近年來，由于Internet業(yè)務(wù)的平均帶寬每6個(gè)月至9個(gè)月就增加一倍，對用于業(yè)務(wù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)容量帶寬和用于存儲生成該業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)，以及由該業(yè)務(wù)所生成的數(shù)據(jù)的存儲容量的要求也不斷提高。諸如電子商務(wù)、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)庫客戶關(guān)系管理等應(yīng)用產(chǎn)生了數(shù)量可觀的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行處理，并且要求具有容錯(cuò)性能，以及每周7天、每天24小時(shí)的全球范圍內(nèi)的快速數(shù)據(jù)存取。這就引發(fā)了對高容量快速且可隨時(shí)進(jìn)行存取的存儲器的需求。

1、傳統(tǒng)型解決方案

在傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)中，由一個(gè)服務(wù)器來滿足一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的所有客戶機(jī)的數(shù)據(jù)存儲時(shí)，需要硬盤容量被設(shè)置得與用于處理和生成數(shù)據(jù)且常常采用諸如SCSI（小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口）等接口的服務(wù)器相近。這種型式的存儲受服務(wù)器的約束，如果服務(wù)器發(fā)生故障，數(shù)據(jù)就會與網(wǎng)絡(luò)和用戶隔離開來。

采用這種傳統(tǒng)解決方案時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)變得越來越大，以及存儲要求的提升，采用多個(gè)分布式服務(wù)器成了一種被廣泛采用的替代方案。這種方法具有兩面性，它既擴(kuò)大了總存儲容量，但同時(shí)也使分布式存儲所固有的復(fù)雜性和低效率愈發(fā)突出。在這種傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)里，一個(gè)服務(wù)器上多余的容量是不可能容易地“借給”其他服務(wù)器的，而是必需在采用復(fù)雜的文件管理算法并使網(wǎng)絡(luò)性能嚴(yán)重受損的情況下才能做到。這還會造成文件共享的困難和低效率，因?yàn)閿?shù)據(jù)必須通過多個(gè)服務(wù)器才能到達(dá)目的地。因此，采用多個(gè)服務(wù)器的傳統(tǒng)分布式存儲架構(gòu)再也無法滿足當(dāng)今的存儲需要。

2、在目前的網(wǎng)絡(luò)中是如何解決這個(gè)問題？

存儲網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為這個(gè)問題提供了一種有效的解決方案。存儲網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用一種共享存儲架構(gòu)模型實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲和可存取性解決方案�！按鎯^(qū)域網(wǎng)絡(luò)”這一術(shù)語包含了兩項(xiàng)互有交叉的技術(shù)：存儲區(qū)域聯(lián)網(wǎng)（SAN）和網(wǎng)絡(luò)附屬存儲（NAS）。SAN和NAS均作為一個(gè)系統(tǒng)來運(yùn)作，在該系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和備份/恢復(fù)業(yè)務(wù)量被從應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)中卸除。
 
在最基本級上，通過將所有網(wǎng)絡(luò)存儲信息匯集到網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)公共點(diǎn)，存儲空間可以按照需要分配給專用客戶機(jī)——未被使用的空間保持全局可用。用戶不再需要依賴自己的硬盤來滿足其存儲要求，而且所有的用戶都能夠共享數(shù)據(jù)文件而不會引發(fā)常見的性能惡化。

存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）是采用中央控制的安全信息基礎(chǔ)設(shè)施，它實(shí)現(xiàn)了服務(wù)器和存儲系統(tǒng)的互連，其主要用途是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與存儲單元之間，以及存儲單元之間傳輸數(shù)據(jù)。SAN還有助于資源的通用、存取和共享，實(shí)現(xiàn)了資源管理的簡化和集中化，改善了信息保護(hù)，提高了對災(zāi)難性故障的耐受程度，并增強(qiáng)了新型計(jì)算架構(gòu)的安全性和數(shù)據(jù)完整性。賽普拉斯公司提供了面向存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的快速高效且經(jīng)濟(jì)劃算的解決方案。

從技術(shù)角度而言，SAN盤存儲指的是一個(gè)獨(dú)立盤冗余陣列（RAID）子系統(tǒng)通過與傳輸無關(guān)的SCSI指令，而不是通過TCP/IP文件系統(tǒng)和以太網(wǎng)來與服務(wù)器/客戶機(jī)進(jìn)行通信的能力。SAN這一術(shù)語通常（但不是必需）與成組I/O服務(wù)有關(guān)，而與文件存取服務(wù)無關(guān)。

SAN技術(shù)采用光纖通道協(xié)議來連接一個(gè)存儲服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)和盤子系統(tǒng)。光纖通道技術(shù)在傳輸距離上受到限制，它與局域網(wǎng)LAN中所使用的以太網(wǎng)技術(shù)不兼容，并需要安裝一個(gè)獨(dú)立的存儲網(wǎng)絡(luò)。在要求Gbit級速度的高性能應(yīng)用中通常選擇SAN。

3、面向存儲應(yīng)用的專業(yè)存儲器解決方案

通常，諸如FIFO以及四端口RAM等高帶寬專業(yè)存儲器應(yīng)用于存儲領(lǐng)域。數(shù)據(jù)通常從PCI接口流入光纖通道后，再返回到PCI。在每一側(cè)都有一個(gè)用于對不同接口的數(shù)據(jù)率進(jìn)行同步處理的FIFO，因此數(shù)據(jù)通過FIFO流入一個(gè)緩沖存儲器，并經(jīng)FIFO返回。四端口RAM能夠使用冗余通道并允許對數(shù)據(jù)進(jìn)行并行存取。

高帶寬緩沖存儲器還在存儲線路卡上使用。在大多數(shù)存儲應(yīng)用中，讀/寫比率接近50:50。因此，采用獨(dú)立的讀和寫端口將提供最佳性能。四倍數(shù)據(jù)率（Quad Data Rate，QDR）已成為高帶寬緩沖存儲器事實(shí)上的選擇。在QDR問世之前，這種應(yīng)用往往采用NoBL（No Bus Latency）無總線延遲和NetRAW，但更高的數(shù)據(jù)率要求迫使設(shè)計(jì)師在獨(dú)立的讀和寫端口上采用一個(gè)DDR接口，而這正是QDR SRAM所能提供的。NoBL亦稱ZBT，即零總線周轉(zhuǎn)（Zero Bus Turnaround），SRAM能夠在沒有任何總線延遲的情況下完成讀/寫操作。換句話說，NoBL架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了100%的總線效率。標(biāo)準(zhǔn)的流水線型SRAM或NoBL SRAM所需關(guān)注的最大問題之一便是總線爭用，QDR則憑借其獨(dú)立的I/O架構(gòu)完全消除了總線爭用。QDR存儲器能夠以滿載鏈接速度來接收數(shù)據(jù)并同時(shí)將數(shù)據(jù)輸出至主服務(wù)器。QDR的另一個(gè)特點(diǎn)是，能夠進(jìn)行突發(fā)模式操作存儲器通常保存處理器代碼，并具有18-36Mb的密度要求。

這種新型QDR架構(gòu)使得大多數(shù)存儲應(yīng)用中的系統(tǒng)性能和存儲器性能有了極大的提高。QDR因數(shù)據(jù)輸入端和輸出端上均存在的雙倍數(shù)據(jù)率（Double Data Rate）接口而得名，四倍數(shù)據(jù)率=雙倍數(shù)據(jù)率X2（雙向），它對上述的特殊功能加以組合以滿足目標(biāo)應(yīng)用（存儲區(qū)域聯(lián)網(wǎng)）的系統(tǒng)要求。通過設(shè)計(jì)一個(gè)針對特定應(yīng)用的存儲器架構(gòu)，較高帶寬的存儲器能夠?qū)崿F(xiàn)具有更高性能的系統(tǒng)。

有幾家公司成立了一個(gè)旨在運(yùn)用這種新型架構(gòu)來提供可靠產(chǎn)品的QDR協(xié)會，從而為設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)對系統(tǒng)性能至關(guān)重要，且具有可靠性和成本效益性的存儲器元件。通過提供合適的技術(shù)解決方案以及所要求的業(yè)務(wù)環(huán)境，QDR已經(jīng)成為面向存儲和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的成本效益型解決方案，以及標(biāo)準(zhǔn)的高帶寬SRAM。此外，QDR聯(lián)合開發(fā)小組的成員公司已經(jīng)同意加快QDR架構(gòu)的演進(jìn)過程，以提供具有最高帶寬的SRAM。SRAM市場早就期盼著出現(xiàn)這樣的一個(gè)領(lǐng)航者，以便向用戶提供能夠滿足不斷提升的系統(tǒng)性能要求的器件，如需了解更多的信息請登錄www.qdrsram.com網(wǎng)站。

4、SAN交換器線路卡和元件功能實(shí)例

線路卡的前端是利用四通道1.5Gb PSI器件來提供四端口千兆位以太網(wǎng)或光纖通道的線路接口。線路卡的后端是通過一個(gè)高速串行連接來與交換器結(jié)構(gòu)相連的接口，這種連接是利用CYS25G0101DX 2.5Gb PHY（物理層器件）來實(shí)現(xiàn)的。單通道或兩通道2.5Gb PSI器件或四通道3.2G串行收發(fā)器也可用于該接口。控制端口與系統(tǒng)控制卡相連，以接收配置和控制信號，從而提供狀態(tài)信息。

該連接是利用一個(gè)四通道1.5Gb PSI器件來實(shí)現(xiàn)的。運(yùn)行速度可被設(shè)定在2000Mbps-1.5Gbps之間。線路卡的核心是包處理引擎，通常是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)處理器或一個(gè)專有解決方案。該引擎采用NoBL存儲器來暫時(shí)緩沖正在被處理的信息包，一個(gè)通用微處理器被用來控制線路卡的操作。

通過Internet傳遞的信息數(shù)量的持續(xù)膨脹，催生了人們對于速度更快并能夠在全球范圍內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲路由選擇和交換的系統(tǒng)的需求。這些系統(tǒng)需要具有較高帶寬的存儲器。賽普拉斯的SRAM產(chǎn)品專門針對需要最大總線寬度且要求最為苛刻的高速應(yīng)用（比如新興的存儲系統(tǒng)以及下一代交換器和路由器）進(jìn)行了優(yōu)化。

作者簡介
Michael T. Moore，賽普拉斯公司資深專利工程師
Manoj Roge，賽普拉斯公司產(chǎn)品營銷工程師
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