【正文】 用飛速發(fā)展，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸?shù)男畔⒘恳苍诓粩嗯蛎?，如果涉及到視頻會(huì)議、視頻郵件、視頻點(diǎn)播、交互式數(shù)字電視等多媒體技術(shù)，對(duì)服務(wù)器中存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能要求就會(huì)更高。因此，視 /音頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和獲取模式直接影響視頻信息系統(tǒng)的性能。這就要求存放信息的服務(wù)器的存儲(chǔ)器必須容量大且有良好的物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)，以保證磁盤的有效利用和快速存取。 傳統(tǒng)的存儲(chǔ)體系都是以服務(wù)器為中心的客戶機(jī)/服務(wù)器（ Clent/Server）存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。各種存儲(chǔ)設(shè)備通過如 IDE或 SCSI等 I/O總線接口與服務(wù)器相連。客戶機(jī)的數(shù)據(jù)訪問必須通過服務(wù)器，然后經(jīng)過其I/O總線訪問相應(yīng)的存儲(chǔ)設(shè)備，服務(wù)器實(shí)際上起到一種存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的作用。當(dāng)客戶連接數(shù)增多時(shí)， I/O總線將會(huì)成為一個(gè)潛在的瓶頸，并且會(huì)影響到服務(wù)器本身功能，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)的崩潰。一旦主服務(wù)器出現(xiàn)故障，存放在服務(wù)器上的信息資源也將會(huì)損壞或丟失，所以這種方式已不能適應(yīng)來自應(yīng)用的越來越高的要求。很多用戶已經(jīng)從以服務(wù)器中心模式轉(zhuǎn)換為以數(shù)據(jù)為中心的存儲(chǔ)模式，將數(shù)據(jù)的管理與訪問分離，來消除服務(wù)器的負(fù)載瓶頸，這種以數(shù)據(jù)為中心的存儲(chǔ)模式導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的飛速發(fā)展。 通過將存儲(chǔ)設(shè)備直接連接到網(wǎng)絡(luò)上，用戶可通過網(wǎng)絡(luò)共享網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)，從而獲得更高的共享效率和更低的存儲(chǔ)成本。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備都是將 RAID硬盤陣列直接連接到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的服務(wù)器上，這種形式的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)稱為 DAS（ Direct Attached Storage），即直接附加存儲(chǔ)，在 DAS中依賴服務(wù)器主機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的 I/O讀寫和存儲(chǔ)維護(hù)管理，數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求占用服務(wù)器主機(jī)資源，局域網(wǎng)上的 DAS結(jié)構(gòu)如圖 74所示。 ?1．網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（ NAS） ?2．存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（ SAN） ?3． IP存儲(chǔ)技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)（ Network Attached Storage， NAS）是將存儲(chǔ)設(shè)備通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（例如以太網(wǎng)）連接到一群計(jì)算機(jī)上。它通信時(shí)使用 UNIX環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（ Network File System， NFS）、微軟 Windows環(huán)境下的公共互聯(lián)網(wǎng)文件系統(tǒng)（ Common Inter File System，CIFS）、 FTP、 HTTP以及其他聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。 一個(gè) NAS包括處理器、文件服務(wù)管理模塊和多個(gè)的硬盤驅(qū)動(dòng)器用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。 NAS可以應(yīng)用在任何的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境當(dāng)中。主服務(wù)器和客戶端可以非常方便地在 NAS上存取任意格式的文件，包括 SMB格式、 NFS格式和 CIFS格式等。 NAS系統(tǒng)可以根據(jù)服務(wù)器或者客戶端計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令完成對(duì)內(nèi)在文件的管理。 一個(gè) NAS設(shè)備是典型的尖端的、高性能、高通信速度、單一目的機(jī)器或者組件。 NAS設(shè)備被優(yōu)化而獨(dú)立出來，滿足那些操作系統(tǒng)和集成硬軟件對(duì)存儲(chǔ)的特定需要。可以把它們想象成為滿足存儲(chǔ)需要的一種即插即用設(shè)備。系統(tǒng)被簡(jiǎn)化成以盡可能快地處理特定需要。對(duì)于那些混合了客戶機(jī)、服務(wù)器以及操作，可以處理諸如 Web高速緩存和代理服務(wù)器、防火墻、音視頻流、磁帶備份和具有文件服務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等任務(wù)的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)來說， NAS設(shè)備非常適合。 NAS設(shè)備可以是通過 SCSI或光纖通道接口集成的存儲(chǔ)系統(tǒng)，如磁盤陣列、大容量的磁帶庫和光盤塔，直接通過 LAN接口連入信息通信網(wǎng)絡(luò)。它使用 TCP/IP之類的信息通信協(xié)議，存儲(chǔ)系統(tǒng)在客戶機(jī) /服務(wù)器結(jié)構(gòu)關(guān)系中相當(dāng)于一個(gè)服務(wù)器。 與傳統(tǒng)的通用服務(wù)器不同， NAS專用服務(wù)器能在不增加復(fù)雜度和管理開銷、降低可靠性的基礎(chǔ)上，使網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)容量增加，具有非常好的可擴(kuò)展性（ Scalability）。由于不需要服務(wù)器提供更多的硬件及服務(wù)，使服務(wù)器的可靠性和 I/O性能大大提高，能充分利用可得到的網(wǎng)絡(luò)帶寬，有較大的數(shù)據(jù)吞吐量?，F(xiàn)在的 NAS采用以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)模式，可以在數(shù)分鐘之內(nèi)在網(wǎng)絡(luò)上增加急需的存儲(chǔ)量而不必中斷網(wǎng)絡(luò)的工作。 NAS的設(shè)備作為節(jié)點(diǎn)直接連接在網(wǎng)絡(luò)上，它可作為一個(gè)驅(qū)動(dòng)器或通過瀏覽器被訪問到。為了增大存儲(chǔ)容量，廠商們都在 NAS設(shè)備上增加了大容量的硬盤，以增加存儲(chǔ)容量和訪問速度。 NAS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了通用服務(wù)器不適用的計(jì)算功能，僅僅為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)而設(shè)計(jì)，降低了成本。并且， NAS系統(tǒng)中還專門優(yōu)化了系統(tǒng)硬軟件體系結(jié)構(gòu)，其多線程、多任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)操作內(nèi)核特別適合于處理來自網(wǎng)絡(luò)的 I/O請(qǐng)求，不僅響應(yīng)速度快，而且數(shù)據(jù)傳輸速率也更高。其次，由于是專用的由硬件、軟件構(gòu)造的專用服務(wù)器，不會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)主服務(wù)器的系統(tǒng)資源，不需要在服務(wù)器上安裝任何軟件，不用關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)上的主服務(wù)器就可以為網(wǎng)絡(luò)增加存儲(chǔ)設(shè)備。另外， NAS可以通過集線器（ Hub）或交換機(jī)（ Switch）方便地接入到用戶網(wǎng)絡(luò)上，是一種即插即用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為用戶提供了易于安裝、易于使用和管理、可靠性高和可擴(kuò)展性好的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)解決方案。 NAS的缺點(diǎn)是它將存儲(chǔ)事務(wù)由并行 SCSI連接轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)上，這就是說， LAN除了必須處理正常的最終用戶傳輸流外，還必須處理包括備份操作的存儲(chǔ)磁盤請(qǐng)求。因此，NAS沒有解決與文件服務(wù)器相關(guān)的一個(gè)關(guān)鍵性問題，即備份過程中的帶寬消耗。 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（ Storage Area Network，SAN）通過光纖通道交換機(jī)連接存儲(chǔ)陣列和服務(wù)器主機(jī)，建立專用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。 SAN結(jié)構(gòu)中主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備是分離的，存儲(chǔ)設(shè)備是許多計(jì)算機(jī)的共享設(shè)備，這些存儲(chǔ)設(shè)備、主機(jī)等可以通過光纖交換機(jī)和光纖集線器建立星形、環(huán)形連接，各種設(shè)備在不同位置上安排十分靈活。 由于 SAN采用了光纖網(wǎng)，它不但提供了主機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備之間的高速互連，而且在設(shè)備數(shù)量和傳輸距離上（最遠(yuǎn)可達(dá) 10km）有較大提高，對(duì)于基于 C/S或 Inter/Intra結(jié)構(gòu)的海量信息數(shù)據(jù)的頻繁訪問及快速處理，奠定了很好的硬件基礎(chǔ)。通過互連光纖通道交換機(jī)構(gòu)造的高速網(wǎng)，這些互連的交換機(jī)形成了 SAN的核心 — 光纖通道（ Fibre Channel），也就是 FC技術(shù)。 SAN利用在光纖通道協(xié)議上加載 SCSI協(xié)議來達(dá)到可靠的快速數(shù)據(jù)傳輸，它主要支持 HIP PI、 IPI、 SCSI、IP、 ATM等多種高級(jí)協(xié)議。 SAN憑借著 FC技術(shù)的特性決定了它的優(yōu)勢(shì)地位，首先在一些傳輸塊級(jí)數(shù)據(jù)應(yīng)用中，要求必須使用 SAN，尤其是多個(gè)服務(wù)器共同向大型存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行讀取時(shí)。其次，利用光纖通道速度快的優(yōu)勢(shì)通過局域網(wǎng)， SAN可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程災(zāi)難恢復(fù)。再次， SAN采用可伸縮的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過具有較高傳輸?shù)墓饫w通道連接方式，提供 SAN內(nèi)部任意節(jié)點(diǎn)之間的多路可選擇的數(shù)據(jù)交換，這樣將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理集中在相對(duì)獨(dú)立的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)內(nèi)。最后，SAN進(jìn)行集中高效的管理，用戶可以在線添加 /刪除設(shè)備、動(dòng)態(tài)調(diào)整存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)以及將異構(gòu)設(shè)備統(tǒng)一成存儲(chǔ)池等。局域網(wǎng)上 SAN存儲(chǔ)的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 76所示。 IP存儲(chǔ)（ StorageoverIP， SoIP）是在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸塊級(jí)數(shù)據(jù)，使得服務(wù)器可以通過 IP網(wǎng)絡(luò)連接 SCSI設(shè)備，并且像使用本地的設(shè)備一樣，不用關(guān)心設(shè)備的地址或位置。而網(wǎng)絡(luò)連接則是以 IP和以太網(wǎng)為骨干的，就像存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一樣，但是以廉價(jià)而成熟的 IP和以太網(wǎng)技術(shù)替代光纖通道技術(shù)。局域網(wǎng)上 IP存儲(chǔ)的基本結(jié)構(gòu)框圖如圖 77所示。 聲音卡 視頻卡 ?1．聲卡的基本結(jié)構(gòu) ?2．聲卡的主要功能 ?3．聲卡的性能指標(biāo) 聲卡的種類眾多，結(jié)構(gòu)也不盡相同。但一般來說，一塊聲卡至少應(yīng)具有下列部件，如圖 78所示。 ? （ 1）聲音控制 /處理芯片 ? （ 2）功率放大芯片 ? （ 3）聲音輸入 /輸出端口 ? （ 4） MIDI及游戲搖桿接口 ? （ 5）總線連接端口 聲音控制芯片是把從輸入設(shè)備中獲取的聲音模擬信號(hào)，通過模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字信號(hào)，采樣存儲(chǔ)到電腦中。重放時(shí)，這些數(shù)字信號(hào)送到一個(gè)數(shù) /模轉(zhuǎn)換器還原為模擬波形，放大后送到揚(yáng)聲器發(fā)聲。聲音處理芯片基本上決定了聲卡的性能和檔次，包括對(duì)聲波采樣和回放的控制、處理 MIDI指令等，有的廠家還加進(jìn)了混響、合聲、音量調(diào)整等功能。 聲卡上聲音處理芯片有的可能是 3～ 6塊 IC構(gòu)成的芯片組。 AC97規(guī)范為了保證聲卡的信噪比能夠達(dá)到 80dB（分貝）以上，要求聲卡上的數(shù) /模轉(zhuǎn)換處理芯片與數(shù)字音效芯片分離，因此，高檔聲卡上的芯片一般不止一塊。 從聲音處理芯片出來的信號(hào)還不能直接推動(dòng)喇叭放出聲音，絕大多數(shù)聲卡都帶有功率放大芯片（簡(jiǎn)稱功放）以實(shí)現(xiàn)這一功能。聲卡上的功放型號(hào)多為 XX2025，功率為 2 2W，音質(zhì)一般。 現(xiàn)在人們對(duì)音質(zhì)的要求越來越高，于是就有廠商想出了一些改進(jìn)的方法，主要是在功放前端加入濾波器來濾掉一些高頻的噪音信號(hào)，可是這樣一來也濾掉了很高頻的音樂信號(hào)。所以期望聲卡的功放芯片能帶來良好的音質(zhì)是不現(xiàn)實(shí)的，一個(gè)比較好的解決方法是繞過功放，利用聲卡上的線路輸出（ Line Out）端口直接連接音響，這樣，音質(zhì)的好壞就直接取決于聲音處理芯片和外接的音響設(shè)備的檔次。 聲卡要具有錄音和放音功能，就必須有一些與放音和錄音設(shè)備相連接的端口。在聲卡與主機(jī)機(jī)箱聯(lián)接的一側(cè)總有些插孔（一般有 3～ 4個(gè)），通常有 Speaker Out（喇叭輸出）、 Line Out（線性輸出）、 Line in（線性輸入）、 MIC in（麥克風(fēng)輸入）等。如果是 3個(gè)插孔，則是將 Speaker Out與 Line Out插孔共用一個(gè)，一般可通過聲卡上的跳線來定義該插孔為何功能。 上述四種端口傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，如果要聯(lián)接高檔的數(shù)字音響設(shè)備，需要有數(shù)字信號(hào)輸入、輸出端口。在聲卡上通常有一個(gè)S/PDIF的兩針插座（索尼 /飛利浦?jǐn)?shù)字交換格式接口），從數(shù)字音響設(shè)備輸出的信號(hào)可以通過它直接輸入到聲卡，再通過軟件的控制實(shí)現(xiàn)錄制和播放等功能。高檔的聲卡能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字聲音信號(hào)的輸入、輸出全部功能，輸出端口的外形和設(shè)置隨不同廠家而異，具體可以查看隨卡的說明書。 一般聲卡上均帶有一個(gè)游戲桿接口來配合模擬飛行、模擬駕駛等游戲軟件，這個(gè)接口與 MIDI樂器接口共用一個(gè)連接器（高檔聲卡的 MIDI接口可能還有其他形式）。該接口可以配接游戲搖桿、模擬方向盤，也可以連接電子樂器上的 MIDI接口，實(shí)現(xiàn) MIDI音樂信號(hào)的直接傳輸。 把聲卡插入到計(jì)算機(jī)主板插槽上的那一端稱為總線連接端口，它是聲卡與計(jì)算機(jī)互相交換信息的“橋梁”。聲卡主要有 ISA和PCI及 USB接口三種，早期的內(nèi)置產(chǎn)品多為ISA接口，由于此接口總線帶寬較低、占用系統(tǒng)資源過多，目前已被淘汰； PCI則取代了 ISA接口成為目前的主流，它們擁有更好的性能及兼容性，安裝使用都很方便。外置式聲卡是創(chuàng)新公司獨(dú)家推出的，它通過 USB接口與 PC連接，具有使用方便、便于移動(dòng)等優(yōu)勢(shì)。 這類產(chǎn)品主要應(yīng)用于特殊環(huán)境，如連接筆記本實(shí)現(xiàn)更好的音質(zhì)等。隨著主板集成度的提高，目前幾乎所有主板上都集成了聲卡，集成到主板上的聲卡和普通獨(dú)立聲卡之間的性能差異越來越小，這不僅為用戶節(jié)約了開銷，也為主板留出更多的插槽。對(duì)于大部分的非專業(yè)用戶來說，這種集成在主板內(nèi)部聲卡已經(jīng)能完全滿足日常需求。 （ 1）錄制、編輯和回放聲音文件 聲音可以來自話筒、收音機(jī)及激光唱盤等，在聲音處理軟件的控制下，經(jīng)過聲卡采樣轉(zhuǎn)換為可以存儲(chǔ)的數(shù)字音頻文件，并可以通過相應(yīng)的軟件對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、混合和播放。 （ 2）壓縮及解壓功能 立體聲的數(shù)字聲音文件每分鐘可占多達(dá)10MB的磁盤空間，因此，采集數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)數(shù)字化聲音信號(hào)進(jìn)行壓縮，以便節(jié)省存儲(chǔ)空間；播放時(shí)，對(duì)壓縮的數(shù)字化聲音文件再進(jìn)行解壓。 （ 3）音樂合成器 實(shí)現(xiàn)音樂合成的方法有兩種，一種是采用調(diào)頻（ FM）方法合成，將多個(gè)頻率的簡(jiǎn)單聲音合成復(fù)合音來模擬各種樂器的聲音。早期的聲卡使用調(diào)頻合成法，這種發(fā)音方式音色少、音質(zhì)差，但是價(jià)格低廉。另一種是波表（ Wave Table）的合成方法，它是一種將各種電子樂器的真實(shí)聲音（包括各個(gè)音域、聲調(diào)）錄制下來，在進(jìn)行數(shù)字化處理形成波形數(shù)據(jù)并儲(chǔ)存在只讀存儲(chǔ)器中。播放時(shí)，通過混音器功能查表找到所選樂器的波形數(shù)據(jù)，經(jīng)過合成、加工后回放出來。 （ 4）混音器功能及數(shù)字聲音效果處理 混音器的功能就是將來自音樂合成器、 CDROM、話筒輸入不同來源的聲音組合在一起再輸出。該功能是每種聲卡都具有的。數(shù)字聲音效果處理是對(duì)數(shù)字化的聲音信號(hào)進(jìn)行處理以獲得需要的音響效果（如混音、延遲、合唱等），該功能一般是高檔聲卡才具備的。 （ 5）語音通信 當(dāng)聲卡有了輸出和輸入信號(hào)的能力時(shí)，聲卡就成了語音通信的重要組成部分。因?yàn)槁暱ㄖС植シ藕弯浺綦p全工的工作模式，非常適合在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行語音通信。目前網(wǎng)絡(luò)上語音通信的成本非常低，比傳統(tǒng)的電話要便宜很多，隨著網(wǎng)絡(luò)狀況的改善，通信質(zhì)量的提高，用 PC到 PC的語音通信是一個(gè)非常省錢的辦法。 （ 1）采樣頻率 采樣頻率是指聲卡在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)聲音數(shù)據(jù)采樣的多少。采樣率越高，記錄聲音的波形就越準(zhǔn)確，保真度就越