Ｎ Ｓ Ｎ ｔ ｒ ｔ ｃｅ ｔ ａｅ ： Ａ （ｅ ＷｏｋＡ ｔ ｈ ｄＳｏ ｇ ） 网络 连 接 存 贮 。 它 被 定 义 ａ ｒ
存取控制层解决磁 盘失效对数据完整性 和系统可靠性的影 响， 主要 是采用 软件 Ｒ Ｉ Ａ Ｄ实现存储 Ｉ ／ Ｏ容错 ； 文件系统 层针对 系统盘 ， 软件 Ｒ Ｉ 是 Ａ Ｄ中的单一 失效点 ， 实现 了文件 系统 镜像放 置， 并采用 了在线数据重构机制 和磁 盘热 插拔技术 ； 网络传输层
为一种特殊的专用数据存储服务器 ， 内嵌系统软件 ， 可提供跨平 台文件共享 功能 。Ｎ Ｓ设备完全 以数据为中心 ， Ａ 将存储 设备与服 务器彻 底分离 ， 中管理 数据 ， 集 从而有 效释放带 宽 ， 大提高 了 大
网络整体性 能 。ＮＡ Ｓ传输数 据是 以以太 网的网络传输 协议（ 如
建 的系统 ， 对可靠性提出了很 高的要求 。
１ 存 储 系 统 的 结构
１１ Ｎ Ｓ的 典 型拓 扑 结 构 ． Ａ
靠性 ， 就要采 取措施使其不再存在单一失效点。 根据 Ｎ Ｓ Ａ 结构和
特 点 ，Ａ Ｎ Ｓ容错模 型分为 ４层 ： 取控 制层 、 存 文件 系统层 、 网络传
输层和节点层 。
随着计算机应用系统 的不断发展 ，数据量 的爆炸性增 长给 计算机 系统 的性能带来 了新 的挑 战 ， 大量数据需要传输 和存储 ， 产生 了许多新 的海量数据 的系统结构 。这些 系统结构都包 括了 传输 、 存储 两个过程 ， 实际应用 中 ， 在 任一 过程都有 可能发生 故 障， 一旦 发生故障 ， 整个 系统 将陷 于瘫 痪 ， 数据一旦 丢失或不 可 访 问就会给人们 的生活造成极大的影响。因此 ， 各种先进技术构
收 稿 日期 ： ０ ９ ２ ０ ２ ０ —１ — ９
一
个容错系统的可靠性可 以从 多个方面来评价 ，作 为数据
作 者简介 ： 李二补 ， ，９ ９年 出生，９ １ 女 １６ １９ 年毕业 于天津纺
可 为广 域 网 ， 一般 多采用 以太 网连接 ， 其数据 传输 率 已达到 了
１０Ｍｂ ｓ１ ｂ ｓ这为网络传输存储数据提供 了带宽保证 。Ｎ Ｓ ０ ｐ 、Ｇ ｐ， Ａ 系统的一般特点 ： 物理连接上将存储设 备直接挂接在 网络 中 ， 不 再挂在 服务器后端 ， 避免 了给服务器增加 Ｉ ／ Ｏ负载。Ｎ Ｓ易 于扩 Ａ 展， 维护管理较为方便 ， 可以跨平 台共享文件 。
３ 存储 系 统 的可 靠性 问题 ３１ 系统 的可 靠 性 ．
数据通过存储 区域 网在服务器和存储设 备之间高速传输 。Ｓ Ｎ Ａ
将 通道 技术 和网络技术 引入到存储环境 中，提供 了一种新型 的 网络存储解决方 案 ， 能够 同时满足吞 吐率 、 可用性 、 可靠性 、 可扩 展性 和可管理性等方面的要求 。
存储 区域网络（ ｔ ａｅＡ ｅ ｅ ｏｋ Ｓ Ｎ） Ｓ ｒｇ ｒａＮ ｔ ｒ，Ａ 是随着 光纤通道 ｏ ｗ 技术的出现而产生的新型的存储 系统 。它通过不 同的连接设备 ， 如光纤集线 器 、 纤路 由器 、 光 光纤 交换机等 构成光纤 通道 网络 ， 将各种 存储设备 以及 服务器连接起来 ， 形成 高速专用存储子 网 ，
Ｔ ＰＩ ）进行 。网络环 境下 ， Ａ Ｃ／ Ｐ Ｎ Ｓ系统 连接既可 以是局域 网 ， 也
解决 网络传输 的问题 ， 针对 网络传输环节 中的失效点 ， 实现网络
Ｉ ／ ０容错 ； 节点 层解决数 据备份 和单机系统失 效的 问题 ， 实现实 时双机热备份。
２２ Ｓ Ｎ的 可 靠 性 设 计 ． Ａ
１２ Ｓ Ｎ 的一 种 典 型 结 构 ． Ａ
基 于光纤 通道 的高 可靠存 储 系统是 一种 三 级容错 存储 系
统， 即存储设备 的存取层 Ｒ Ｉ Ａ Ｄ容错 、 存储 服务 器的故 障屏蔽 、 网 络结构容错 。 在硬件结构上 ， 对于 Ｓ Ｎ的高可靠性保 障主要体现 Ａ
在使用 了高速传输 的光纤 交换 机且是双交换机 ，可 以保 证在一
台交换机 出现 问题 的时候 整个系统的可靠运行 ，这 属于网络结
构容错 ； 在服务器 上 ， 因为配置有 备份服务器 ， 当主服务器 出现 故 障的时候 同样 可以保证 系统 的畅快运行 ，这属 于存储 服务器 端容错 ； 而在存储层 ， 采用 了 Ｒ Ｉ ＡＤ阵列 ， 以保证数据分布在不 可 同的磁盘上且拥有较好 的容错性 ，从而可 以保证数据 的同步复 制和快速恢复 ； 储层的磁带库还可 以对不 常用数据进行备份 ， 存 可 以保证数据的高可用性 。
山西科技
Ｓ Ａ Ｘ ＣＥ Ｃ Ｎ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｈ Ｎ Ｉ Ｉ Ｎ ＥＡ Ｄ 期
●信 息 技 术
数据存储 系统 中可靠性及容错 性研究
李 二 补
（ 山西 三维集 团股 份有 限公 司 ， 山西洪 洞 ，４ ６ ３ ０ １０ ）
摘 要： 大量数据需要 传输和存储 ， 产生 了许 多新的海量数据的 系统结构 ， 文章分析 了存储 系统
的结构 ， 并提 出存储 系统的可靠性问题 。 关键 词： 数据存储 ； 可靠性 ； 容错性 中图分类号 ： Ｐ ７ Ｔ ２ ４． ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ４ ６ ２ （０ ０ ０ — ０ ５ ０ １０ —４ ９ ２ １ ）１ ０ ４ — ２
２ 可 靠 性 设 计
２ １ Ｎ Ｓ的可靠性设计 ． Ａ 数据一 旦被 破坏 ， 无法恢复 ， 就会造成 灾难 性的后果 。为使
作 为数据 载体 的 Ｎ Ｓ系统 在运行 中的故 障不影 响数据 的正确 Ａ
性， 可以采取容错技术来提高 Ｎ Ｓ系统的可靠性 。 Ａ Ａ Ｎ Ｓ系统存在 以下单一失效点 ： 磁盘 、 网络 、 服务器主机本身。 要提高 Ｎ Ｓ的可 Ａ