SAS交换技术在新型智慧城市中的应用分析

王培志

（山东省邮电规划设计院有限公司，山东 济南 250000）

SAS （Serial Attached SCSI） 即串行SCSI技术，是一种磁盘连接技术，它综合了并行SCSI和串行连接技术 （如FC、SSA、IEEE1394等） 的优势，以串行通信协议为协议基础架构，采用SCSI-3扩展指令集，并兼容SATA设备，是多层次的存储设备连接协议栈。

1 智慧城市发展趋势

近几年，国内各地区加快了智慧城市的建设步伐，2014年，发改委、工信部等部门发布《关于促进智慧城市健康发展的指导意见》，提出到2020年要建成一批特色鲜明的智慧城市。目前，我国共有超过500个城市提出要参与到智慧城市建设中，副省级和省会城市基本全部在进行智慧城市建设。

在新型的智慧城市建设的系统工程中，充分利用互联网、云计算、大数据、行业技术等新兴的技术手段。2017年8月19日，国务院常务会议通过了《关于促进大数据发展的行动纲要》，该纲要是指导我国大数据发展的国家顶层设计和总体部署。

2 SAS交换技术在新型智慧城市中的应用方案

新型智慧城市是信息技术与经济社会各领域的深度融合，引发的数据量呈现爆发式的增长，对数据的存储及处理提出更高的要求，目前，传统的存储在读写的效率上已无法满足。传统的磁盘阵列或IP SAN横向扩展能力差，随着应用的增加容易出现存储瓶颈，且对于不同类型的存储接口，需要存储管理及传输设备，普通的云存储需要依靠以太网技术，数据读写通过太网络传输，效率较低，且数据的存储、读取、计算均需要经过以太网设备，数据传输延时较大。

针对当前数据呈现爆炸式增长的趋势，数据专家们从多方面进行了评估，并考虑使用新型的存储设备来应对这些问题。随着世界范围内数据量的持续增长，2010 年，美国LSI公司率先发布了6 Gb/s 的串行SAS交换机，目前世界上的SAS交换机产品的带宽最高可达到48 Gb/s。

新型智慧城市项目中的数据处理引入SAS交换技术方案，是以SAS交换机为核心组成SAS数据存储网络，将存储与服务器进行分离，存储改为高密度的磁盘阵列，可插入机械硬盘或SSD硬盘，所有的磁盘都是全局可见，所有的服务器都可以同时访问任意磁盘，形成全系统的存储阵列，其结构框架如图1所示。

图1 以SAS交换机为核心的存储拓扑结构

以新型智慧城市工程中的视频图像处理为例，以SAS交换机为核心搭建视频监控存储和云平台服务的系统框架如图2所示。该系统中基于SAS交换框架的存储阵列为视频监控提供海量的高性能存储空间，外部传输通过以太网传输实现，服务器与存储使用SAS交换机连接，实现了云计算和云存储的整体建设方案，该系统平台可同时承载平安城市、智慧教育、应急指挥、智慧医疗等多方面业务。

图2 以SAS交换机为核心的视频存储结构

在大型的省级或多地市的智慧城市建设方案中，可以实现多种数据存储兼容的多级数据存储架构，例如在某平安城市案例中，如图3所示，省市两级部署方案中，中大规模以及省公安厅均部署SAS交换技术存储方案，可以有效分担省级硬件设备的投资，同时为用户提供数据分级存储、就近访问的功能，大大降低了专网的负担。

图3 数据整体部署架构

3 SAS交换技术的优势分析

新型智慧城市系统中采用SAS交换技术不仅可以降低硬件设备的经济成本，还可以提高数据传输及处理效率，主要的优势可总结如下几点。

（1） 可扩展性强。新型智慧城市中引入SAS交换技术，可以将多种服务器与存储设备进行串行连接，能够充分实现直连式存储中的功能，如图4所示，并且其扩展功能相对直连式存储更强，其扩展性能可在大规模以及多级存储下的数据处理方案中得到充分利用。

（2） 提高数据使用效率。使用SAS交换技术能够让服务器读取及存储数据更加直接，即便在智慧城市系统的复杂网络环境中也是如此。这样有效地降低因网络环境等原因造成的存储延迟，提高数据的存储及使用效率。

图4 服务器与存储的横向扩展

图5 SAS架构与普通云存储架构数据读写流程差异

（3） 保持存储的性能。在智慧城市系统中，传统的共享存储能力会因访问时间的劣化而受到不利影响，但采用SAS交换技术可实现低时延，有助于保持存储系统的性能，对智慧城市用户来说，可实现战略性决策的制定和保障业务。

（4） 实现资源共享。采用SAS交换技术的智慧城市系统中，同样可以实现存储数据的网络共享，实现数据资源的充分利用。

（5） 管理便捷。SAS交换技术不仅可以保持存储直连的简便，又可以让用户体验到虚拟化存储技术的优势，SAS交换机具备域管理相关功能，可以实现对其端口的各种简便控制及管理。

（6） 节省成本、提高性能。在大型的智慧城市系统中，云存储或大型局域网存储都是利用超高带宽的专用光纤通道为基础，其运营成本非常高，而使用SAS交换技术实现服务器与存储之间端到端的通讯，可以有效降低通讯成本，并且相较局域网存储，其性能更高。

4 结语

只要数据量更大，就必须增加更多的存储及服务器，这一观点已不再适用于应对当今新型智慧城市数据量爆炸式的增加带来的挑战了。以SAS交换机为核心的存储架构是一个低成本、便捷管理、部署简洁的优秀架构，也是将来大型智慧城市中基于网络的第一存储设计方案。利用 SAS 交换技术搭建的新型智慧城市数据存储及处理平台，能够有效应对数据爆炸带来的挑战。新的SAS交换设备及其性能的进一步提高也将为智慧城市未来的发展提供更大、更强的技术支撑。