层次存贮管理简介

摘要：现今随着企业局域网用户的不断增加的和应用程序的日趋复杂，相关数据文件数量也大大增加，使数据存贮容量成了一个不可忽视的问题。

概述

现今随着企业局域网用户的不断增加的和应用程序的日趋复杂，相关数据文件数量也大大增加，使数据存贮容量成了一个不可忽视的问题。要解决这个问题，依靠向网络文件服务器中添加更多、更大容量的硬盘的方法不仅收效甚微，而且会产生更多的管理问题。不管这些服务器的存贮空间有多大，总是会有一个上限的，另外，很多数据是不会经常用到的，尽管它们也许曾经被访问过。

对于这些问题，现在有了一种解决方案——层次存贮管理（Hierarchical Storage Management，HSM），它能为数据访问提供了巨大的存储空间，同时显著地减少与网络数据相关的管理及存贮成本。HSM是当今存贮管理领域所取得的最重要成果之一，简单地说，HSM能为“何时何地存贮数据”自动提供智能化的、经济的决策。

层次存贮管理简介：HSM的定义

层次存贮管理最初的出发点是为了最小化存贮成本，HSM是指该系统具有根据存储设备的层次来对文件进行智能化移动的能力，而这些存储设备事先已按照每MB存储容量成本、存取速度和总容量限制等划分了等级，根据数据访问的频繁度沿着使成本更小的层次方向进行文件转移。文件的转移和访问对用户来说是透明的。

数据访问响应时间和存贮成本这两个基本因素决定了HSM中的存储设备应采取何种组合方式，一种典型的三层结构是：将硬盘作为文件服务的第一层存储设备，可重复写入光盘为第二层，磁带为最后一层。如果需要进行较快的访问，则可考虑用硬盘取代光盘作为第二层存储设备，继而用WORM（只写一次，可读多次光盘）取代磁带作为最后一层。

虽然HSM是一种优越的存贮策略，但并不意味着数据备份和归档就可以不要了。备份和归档的主要目的是确保事故发生时能将服务器数据恢复回来，而HSM的主要目标是降低存储成本和改善管理，数据保护对于层次型的数据环境来说是也是相当重要的。

在任何一种存贮管理模式下，保护数据免遭灾难或意外删除都是绝对重要的，为了提供这种保护，备份软件将数据复制到其它的数据设备（硬盘、磁带或光盘等）上，然后，通过备份软件的整理和归档功能，将那些陈旧的或很少访问的数据从服务器上予以删除，对于这一类的文件，除非管理员先将它们恢复回来，否则用户是不能看到或访问这些文件的。

另外，HSM并不将数据备份到服务器硬盘上，HSM实际上是将文件转移到其它形式的存储设备上，而不是复制文件，转移文件可以释放价格昂贵的硬盘存储空间。当文件从最初存贮位置转移出去时，HSM会在硬盘上留下指针，这些指针为HSM指示了确切位置，保证了文件的自动恢复和用户对文件的访问，备份系统必须确保这些指针以及其它仍然留在原地的文件都得到了备份。

转移的处理过程可以安排在非高峰时间进行，转移的触发事件可以是超过存贮极限时、达到一定文件“年龄”时，或两者的综合，HSM可以在没有紧急任务的空闲时间内不断进行这种文件转移。另外，HSM的反转移对于客户也必须是透明的，当有必要时，文件的反转移能够自动进行并使用户可以从原先的服务器存贮位置对文件进行访问。

层次存贮管理简介：HSM的优点

HSM的主要优点包括更好地利用主要磁盘的可用存贮空间对当前数据进行访问、优化对重要数据的访问速度、减少总存贮成本、以及简化磁盘空间管理等，有了HSM的帮助，管理员就不需为了获得所需空间而经常监视硬盘使用状况和进行硬盘整理了。

有很多种磁盘转移操作情形，其中一种是HSM自动将不常访问的数据从速度最快、成本最高的存贮设备（如文件服务器的硬盘）上转移到低速、低成本的存贮器（如高容量硬盘、光盘机和磁带库等），这样，HSM就为企业创建了一种真正的虚拟存储，并可为用户透明地提供无限的数据存贮容量，同时，主要磁盘可以最大限度地为那些经常使用的数据提供服务。
配置一个合适的HSM解决方案，网络管理员就可以将精力集中到网络性能方面，而不必为存储容量发愁。例如，可在HSM的主要服务器中用超快的缓存硬盘为常用数据提供最优性能；至于第二层，可用光盘机为较少访问的数据提供服务；最后，在层次结构的最低层可采用磁带库为最少访问的数据提供服务，光盘机中的可重复写入光盘当数据转移到磁带层时可以得到回收利用。这种类型的解决方案优化了重要数据的访问速度，并将其他文件分配到低成本的介质，同时仍然为用户提供了直接访问。

HSM的构造是很经济的，因为其优化了硬盘的使用，并恰当运用了低成本介质。越贵的存储设备，比如缓存和闪存等，其成本大大超过硬盘或可移动介质（磁带和光盘等），但其数据传输速度也会快上几百倍。

然而，HSM最大的优点也许在于其数据管理极为方便，由于其透明地、自动地管理数据存储分配，网络管理员不再需要挑出非活动文件、手动移除那些文件到其它介质，以及维护目录和备份以确定每个文件的位置等。既然很多文件都可以从服务器的主要磁盘存储设备上移除，备份服务器上重要数据的时间也相应减少，灾难恢复时间也同样得以缩短。通过自动将数据从主要存贮器上转移出来和预留磁盘空间，HSM存贮策略还可以减少关闭网络以添加更多磁盘容量的次数。这些存贮管理的运营成本实际上比硬件本身还要多，每GB存贮容量每年的维护和管理成本估计要超过8000美元。

层次存贮管理简介：HSM的体系结构

理论上来讲，HSM一开始就随着局域网的产生而出现了。例如，当网络管理员执行备份和归档任务时，实际上是在执行一种原始形式的HSM。在备份工作中，局域网管理员通常将数据从网络的卷中归档到磁带机，在此过程中，管理员也会试着挑出网络卷中的非活动文件，并将其转移到低成本的存贮介质上，这样可以使存贮成本大大降低，这样的HSM解决方案要求在必要时进行人工干预以恢复已归档的数据。

相比之下，真正的HSM可以完成透明且自动地完成这些任务，通过HSM，用户对于文件已从文件服务器的硬盘转移到其它形式的存贮介质是不知道的，相反，对用户来说，文件在网络文件系统中仍是可见的，当用户从命令行搜索目录或当应用程序通过操作系统服务来扫描这些文件时，它们会自动出现。

在HSM中，用于决定哪些文件将被转移时的规则要包含几个方面的因素，其中最根本的标准通常是磁盘容量：管理员设定上、下限，然后HSM引擎将磁盘容量维持在这个范围内，当超过上限时，引擎就会搜索陈旧的文件并将之转移。HSM软件对于文件是否“陈旧”的评判是根据用户对该文件的访问频率和文件的实际年龄来共同决定的。另外，转移规则还应能区别和排除某些特定文件类型，比如可执行文件和动态链接库等，以确保这些文件能免遭移除，否则将危害到网络操作系统的性能。

当文件从主要存贮介质上移除时，HSM会留下一个“存根”，其中包含指向新文件位置的指针或是存放在服务器数据库中的用以跟踪真实文件位置的索引入口，当收到已转移文件的访问要求时，NetWare将通过HSM把文件反转移回来，即将文件复制到最终用户可访问的硬盘上。