关于IP存储相对于直连存储和FC的存储设备的优缺点, 从技术层面已经有很多的讨论. 今天, 我想从应用角度谈谈IP存储的优势.
由于IP存储的传输采用了和大多数应用相同的IP网作为载体. 因此, 相对于使用专用总线(例如,SCSI)和专用网络(例如,FC SAN)的传统存储产品, IP存储可以使存储和业务应用更加紧密的结合. 下面我就结合IP存储在媒资分发应用来说明这个问题.
媒资分发应用主要指在中心平台上管理媒体资源(例如,音频数据和视频数据), 而前端终端节点通过网络来访问平台并获取相应的媒资. 典型的例子包括电视台媒资库管理应用和基于广域网的音视频分发应用. 以前的媒资分发只需要在局域网中支持几个或者几十个前端设备(例如电视台里的媒资分发). 目前, 很多新的媒资分发应用提出了很多新的要求. 例如, 刚才提到的基于广域网的音视频分发应用就是我们公司实际做的一个案例. 客户要求有一个媒资管理中心平台, 可以实现音视频视频的分发. 该平台要求满足10000个音视频播放终端设备的媒资上传和管理. 平台接入广域网, 前端音视频播放终端也通过ADSL接入广域网. 音视频播放终端可以根据平台的策略更新自己的音视频播放节目单,并通过公网从中心平台获取所需的音视频视频(媒资)存储在前端.
这种新型媒资分发应用相对普通的数据分发应用有3个特点:
1. 传输数据量大: 由于传输的是媒体资源, 所以数据量大, 对平台的存储性能有较高的要求.
2. 高扩展性: 随着业务的增长, 平台需要无缝的支持存储容量和性能的扩展. 例如音视频分发应用, 可能刚开始需要支持的终端设备为几十台, 随着业务的发展, 一般来说, 用户要求平台可以通过扩展支持最少10000台前端, 并且保证升级时, 业务应用的连续性和稳定性。
3. 对广域网的支持: 由于很多媒资分发应用是基于广域网的, 那么该平台必然要应对广域网的低带宽和连接不稳定问题.
普通的数据分发应用可以通过一个服务器完成. 但是对于上例中的应用, 一个服务器是远远不能满足要求的. 目前, 为了解决上面音视频分发业务数据存储要求, 一般是在平台和终端设备之间的数据传输采用支持断点续传功能的HTTP协议和FTP协议. 在平台中采用多台支持HTTP协议或者FTP协议的媒资服务器. 前端通过一个负载均衡服务器将终端请求接入再分发给后面的媒资服务器. 终端节点通过广域网访问媒资管理平台，获取媒资列表。每个终端节点通过广域网联接均衡负载服务器，均衡负载服务器根据当前各媒资存储服务器的负载状态将终端节点的连接请求分发到相应媒资服务器上。考虑到存储的高可靠性, 在该方案中,一般采用媒资服务器后连接传统的存储设备, 例如, SCSI RAID阵列或者FC RAID阵列.
由于传统的存储设备使用专用总线和网络, 无法把应用和存储进行更加紧密的结合, 所以采用了很多媒资服务器, 其实这些服务器就相当于应用和存储之间的一个桥设备. 此外,基于这样的方案, 负载均衡使用in-band的负载均衡服务器限制了平台的扩展能力.
针对这些问题, 我们提出了以IP存储为平台媒资存储核心的方案，将应用和存储进行了最优的组合. 在该方案中, 我们采用邦诺存储的SMI-100系列存储产品取代了一般方案中的负载均衡服务器, 媒资服务器组, 和阵列. 具体方案如下图所示.
邦诺SMI-100,200系列IP存储设备同时支持IP SAN, NAS, FTP, HTTP, HTTPS, AFP和数据同步功能, 而且还提供了独有的存储安全机制. 因此, 可以采用邦诺产品提供的NAS协议做为音视频分发系统的中心平台的媒资存储协议. 邦诺的IP存储设备还支持HTTP和FTP两种协议。终端音视频播放节点可以通过广域网连接媒资管理平台获取媒资列表和对应的邦诺IP存储设备公网地址。这样每个终端就可以通过HTTP协议或者FTP协议下载相应媒资。由于这两种协议都在广域网上有很好的应用, 在断点续传,防火墙穿透方面都有很好的兼容性.
此外, 为了管理这么大型的音视频媒资分发平台, 数据库的使用是必然的选择. 而该数据库的可靠性决定了整个中心平台的稳定性. 所以, 必须把这部分内容存储在有RAID保护的冗余阵列中. 因此, 可以从邦诺的IP存储设备中分配一个IP SAN的存储空间来提供这种高可靠的数据库数据存储.
为了满足平台扩展后对性能和容量的要求, 该案例可以使用多台邦诺SMI-100存储设备作为媒资存储。媒资管理平台将来自不同途径的媒资，例如光盘或者网络上的媒资, 使用CIFS或者NFS协议存储到主设备的NAS网络盘上，并且更新媒资管理平台的数据库。邦诺IP存储设备会自动把存储到这个NAS网络盘上的媒资自动同步到其他的邦诺IP存储设备上。各终端节点通过访问媒资管理平台获取对应服务器地址和媒资列表。然后通过广域网连接到相应服务器上获取对应的媒资。下载过程可以选择使用HTTP或者FTP协议。
对于这个基于广域网的音视频媒资分发应用采用了以IP存储为核心的架构,具有如下的优势:
可扩展的系统架构
基于以IP存储为核心的架构, 系统的规模可以随着业务的不断扩展而扩展. 例如, 初期项目只需要支持500个前端节点, 就只需要部署一台IP存储设备. 随着后期业务不断发展, 可能需要支持10000个前端节点, 只需要部署多台IP存储设备就可以满足整体业务平台对容量和速度的要求. 而且该过程无需对业务进行中断. 因为IP存储采用网络存储架构, 独立于平台. 只需要将存储设备的网线接入交换机, 再进行相关的软件配置就可以实现业务的无缝扩展.
对广域网的支持
基于广域网的应用都面临着低带宽和连接不稳定的问题. 由于IP存储支持HTTP和FTP协议. 通过HTTP和FTP协议, 在终端上可以轻松实现断点续传来解决广域网带宽和稳定性的问题. 而且广域网大多数的路由、 网关设备和防火墙都提供对这两种通用文件传输协议的支持. 因此, 提高整个架构的兼容性.
低成本
采用了IP存储本来就相对其他存储设备节省了成本. 而且由于在该应用中, 通过将IP应用和存储进行了紧密结合, 节省了原方案中的媒资服务器组和负载均衡服务器.
高性能
采用了IP存储相对原方案还大大的提高了性能. 首先, 通过IP存储阵列之间的软件负载均衡, 减少了In-band的负载均衡服务器所带来的扩展时的瓶颈. 其次, 由于在整个IO通道上减少了媒资服务器组这个层次, 精简了IO路径从而进一步提高了性能.
高效媒资管理
媒资管理主要包括媒资的上载和维护. 由于中心平台是构建在本地局域网中的. 所以通过采用IP存储设备的NAS协议就可以实现涉及文件的快速存取和管理的功能，使数据的访问非常简单和快捷. 同时也降低了管理员管理和维护的难度。并且邦诺的IP存储设备支持NFS和CIFS协议，这些网络存储协议使系统具有很好的开放性，适应不同操作系统的访问要求，提高了该方案对平台操作系统的兼容性.
媒资管理平台的数据库IO的支持
本方案媒资管理平台数据库建立在IP SAN的本地磁盘上. 该存储空间同样由邦诺IP存储设备提供。因为IP SAN盘阵具有数据冗余和高的访问性能的特点，保证数据库的访问的可靠性和速度。并且, 由于使用了IP SAN技术, 使平台数据库系统也具备了极强的扩展性。
利用IP存储的数据同步功能
当需要多台IP存储设备进行媒资存储时，平台只需要对一台IP存储上的媒资进行上载和维护. 然后IP存储之间可以自动进行数据同步, 从而保证所有设备里的媒资数据的一致性. 这样不但节省平台服务器操作时间，降低操作的复杂度, 还极大的降低了平台服务器的负载.
在基于广域网的音视频媒资分发应用中, 以IP存储为核心的解决方案充分发挥了IP存储的特点, 使应用和存储更加紧密的结合, 从而降低了成本而且提高了性能. 其实, 在很多应用中， 例如，安全应用和监控应用, 您都会发现IP应用和存储结合时的独特魅力. 邦诺存储公司就是希望自己的产品可以根据每个应用的特点进行量身定制，通过应用和存储的紧密结合，充分发挥IP存储的优势，实现最高的性价比。
