近年來，一些基于純以太網的大型視頻編輯網絡陸續上馬，在這些網絡中，一般都選擇了基于分布的IP存儲設備作為系統的主存儲。其代表產品有：AVID公司的ISIS：OMNEON公司的IQ6000等。那么，什么是分布是IP存儲產品?它與我們通常使用的NAS有什么不同?其大致的優缺點與技術背景的什么?我們陸續為大家傲一個簡略的介紹。
1、技術概述
以太網絡具有結構簡單，建設、維護成本低等優點，是目前應用最為廣泛的網絡結構，它的缺點在于傳輸時延與波動較大。而通常的視頻編輯類應用中.非編主機一般采用的都是基于硬件的編解碼器(如MATROX的LE、LX卡)。硬件編解碼受限于結構與造價，板載緩沖都很小。如數據傳輸不及時，就會出現丟幀，黑場等情況。所以，以往的視頻編輯網絡，一般都采取傳輸時延與波動都很小的“FC+太網”的雙網結構，并以FC存儲設備作為主存儲，很少將IP的存儲作為主存儲使用。
近年來，隨著CPU，GPU性能的不斷增強，大部分的非編軟件已不在依賴于硬件的編解碼，而是通過CPU+OPU來完成相應的工作。(硬件板卡僅用于實現與視、音頻設備的I/O接口)把編解碼放在軟件層面完成，除了能降低成本，能靈活應對格式變化外，還有個很大的好處就是可以利用系統的內存來創建一個大緩沖，覆蓋掉因傳輸速率波動而對應用造成的影響，從而將使用純以太網作為視頻編輯的網絡結構成為了可能。
網絡結構可行后，第一個要解決的問題就是要選擇什么樣的IP存儲設備作為系統的主存儲。視音頻應用對系統的性能，容量都有很大的要求?而傳統的NAS存儲產品。將數據存放在一個單體設備上，在容量、性能、擴展性上都無法滿足視音頻的苛刻要求，在這樣的背景下各廠商推出了分布式的IP存儲產品(集群NAS)。如AVID公司的ISIS；伽NEON公司的WEDIAGRID；ISILON公司的IQB000等。
2、工作原理
顧名思義，分布式的IP集群存儲是由多個受命名空間管理的存儲節點所構成的。寫入時，數據被拆分為多個片段，存儲在所有的存儲節點上，每個存儲節點連接到以太網交換機，提供基于IP的訪問服務。
圖1 以太網集群示意圖
如圖所示，以3個節點為例，當數據寫入時，被分為3個數據塊，其數據的寫入由3個存儲節點共同執行；讀出也同理。由于文件不是孤立的存在于一個存儲節點上，讀出、寫入操作都是由所有的存儲體共同完成，因此，隨著數據文件在各存儲節點上的分散，系統的總體性能接近各存儲節點的性能之和。
2.1 IsILON介紹
每個Isilon IQ集群包括3到家96個IsilonIQ節點。每個節點2u高，包括12個磁盤，CPU，內存和2KM網絡接口，節點自動配合工作，利用它們的合力形成一個統一的存儲系統.該系統可以承受任何組件故障，包括磁盤，交換機以及整個節點.
圖2 IsilonIQ集群
Isilon采取標準的網絡文件系統，客戶端無需安裝驅動程序，集群內的所有內容創建了一個共享池，一個訪問點，文件系統可以支持高達1000TB的單個網絡驅動器，集群一旦建立，用戶便能夠連接任何存儲節點，并訪問整個文件系統中的每個文件。
1)容錯能力
由于每個存儲節點都存放著數據的一部分副本，而任何一個副本的丟失都將導致數據的完整性被破壞，因此確保任何一個節點出現問題后，數據安全依然有保障，是系統的關鍵。
IP集群存儲一般用2種不同的方式來應對這一問題，其中，Isilon通過REED SOLIMONECC(糾錯碼)、奇偶校驗塊級拆分(從N+I到N+4)的組合，可提供N+I到N+4的不同安全級別。在N+4時(最高安全級別)，可以承受驅動器或整個節點的四個同時故障，從而為整個系統提供極高的安全性。
圖3 存儲節點
如圖所示，統在所有節點間做校驗計算，以便當一個節點完全崩潰時，可以由其它節點讀出數據，并結合校驗碼進行逆向運算，恢復出故障節點的數據，保障數據的完整性.
2)容量與性能擴展
集群存儲產品均支持磁盤容量的在線擴展，即可在不停機、不重新格式化卷的情況下，對原有存儲窄間進行擴展。同樣，可通過增加節點的方式實現性能的提升，系統節點數越多，總體性能越好.
2.2 AVID ISIS介紹
AVID ISIS每個存儲儲節點包含32個磁盤，每節點通常選配2個帶8KM以太網端口的交換模塊，節點問通過CX-4進行互聯，最大支持12個節點，ISIS的客戶端需要安裝驅動程序(目前僅提供WINDOWS平臺下的驅動)來訪問文件系統，其文件系統為目錄形式，可根據客戶端的權限對訪問內容，可用容量等進行控制.
1)容錯能力
ISiS通過復制方式實現系統的安全性。也就是說，任何一個文件都會在不同的節點(磁盤)保留一個副本，在磁盤或節點損壞的情況下同，由另外一個副本恢復數據，系統的有效容量為實際容量的一半。如圖所示：
圖4 存儲節點
2)容量與性能擴展
集群存儲產品均支持磁盤容量的在線擴展，即可在不停機，不重新格式化卷的情況下，對原有存儲空間進行擴展，同樣，可通過增加節點的方式實現性能的提升，系統節點數越多。總體性能越好.
3、技術比較
Isilon校驗型集群存儲的代表，Isilon使用標準的CIFS或NFS協議進行了數據傳輸，也就是說任意一臺連接在lsilon網絡中的工作站無需任何配置就能直接訪問存儲：Isilon與Isiion、MediaGrid另一個很大不同是Isilon將元數據與業務數據存放在一起，不再需要單獨的元數據服務器，從用戶角度來看，所有Isilon存儲單元地位完全相同，通過任意節點都可以訪問到存儲在Isilon中的數據。
ISIS和MediaGrid都是數據復制集群存儲，除此以外，它們都需要元數據服務器。
圖5 技術指標一覽表
4、綜合分析
IP集群產品可滿足視音頻編輯應用的要求，其優點在于系統結構相對簡單，部署的復雜程度低。其缺點在于，在超實時應用，如文件遷移，島間數據交換，文件歸檔等應用中，傳輸效率不如FC網絡，特別是媒資歸檔類應用，由于磁帶機本身是FC接口，即便是選擇IP存儲產品，依然需要配置FC結構的客戶端，同時，遷移本身會對IP網絡形成較大的帶寬壓力，在有此方面應用時，需特別注意系統架構的規劃。
綜上所述，我們認為：以IP集群存儲產品為核心的單網結構將會與以高性能FC存儲產品為核心的雙網結構并存，選擇什么樣的結構取決于用戶的最終需求.
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本文標題：IP集群存儲技術特點
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