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IDE“老调” 阵列“新弹”

SCSI和FC: 磁盘阵列中的贵族

  通常,DAS设备(即直连的磁盘阵列)是采用RAID(Redundant Arrays of Independent Disks,廉价冗余磁盘阵列)技术的硬件设备。这种由多个硬盘组成的磁盘阵列技术,既扩大存储空间,又降低单位容量成本,提升数据可靠性,还具备容错性。不仅如此,为了达到较高的数据吞吐量,磁盘阵列内部所有接口都采用LVD/IDE技术,包括并发I/O和命令队列特性等都可在磁盘阵列的控制器内部完成。据了解,目前市场上有些磁盘阵列还支持动态LUN、RAID在线扩容、扩展和迁移功能,具有双冗余热插拔电源和风扇,如果用户追求更高的安全性能,还可采用双冗余控制器的磁盘阵列。

      根据磁盘性质,磁盘阵列可分为SCSI阵列、光纤阵列和IDE阵列3种类型。它们都采用功能强大的处理器控制芯片,服务器端只要提供一个SCSI接口,便可将数据存储到磁盘阵列中。

    SCSI阵列: 磁盘阵列中的贵族

      SCSI阵列一般是指采用SCSI硬盘,通过SCSI或光纤接口与主机相接的磁盘阵列。它分为SCSI to SCSI和SCSI to FC阵列2种。其中,SCSI to SCSI阵列较为成熟而稳定,一般都是多通道的阵列,可做双机容错,一个SCSI总线能接15块SCSI硬盘。SCSI阵列有单主机通道磁盘阵列和多主机通道磁盘阵列之别: 单主机通道磁盘阵列只能接一台主机,多主机通道磁盘阵列可接多个主机系统,并同时使用,有很大的灵活扩充能力,可以群集(Cluster)的方式共用磁盘阵列。现在大多数通道为Ultra2 SCSI和Ultra3 SCSI,大多数的阵列都支持73GB、36GB和18GB的硬盘,也有部分的阵列可以支持180GB的硬盘,并支持热插拔,其可支持的RAID级别有0、1(0+1)、3和5。

      SCSI to FC阵列主要应用于基于光纤的网络环境。

    光纤阵列: 曲高和寡的另类

      光纤阵列是指采用光纤硬盘和光纤主机通道的磁盘阵列,它具有性能高,传输距离远,比SCSI具有更好的扩展性,不受SCSI协议的单个逻辑卷的2TB限制等特点。不同厂家推出的不同型号光纤阵列所采用的光纤硬盘也不尽相同,有的是采用市场上标准的光纤硬盘,有的是采用厂商自供的专用硬盘。光纤阵列具备几乎所有SCSI阵列的优点,一般光纤阵列都可应用于高端市场。如果用户选择了光纤阵列,将来再构建SAN环境,可平滑过渡到SAN的应用中,很好地保护了用户的初期投资。

IDE阵列: 平民化的新宠

  IDE阵列是最近这1~2年推向市场的新一代存储产品,以往SCSI阵列以其高速、高效及稳定等优势出尽风头,IDE阵列的面市,让SCSI阵列收敛了许多。一方面,其价格相对便宜,另一方面,其数据传输速度和系统稳定性与SCSI阵列相差无几。

      磁盘阵列技术自产生以来似乎就是被定位于高端“贵族家庭”,它的传统接口一直使用的是SCSI(小型计算机接口标准)。这种SCSI可以说是服务器产品的“专利”,在过去的一段时间里,由于它和传统桌面系统使用的IDE接口相比具有明显的速度优势,所以具有SCSI接口的硬盘要比传统的IDE硬盘贵许多。IDE硬盘倒是有着明显的价格优势,可是速度很低,长时间以来不为大家所重视。近年来,伴随IDE接口标准的升级,从Ultra ATA 33、Ultra ATA 66到Ultra ATA 100甚至Ultra ATA 133和即将推出的Ultra ATA 150,IDE硬盘的传输速度直线上升。于是,RAID产品开始渗入所谓低端的IDE硬盘领域,IDE阵列也逐渐走俏起来。

      那么,什么是IDE阵列呢?所谓IDE阵列是指采用IDE硬盘,通过160MB/s的Ultra 3 SCSI 、80MB/s的Ultra 2 SCSI或FC接口与主机相连的磁盘阵列,前两者为IDE to SCSI阵列,后者为IDE to FC阵列。

      目前,市场上IDE阵列多种多样,功能各有千秋,主要差别是在处理器芯片和阵列设计思想不同而已。处理器芯片有64位PowerPC RISC CPU和32位Intel CPU两种,前者在处理数据的性能上强一些,相当于IDE阵列中的高端产品,适用于对性能要求高的企业应用。在设计思想上,有些IDE阵列采用了高性能的芯片组,双PCI总线设计,使内部64位66MHz双总线带宽可达533MB/s的数据处理速度,几乎是所有硬盘最高机械读取性能的最大总和; IDE阵列支持RAID级别有: 0、1、(0+1)、3和5,带热备用盘; 另外,有少数IDE阵列采用了SCA技术,可实现真正的热插拔,打破了传统认识中IDE阵列不支持热插拔的陈旧观念; 同时,一些IDE阵列还支持在线扩容。最需要指出的是,IDE阵列几乎支持所有的IDE硬盘。过去,我们认为IDE阵列最多带4个盘位,现在,任何一款IDE阵列都是6个盘位或8个盘位的。

      不仅如此,大多数IDE阵列都做到了带双冗余热插拔电源和风扇。据调查,大多数IDE阵列都提供基于RS-232接口管理程序和基于Java的GUI管理程序。

服务器+RAID卡: 贫民经济的选择

  现在,许多中高端服务器都内置了RAID卡,用户可以通过服务器内集成的RAID卡来实现RAID功能。从功能上来看:因为占用了主机的系统资源,从而导致性能无法充分发挥,同时,因为借助主机上的硬盘槽位来实现RAID,而硬盘槽位有限,所以整体容量受限,扩展性不好,不易管理。

      另一种情况是用户可以单独购买新上市不久的IDE RAID卡,再加上IDE硬盘,构成存储系统,这种存储方式的突出特点是: 总体成本相对低,但在性能上,一是会占用主机资源,二是会使本身RAID处理能力降低。IDE RAID卡一般能接4块IDE硬盘,目前只有一个厂商能提供可连接8块IDE硬盘的RAID卡,但可能会因为主机箱内无法安装这么多的IDE硬盘而需要加装一个专门安装硬盘的机箱,所以整体容量受到限制。

      采用服务器集成RAID卡的用户,心态往往是这样的: 既然买了集成了RAID卡的服务器,就必须得使用RAID卡,否则会觉得浪费一笔投资。其实不然,明智的用户还是需要综合考虑总体拥有成本。对于资金紧张,又想得到安全性高、容量大的存储系统的用户,由IDE RAID卡组成的RAID系统可能是他们的惟一选择,但要付出代价,即牺牲部分性能。但如果用户是从事于对性能要求略高的某些特定应用(比如VOD、监控和电子图书等),必须要费弃掉RAID卡功能,重新选择IDE to SCSI/FC的独立式磁盘阵列。

磁盘阵列小结

  采用独立的存储设备既有较好的安全性,又容易维护,尤其是IDE to SCSI阵列,其代表性产品是有8个盘位、机架式、带Ultra160主机通道的IDE to SCSI阵列。虽然采用的是IDE硬盘,但磁盘阵列性能紧次于SCSI阵列,而成本又大大低于SCSI阵列,因此非常适合资金有限的中小企业应用。

      当前,IDE to SCSI阵列在行业上的应用日渐广泛起来。比如,在教育行业,可以采用IDE阵列,作为电子化图书馆的存储设备,既能存储大量的各种期刊、论文集和电子图书,还可用于校园VOD视频点播系统,将大量的视频文件(包括各种教学影片和多媒体课件等)存放在IDE阵列上,让学生通过网络进行浏览。目前,已经有不少学校开始采用这种解决方案。

      在视频监控上,磁盘阵列也有着广泛的应用,如商场、各写字楼大厦和交通监控等,都是用磁盘阵列来做存储设备的。视频服务器把采集视频信号经过压缩,形成一定格式的视频压缩文件,根据不同图像质量的要求,形成容量差别很大的图像文件,一路信号至少1小时生成60~80MB的数据。这些生成的数据一般需要保存较长一段时间,用户可根据不同的情况,选择不同型号的磁盘阵列进行存储。像监控点较少、生成的视频文件保存期限不长的应用可选择IDE阵列; 监控点较多、生成的视频文件保存期限较长的应用可选择SCSI阵列,也可选择光纤阵列。

      除此之外,普通企业应用IDE to SCSI阵列的例子也不少,比如财务部门,虽然产生数据量不大,但安全级别极高,用DAS技术选择IDE阵列存储保护数据非常合适。现今DAS设备应用在各个行业,因此,可以说: 有数据的地方就可以用DAS设备。

      磁盘阵列只提供了高可用性,要想在整个系统提供高可靠性的解决方案,需在选择合适的备份产品时,再选择几款合适的备份软件。

      IDE阵列尚待改进

      通常,SCSI阵列都是2个或以上的主机通道产品,即可连接2个或以上主机,再加上各种双机集群软件,可为用户解决了双机集群的高可用性应用。而一般的IDE阵列只有一个主机通道,也就是说只能直接连一台主机。目前,有些厂商正在开发测试其两主机通道的IDE阵列,以提高其IDE产品的竞争优势。

      再有,就是SCSI的扩展性较好,而IDE的扩展相对受限,一台IDE阵列最大支持到8块IDE硬盘,如果还不能满足用户的需求,只好再另加一台IDE阵列了,也正因为另加了一台独立的阵列,所以数据传输路径也由原来的一条主机通道变成了两主机通道,所以在性能上,要比在一个阵列上扩展后的效果好。

    

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