“數字湖南”數據中心存儲方案研究

摘要：本文首先介紹了“數字湖南”地理信息數據和當前主流存儲技術的特點；經過對比分析，確定了最適宜 “數字湖南”數據中心的數據存儲技術。接著以某地理信息中心為例，分析了地理信息數據的存儲現狀和需求。在此基礎上設計了數據存儲方案，并對方案進行了評價。

關鍵字：“數字湖南”；DAS；NAS；SAN；虛擬化存儲

0 前言

地理空間框架是“數字湖南”的核心、重要基礎與支撐。而地理空間框架由地理信息數據組成；因此，解決了地理信息數據的存儲問題，也就解決了“數字湖南”數據的存儲問題。地理信息數據的主要特點是：數據量龐大且增長迅速；數據格式繁多且不易轉換；數據安全性要求高。為滿足以上要求，地理信息數據的存儲必須做到：足夠的數據存儲容量；較高的數據傳輸效率；兼容異構平臺；可充分利用局域網內各種存儲設備，減少數據多重拷貝；簡化數據備份與管理，提高數據備份、恢復效率；最重要的是高可靠的數據安全特性。

為了更好地管理快速增長的地理信息數據，需要對“數字湖南”數據中心的網絡存儲系統進行統籌規劃；考慮未來技術發展趨勢和快速增加的數據量，應以滿足“十二五”期間的數據存儲管理需求為目標，進行數據中心網絡存儲方案設計。本文在研究當前存儲主要技術、發展趨勢以及地理信息數據存儲現狀的基礎上，制定了“數字湖南”數據中心的內網數據網絡存儲方案。

1 當前主流存儲技術

目前，應用較多的網絡化存儲系統主要是表1所列的三種：

從表1可以看出，只有SAN較適用于地理信息數據的存儲。

虛擬化存儲和云存儲是未來存儲技術的發展方向。存儲虛擬化是為存儲用戶提供統一的虛擬存儲池；即將品牌、級別不同且分散的存儲產品統一到一個（或幾個）大的存儲池下，用戶看見的不再是孤立的、分散的系統，而是一個統一的整體；它方便用戶更好地使用存儲資源，提高存儲資源利用效率。虛擬化存儲是提高網絡存儲系統可管理性的核心技術之一，也是目前研究的熱點。目前主要有以下三種虛擬化存儲技術：

由表2可見由于基于主機和基于存儲的方法對初建者吸引力最大；但兼容性差。基于路由器或交換機的方法更為適合于互操縱性要求高的企業；前者具有更高可擴充性。

目前，云存儲由于安全性遠遠達不到地理信息數據的保密要求，故不予考慮。

2 數據中心數據存儲方案設計

現以某地理信息中心為例設計數據存儲方案。

2.1 數據中心數據存儲需求

該中心2001年建成了采用DAS方式連接的數據存儲系統，數據容量為1.5TB。雖然數據存儲系統經過幾次升級擴容，存儲容量擴大到10TB以上，但仍為DAS連接；無法滿足中心的數據存儲備份需求。主要存在以下問題：存儲總容量太小；數據的安全性、一致性和完整性面臨多方威脅；存儲資源浪費現象嚴重；網速太慢。

因此，數據中心數據存儲系統建成后，應具備如下性能：數據容量60TB；采用易管理、省投資、可擴展的集中化存儲架構；較高的存儲備份速度；較好的可管理性；高可靠性；完善的災難恢復計劃；連續地提供數據查詢、檢索和分析、計算的功能。

2.2 存儲技術選型

通過第2節的分析已確定了SAN技術比較適合地理信息中心的數據存儲備份，下表對IP-SAN與FC-SAN兩種技術進行了一般性比較。

從表3中可以看出FC-SAN目前比較適合地理信息數據存儲。

從第2節中已知基于交換機的虛擬化技術與其他虛擬化技術相比具有較高的安全性、易使用、設備便宜，較好的互操作性，較易實現故障接替等優點，故采用FC-SAN+基于交換機的虛擬化存儲構成池化存儲是該地理信息中心的最佳數據存儲方案。

2.3 數據存儲架構

數據存儲結構拓撲圖如下：

3 方案評價

該方案的特點是：

1.采用基于交換機的虛擬化存儲；采用了性價比較高的硬件設備，故成本較低。

2.存儲網絡采用了FC-SAN，傳輸速率較高。

3.采用了虛擬化存儲技術，整個存儲系統整合為一個存儲池，設備利用率高。4.采用了合理的RAID技術，提高了磁盤容錯能力。

4 不足之處是沒有備份和容災。

綜上所述，該方案提供了一個可行的高性能、任務關鍵性數據存儲中心環境。

“私有云”是針對處于防火墻內的有限人群提供托管服務專有計算網絡架構，其優點是：構筑在防火墻后，數據安全性較高、服務質量穩定，不影響現有IT管理的流程，大大降低了成本。 隨著云存儲技術的不斷發展，未來“數字湖南”數據中心數據架構存儲可以考慮采用“私有云”方式。

參考文獻：

[1]時成閣，《網絡存儲導論》[M]，華東大學出版社，2007-1.

[2]俞建新，楊小虎，網絡存儲新技術評析，計算機工程，第32卷第20期，P120-122.

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