“数字湖南”数据中心存储方案研究
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摘要：本文首先介绍了“数字湖南”地理信息数据和当前主流存储技术的特点；经过对比分析，确定了最适宜 “数字湖南”数据中心的数据存储技术。接着以某地理信息中心为例，分析了地理信息数据的存储现状和需求。在此基础上设计了数据存储方案，并对方案进行了评价。
关键字：“数字湖南”；DAS；NAS；SAN；虚拟化存储
0 前言
地理空间框架是“数字湖南”的核心、重要基础与支撑。而地理空间框架由地理信息数据组成；因此，解决了地理信息数据的存储问题，也就解决了“数字湖南”数据的存储问题。地理信息数据的主要特点是：数据量庞大且增长迅速；数据格式繁多且不易转换；数据安全性要求高。为满足以上要求，地理信息数据的存储必须做到：足够的数据存储容量；较高的数据传输效率；兼容异构平台；可充分利用局域网内各种存储设备，减少数据多重拷贝；简化数据备份与管理，提高数据备份、恢复效率；最重要的是高可靠的数据安全特性。
为了更好地管理快速增长的地理信息数据，需要对“数字湖南”数据中心的网络存储系统进行统筹规划；考虑未来技术发展趋势和快速增加的数据量，应以满足“十二五”期间的数据存储管理需求为目标，进行数据中心网络存储方案设计。本文在研究当前存储主要技术、发展趋势以及地理信息数据存储现状的基础上，制定了“数字湖南”数据中心的内网数据网络存储方案。
1 当前主流存储技术
目前，应用较多的网络化存储系统主要是表1所列的三种：
从表1可以看出，只有SAN较适用于地理信息数据的存储。
虚拟化存储和云存储是未来存储技术的发展方向。存储虚拟化是为存储用户提供统一的虚拟存储池；即将品牌、级别不同且分散的存储产品统一到一个（或几个）大的存储池下，用户看见的不再是孤立的、分散的系统，而是一个统一的整体；它方便用户更好地使用存储资源，提高存储资源利用效率。虚拟化存储是提高网络存储系统可管理性的核心技术之一，也是目前研究的热点。目前主要有以下三种虚拟化存储技术：
由表2可见由于基于主机和基于存储的方法对初建者吸引力最大；但兼容性差。基于路由器或交换机的方法更为适合于互操纵性要求高的企业；前者具有更高可扩充性。
目前，云存储由于安全性远远达不到地理信息数据的保密要求，故不予考虑。
2 数据中心数据存储方案设计
现以某地理信息中心为例设计数据存储方案。
2.1 数据中心数据存储需求
该中心2001年建成了采用DAS方式连接的数据存储系统，数据容量为1.5TB。虽然数据存储系统经过几次升级扩容，存储容量扩大到10TB以上，但仍为DAS连接；无法满足中心的数据存储备份需求。主要存在以下问题：存储总容量太小；数据的安全性、一致性和完整性面临多方威胁；存储资源浪费现象严重；网速太慢。
因此，数据中心数据存储系统建成后，应具备如下性能：数据容量60TB；采用易管理、省投资、可扩展的集中化存储架构；较高的存储备份速度；较好的可管理性；高可靠性；完善的灾难恢复计划；连续地提供数据查询、检索和分析、计算的功能。
2.2 存储技术选型
通过第2节的分析已确定了SAN技术比较适合地理信息中心的数据存储备份，下表对IP-SAN与FC-SAN两种技术进行了一般性比较。
从表3中可以看出FC-SAN目前比较适合地理信息数据存储。
从第2节中已知基于交换机的虚拟化技术与其他虚拟化技术相比具有较高的安全性、易使用、设备便宜，较好的互操作性，较易实现故障接替等优点，故采用FC-SAN+基于交换机的虚拟化存储构成池化存储是该地理信息中心的最佳数据存储方案。
2.3 数据存储架构
数据存储结构拓扑图如下：
3 方案评价
该方案的特点是：
1.采用基于交换机的虚拟化存储；采用了性价比较高的硬件设备，故成本较低。
2.存储网络采用了FC-SAN，传输速率较高。
3.采用了虚拟化存储技术，整个存储系统整合为一个存储池，设备利用率高。4.采用了合理的RAID技术，提高了磁盘容错能力。
4 不足之处是没有备份和容灾。
综上所述，该方案提供了一个可行的高性能、任务关键性数据存储中心环境。
“私有云”是针对处于防火墙内的有限人群提供托管服务专有计算网络架构，其优点是：构筑在防火墙后，数据安全性较高、服务质量稳定，不影响现有IT管理的流程，大大降低了成本。 随着云存储技术的不断发展，未来“数字湖南”数据中心数据架构存储可以考虑采用“私有云”方式。
参考文献：
[1]时成阁，《网络存储导论》[M]，华东大学出版社，2007-1.
[2]俞建新，杨小虎，网络存储新技术评析，计算机工程，第32卷第20期，P120-122.
[3]冯丹，网络存储关链技术的研究及进展，移动通信，2009年6月，P35―39.