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共享存儲技術

←手機掃碼閱讀     火星人 @ 2014-03-04 , reply:0

 什麼是共享存儲

共享存儲,指的是多台伺服器訪問(寫)同一個存儲設備的同一個分區。通俗一點講就是說系統允許多個用戶(進程)共享同一份文件。如果不提供此功能,就意味著凡是需要該文件的用戶,都須各自備有此文件的副本,顯然造成空間的浪費。

 為什麼需要共享存儲系統

建設一個多主機共享的存儲系統,以實現各台主機可互相高效率的共享數據和傳遞數據,並實現數據保存和保護的功能,是現在一些廣電、數字資產管理、石油天然氣、高性能計算網路系統及大型網站系統應用等所必需的,如在廣電行業的非線性編輯系統,工作人員進行生片錄製和數字化處理同時,就可讓另一個工作人員編輯和審定影片長度,這樣就可以有效提高製片速度,大大節省製片成本。

 共享存儲系統應用的實現方式

目前實現多台主機對同一存儲單元進行編輯,主要有專門的并行文件系統來實現,主流的有半集中式文件系統和全分散式文件系統。

 半集中式文件系統

基於半集中式文件系統的思路是客戶機和MDC元數據管理器(負責存儲空間的分配、回收和文件塊到存儲塊的映射)都直接連接到SAN上,並可以直接訪問SAN中的存儲塊。

客戶端在訪問SAN上的文件之前,先通過LAN向MDC伺服器發送請求,MDC為其解析文件路徑名,並完成文件快到存儲塊的轉換,而後把存儲塊實際的物理地址返回給客戶端伺服器,客戶端可直接通過SAN訪問存儲設備,從連接SAN上的存儲設備上(如浪潮簡單易用的端到端4Gb光纖存儲系統AS800)進行高速數據讀或寫(如下圖所示)。

 

在半集中式SAN文件系統中,實現了控制流和數據流的分離,只有控制流經過MDC管理伺服器。在此實現方式中,因為相對於數據流來說,控制流的數據量是極小的,MDC管理伺服器的壓力大大減小,已經基本上不回成為系統的瓶頸。

 全分散式文件系統

考慮到隨著客戶端的增多,MDC伺服器可能會形成系統的瓶頸,所以另一種實現方式為全分散式文件系統便應育而生。

全分散式文件系統的實現方式不再專門設置專門的MDC元數據管理器,讓系統中的客戶端伺服器自己協商對存儲中(國內首款端到端4Gb光纖存儲系統浪潮AS1000)文件的使用。來自LAN的負載由多台客戶端伺服器共同承擔,因此,伺服器不會構成系統的瓶頸(如下圖所示)。

任何一個客戶端死機都不會導致系統運行中斷,系統內部的自動輪換機制會自動地將失效的伺服器上的LAN請求,重定向到其他正常工作的客戶端伺服器上,其過程無需手工干預。客戶端伺服器在訪問SAN上的存儲設備之前,先通過LAN互相協商。在獲得訪問許可權之後,直接通過SAN存取其上的數據塊,每個客戶端伺服器都能看見所有的存儲資源,每個客戶端伺服器都能看見完整的文件系統,文件系統再通過豐富的鎖機制來保證在異構平台上共享數據的一致性。

 共享存儲的產品介紹

為確保多大量客戶端主機對同一存儲設備的共享訪問許可權和和管理許可權的統一,就需要安裝專門的存儲共享管理軟體或採用專門的共享文件系統。像現在IBMSANergy、Rorke Data ImageSAN、Quntum StorNext、IBM GPFS、SGICXFS等軟體或文件系統就是為了實現存儲設備共享而開發的。

其中SANergy、StorNext、GPFS、GXFS是基於半集中式SAN文件系統設計,ImageSAN基於全分散式文件系統設計。


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