存儲虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)海量GIS數(shù)據(jù)存儲中的應(yīng)用

茂名技師學(xué)院 楊曉娣

存儲虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)海量GIS數(shù)據(jù)存儲中的應(yīng)用

茂名技師學(xué)院 楊曉娣

通過發(fā)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)儲存的特性，并列舉和介紹GIS數(shù)據(jù)儲存擁有的一些特點(diǎn)，與虛擬化技術(shù)所擁有的優(yōu)勢有效的進(jìn)行結(jié)合，再利用當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)儲存的狀況，提出一個數(shù)據(jù)儲存方案，方案的主要基礎(chǔ)是利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)儲存虛擬化技術(shù)，設(shè)計的儲存方案關(guān)于在GIS數(shù)據(jù)方面的，通過利用實驗研究方案實行的可能性，對當(dāng)前數(shù)據(jù)儲存方面存在的問題進(jìn)行有效分析，并針對問題的細(xì)節(jié)提出能夠解決的方案，這樣才能夠有效的解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下關(guān)于GIS數(shù)據(jù)儲存和管理方面出現(xiàn)的問題。

網(wǎng)絡(luò)存儲；存儲虛擬化；SAN；GIS數(shù)據(jù)

引言

網(wǎng)絡(luò)化和信息化已經(jīng)滲透到生活的方方面面，與GIS數(shù)據(jù)儲存有關(guān)的數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)量都在迅速的上漲，大量的數(shù)據(jù)在存儲方式上由單一的設(shè)備儲存變化為網(wǎng)絡(luò)儲存，而且在操作管理方式進(jìn)入自動化領(lǐng)域在逐步的實現(xiàn)和進(jìn)行整合，但是儲存的透明化仍然沒有完全實現(xiàn)，用戶在儲存管理的時候依舊需要對儲存設(shè)備進(jìn)行分別掌控，所以，要通過對儲存虛擬化技術(shù)的使用，在物理細(xì)節(jié)方面對儲存設(shè)備進(jìn)行屏蔽，讓用戶體驗到集中一致的儲存管理。

1.關(guān)于網(wǎng)絡(luò)儲存技術(shù)

1.1網(wǎng)絡(luò)儲存技術(shù)的產(chǎn)生與變化

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)儲存技術(shù)在不斷的進(jìn)行轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新，從最開始的儲存硬盤和磁帶儲存，到現(xiàn)在的儲存網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。舊的儲存形式是以直接儲存為主要方式，通過連接與某一個服務(wù)器的儲存設(shè)備進(jìn)行儲存，這種儲存方式因為技術(shù)的限制存在著很多不便，因為通過這種儲存方式存儲的數(shù)據(jù)會被限制在連接的主機(jī)設(shè)備下，這種儲存方式來進(jìn)行的儲存已經(jīng)難以滿足當(dāng)下企業(yè)不斷開拓業(yè)務(wù)現(xiàn)狀的需要，在這種市場需求的環(huán)境下便產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)儲存技術(shù)。

1.2網(wǎng)絡(luò)儲存技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)儲存技術(shù)理解起來就是把網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和儲存的技術(shù)結(jié)合起來進(jìn)行使用，通過利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的尋址優(yōu)勢和隨用隨插的優(yōu)勢，以及網(wǎng)絡(luò)自身的靈活特性和連接特性，在結(jié)合利用存儲技術(shù)的效率優(yōu)勢和性能優(yōu)勢，結(jié)合兩項技術(shù)的優(yōu)勢和特性，在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上提供能夠滿足需求的數(shù)據(jù)存儲和提取，以及數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)共享，這種技術(shù)能夠?qū)身椉夹g(shù)的特征充分有效的發(fā)揮，對于之前的技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)儲存技術(shù)的優(yōu)勢在大型數(shù)據(jù)的儲存和管理方面能夠明顯的發(fā)揮其優(yōu)勢。

1.3網(wǎng)絡(luò)附加儲存和儲存區(qū)域網(wǎng)

兩種比較典型的網(wǎng)絡(luò)儲存技術(shù)，一種是網(wǎng)絡(luò)附加儲存，也叫NAS技術(shù)，另外一種是儲存區(qū)域網(wǎng)，也叫SAN技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)附加儲存指的是把儲存設(shè)備放到網(wǎng)上，這樣有利于數(shù)據(jù)的開放和共享，但是因為和LAN共享一個網(wǎng)絡(luò)，容易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵，所以也降低在企業(yè)儲存中的使用率。儲存區(qū)域網(wǎng)是利用光纖進(jìn)行存儲的機(jī)構(gòu)體系，就是把數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上獨(dú)立起來單獨(dú)進(jìn)行儲存，降低服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，因為與LAN是獨(dú)立分開的，所以在性能和業(yè)務(wù)的處理上擁有自己獨(dú)特的優(yōu)勢。

2.關(guān)于GIS數(shù)據(jù)儲存

2.1關(guān)于GIS數(shù)據(jù)的概況

一般情況下，GIS數(shù)據(jù)主要包括兩個組成部分，分別是屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)，其中與其他數(shù)據(jù)庫的區(qū)分的地方是空間數(shù)據(jù)的儲存。地理上的實體坐標(biāo)數(shù)據(jù)和實體之間的空間聯(lián)系，以及關(guān)于幾何信息，這些都是屬于空間數(shù)據(jù)的范疇，他們適合于二維分布與三維分布方面對于域的現(xiàn)象進(jìn)行呈現(xiàn)，甚至在多維分布對域的現(xiàn)象方面也能進(jìn)行描述。空間數(shù)據(jù)類型比較多，數(shù)據(jù)在輸出時的方式比較多樣，數(shù)據(jù)的量比較大，所以空間數(shù)據(jù)相對于日常數(shù)據(jù)處理起來比較麻煩。

2.2GIS數(shù)據(jù)儲存方式

第一種是文件儲存方式，就是把空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都存儲到一個或者多個文件里，優(yōu)勢是相對比較靈活，缺點(diǎn)是要用自己開發(fā)的工具進(jìn)行更新、查找等方面的操作，最大的缺點(diǎn)是不能進(jìn)行多個用戶同時操作。其次是利用文件與數(shù)據(jù)庫對空間數(shù)據(jù)共同進(jìn)行管理。最后一種方式是利用數(shù)據(jù)庫對兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存，不但空間數(shù)據(jù)能夠利用關(guān)系數(shù)據(jù)技術(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的儲存，并且屬性數(shù)據(jù)也能利用這項技術(shù)儲存數(shù)據(jù)。

2.3GIS數(shù)據(jù)儲存面臨的困難

因為GIS自身存在的存儲特征，使其面臨很多的困難，第一，在數(shù)據(jù)產(chǎn)生的過程中，很多不一樣的存儲設(shè)備和存儲體系摻雜其中，造成數(shù)據(jù)在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時候比較復(fù)雜，不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行一致的管理。第二，由于GIS數(shù)據(jù)主要用局域網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，過分依靠服務(wù)器，安全性能相對較低，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男室膊桓摺５谌瑢?shù)據(jù)進(jìn)行備份時，過程比較復(fù)雜，難以進(jìn)行自動化操作。想要更好的解決這些問題，就要引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)儲存虛擬化技術(shù)。

3.關(guān)于儲存虛擬化技術(shù)

3.1儲存虛擬化技術(shù)的概況

儲存虛擬化技術(shù)就是把不同的存儲設(shè)備進(jìn)行映射，映射的結(jié)果是成為單獨(dú)唯一的存儲資源，這樣就能透明化的對用戶進(jìn)行呈現(xiàn)，讓客戶能夠進(jìn)行互相操作。利用虛擬化技術(shù)的特性，用戶通過利用自己的設(shè)備，將SAN中的資源進(jìn)行統(tǒng)一，利用一些常見的技術(shù)，將這個大的儲存體先進(jìn)行切割，在進(jìn)行分配，以便保證現(xiàn)有投資的安全。同時根據(jù)不同企業(yè)的業(yè)務(wù)需求，服務(wù)器的動態(tài)情況可以通過儲存池進(jìn)行透明的變化呈現(xiàn)，甚至能夠在儲存區(qū)域網(wǎng)與儲存區(qū)域網(wǎng)之間實現(xiàn)虛擬化。

3.2存儲管理的智能化和自動化

通過利用儲存虛擬化技術(shù)，將儲存數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，最后成為一個單一的儲存體，對用戶呈現(xiàn)一個視圖透明的儲存。單一的儲存設(shè)備，在速度和容量這些物理上的特征都會被屏蔽。所以，不管后臺的實體儲存是什么樣的，客戶在儲存設(shè)備上看到的都是熟悉的映像。而且，管理員不用在意后臺的儲存，只需要關(guān)注儲存空間的管理，與現(xiàn)有的SAN對比，儲存管理相對來說比較簡單，對系統(tǒng)進(jìn)行升級，擴(kuò)容存儲的空間，以及磁盤的建立和分配都能夠簡單的進(jìn)行操作。

3.3儲存虛擬化技術(shù)對于儲存效率的提高

虛擬化儲存技術(shù)能夠解除被限制的容量，提高使用率的水平。目前，企業(yè)用戶面臨著儲存設(shè)備使用效率難以提高的問題。比如以磁盤作為例子來說，因為數(shù)據(jù)的不斷提高，45%左右的磁盤容量都沒有用過。虛擬化儲存技術(shù)能夠把分開的儲存組織起來，組成一個能夠逐步編址的儲存空間，讓用戶能夠幾乎100%的利用起磁盤存量，因為儲存池擴(kuò)展的時候可以自己進(jìn)行新的數(shù)據(jù)分配，在加上通過快照的利用，大大減少容量的需要，這樣便能夠?qū)Υ尜Y源的使用效率提升上來。

4.系統(tǒng)的實現(xiàn)

4.1系統(tǒng)的實驗環(huán)境

為了檢驗方案實行的可能性，通過構(gòu)建以SAN的GIS數(shù)據(jù)儲存虛擬化為基礎(chǔ)的試驗系統(tǒng)。實驗程序主要以空間數(shù)據(jù)的存儲管理為重心，通過建構(gòu)的GIS平臺來達(dá)到數(shù)據(jù)的管理和虛擬化儲存的目的。實驗用的元數(shù)據(jù)服務(wù)器是利用特殊的服務(wù)器來實現(xiàn)，讓邏輯儲存池形象的呈現(xiàn)在客戶面前，利用SAN的管理窗口來對虛擬SAN的運(yùn)行情況進(jìn)行觀察和管理。在客戶端安裝簡易的瀏覽器，激活客戶端選擇注冊的程序，這樣能夠主動注冊有關(guān)的信息，再根據(jù)不同的用戶授予不同的權(quán)限。

4.2系統(tǒng)的實現(xiàn)和分析

客戶端通過授權(quán)后利用用戶界面讀取數(shù)據(jù)。這些客戶端可以同時進(jìn)行數(shù)據(jù)請求，必須馬上進(jìn)行辦理的數(shù)據(jù)請求信息，通過管理員的操作向服務(wù)器遞交信息，在直接反映給客戶端。與舊的方式比較來說，SAN的儲存虛擬化GIS系統(tǒng)能夠在很多方面擁有明顯的優(yōu)勢，比如數(shù)據(jù)儲存和傳輸速度上都會明顯提高。本實驗的系統(tǒng)通過統(tǒng)一管理儲存網(wǎng)絡(luò)以及對儲存設(shè)備之間的負(fù)載進(jìn)行平衡，大大提高用戶并發(fā)訪問數(shù)據(jù)的能力。

5.結(jié)語

虛擬化儲存技術(shù)的應(yīng)用，在儲存管理方面能夠?qū)鹘y(tǒng)的手工操作的形式轉(zhuǎn)變提升為自動化的操作水平，并且能夠智能化的進(jìn)行運(yùn)行，大大的降低了服務(wù)器在儲存設(shè)備方面的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，把不同的儲存系統(tǒng)進(jìn)行整合，形成一個便于管理和單一的儲存池，并且，對不同的客戶的不同需要，為使用的用戶進(jìn)行個人定制，針對客戶的情況和存在的需求制定相應(yīng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用，所以，儲存虛擬化技術(shù)在以后的使用前景上前途是非常廣闊。

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［3］王繼周，李成名，付俊娥.面向分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的WebGIS連接池服務(wù)研究［J］.地理與地理信息科學(xué)，2003，19（3）：18-21.

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楊曉娣（1985-），女，廣東茂名人，大學(xué)本科，現(xiàn)供職于茂名技師學(xué)院，計算機(jī)操作與維修一級實習(xí)指導(dǎo)教師，研究方向：計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。