損傷的設(shè)備后一直處于單副本的危險(xiǎn)境地。所以，私有云存儲(chǔ)的高可用性實(shí)際上是通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)之間的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

實(shí)踐中，這種存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的存儲(chǔ)高可用性也可在應(yīng)用的高可用性上得到一定的體現(xiàn)。由于無(wú)論應(yīng)用本身還是應(yīng)用所依賴的數(shù)據(jù)都是某種形式存儲(chǔ)在設(shè)備上的，研究者可以將應(yīng)用部署到相應(yīng)的存儲(chǔ)中，并通過(guò)恢復(fù)存儲(chǔ)來(lái)達(dá)到恢復(fù)應(yīng)用的目的。雖然這種情形受到部署、人工干預(yù)等的限制，但確實(shí)在實(shí)踐中具有樸素的高可用性特質(zhì)。

在構(gòu)建異地容災(zāi)的存儲(chǔ)模式時(shí)，研究者也可以通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的異地部署來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果10.12.1.123與10.12.1.124兩臺(tái)物理存儲(chǔ)設(shè)備是分置在不同物理地點(diǎn)［12］的話，這個(gè)實(shí)例也就在某種意義上提供了異地容災(zāi)的管理模式。由于I/O請(qǐng)求是一致分發(fā)的，理論上不存在兩個(gè)異地的物理存儲(chǔ)需要同步的問(wèn)題，可以確保彼此間的數(shù)據(jù)的一致性。不過(guò)實(shí)踐中，由于網(wǎng)絡(luò)原因，無(wú)法保證兩邊的所有I/O操作都會(huì)被完整地、及時(shí)地傳輸?shù)街付ǖ拇鎯?chǔ)設(shè)備上并被正確地執(zhí)行，因此兩個(gè)物理設(shè)備間會(huì)有一個(gè)小的時(shí)間差，這就需要在兩個(gè)物理存儲(chǔ)間形成一個(gè)同步的機(jī)制。而這個(gè)同步的機(jī)制不需要這兩個(gè)物理存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)直接保障，仍然可以通過(guò)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)來(lái)進(jìn)行，如果在兩處物理位置中分別部署一臺(tái)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)，這個(gè)同步機(jī)制就可以通過(guò)兩個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)來(lái)協(xié)調(diào)進(jìn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

本研究就是從基于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的設(shè)備入手，引入存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)，從而解決多存儲(chǔ)設(shè)備分別由不同的服務(wù)器控制無(wú)法充分共享的問(wèn)題，達(dá)到了統(tǒng)一管理的目標(biāo)，也避免了云存儲(chǔ)架構(gòu)下多種異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備的連接方式、訪問(wèn)方式差異導(dǎo)致的云存儲(chǔ)體系搭建難題。筆者將這些相對(duì)次要的問(wèn)題留待稍后去解決，不僅能夠解決實(shí)踐的存儲(chǔ)統(tǒng)一管理、逐年增長(zhǎng)的問(wèn)題，也符合云存儲(chǔ)體系中逐步擴(kuò)展的核心理念。實(shí)際上，研究者可將存儲(chǔ)的問(wèn)題也分為幾種不同層次、不同階段的解決方案，通過(guò)逐步實(shí)驗(yàn)，逐步解決，最終解決所有兼容問(wèn)題的模式來(lái)構(gòu)建企業(yè)自屬的私有云存儲(chǔ)方案。

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