王勇：非编网的存储方式的比较与选择

随着计算机、视频压缩技术、硬盘raid技术和网络技术发展，以计算机网络为核心的非编网系统在各级电视台成功应用并得到推广，选择怎样的存储技术才能既减小投资又能满足实际需求和日后的扩容，只有了解网络存储技术发展，才不至于被动。江苏徐州铜山县广播电视局技术部王勇探讨非编网的存储方式的比较与选择。

　　1.存储区域网的概念及方式

　　存储区域网指的是通过一个单独的网络把存储设备和挂在局域网上的服务器群相连。当有海量数据的存取需求时，数据可以通过存储区域网在相关服务器和后台存储设备之间高速传输。现在存储解决方案主要是直连式存储（DAS）、存储区域网络（SAN）、网络接入存储（NAS）。

　　直连式存储（DAS）直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的I/O读写和存储维护管理，数据备份和恢复要求占用服务器主机资源，数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机，数据备份通常占用服务器主机资源20-30%，因此许多用户的日常数据备份常在系统不繁忙时进行，以免影响正常业务系统的运行。直连式存储的数据量越大，备份和恢复的时间就越长，对服务器硬件的依赖性和影响就越大。并且直连式存储或服务器主机的升级扩展，设备兼容性差，扩展能力有限。非编网存储空间大，带宽要求高，所以基本不用此种网络存储方式。

　　2.目前非编网络的几种主要解决方案比较

　　目前几种常见的非编网络存储方案主要包括基于“FC+以太”的双网结构的FC-SAN、NAS技术、IP-SAN技术等三类，以下分别介绍和分析。

　　2.1 “FC+以太”双网结构的FC-SAN

　　为了满足海量视音频素材数字化存储和再利用的需求，存储区域网SAN（Storage Area Network）技术在广电行业内得到了大量的应用。FC实际是一种光纤网络传输层的协议，它的特点是提供高速恒定的网络连接，FC实际上已成为SAN的代名词。在视音频应用中，一个重要的特点就是共享。为了实现SAN上的数据共享，目前通常使用SAN共享文件系统软件。SANergy软件的工作机理是采用一台服务器作为元数据控制器（Meta Data Controller，MDC），负责管理整个文件系统，SAN中其他SANergy客户端进行数据读写时，须先向MDC申请令牌，在MDC进行数据调度后方可操作。为保证SANergy软件的正常工作，除建立FC网络。还须要建立以太网用于传递控制信息，这就是所谓的双网结构。它由基于FC协议的光纤通道网和基于TCP/IP协议的以太网组成，其中以太网主要传输控制信息，FC网络主要传输高码率的视音频素材数据。

　　基于“FC+以太”的双网结构的系统，最大的优点在于高性能，可以保证大数据量的并发访问情况下主机读写带宽的稳定。但这种架构也存在着相当多的不足，最主要的不足就是其造价高昂，兼容性比较差。此外。光纤通道网络管理和FC设备进行管理维护比较复杂。“FC+以太”的双网结构适用于投入高的大型非编网络搭建、资金充足的单位。

　　2.2 NAS技术

　　NAS（Network Attached Storage）是一种比较传统的存储方式，NAS是特制的网络文件系统服务器。NAS系统的优点包括系统的功能精简和可管理性，数据共享容易，共享用户之间可以共享文件级数据。NAS的缺点是所采用网络文件协议TCP/IP，这种协议的问题在于NAS网关通过TCP/IP协议进行网络文件共享时，数据传输采用文件级，效率比较低，且难以保证带宽的稳定性，同时系统的可扩展性差。特别是整个系统局限于提供文件共享的NAS网关处理能力，NAS技术主要适用于10个站点以内的小型非编网络，且非编必须以25M码率为主。

　　2.3 IP-SAN网络技术

　　IP-SAN亦即透过IP网络，将SCSI块数据转换成网络封包的一种传输标准，它和NAS一样透过IP网络（以太网）来传输数据，但在数据存取方式上，则采用与NAS（TCP/IP）不同、却与FC-SAN相同的块协议（Block Protocal）。在一个IP-SAN网络中，由服务端iSCSI Target和客户端iSCSI Initiator两部分组成，客户端发出的SCSI指令。由Initiator加载后进行传递。当Target接收到此数据包后，再进行协议转换，从中剥离出原始的SCSI指令并访问后端的存储体，客户端对于存储的访问完全基于SCSI指令集，这样，就通过以太网而不是昂贵的FC网突破了设备对规模和距离的限制。

　　IP-SAN为了实现SAN上的数据共享，也需采用SAN共享文件系统软件，同FC网一样大多采用SANergy软件。控制信息通过TCP/IP协议在以太网上传输，高码率的视音频素材数据通过iSCSI协议加载后在以太网上传输。同“FC+以太”的双网结构相比，IP-SAN在以太网的单网结构中，实现了相同的数据传输效率和速度，与使用NAS的解决方案相比，IP-SAN最大的优势在于高性能，由于协议设计的高效性，基于iSCSI协议使用普通千兆网卡，可以达到13OMB/s的实测带宽，几乎是理论极限的90%，这样高的效率在NAS环境中是很难实现的。基于IP-SAN技术的网络造价不到 “FC+以太”的双网结构的50%，性能却接近90%，正逐步取代现有中小型FC制作网络系统，从性能上衡量可以取代基于1GB FC制作网络系统，在10以上个站点以上规模或采用50M码率的广播级非编网是IP-SAN的绝对优势范围。

　　电视台的非线性编辑网络具有数据量大、带宽要求高、实时性强、数据安全敏感等特征，以传统的计算机局域网（LAN）与存储区域网相结合的双网结构己成为电视台非线性编辑网络及硬盘播出网络的流行构架，随着计算机和存储技术的发展，存储区域网将在电视领域中发挥更多的作用。