磁盘阵列(Disk Array)原理

keaide

数据备份——应用安全的惟一保障

　　迄今为止，保障应用安全的惟一方式是数据备份。

　　数据备份的目的是周期性保存在线数据的历史，以便在线数据发生损坏时，使用备份数据恢复到错误发生之前的状态，以确保数据的正常访问。

　　备份以保障数据存储安全为首要目的，通过严格的备份策略、流程等一系列手段确保数据应用不会对备份数据的安全产生影响。

　　“9·11”事件后，世界金融市场的大动荡提供了一个骇人的警告。据美国德州大学调查显示，IT应用发展到今日美国的水平，灾难性数据丢失会使94%的公司在两年之内倒闭。

　　从概念上讲，备份是为数据购买保险。IT应用水平愈高，数据就愈成为机构的生命线，所以在进入知识经济的今天，在备份上心存侥幸， 无异于将企业主体资产用于高风险赌博。

　　存档与备份的区别

　　正如生命周期理论将在线数据分级为在线和近线数据一样，离线数据亦可分为备份与存档数据，以降低投资和运维成本。

　　存档的目的是将需要长期备查或转移到异地保存/恢复的数据存放到可移动存储介质上。严格意义上讲，存档的目的不是为了保障数据安全，而只是为了实现数据仓储。如果说备份相当于桌头的字典，工作时会经常翻用，存档则好像日常工作中生成的一些具长期保存价值的文字资料，被转移到书架上或档案馆里备查。

　　因此，虽然存档数据量在长时间累计后总量可以很大，但在良好设计的存储系统中的单个备份周期内，存档量一般只有备份量的几分之一甚至几十分之一。

磁带备份

　　截止到2002年，全球备份市场一直以磁带装置为主力。

　　磁带备份具备杰出的应用安全性，因为数据在磁带上的书写格式为Byte-to-Byte 形式，任何主机和应用软件均不可能越过备份管理软件访问磁带，因此在线端发生的任何情况，均不会影响到备份数据的应用安全。可惜磁带备份的设备安全性极堪忧虑：

　　可靠性低——磁带库由磁带驱动器、机械手、磁带等非封闭易损机械装置组成，任一单点故障均会导致备份流产；

　　可用性差——磁带没有容错能力，参与备份的磁带组中任何一盘的一点卡带、磨损、霉点等，均可能导致整体备份无法恢复。

　　虽然一些高端厂家如Ultera Systems等提供相当于磁盘RAID的磁带RAIT（Redundant Array of Independent Tapes）产品, 但价格高昂，对普通用户而言只能是阳春白雪。

keaide

D2D备份

　　进入21世纪，ATA磁盘的单位容量价格开始逼近传统磁带，磁盘备份逐渐兴起。 利用磁盘RAID的高设备安全性解决磁带装置的相关切肤之痛，引起了业界越来越大的关注。

　　最为直观的磁盘备份是D2D (磁盘到磁盘)，其中较为成熟者一般基于磁盘快照技术。不过镜像式快照消耗容量过大，指针式快照虽然支持类似传统备份的增量快照，但总体拥有成本过高，主要原因在于不支持通用备份软件，必须捆绑昂贵的专用系统。

　　从技术角度看，D2D也存在一些核心弱点，尤其是依赖文件操作系统，数据安全性问题依然没有解决，大量的文件系统负载, 更使得数据传输速率大大低于硬件本身具备的能力，导致投资浪费。

　　总的来说，D2D备份比传统备份方式代价高昂得多，却并没有解决数据安全性问题。EMC也于2004年上半年正式推出了虚拟磁带库产品，标志着磁盘备份的另一方向——虚拟磁带库（VTL）正成为备份的主流。

软件虚拟磁带库

　　正如最早的RAID由软件实现一样，最简单的虚拟磁带库也是由软件实现的，其方法是在备份服务器上直接加装虚拟磁带库（VTL）软件控制模块，使备份磁盘对服务器在逻辑上体现为磁带形式。

　　此方案下，备份磁盘暴露于主机操作系统，因此本质上依然在线，虽然具备了RAID提供的设备安全，却仍旧无法保证数据的应用安全，因此它只能被用作常规磁带库的缓存附件。

　　为了淡化应用安全性问题，部分厂商和集成商将软件VTL模块安装于专用VTL服务器中，以牺牲成本和适配性的代价换取一定程度上的应用安全保障及性能提升。

　　Block-Level 虚拟磁带库

　　2002年，美国专业存储厂家Ultera Systems和DLT磁带技术的发明者Quantum，几乎在同时推出了纯硬件虚拟磁带库外设（Mirage与DX系列），彻底抛开了常规磁盘应用对文件系统的依赖，真正实现了以与磁带书写一样的Byte-to-Byte方式向磁盘书写数据。

　　像磁盘RAID最终走向独立外设一样，数据块级虚拟磁带库（Block-Level VTL）也完成了与主机系统的彻底解耦，在保留磁盘RAID带来的设备安全性的同时，具备了与磁带相同的应用安全性，鱼与熊掌兼得，使得数据块级虚拟磁带库相对其它备份设备具备了显著优势：

　　性能大幅提高——可支持接近磁盘阵列极限的备份/恢复速度；

　　免疫病毒——应用安全性等同物理磁带库；

　　去除磁盘碎片——保障性能持续性及磁盘效率；

　　无转译数据传输——良好的对数据结构损坏的承受力；

　　通用于主机软硬件环境——免除适配、维护和管理风险。

　　价格偏高被证明是2003年制约Block-level VTL推广的主要障碍，这主要是因为纯硬件设备成本难以迅速降低。

　　进入2004年，传统磁带库厂家，如ADIC推出了Pathlight VX等虚拟磁带库。同时随着销量增多，Block-level VTL开始下降，尤其引人注目的是，Ultera于近日宣布推出入门级Mirage虚拟磁带库，中国用户将可以不到10万元的价格买到2TB容量，性能相当于四个高端磁带驱动器合用的纯硬件、免维护虚拟磁带库。

　　可以预见，Block-level VTL技术像20世纪80年代末的RAID技术解决在线存储难题那样，普及性地解决备份难题的时日已经不远。

　　结语

　　磁盘RAID带来了设备安全性，但由于操作系统的易用性与安全性无法兼顾，数据的应用安全并不因RAID而得到任何保障。备份因此成为保障数据应用安全的惟一手段。

　　传统磁带备份虽然具备良好的应用安全性，但设备安全性长期困扰用户。据美国Strategic Research Corporation统计，2003年美国市场基于磁盘备份的总量已超过磁带，美国Taneja Group更于2004年4月预言，未来的18个月中，85%到100%的企业都将由磁带备份转向磁盘备份。

　　Block-level虚拟磁带库兼备传统磁带的应用安全性和磁盘RAID的设备安全性，将成为备份的主流设备。

keaide

异构平台SAN存储环境的改造方案

异构平台SAN存储环境的改造方案   


     
     
  某油气田勘探开发研究院是一家集石油天然气地质勘探、油气田开发、地质开发试验和计算机应用等为一体的综合性应用科学研究机构，多年来为开拓油气勘探新领域，扩大后备资源和科学地、合理、高效地开发油气田提供 了重要的科学依据。随着近年来科研手段的不断更新，计算机处理，数字化信息的存储在科研生产中所占的比重也越来越大，数据量的增加趋于海量数据。如何优化资源利用率，提高科研生产力，为勘探生产数据提供一个高可靠，易扩展，易管理的数据存储环境，以满足长期的数据存储需求是进行存储网络系统改造的初衷和目的。
　　
存储需求

研究院现行运转的地学综合计算机系统于2000年1月正式投产，该系统的硬件主要由SUN、SGI公司的服务器和工作站产品组成，应用软件则由来自7个国家、17家软件公司的近百种软件套件组成。包括LandMark、Schlumberger、ParaDigm、CGG等国际上的一些著名油气地质勘探开发公司的产品，涵盖了地震资料的处理解释、测井资料的处理解释、试井分析、油气藏数字模拟、盆地分析模拟、圈闭描述评价、油气描述及储量计算等油气勘探开发全过程的内容，是进行现代地学系统综合研究的重要工具。这套系统的硬件和软件环境相对比较复杂，不同的厂商，不同的操作系统平台，不同的存储设备，同时，随着生产的发展，系统的任务也日趋复杂，从单纯的服务器、工作站和微机的交叉访问，到服务器的多角色调度——既是处理系统又是服务器，还可能充当文件传输服务器，使得整体投产的系统显得错综复杂，同时多用户多任务的交叉工作也衍生了一系列的系统隐患和问题：网络负载过重，备份任务难以统一实施，数据的分布式应用与集中管理之间的矛盾。

现行的计算环境如下：

系统平台：SUN E5500服务器和Ultra60工作站，运行的操作系统为Solaris 2.6和Solaris 8；SGI Origin 2000服务器和Octane工作站，运行的操作系统为IRIX6.5.11m；曙光I200PC服务器和其他兼容PC，运行的操作系统为Window2003等Microsoft公司的产品。

存储环境：3台服务器各自连接有SCSI磁盘阵列，其中SUN E5500连接的是Sun StorEge A1000，SGI O2000连接的是MegaDrive EV1000，存储总容量为5.8TB。

存在的问题：

数据资源分布存储，数据重复占有存储空间，数据管理难度大；
备份资源分散，备份任务安排难度大，无法集中备份；
频繁地数据传输给网络带来极大的负载压力；
随着应用的增加，海量数据的存储需求增大，存储压力剧增。

另外，还要同时支持现行的SGI IRIX和SUN Solaris操作系统，以保证对现行投产系统的全面兼容和支持，最好能够增加对NT操作系统的数据也进行相应的存储考虑；实现以存储系统为中心的企业级存储区域网络SAN，提供海量存储空间，并提供全光纤通道的连接；实现集中化管理，从局域网络中间的任何一台机器上面通过浏览器就可以管理和维护存储系统；具备良好的可扩展性，为今后的扩容升级和容灾等扩展应用提供方便的接口和连接模式。
　　　
要解决以上问题，需要一个具备高可靠性、异构平台共享、易管理、易操作、性能优良的解决方案，同时与现行系统实现平滑的过渡升级和容量扩展，存储容量要以满足研究院的中长期发展为目的。

keaide

四环节建存储网

四环节建存储网

据统计，99%正常运行的环境每年会使金融经纪公司在收入和生产率方面遭受5.4亿美元的损失。如果将正常运行时间提高到99.999%，那么每年的损失可以降低到54万美元。这么高的可用性并不容易实现。但高可用性存储基础设施是实现数据可用性的关键。其组成包括独立磁盘冗余阵列（RAID）技术、群集系统中数据的多份拷贝、远程群集、存储区域网络（SAN）以及可靠的磁带备份。其中，SAN结构可以实现企业范围内的高可用性配置，并可以和企业一同增长，保护数据存储中的投资。  


在设计高可用性解决方案时，必须采用端到端的方法。存储网络中的存储子系统的数据保护、子系统连接、子系统硬件冗余等等都对整个系统的可用性有非常大的影响，但限于篇幅，本文主要介绍存储网络的网络连接部分。

存储网络硬件
交换机硬件与构成存储解决方案的所有其他硬件组分一样，光信道交换机中的硬件也必须具有冗余。在交换机级别的产品中，硬件冗余一般限制到双电源。这可以解决电源中断问题，但不能解决交换机其他组件的故障。Director级别的光信道交换机为存储网络带来了更高水平的可用性。它们不仅支持冗余电源，而且所有其他组件都有冗余。控制模块提供故障切换功能。在冗余配置中还嵌入了纵横制结构。软件升级必须在不中断服务的前提下进行。因此，Director级别的硬件有助于在系统内实现真正的99.999%的正常运行时间。

存储网络设计
结构冗余在光信道SAN中需要注意的另一个方面是结构自身。连接同一物理基础设施的每台设备都连接相同的光信道结构。这使SAN面临着结构级事件的威胁，这些事件可以中断网络上的所有设备。增加交换机或改变分区配置等变化都会影响整个连接结构。因此，结构单独连接的设计方案有助于隔离这些事件影响的范围。思科虚拟SAN（VSAN）功能通过相同的物理基础设施为复制这种环境提供了一种方法，即事件隔离。

交换机间连接（ISL） 随着SAN的增长，交换机之间的连接显得日益重要。在交换机之间依靠单一物理连接可以减少设计的总体冗余。冗余ISL在链路发生故障上时，可以提供故障切换功能。

设计高可用性SAN时，需要考虑以下几方面的因素
人为错误的可能影响及预防方法
环境问题 (即电源中断、空调故障、管道堵塞等)
基础设施设备（交换机等）的软件故障
计划内停机 (软件升级、硬件维护等)
黑客攻击的危险
基础设置设备（交换机等）的硬件故障

keaide

产品选型

根据以上的需求分析，西南油气田勘研院的方案定位在选择一套基于SAN存储区域网络架构的光线磁盘阵列存储系统。系统包括一套光线磁盘阵列，要求14TB的容量，2台光纤存储交换机，要求端口2Gb/s的传输速度，与服务器连接的HBA光纤通道卡以及配套的存储管理软件。购买方式通过项目招标实施。

根据方案的基本设计定位以及初步的市场了解，研究院将产品选型初步集中圈定为HP EVA5000、HDS Thunder9585V、SGI FP9500和EMC CX700等。

起初西南油气田勘研院对存储设备存在一些理解上的误区。比如，通常比较关心磁盘阵列的Cache配置，以为越大的Cache似乎就会拥有更好的性能，事实上，这只是磁盘阵列的一个方面，由于不同厂商的磁盘阵列RAID技术有着不同的特色， Cache 1G的磁盘阵列未必就不如8G的磁盘阵列。厂商的技术特点各有特色，到底该选择哪一家得产品呢？

在招标中，焦点主要集中在光线磁盘阵列的选择上面。因为相对而言，HBA卡和存储交换机的类型比较统一，产品也比较固定。考虑磁盘阵列的指标包括与现有设备的连接性、兼容性、容错能力、运行性能、存储容量、可管理性和附加软件功能这几个方面。评标的主要依据也是以这几个方面来进行比较和参考。

容错能力   容错能力通常是指在存储设备的设计方面对各种偶然性错误和意外情况的预期，以及采取的预防或补救措施。由于存储系统是一个从软到硬的复杂系统，所以，对数据保护能力的评价应当考虑到整个系统，包括软硬件全方位的考虑，以及对数据完整性的保护、对写缓存的保护、对主机连接的保护、对远程容灾的支持等指标。这一点上几个厂商的产品都能满足要求。

性能

对磁盘阵列产品来说，性能指数主要有2个：带宽和IOPs(每秒I/O次数)。带宽取决于整个磁盘阵列系统，包括与所配置的磁盘个数有关；而IOPs则基本由磁盘阵列控制器决定。在Web、E-Mail和数据库等小文件频繁读写的环境下，性能主要由IOPs决定。而在视频和测绘等大文件连续读写的环境下，性能则主要由带宽决定。可见，在不同的应用环境需求中，需要考虑的侧重点也各不相同。鉴于具体要求，这里更关心的指标是持续IOPS。就这个指标而言，比较突出的是HDS 9585V和EMC 700产品。但是HP的特殊的虚拟RAID方式是很有特色的，其性能扩展也不错。

容量

容量是相对最简单的一个性能指标，值得注意的是，不仅要关心产品的最大容量，还要关心厂商推荐地使用容量以及扩容成本等问题。这个方面容量最大的是HDS 9585V,该项指标远大于其他产品。

keaide

连接性

在SAN环境中，以光纤通道连接设备为中心，要连接主机、磁盘阵列和磁带库等设备，环境比较复杂，因此在产品选型时，充分考虑设备间的连接性、兼容性和通用性。选择具有良好的开放性和连接性的产品，不仅为当前系统正常连接和运行提供保障，也为系统未来扩展提供更大的空间和灵活性。 这方面HP的产品趋于弱势，因为HP的磁盘阵列不能直接支持SGI服务器的连接，必须通过NAS结构进行改造。其他的机器不存在这个问题。

管理性

首先要考虑产品所提供的管理功能是否实用可靠；其次，考虑支持集中化管理和远程管理的产品。此外，很多产品的故障自动通知机制会给用户带来意想不到的收获，但是同时也要考虑到其相应的可能构成的安全隐患。还有，在配置改变或系统扩容时，尽可能考虑在线的无须宕机或尽可能缩短宕机时间的产品，以满足企业具体应用的各种需求。这个方面，各个厂商的产品和方案都很注重客观理性、可扩展性等。

附加功能（软件）  如今的存储产品，尤其是部门级和企业级的在线存储产品，已经不仅仅是存储数据的BOX，而是一个智能的小型系统。各厂商将很多功能性软件整合到自己的存储设备中，以向用户提供更好的解决方案。这里SGI的产品提供了最大的优势产品CXFS可以共享文件系统数据资源，大大提高文件访问和查询的功效，从而对系统整体性能有着很大的提高，而且该产品进行免费提供，呈现很大的竞争实力。

方案实施

最终的存储系统选择了日立数据系统公司(HDS)于2003年8月推出的9585V光纤磁盘阵列，搭配McData公司出产的4500 16口光线交换机，以及相应的配套软件HDS Resource Manager和SAN Navigator。通过光纤互连方式连接现有的3台服务器以及一台文件服务器和一台PC服务器组成的一个可扩展的数据存储网络SAN，提供企业级的数据存储服务。这个独立于常规局域网之外的特殊的高速数据传输网络，专门进行服务器与存储设备之间的数据通信读写，不占用常规网络带宽，提供2Gbps的数据传输通道，传输速度可达200Mbps，全面实现微机、工作站、服务器之间的快速访问，部分环境实现SAN BOOT（即可以直接在光线磁盘阵列上引导操作系统），使得部分系统文件和全部数据文件都存放在光线磁盘阵列上统一管理、统一备份。

keaide

存储简报：蓝色巨人发布“蓝色SOX”

存储简报：蓝色巨人发布“蓝色SOX”


IBM推出了新的记录管理服务

　　日前IBM发布了一项新的存储解决方案，代码为“Blue SOX”，为企业文档和记录管理提供了一个网络虚拟资源库平台，帮助用户顺应沙班法案（Sarbanes-Oxley Act）中有关电子信息数据的标准化管理规定。Blue SOX的全名应该是“Flexible Hosting Solutions, Workplace for Business Controls and Reporting (WBCR) Service”，通过互联网，将用户的系统与IBM的服务及存储技术中心连接起来，以实现WBCR软件的应用。这套解决方案为用户们提供了一种新的搭建和管理企业内部信息技术基础架构的选择，只需要将本地的计算机系统接入IBM的数据中心，就可以获得WBCR应用软件的管理服务。蓝色巨人IBM宣称，新的存储解决方案可与现有的IBM架构相兼容，由IBM的专家提供集中式管理，一方面降低了企业的存储成本，一方面又解决了企业自行安装软件可能会遇到的技术问题。

Onaro的SANscreen软件通过了IBM的认证

　　存储网络变动管理软件供应商Onaro公司，日前宣布其SANscreen软件已通过了IBM的TotalStorage Enterprise Storage Server Model 800的互操作性测试，获得IBM全面存储方案 (IBM TotalStorageTM Proven)的认证。IBM 全面存储方案认证计划(IBM TotalStorage Proven Program)，主要是帮助客户验证已经通过与IBM各种存储产品之间互连性预测试的第三方独立软件开发商设计的存储方案及其配置。Onaro的预侦测变动管理软件SANscreen与IBM的TotalStorage Model 800系列产品整合，为用户的SAN系统提供管理、扩展，以及迁移和巩固的功能。这项合作还将会提高存储网络的部署速度，简化网络管理，为用户节约培训开销。作为通过IBM 全面存储方案认证的必须环节之一，对SANscreen的测试也是由IBM设在麻省沃尔瑟姆的IBM Innovation Center for Business Partners主持的，主要是测试软件的互操作性和功能性。

Overland的REO将会集成远程镜像技术

　　数据备份和恢复产品供应商Overland存储公司，日前宣布已将远程镜像技术集成到它的REO系列磁盘备份产品中。该公司的发言人称，Multi-SitePAC远程备份镜像技术可自动完成数据的备份过程，对远程数据进行集中管理——同时不需要更换现有的备份系统或软件工具。通过集成远程镜像技术，REO的用户将会享受到几乎接近于实时的数据恢复，确保公司业务的连续性，顺应法令法规的要求，降低整体的存储管理成本。

keaide

据Overland称，传统意义上的远程站点数据保护解决方案，都会牵涉到每个站点上的服务器、备份软件和换带机的安装部署，而且，更换下来的磁带必须由专人送至集中存放点。由于中间加入了人工操作这一环节，容易导致备份失败和RTO（恢复时间目标）遗失等失误的出现。Multi-SitePAC将会克服这些缺点，远程REO设备上的数据将会被自动复制到中央REO设备上，如果用户需要的话，还可以对数据备份进行整合，并将它拷贝到磁带内。这一系列过程都不需要人工干涉。备份的数据将会存放在中央服务器内，另外，在远程站点的缓存服务器上也会留一份备份，万一出现故障，需要进行容灾恢复时，可从任意一个站点中调用数据。


Arkeia发布SQL Server数据热备份软件

　　全球领先的备份解决方案提供商Arkeia Corp.日前发布了一套Microsoft SQL Server热备份插件——Arkeia Network Backup。这款热备份插件可为异构存储环境内的MS SQL服务器提供数据保护而无须中断MS SQL服务。该产品集成了虚拟设备接口（Virtual Device Interface）技术，以确保在PC端运行Windows操作环境、存储服务器端运行Linux / Unix操作系统的异构环境中，实现快速可靠的数据备份。另外，通过Arkeia的图形用户接口，在服务器上设置在线备份策略，点需要单击选中的数据项目，就可以完成备份或恢复。该插件提供Machine、SQL Server Instance、Database、File Group、Individual File等多种备份级别选择。至于数据恢复功能，主要以“即时恢复”为主，可设置为自动恢复或手动恢复，适合于数据库、文件组、文件。

全球四大服务提供商采用LSI Logic的SAS设计方案

　　LSI Logic公司发布的串行SCSI设计方案，赢得了全球五大服务器制造商中4家的认可，将会被应用于它们的第一代SAS企业平台中。另外，这4家服务器制造商还将会采用LSI Logic的SAS系列产品，其中包括控制器IC、主机总线适配器和MegaRAID存储适配器卡。目前该公司设计的4端口SAS控制器芯片、8端口SAS控制器芯片、SASx12扩展器已经投入大批量生产。在未来的3年内，预计SAS系列产品将会给该公司带来超过4.5亿美元的收入。

Storactive将在LegalTech上展示其数据持续性保护软件的测试版本

　　Storactive日前宣布将会在纽约召开的LegalTech——行业内部技术展览暨研讨会——上展示它的数据持续性保护软件Storactive LiveServ和Storactive LiveBackup。Storactive LiveServ是基于硬盘的备份和恢复软件方案，可为关键业务的Microsoft Exchange电子邮件服务器提供了连续的，零损失数据保护。据该公司的发言人称，该方案中的实时技术能够自动和连续地对变化了的数据进行备份，消除了数据在定时备份的间隔期间所具有的脆弱性，可让管理员快速恢复从一封电子邮件到整个信息库在内的任何数据。LiveServ所具有的独特的点故障失效切换功能，可以让管理员即便在Exchange的日志出现损坏或者崩溃时，也能把数据恢复到发生故障的时刻，无论是出现病毒，人为失误，软硬件或者系统故障，数据都可得到恢复。Storactive LiveBackup是一种针对PC工作站中分布的桌面和笔记本电脑上的数据提供持续的实时的集中保护的解决方案，当一个文件刚被创建时，它就已经受到了保护，也就是说，数据总是可以恢复到最新的上一次保存的版本。

keaide

解析分级存储管理（HSM）

解析分级存储管理（HSM）   
     
   2005-1-28 10:40:42
   


     
     
      众所周知，企业的应用系统在线处理大量的数据，随着数据量的不断加大，如果都采用传统的在线存储方式，就需要大容量本地一级硬盘。这样一来一方面投资会相当较大，而且管理起 来也相对较复杂；另一方面由于磁盘中存储的大部分数据访问率并不高，但仍然占据硬盘空间，会导致存取速度下降。在这种情况下，层次化存储管理软件，或称为数据迁移软件，可以在性能和价格间作出最好的平衡。这就是本文要与大家讨论的分级存储管理（HSM）。首先来了解一下分级存储中所涉及的三种存储方式。
    一、  三种存储方式

    所谓分级存储，就是根据数据不同的重要性、访问频次等指标分别存储在不同性能的存储设备上，采取不同的存储方式。这样一方面可大大减少非重要性数据在一级本地磁盘所占用的空间，还可加快整个系统的存储性能。在这里就涉及到几种不同性能的存储设备和不同的存储形式了。

    目前常用于数据存储的存储设备主要有磁盘（包括磁盘阵列）、磁带（包括磁带机和磁带库）和光盘（包括一切CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW等光盘塔和光盘库设备）。从性能上来说，磁盘当然是最好的，光盘次之，最差的是磁带。而从价格上来说，单位容量成本上升磁盘最贵、光盘次之，磁带最低。这就为我们不同的应用追求最佳性价比提供了条件，因为这些不同的存储媒介可应用于不同的存储方式中。这不同的存储形式包括在线存储（OnStore）、近线存储（NearStore）和离线存储（OffStore）。

    在线存储
    在线存储又称工作级的存储，存储设备和所存储的数据时刻保持“在线”状态，是可随意读取的，可满足计算平台对数据访问的速度要求。如我们PC机中常用的磁盘基本上都是采用这种存储形式的。一般在线存储设备为磁盘和磁盘阵列等磁盘设备，价格相对昂贵，但性能最好。

    离线存储
    离线存储主要是用于对在线存储的数据进行备份，以防范可能发生的数据灾难，因此又称备份级的存储。离线海量存储的典型产品就是磁带或磁带库，价格相对低廉。离线存储介质上的数据在读写时是顺序进行的。当需要读取数据时，需要把带子卷到头，再进行定位。当需要对已写入的数据进行修改时，所有的数据都需要全部进行改写。因此，离线海量存储的访问是慢速度、低效率的。

    近线存储
    所谓近线存储，就是指将那些并不是经常用到，或者说数据的访问量并不大的数据存放在性能较低的存储设备上。对这些的设备要求是寻址迅速、传输率高。因此，近线存储对性能要求相对来说并不高，但由于不常用的数据要占总数据量的大多数，这也就意味着近线存储设备首先要保证的是容量。

    在分级数据存储结构中，磁带库等成本较低的存储资源用来存放访问频率较低的信息，而磁盘或磁盘阵列等成本高、速度快的设备，用来存储经常访问的重要信息。数据分级存储的工作原理是基于数据访问的局部性。通过将不经常访问的数据自动移到存储层次中较低的层次，释放出较高成本的存储空间给更频繁访问的数据，可以获得更好的总体性价比。

keaide

二、  分级存储的必要性和主要优点

    今天企业的数据中心非常复杂，数据保护是其关键。但是，并非所有的数据都具有同样的价值，也并非所有的企业都具有同样的需求。的确如此，通常认为企业中的关键和非关键数据量也符合“二八原则”，就是只有20%的关键数据，而80%都是非关键的。系统中60%至80%的数据经常在一个月，甚至一年中都不会被访问。而在经常访问的数据中，重要性差别也十分突出，有的数据与用户的业务联系紧密，可靠性、可用性及性能要求都很高，有的尽管经常使用但是与业务联系不是特别紧密。一般来说，重用数据的概率自数据创建3天之后就会下降50%，当数据创建30天后，重用的概率通常会降至很低，而高达90%的数据超过90天后就不会或很少被读取。为了提供良好的数据保护，IT部门通常都保留巨大的空余空间，用以防止出现容量不足的现象。

    IT企业总是要面对增长起来无休无止的数据量。各种应用都在创建越来越大的文件，用户也很少删除数据和存档，这就导致要访问旧一些的文件已经变得非常困难。之所以要采取分组存储，是因为它既能最大限度地满足用户随时访问所有需要经常使用的数据，又可使存储成本最小化。综合起来，可以得出分级存储的优点主要体现在以下两个方面：

    1、  减少总体存储成本
    在传统的在线存储中，所有数据都存储在一线磁盘存储设备上，而由于绝大多数数据的访问率并不高，占住了大量宝贵的磁盘空间，在一定程度上是一种浪费。如果把这些数据转移到存储性能稍低的磁盘（如IDE或SATA接口磁盘）或光盘存储设备上，存储成本可得以大幅降低。

    2、  提高整体系统性能
    由于绝大部分数据转移到下级存储设备上，那需要时刻保持在线的数据就少了，系统资源的占用也就少了许多，整体系统性能自然也就提高了。如果采用了离线存储方式对很少使用的数据保存在像磁带这样的离线存储媒体上时，则不仅可提高系统性能，还可确保数据的安全性。
   
    三、  分级存储的管理

    分级存储管理（Hierarchical Storage Management，HSM）就是要将用户拥有的所有存储资源统一管理，提高每种存储设备的利用率，节约了成本。在分级存储中，存储的分级是十分明显的，仅从设备上说，就有磁带机、磁带库、NAS、中低端盘阵、高端存储系统等等。而且在线、近线与离线存储存放的数据价值不同，如何根据用户数据的不同价值合理利用好每种存储资源是一个不小的挑战。

    分级存储管理起源于1978年，首先使用于IBM的大型机系统。近10年来，HSM被广泛应用于开放系统的Unix和Windows平台。其中最关键的技术就是近线存储和数据迁移技术。

    分级存储管理是一种将离线存储与在线存储融合的技术。它将高速、高容量的非在线存储设备作为磁盘设备的下一级设备，然后将磁盘中常用的数据按指定的策略自动迁移到磁带库等二级大容量存储设备上。当需要使用这些数据时，分级存储系统会自动将这些数据从下一级存储设备调回到上一级磁盘上。对于用户来说，上述数据迁移操作完全是透明的，只是在访问磁盘的速度上略有怠慢，而在逻辑磁盘的容量上明显感觉大大提高了。通俗地讲，数据迁移是一种可以把大量不经常访问的数据存放在磁带库、光盘库等离线介质上，只在磁盘阵列上保存少量访问频率高的数据的技术。当那些磁带等介质上数据被访问时，系统自动地把这些数据回迁到磁盘阵列中；同样，磁盘阵列中很久未访问的数据被自动迁移到磁带介质上，从而大大降低投入和管理成本。

    HSM应用也具备监测磁盘容量并在关键容量情况下做出反应的能力。这种软件经过配置后可以为某个卷设定一个最小的剩余空间，当达到这个极限后自动向用户发出警告，提示用户或自动进行数据迁移。这样便可以立即释放空间，管理员也可以在今后有空闲时再来解决空间的问题。

    由此可见，分级存储管理更多从降低成本、不影响数据应用效果的角度解决数据的存储问题。事实上，降低成本、提高效率已成为IT厂商追逐技术进步的一个目标。近线存储就是这种进步的产物。伴随单盘成本的下降，近线存储市场渐热，有业内专家预测，不久的将来，近线存储技术将取代数据迁移技术，用户将以模拟海量空间的、更为安全可靠的磁盘介质保存历史数据。而成熟完善的数据迁移软件技术将更为恰到好处的融入到近线存储设备中，为近线存储技术的发展起到推波助澜的作用。