服务器数据存储技术（通用10篇）
服务器数据存储技术 篇1
气象数据是通过卫星获取地球大气环境的三维、全球、全天候、定量、高精度资料。用于探索全球气候变化规律, 提供专业的气象服务, 亦可监测大范围内的自然灾害和生态环境等更广泛的应用于其他方面。用于存储这些数据资料的设备尤为重要, 一旦丢失某一部分, 就无法提供气象预报预测等服务, 所以保证数据存储服务器正常运行是非常重要的一项工作。
其数据资料是由七台进机分包计算机接收数据图像资料, 同时并将数据图像资料存入数据存储服务器中, 再由存储服务器经过数据分割打包进行处理, 后转发提取共享数据资料。现我站数据存储服务器为一套磁盘阵列系统, 主要设备包括DS4800、X3400、P570等。每日需要工作人员对数据存储服务器进行巡检, 检查设备是否有异常现象, 如有异常现象应及时处理。
1 介绍需要巡检的方法及步骤
1.1 巡检设备范围
1.1.1 存储系统———IBM DS4800一套。1.1.2服务器———IBM P570两台。1.1.3元数据服务器———IBM X3400两台。1.1.4光纤交换机。1.1.5接收机———六台高、低速接收机。
1.2 设备硬件外观巡查
1.2.1 检查存储系统。1.2.1.1检查磁盘阵列DS4800正面, 九个磁盘扩展单元应该全部是绿色状态灯, 磁盘控制器可以出现橘色信号灯。1.2.1.2检查磁盘阵列背面, 磁盘控制器应该全部显示绿色状态灯, 九个磁盘扩展单元可以出现橘色信号灯。1.2.1.3检查磁盘阵列背面, 磁盘控制器运行状态应该显示“85”状态码。1.2.1.4如果磁盘出现橘红色故障灯, 需要向服务中心报修。如果磁盘控制器背面出现橘红色故障灯或者未显示“85”状态码, 需要报告。1.2.1.5检查电源指示灯, 所有电源指示灯应该绿色常亮。如否, 应检查电源线, 如电源线和电源插线板无问题。1.2.2检查服务器。1.2.2.1检查两台服务器正面, 两台服务器都应该绿色指示灯常亮。1.2.2.2检查服务器背面, 所有连接以太网线的网卡均应该出现两个指示灯 (可能一红一绿或两个绿色) 。如果没有, 须检查:a.交换机, 检查以太网交换机是否正常开启, 检查交换机上其它端口是否正常。b.网线, 换另外的网线连接服务器故障网卡和交换机, 检查是否网线故障。1.2.2.3检查服务器背面, 所有光线HBA卡应该出现两个指示灯, 其中一个指示灯绿色常亮, 另外一个指示灯橘红色闪烁。如果没有, 须检查:a.光纤交换机, 检查以太网交换机是否正常开启, 检查交换机上其它端口是否正常。b.光纤线, 交换光纤线的位置, 检查是否正常。换另外的光纤线连接服务器故障光纤HBA卡和光纤交换机, 检查是否光纤线故障。1.2.2.4检查电源指示灯, 所有电源指示灯应该绿色常亮。如否, 应检查电源线, 如电源线和电源插线板无问题。1.2.3检查元数据服务器。1.2.3.1检查两台服务器正面, 两台服务器都应该绿色指示灯常亮。1.2.3.2检查服务器背面, 所有连接以太网线的网卡均应该出现一个绿色指示灯。如果没有, 须检查:a.交换机, 检查以太网交换机是否正常开启, 检查交换机上其它端口是否正常。b.网线, 换另外的网线连接服务器故障网卡和交换机, 检查是否网线故障。1.2.3.3检查服务器背面, 所有光线HBA卡应该出现一个指示灯 (可能是橘红或绿色闪烁) 。如果没有, 须检查:a.光纤交换机, 检查以太网交换机是否正常开启, 检查交换机上其它端口是否正常。b.光纤线, 交换光纤线的位置, 检查是否正常。换另外的光纤线连接服务器故障光纤HBA卡和光纤交换机, 检查是否光纤线故障。1.2.3.4检查电源指示灯, 所有电源指示灯应该绿色常亮。如否, 应检查电源线, 如电源线和电源插线板无问题。1.2.4检查光纤交换机。1.2.4.1检查电源指示灯, 所有电源指示灯应该绿色常亮。如否, 应检查电源线, 如电源线和电源插线板无问题。1.2.4.2检查接收机背面, 所有连接以太网线的网卡均应该出现一个绿色指示灯。如果没有, 须检查:a.交换机, 检查以太网交换机是否正常开启, 检查交换机上其它端口是否正常。b.网线, 换另外的网线连接服务器故障网卡和交换机, 检查是否网线故障。1.2.4.3检查服务器背面, 所有光线HBA卡应该出现一个指示灯 (可能是橘红或绿色闪烁) 。如果没有, 须检查:a.光纤交换机, 检查以太网交换机是否正常开启, 检查交换机上其它端口是否正常。b.光纤线, 交换光纤线的位置, 检查是否正常。换另外的光纤线连接服务器故障光纤HBA卡和光纤交换机, 检查是否光纤线故障。1.2.4.4检查电源指示灯, 所有电源指示灯应该绿色常亮。如否, 应检查电源线, 如电源线和电源插线板无问题。
1.3 网络通讯巡检。
检查网络通讯是登陆元数据服务器、服务器和进机分包计算机等设备, 使用ping命令监察网络通讯情况, 命令格式是:#ping 10.*.*.*, 命令返回结果应显示可以ping通, 并且返回时间小于10ms, 按Ctrl+C结束命令。如以上返回结果不正确, 应检查网络通讯问题。
1.4 存储空间检查
1.4.1 登陆元数据服务器 (其中一台即可) , 使用cvadmin命令监察共享存储系统状态, 命令格式是:#/usr/cvfs/bin/cvadmin, 命令返回结果应显示十二条项目, 顺序可以不相同, 但是数量一定是十二条。输入字母“q”退出。如否, 须执行以下两条命令:#/etc/init.d/cvfs fullstop;#/etc/init.d/cvfs start。1.4.2登陆服务器 (两台p570) , 使用df-g命令监察共享文件系统状态, 命令格式是:#df-g, 命令返回结果应显示:包括上面 (FY3ADATA、FY3AARCH、FY3ATEST、FY3BDATA、FY3BARCH、FY3BTEST) 十二条项目, 顺序可以不相同, 但是数量一定是十二条。如否, 须执行以下两条命令:#/etc/rc.cvfs fullstop;#/etc/rc.cvfs start。1.4.3登陆接收机 (六台) , 检查是否每台接收机都存在x、y、z、u、v、w六个磁盘及空间存储剩余量。如否, 须在接收机上执行“开始”———>“所有程序”———>“Stop Next File System”———>“Stop File System Services”;然后再执行“开始”———>“所有程序”——>“Stop Next File System”———>“Start File System Services”。
除去日常对数据存储服务器设备和通信网络的巡检外, 数据存储服务器所在机房内的工作环境有一定要求, 还需要查看机房工作环境是否达到一定要求, 也需要对机房内部进行巡检, 查看是否有在最佳工作环境条件下, 调整机房工作环境, 对数据存储服务器的使用和寿命有一定影响。
2 机房工作环境的要求
2.1 机房内部环境要求:
2.1.1 防止过冷和过热, 保证最佳工作温度在20-25度之间, 极限工温度在10-38度之间, 温度不宜过高;2.1.2防止潮湿, 相对湿度在10%-80%之间;2.1.3防止灰尘, 定期清理设备外部灰尘, 机房应保持清洁等。
2.2 供电要求:
2.2.1 供电稳定, 要求电压、功率与系统配置一致, 电源线标准的零、地、火三相电;2.2.2防止断电, 备有UPS供电系统并配备发电机组, 定期检查供电系统和供电线路, 保持良好的供电及供电环境, 确保设备365天不断电。
3 结论
通过对设备哪些地方需要日常运行查看巡检, 指出出现故障问题, 该如何检查设备处理问题, 使我们更加深入的了解设备, 熟悉设备的运行原理, 对日后业务运行出现问题有一个明确的检查设备方式和步骤, 能更快、更准确找出问题和处理问题, 保障业务的正常运行。
服务器数据存储技术 篇2
去年年底，戴尔公司宣布了对Compellent（康贝）的收购计划，并于今年2月完成了这一收购。近日，戴尔Compellent销售副总裁Brian Bell接受记者采访时说，戴尔与Compellent的整合为用户提供了更丰富的选择，Compellent的流动数据技术拓展了戴尔存储解决方案组合在企业和云数据中心中的应用，可以帮助客户用更少的资源来整理和管理更多的数据。此前，戴尔收购EqualLogic被业界广泛认为是一次成功的收购，3年时间使EqualLogic的用户数增长了8倍。Compellent的加入，将使戴尔在FC以及云计算和企业级数据中心领域大施拳脚。
Brian Bell介绍说，Compellent的流动数据技术结合了一套强大的数据迁移引擎、智能软件和模块化硬件，可降低成本最高至80%。流动数据架构提供数据块级别的智能技术，可以自动将数据放在正确的存储层中，以达到优化性能和最大限度节约成本的目的。Compellent的设计是开放且面向未来的，允许客户在单一平台上自由伸缩并且无障碍扩容。此外，其SAN技术由Copilot护航服务提供支持，超越了传统的支持服务，能在问题发生之前就及时发现和解决。戴尔大中华区大型企业事业部解决方案及服务总经理李慧说，戴尔计划利用Compellent的渠道，通过其合作伙伴和一些新举措推出领先的存储方案。据悉，Compellent目前在中国多个行业都有用户，尤其在教育行业很成功。
亚马逊开放云存储数据迁移服务 篇3
亚马逊AWS导入/导出服务还提供了API(应用程序接口)和网络界面，让用户可以查看数据迁移状态。该服务能加速亚马逊网络服务和便携存储设备之间的大量数据迁移过程。用户可将存储设备寄给亚马逊，绕过网络上传过程并直接使用亚马逊的内部高速网络复制数据。
亚马逊指出，在迁移大量数据方面互联网目前还难以胜任。尽管还需要邮寄存储设备，但亚马逊声称“导入/导出服务通常比互联网传输要快，而且比起升级网络来说也更加节省成本。”正如亚马逊在声明中所说：“通过T1网络连接传输1TB的数据通常需要80天之久。”
亚马逊对每个存储设备的收费是80美元，此外每小时还收取2.49美元的数据迁移费。数据迁移完成后亚马逊将把存储设备交还给客户。
服务器数据存储技术 篇4
关键词：存储虚拟化；金融数据；灾备技术；安全性
中图分类号：TP309
随着信息化和网络技术的飞速发展，信息系统已经成为金融行业的重要组成部分。作为金融行业的重要基础设施，金融数据的安全对整个国家的经济和社会安定有着直接的影响。金融数据面临着很多的威胁，例如，来自不可防控的地震、火灾以及水灾等自然灾害，还有来自人为误操作、黑客攻击、病毒的破坏等可控的风险。面对各种风险的威胁，金融业中的金融机构一定要全面的提高数据安全风险意识，要建立完整的数据安全保障体系。目前，我国的金融业随着银行业务的不断发展，对信息系统中的金融数据安全的要求也越来越高。随着近些年来，金融业务数据的不断集中，当灾害发生时，金融数据中心业务处理系统将会直接影响下属分支结构的所有业務。这将造成巨大的经济损失，还有可能影响到社会的金融秩序和生活秩序的稳定。
我国的国有银行以及一些商业银行基本已经完成数据的大集中工作，但是随之配套的灾备中心与应急机制建设还非常滞后。对待金融数据的保护措施，还仅仅停留在本地的双机热备以及磁带的备份方法，这是一个较低的安全保护层次。一旦发生重大的灾难，金融数据的安全性无从保障。针对这个问题，本文探讨采用存储虚拟化技术的金融数据灾备技术，保证金融数据能够得到实时备份和完整性与一致性的保障，从而获得能够抵御灾难的高安全性。
1 灾备原理
灾备是灾难备份的简称，主要是指对非常重要的数据信息进行必要的备份，以抵御灾难发生后，数据面临的风险，灾备其实包含了两个部分内容，分别是灾难备份与灾难恢复。其中，灾难备份是指为了是实现灾难恢复，对关键的数据、业务系统以及管理系统进行备份。灾难恢复主要是指灾难恢复计划、应急响应机制以及灾后重建机制等等。与灾难恢复相关的技术包括了数据备份技术、复制技术以及集群技术等等。灾难恢复不仅仅指的是技术的层面，还包括了风险性的分析、灾难恢复策略等等。因此，对金融数据的灾备工作是一项比较复杂的，系统的、综合性的工作。
2 存储虚拟化的概念及特点
存储虚拟化的概念是指，通过软件或者硬件的方式，将物理存储设备进行集中式的管理，并且将物理存储设备虚拟化为一个大型的存储池。虚拟化的过程，就是将物理的存储设备映射到单一的存储池的过程，换句话说，也就是逻辑性存储的过程，能够对数据进行有效的智能化的管理。并且存储虚拟化技术打破了物理存储的限制，将物理的存储设备变为不同的逻辑镜像，对用户而言屏蔽了面向多个独立的物理设备的复杂性。从用户的角度上，存储虚拟化使得用户在管理一个大型的存储空间。在计算机的角度来看，存储虚拟层类似与操作系统管理着下层的物理设备，对物理设备的差异性进行屏蔽。存储虚拟化为用户提供一个统一的设备管理方式，存储虚拟化的系统结构示意图如图1所示。
图1 存储虚拟化示意图
3 基于存储虚拟化的金融数据灾备技术
根据存储虚拟化的层次不同，本文将存储虚拟化分为主机层、设备层以及网络层三种层次。
（1）位于主机层次的存储虚拟化主要指安装相应的卷管理软件，通过该类软件对存储设备进行管理。卷管理软件实际是将物理层与逻辑层之间的映射提供了一个虚拟化层，从而能够方便的进行多主机之间的金融数据迁移、存储管理、异地镜像备份以及灾难恢复等功能。
（2）基于存储设备的存储虚拟化层，利用虚拟化的存储控制器实现存储管理功能。当前，现代的存储设备都具有功能完善的存储处理器进行存储管理。同时，存储设备还有专属的嵌入式系统，能够再存储设备内部进行存储虚拟化的操作。该种方案不需要另外的虚拟化软件，但是却高度依赖存储设备的虚拟化功能，因此，该层次的虚拟化技术在金融机构中的应用并不多见。
（3）基于网络的存储虚拟化技术，该种方式加入了存储域网络，SAN网络负责计算机与存储系统之间的金融数据传输。该层次又可细分为基于交换机、路由器以及互联设备的虚拟化技术。基于交换机的虚拟化技术试讲虚拟化层直接嵌入到交换机中，基于路由器的虚拟化技术，将虚拟化层嵌入至路由器上。而基于互联设备的虚拟化，是指虚拟化的操作在专用的主机上执行。而且虚拟化操作能够架设在常用的操作系统例如Linux和Solaris操作系统，这样的做法具有方便管理的优势。
4 结束语
本文介绍了当前金融业的数据安全现状，对灾备原理以及虚拟化存储技术的概念及特点进行分析，并从主机层次、存储设备层次以及网络层次三个方面，详细的讨论了存储虚拟化技术的金融数据灾备技术。总的来说，当前存储虚拟化技术的主流金融数据灾备技术采用了基于网络的存储虚拟化技术，该种解决方案能够带来高可用、低成本、低耦合性（不依赖其他硬件设备与软件系统）以及虚拟化的服务器平台不受限制等优势。
参考文献：
[1]黄琛，金海，吴松.基于PKI的广域存储虚拟化系统的安全设计和实现[J].计算机工程与科学，2005（27）：28-30.
[2]曹楠.智能化虚拟存储的研究与实现[D].西北工业大学，2012.
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[4]郭天杰，曹强，谢长生.基于SAN网络的iSCSI的远程镜像系统设计与实现[J].小型微型计算机系统，2012（27）：72-75.
[5]罗健，王成良.集中智能企业级数据备份解决方案[J].计算机工程，2012（30）：162-164.
[6]岳友宝，张艳，李舟军.金融行业的灾难备份与恢复[J].计算机应用研究，2006（02）：104-106.
作者简介：兰翔（1978.06-），男，重庆人，工程师，硕士研究生，研究方向：计算机软件。
服务器数据存储技术 篇5
能效专家及斯坦福大学顾问教授Jonathan Koomey博士最近的报告指出,数据中心是能耗大户,而且耗电量仍在急剧增长。2000至2005年间,数据中心的能耗翻了一番,从每年710亿千瓦(kWh/yr)上升到超过1 500亿千瓦(kWh/yr),其中美国和欧洲约占总量的2/3。若这一趋势持续下去,数据中心用电量将会继续快速增长,而且亚洲的增长速度要超过世界其他地区。
互联网数据中心服务器通过采用双列直插内存模块(Dual Inline Memory Modules)式DRAM实现虚拟即时数据读取。另外这些系统还利用传统的硬盘进行深度内容存储(例如低等级的信息查找)。DRAM可提供快速数据存取,但能耗极大。除此之外,由于DIMM的电能限制以及有限的DIMM插槽,单个服务器中的DRAM数量也受限制,于是就要求IT管理人员增加数据中心的服务器总数,以满足不断急剧增长的即时数据读取以及扩增容量的需求。
由于要求通过高性能随机读取实现虚拟即时数据读取,互联网数据中心服务器无法使用随机读取性能,仅为DRAM 1/800th的NAND闪存。硬盘驱动器,甚至是固态存储硬盘(SSD),都不支持所需的随机读取性能。
一般来说,传统的NOR闪存仍在不断超越DRAM,制程节点更小,能耗也更低,但写入性能和容量比要求的更低。
Spansion EcoRAM优于目前可用的各种存储产品,相对于数据中心解决方案应用来说具有以下明显的潜在优势:
·读取性能符合快速随机存取的要求;
·能耗只有DRAM的1/8;
·可靠性是DRAM的10倍;
·裸片容量比传统的浮动门NOR高两至四倍;
·写入性能比传统的NOR闪存快两至十倍。
Spansion EcoRAM的功耗远小于DRAM,充分利用了MirrorBit Eclipse架构提供的快速读写性能,从而使单个DIMM存储量飙升至原来的八倍,IT经理因而有可能仅用一台基于Spansion EcoRAM的服务器来取代四台基于DRAM的传统服务器。2007年4月,Spansion宣布推出MirrorBit Eclipse架构。该架构将MirrorBit NOR和OR-NAND集成在一个裸片上,经特别设计,拥有了针对此类应用的高读写性能、高容量。
凭借Spansion EcoRAM及Virident GreenGateway,Spansion与Virident找到了对存储子系统进行重新架构的方法,因而它与现有服务器设计完全兼容。实现这一点,主要利用了标准存储DIMM模块,同时对平台进行了小小的改进。完整解决方案将帮助IT互联网数据中心经理突破单一DRAM服务器的限制,在不增加功耗的同时,将数据中心存储量提升至原有的四倍,从而向互联网用户献上更出色的性能、更丰富多彩的体验。
数据安全与数据备份存储技术分析 篇6
关键词：数据安全,数据备份,存储技术
一、数据安全
1.1逻辑上的安全。数据的不安全性主要原因包括病毒入侵, 黑客攻击, 人为篡改等等, 其中硬件和软件的故障是造成数据不安全性的主要原因。逻辑上的安全, 一般是指防止不法分子入侵或病毒破坏的措施。就比如说, 现在很多企业都是通过互联网来进行业务往来或通过互联网与其分支机构进行联系与管理, 一旦数据丢失, 造成的损失是巨大的。所以这些企业都很重视存储在服务器里的数据, 比如说, 公司内部文件, 公司账户, 或客户资料。而硬盘在数据存储中发挥着重大的作用, 正因为如此才成为黑客攻击的对象, 硬盘的价值是有价的, 但是存储在硬盘内的数据是无价的。
1.2物理上的安全。这就是对于电脑本身而言, 电脑受到人为因素的破坏或者不可抗力的灾害时, 若之前没有对电脑内部存储的数据进行数据备份, 那这些数据也会随着电脑的损坏而消失。
其实不管是逻辑上的安全还是物理上的安全受到威胁, 数据备份都是一个直接有效的措施, 这也就是俗话说的有备无患。
二、数据备份
数据备份是防止数据安全性受到挑战的有效措施, 一旦原有数据受到侵犯, 在对不法分子进行法律追踪的同时, 也能启动备用数据, 使服务器快速再次投入使用, 将受到的损害减少到最小的限度, 减少损失。
三、数据备份技术分类
数据备份从不同的角度可以分为不同的类型, 以备份模式的角度来看, 可以分为逻辑备份和物理备份。
3.1逻辑备份。逻辑备份也可以称为基于数据的备份, 前面我们提到过, 硬盘是有价的, 而硬盘内的数据是无价的, 逻辑备份就是针对数据进行备份。
每一个文件都是由不同的数据组成的额逻辑块组成的, 而每一个逻辑块都存储在有顺序的物理磁盘块上。备份软件不仅可以对磁盘块进行操作, 也可以对文件进行操作, 智能识别文件结构, 将所有的文件和数据拷贝到备份资源系统中去, 这样就可以按照文件的排列顺序读取文件, 并且录入备份媒介上, 这样极大地促使了单独文件的恢复速度。但是, 长期连续存储数据, 会让备份文件的速度减慢, 因此在进行无顺序文件的查找时需要消耗更多的时间。逻辑备份的缺点就在于, 因为其备份的原则是按照顺序连续备份, 如果只是其中一小部分的文件出现问题, 也要对整个文件进行备份。
3.2物理备份。物理备份也被称为“基于设备的备份”, 故名思义就是在电脑操作方面对文件进行备份。电脑系统在将数据拷贝到备份媒介上时, 会自动忽略文件的结构, 因为备份文件要求在实施过程中花费较少的时间和开销, 因此就需要以这种方式提高文件的性能。不过, 这种方法也有它的缺点, 因为物理备份与逻辑备份不同, 它并不是将文件连续的存储在备份媒介上, 这样的话文件恢复起来就会比较缓慢。在这种情况下, 要对数据进行备份的话, 就需要了解文件在磁块上的组织信息。物理备份的另外一个缺点就是可能会导致数据引入的不一致, 一般电脑在进行数据备份时, 会对要备份录入磁盘块的数据进行缓存, 而物理备份跨越磁盘块的特点会忽略缓存文件的数据, 造成数据的丢失。
即使两种备份方法或多或少地存在一些缺点, 但也不能否认其在数据备份中的重要性以及实用性, 对数据安全的保护作用。
四、结束语
数据备份的技术多种多样, 以上着重讨论了逻辑备份和物理备份技术, 人们在进行数据备份时, 也可以根据需要备份数据的不同, 选择合适的备份方式。但是, 不管如何, 数据安全与数据备份的目的都是为了保护重要信息不泄露, 保证数据的完整以及防止数据丢失。
参考文献
[1]章壮洪, 刘谦.组织的数据安全与容灾备份[J].会计之友 (中旬刊) , 2009 (02) .
数据存储技术的应用分析 篇7
随着计算机技术和互联网的飞速发展, 人们不可避免地处于全球信息化的时代。无论个人、企业还是机构都将需要建立或访问大量各种各样的信息, 且仍然处于不断上升之中。作为信息载体的数据, 如何被安全高效地存储和存取, 是计算机用户必须关心的问题。传统计算机存储系统的局限性和缺陷是显而易见的, 如数据安全性、存储容量和传输速率已远远无法满足需要。现主流的DAS、NAS、SAN存储技术是解决上述问题的有效的手段, 应用非常广泛。
2 磁盘阵列的产生
由于超大规模集成电路技术的迅速发展, 计算机系统中的处理器和内存速度越来越快, 处理能力不断增强, 然而用于数据存储的磁盘存取速度远远无法与之匹配, 已成为整个系统性能的瓶颈。
在传统计算机存储系统中, 存储工作通常由计算机内置的磁盘来完成, 除了磁盘本身缺陷外, 还有如下不足:
(1) 有限的磁盘 (机械) 槽位, 难以满足大容量的需求。增加容量时需要停机;
(2) 单个磁盘存放数据可靠性和安全性得不到有效保证;
(3) 存储空间利用率低;
(4) 本地存储, 总线结构而非网络结构, 可扩展性不足, 数据分散, 难以共享。
为了改进上述的不足, DAS、NAS、SAN存储技术便应运而生, 其构成的存储系统中, 磁盘阵列是关键技术。
磁盘阵列就是由磁盘控制器来控制多个磁盘的相互连接, 采用RAID技术, 在逻辑上对其进行整合, 使多个磁盘的读写同步, 减少错误, 增加效率和可靠度的技术。磁盘阵列有三种方式:外接式磁盘阵列柜、内接式磁盘阵列卡、软件仿真。
随着磁盘阵列设备价格的逐步下降, 外挂式磁盘阵列将在企业、机构等单位得到广泛应用。
RAID:现指独立磁盘冗余阵列, 是其英文的缩写。
RAID技术的主要功能:
(1) 通过对磁盘上的数据进行条带化, 实现对数据成块存取, 减少磁盘的机械寻道时间, 通过数据存取速度;
(2) 通过对阵列中的几块磁盘同时读取, 减少磁盘的机械寻道时间, 提高数据存取速度;
(3) 通过镜像或者存储奇偶校验信息的方式, 实现对数据的冗余保护。
3 磁盘阵列的级别和数据存储技术
3.1 磁盘阵列的级别
RAID主要得益于对存储数据的分块和交叉存取技术, 磁盘阵列的性能差别就因为采取不同的数据交叉和冗余信息的放置与计算方法。因此, 按数据组织不同而分为多个级别。
RAID级别的优缺点
RAID 0存取速度最快, 没有容错。
RAID 1完全容错, 成本高。
RAID 3写入性能最好没有多任务功能。
RAID 4具备多任务及容错功能Parity磁盘驱动器造成性能瓶颈。
RAID 5具备多任务及容错功能写入时有overhead。
RAID 0+1/RAID 10速度快、完全容错, 成本高。
最常用的有1、3、5等级。
3.2 数据存储技术
目前被广泛应用的主流存储技术有三种:直接附加存储 (DAS) 、网络附加存储 (NAS) 、存储区域网络 (SAN) 。
DAS (Direct Attached Storage) 开放系统的直连式存储, 存储设备与服务器主机之间的连接通道通常采用SCSI连接。随着服务器CPU的处理能力越来越强, 存储硬盘空间越来越大, 阵列的硬盘数量越来越多, SCSI通道将会成为IO瓶颈;服务器主机SCSI ID资源有限, 能够建立的SCSI通道连接有限。
NAS (Network Attached Storage) 网络附加存储, 采用网络 (TCP/ip、ATM、FDDI) 技术, 通过网络交换机连接存储系统和服务器主机, 建立专用于数据存储的存储私网。NAS实际上是一台专用的网络文件服务器, 目前采用的文件系统协议主要有NFS、CIFS。当然它还支持HTTP、FTP等协议。NAS的特点:易于安装部署、方便使用和管理、整体性能高、跨平台使用、数据可用性高、经济。不足之处:数据备份或存储过程中会占用网络的带宽;数据访问是基于文件的, NAS访问需要经过文件系统格式转换, 不适合块级的应用以及对存储进行复杂、持续更新操作的场合。应用环境:网站存储平台、远程备份容灾。
SAN (Storage Area Network) 存储区域网络, 是一种通过网络设备将存储设备与相关服务器连接起来的专用网络。而存储器从应用服务器中分离出来, 进行集中管理, 所有的服务器可以通过这个网络对任意的存储介质进行读写。SAN可以扩展到广域网, 实现异地备份和恢复。常用的方案是基于FC协议的FC SAN和基于iSCSI协议的IP SAN。FC SAN主要用于构建具有高传输速度的存储网络, 通常以光纤作为传输媒介, 因此具有传输速度快、可靠性高、传输距离远等特点。交换式的网络使得网络所能连接的设备数量得到大幅提升。由于FC SAN没有一个统一的标准, 导致产品之间兼容性和互操作性极差, 价格昂贵, 难以普及。随着1000Mbps以太网技术的发展, 光纤已走向桌面应用, 将以太网与SCSI结合, 推出了iSCSI技术。采用iSCSI协议接口的存储设备可直接以太网上, 构成IP SAN。IP SAN以廉价和成熟的IP技术替换FC SAN的FC技术, 具备更好的成熟性、开放性、标准性、通用性。同样也具备了FC SAN的高性能和传统NAS的数据共享优势。
NAS和SAN存储系统的区别是NAS有自己的文件系统管理, SAN基于块级别的数据传输, 具备高性能、高灵活性、高扩展性和高安全性, 对大文件的传输没有限制, 具备多读写操作的快速并发处理能力, 以便适应多请求的响应速度, 核心应用基本上采用SAN架构来实现;SAN重点集中在磁盘、磁带以及联接它们的可靠的基础结构, NAS重点集中在应用、用户和文件以及它们共享的数据上, NAS基于文件共享有优势, 但不适合视频等大文件传输, 不适合块级别的数据传输。
4 具体应用案例
某电视节目采集处理中心
4.1 数据特点
每天24小时对上百套电视节目进行实时采集编码以码率为2Mbps的MPEG-4格式的视音频流存储, 存储数据被多台应用服务器调用。存储数据持续更新, 属于海量存储。
4.2 用户现状
近百套电视节目的采集编码由5台工控机来完成, 每台工控机内接6块硬盘组成存储系统, 低码率存储数据。5台工控机与16台数据查询端同接入千兆局域网, 数据查询端随时调用工控机里的视音频流。现在由于业务的展开, 该中心以百套电视节目内容为基础, 增加视听节目室、电视节目信息发布室、广告查询室、网站视音频节目等业务。原存储系统采用内置存储技术, 已无法满足新增加的业务, 必须采用开放式外挂存储技术对原有结构重新设计。
4.3 需求分析
根据总的业务要求, 各项业务都是基于电视节目内容来展开, 此时需要一个可统一管理的开放式外挂存储系统, 也能满足以后业务的增加, 为了提高数据的可靠性、安全性和I/O能力, 采用RAID 5级别组建RAID组。对视音频流的存储是连续、不断更新的, 对数据的读写要有多并发的处理能力, 因而选用SAN存储技术。磁盘阵列的要求是:能在线扩容、升级, 各存储设备组件要有冗余, 掉电数据保护, 支持热插拔。系统要支持远程管理, 要有可靠售后服务支持。按用户的要求:本着经济的原则, 组建一个适合自己, 性价比高的存储系统。利用现有网络组建一个基于iSCSI协议的IP SAN架构的存储网络。存储容量要求:每天24小时, 存储10天, 码率为2Mpbs的100套节目的数据量为:
考虑到预留30%的冗余量以及每8块磁盘组一个RAID 5中有1块热备盘
存储系统总容量为:21.6TB*1.3*8/7≈32.1TB
4.4 系统设计
在组建SAN网络时, 选择FC SAN性能是最优的, 但其高昂的价格和高深的FC技术, 导致其无法广泛使用, 而iSCSI技术的日益成熟和IP协议的广泛使用, 在千兆局域网使用有很好的性价比。基于千兆IP网搭建IP SAN, 理论数据最大传输率可达150MB/s, 在正常工作中, 数据传输率在80 MB/s-90MB/s左右 (单工模式) , FC数据传输率为190MB/s (单工模式) , 相比较差距明显。在实际应用中, 80 MB/s-90MB/s数据传输率能够满足要求的。如本方案中, 一套节目传输码率为2Mpbs, 那么同时传输100套的传输率就是2 Mpbs*100/8=25MB/S, 由此可见, 基于千兆IP网的IP SAN数据传输率约是本系统使用传输率的3倍, 完全能满足现在的需要, 即使以后存储200套节目还是有余量的。考虑后续发展, 本方案存储容量为32TB, 系统支持最大容量是96TB。选择一台基于iSCSI技术的符合要求的S2600型存储设备。该设备拥有丰富的中端存储产品的特性, 大大提高了产品的性价比。如远程复制提供等级更高的数据容灾服务、掉电保护将数据写入磁盘、磁盘预拷贝防止两块磁盘故障等全方位的数据保护。
4.5 存储数据安全性
存储数据的安全性要从整个工程 (系统) 来考虑, 可分为三个方面:基础设施、数据存储、应用系统。
基础设施方面:设置安全措施, 预防各种自然灾害、人为灾害以及不可预知灾害;保障供电持续稳定;合理布置网络布局和走线, 避免线缆故障;本地LAN和服务器不能直接与互联网连接, 杜绝外网病毒的入侵。采取对策:异地容灾技术, 设置防火墙。异地容灾技术有:远程文件复制、远程磁盘 (卷) 镜像、快照技术, 同时应用系统能实时切换到异地备份系统。
数据存储方面:采取有效的数据保护措施, 选择合适的数据存储技术, 选用可靠的有冗余的存储系统部件, 配置足够的存储容量, 保证业务的正常需求, 要求存储系统能在线扩容和升级。特别是磁盘阵列, 选择RAID级别达到数据容错, 磁盘阵列的控制器、电源模块、内置UPS、冷却系统、磁盘等不但要有冗余, 而且能自动接替失效部分, 支持热插拔, 以维护系统正常的持续工作, 达到存储数据的安全性。有保障的产品售后服务也是数据安全的一个环节。
应用系统方面:制定严格的管理规范, 防止人为的误操作和蓄意破坏以及计算机病毒的侵入;本地重要服务器应有双机热备。
诚然存储数据不可能是100%安全的, 我们需要对数据进行风险分析, 在数据风险与安全成本之间做出权衡。
4.6 解决方案
按设计要求, 采用S2600型号存储系统设备, 可满足上述设计需求
S2600具有高可靠性, 阵列控制器、电源、风扇、掉电保护电池等硬件冗余, 可在线扩容, 支持热插拔, 数据保险箱;支持远程管理, 具有设备监控功能, 日志管理, 易于配置。支持96块磁盘, 支持256个主机, 完全满足用户扩容需求。
S5120-24P交换机千兆交换机, 三层交换。
4.7 阵列配置
目前, 磁盘阵列的管理软件没有形成统一, 不同厂商的产品有专属的管理软件。
S2600配置:
S2600存储系统管理软件, 提供Web UI (User Interface) 和CLI (Command Line Interface) 两种管理方式。Web UI管理方式能便捷地配置、管理和维护磁盘阵列, 下面以此来作配置说明。
选择局域网内的一台计算机 (以后可用于远程管理磁盘阵列) 与磁盘阵列的管理口 (A控制器或B控制器) 连接, 根据已知管理口的IP将计算机的IP重置 (相同的网段) 。
(1) 从IE浏览器的地址框输入管理口IP, 进入界面。
(2) 安装JER后加载ISM进入登陆界面。
(3) 找到磁盘阵列后, 进行初始化, 其中“设置端口”这一项很关键。这项的端口是iSCSI端口, 是存储数据I/O口, 如果A控制器的00口设置IP被使用, 那么B控制器的00口也要设置IP被启用, 主要是为了达到多路径的链路冗余, IP的设置可以是局域网的网段。
(4) 选择“逻辑视图”标签, 右键已命名的磁盘阵列, 创建RAID组, 填上RAID组名称, 选择RAID组级别“RAID 5”, 选择磁盘类型, 然后手动勾选7块磁盘。
(5) 在菜单栏里, 选择“配置”项里的“热备盘管理”, 勾选一块作热备盘。
(6) 选择“逻辑视图”标签, 右键刚才创建的RAID组, 创建LUN, 输入LUN的名称、容量 (填2T) 、分条深度、归属控制器。接着继续创建LUN, 一直到瓜分完这一RAID组的容量为止。
(7) 选择“逻辑视图”标签, 左键已命名的磁盘阵列, 在菜单栏里, 选择“配置”项里的“创建主机组”填入主机组名称和选择操作系统类型。
(8) 右键刚创建的主机组, 创建主机, 填入知己名称。
(9) 右键刚创建的主机, 添加映射, 勾选其中的一个或几个LUN。
(10) 在业务主机 (需要将数据存入磁盘阵列的服务器) 安装Microsoft iSCSI Initiator和多路径软件, 打开iSCSI Initiator选择Discovery, 点击Add, 在Add Target Portal界面分别填入A控制器和B控制器的iSCSI端口的IP。
(11) 选择Targets, 选中空白窗口里一行, 点击Log On后, 勾选Automatically项。依次完成另一行。
(12) 回到ISM界面的“逻辑视图”, 右键刚才创建的主机, 选中“启动器管理”添加启动器 (实际上将ISM的主机与业务主机对应) 。
(13) 回到业务主机的“磁盘管理器”就可出现映射的磁盘。
5 结束语
数据存储技术的使用, 使存储的数据在安全性、可靠性、可用性方面得到了有效的保护, 从信息就是利润, 数据就是企业的命根子来说, 搭建一个存储系统是十分必要的。数据存储系统的使用将会越来越广泛。
参考文献
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[3]张江陵, 冯丹.海量信息存储[M].科学出版社, 2003 (1) .
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[5]韩德志, 傅丰.高可用存储网络关键技术的研究[M].科学出版社, 2009 (7) .
服务器数据存储技术 篇8
在开发客户/服务器模式数据库应用程序过程中, SQL语句是应用程序与数据库之间使用的主要编程接口。应用程序与数据库交互执行操作有两种方式:一种是在应用程序中存储一系列操作命令, 应用程序在执行的过程中向数据库发送每一条命令;另一种操作方式是在数据库中定义存储过程, 在存储过程中记录了一系列的操作命令, 每次应用程序只需要调用该过程就可以完成所有操作。
二、在数据库应用程序开发中使用存储过程的优势
在客户/服务器模式数据库应用程序中开发者尽量不使用存储在客户计算机本地的SQL程序, 而是将常用的或很复杂的工作预先用SQL语句写好, 并用一个指定的名称存储起来, 那么以后要求数据库提供与已定义好的存储过程的功能相同的服务时, 只要调用这个存储过程就可以了。使用存储过程完成操作有很大优势。
(1) 符合模块化程序设计思想。存储过程是根据实际功能需要而创建的一个程序模块, 它存储在数据库服务器中, 所有用户要完成存储过程的功能, 只要在程序中调用该存储过程即可。并且存储过程可以重复使用, 这也减少数据库开发人员的工作量。当对数据库进行复杂操作时, 将操作用存储过程封装起来, 与数据库提供的事务处理结合一起使用。
(2) 提高数据库应用程序的执行效率。存储过程只在创建时就进行编译和优化, 以后每次执行存储过程都不需再重新编译, 所以调用存储过程可提高数据库执行速度。这能大大改善系统的性能。
(3) 减少网络流量。一个复杂的操作可能需要数百行T-SQL代码的操作, 应用程序向数据库服务器发送每一条指令, 并对返回的数据进行处理。如果将其创建成存储过程, 那么使用一条调用存储过程的语句就可完成所有操作, 这样就可避免在网络上发送数百行的代码, 从而减少了网络负荷。
(4) 存储过程安全性高。数据库管理员可以设定指定用户具有对指定存储过程的使用权限, 而且管理员可以不授予用户访问存储过程中涉及的表的权限, 而只授予执行存储过程的权限。这样, 可以保证用户通过存储过程操纵数据库中的数据, 又可以保证用户不能直接访问涉及的表。用户通过存储过程来访问表, 所能进行的操作是有限制的, 从而有效保证表中数据的安全性。
三、在客户/服务器模式数据库应用程序开发中用户存储过程的创建及执行
存储过程类似于编程语言中的过程和函数, 用户存储过程可以使用T-SQL语句CREATE PROCEDURE来创建, 使用T-SQL语句EXECUTE (或EXEC) 来执行存储过程。
在学生图书借阅管理数据库系统中, 图书管理最重要的两项事务是:借书过程和还书过程。为了提高工作效率, 创建如下借书存储过程和还书存储过程:
用Java API来编写数据库应用程序, 调用存储在数据库服务器上的存储过程。调用过程如下:
在学生图书借阅管理数据库系统中, 将两个复杂的操作借书过程和还书过程用存储过程实现。在应用程序中, 只需要量输入借书相关信息和还书相关信息, 调用存储过程, 利用参数传递即可完成相应的事务操作。
四、结论
服务器数据存储技术 篇9
这种存储介质拥有的属性，包括360TB光盘数据容量，在1000摄氏度下保持热稳定性，在室温下几乎无限的寿命，开启了永恒数据存档的新时代。作为非常稳定和安全的便携式记忆形式，这项技术可以用于大型档案组织、国家档案馆、博物馆和图书馆的信息保存。这项技术首次被证明可行是在2013年，一个300kb的数据拷贝成功以5D形式保存。现在，像《人权宣言》等重要历史文件都已制成数据拷贝。《人权宣言》的5D拷贝数据，已由南安普顿大学光电研究所提交给联合国教科文组织。
这种堪比《超人》电影中“超人记忆水晶”的数据存储玻璃，实际上是一种自组装纳米结构的熔融石英，包括五个维度，除了在纳米结构中的三维结构，还包括大小和方向两个维度。文档记录使用了超快激光技术，该技术能够生产出极其短暂强烈的光脉冲。文件被写在三层相隔5微米的纳米结构点中。自组装纳米结构改变光线穿越玻璃的路径，修改光的偏振，随后可以用光学显微镜和偏光镜的组合进行读取。
ORC教授皮特·卡赞斯基说，创造这样一种为未来和后代存储文档和信息数据的技术，我们感到很兴奋。这项技术能够保护人类文明的最后证据——我们所学都不会被忘记。研究人员将在本周于美国旧金山举办的国际光学工程会议上提交他们的研究成果，团队也正在寻找商业合作伙伴，以期进一步发展这项突破性新技术。
红外相机数据高速实时存储技术 篇10
在航天航空技术领域,经常需要采集大容量高精度的红外图像信息,对于有些信息专业人员无法现场进行数据处理,只能先存储备份,然后读取分析采集到的图像数据并还原显示在计算机上。由于图像传输速度快、容量大,而Flash的存储速度一般不超过40 Mbyte/s,本文充分利用乒乓缓存的思想对高速数据流进行实时无缝缓存,避免了图像快速传输过程中的丢数现象,利用流水线技术写Flash,解决了Flash写入速度的限制。与传统的存储系统相比,该系统具有存储速度快、可靠性强、稳定性高、适用范围广等优点。
1 系统组成及设计框架
系统采用Altera公司Cyclone II系列EP2C35F484C6芯片作为主要控制核心[1],红外相机捕捉到的视频图像信号通过LVDS接口电路进入解码模块,经FPGA处理过的图像数据通过乒乓结构实时无缝缓存,最后用流水线写Flash技术将图像数据存储在NAND Flash闪存阵列。存储的图像数据在需要时可用分析软件通过FT245控制的USB 2.0接口读出并将图像显示在计算机上,系统组成框图如图1所示。
1.1 图像解码模块
本系统采用National公司差分接收芯片DS90CR216作为视频解码芯片,经LVDS接口电路解码后的信号主要有帧同步信号(vsync)、行同步信号(hsync)、像素时钟(mclk)以及8位数据,其中,像素时钟为29.5 MHz,行同步周期为64μs,高电平有效,每行有384个有效像素,帧同步周期为20 ms,高电平有效,每帧有289行有效数据,图像数据在时钟上升沿变化,因此选择2片128 kbyte的SRAM即可满足要求。解码后图像信号时序如图2所示。
1.2 数据无缝缓存设计流程
乒乓缓冲技术是FPGA设计中最常用的一种数据缓冲方法,其最大的特点是能实现实时无缝缓冲与节约缓冲区空间[2]。
本系统每秒传输50帧图像,每帧期间帧同步高电平时间约为18.5 ms,低电平时间约为1.5 ms,如果在帧同步低电平1.5 ms的时间内从SRAM中将数据转存至Flash,会产生丢数。因此,为了给数据处理单元赢得更多的处理时间[3],采用的乒乓缓冲模块工作流程为:当帧同步信号为高电平时,将经过FPGA处理过的图像数据写入SRAM1,同时地址计数器1开始递加计数,此时地址计数器的值一方面为FPGA数据处理模块提供触发参考,另一方面也为缓存空间提供了参考。当帧同步为低电平时,FPGA控制乒乓缓存逻辑切换总线开关,开始选择SRAM2为写空间,将SRAM1切换为读空间以读取缓存在SRAM1中的图像数据,此时地址计数器1开始递减计数,当SRAM1中的数据全部读出后,地址计数器1计数到0。当帧同步信号再次变高后,将图像数据写入SRAM2,地址计数器2递加计数,等待帧同步为低电平时,切换读写信号,选择SRAM2为读空间,SRAM1为写空间,开始读取SRAM2中的数据同时地址计数器2的值开始递减计数,同样当SRAM2中的数据全部读出后,地址计数器2计数到0。待帧同步又一次为高电平时,将图像数据写入SRAM1中,地址计数器1开始递加计数。如此循环切换读写空间,将缓存在2片SRAM中的数据读出并存入Flash中。乒乓操作读写时序如图3所示。
2 Flash阵列流水线存储流程
2.1 芯片简介
选用三星公司容量为1 Gbyte的闪存K9K8G08U0A,它由8 192个存储块组成,每个存储块分为64页,每页容量为2 kbyte,其外部有8个I/O引脚和6个信号管脚,而这8个I/O脚既是命令和地址的输入引脚,也是数据的输入输出端口。该闪存是一种高密度非易失性的存储器,主要特点为:1)读、写(编程)操作均以页为单位,擦除以块为单位。2)读取每页时间为20μs,页编程的典型时间是200μs,块擦除的典型时间是1.5 ms。3)页寄存器写入最低时间是50μs,页编程的最大时间是700μs,块擦除的最大时间是2 ms。由于每次进行页编程之前都需要写页地址,不难计算出写一页所需时间为250~750μs,写入的速度约2.600 0~7.812 5 Mbyte/s。实验证明,页编程的时间正是限制Flash存储速度的关键因素,因此在对其进行页编程操作时采用流水线技术来实现高速大容量Flash的存储[4]。
2.2 Flash存储设计流程
本系统所采用的流水线技术主要分为3个步骤实现:1)向Flash加载编程指令、地址以及数据;2)待加载完成之后,Flash芯片会自动执行将载入到页数据寄存器的数据写到内部存储单元的编程操作[5];3)当自动编程结束后,由FPGA下发“70h”读状态指令以检测Flash的I/O口最低位是否为“0”,如果是,表示编程成功,页计数器递加并继续对下一页编程,当页计数器从0加到63后,页计数器清0,块计数器加1,继续进行页编程操作,当块计数器递加至8 192块时,停止对Flash的页编程操作,等待上位机的读Flash指令。流水线存储的示意图如图4所示。
由于每次对Flash加载数据和地址后总是有大概200μs以上的时间花费在芯片编程上,所以可用多片1 Gbyte的Flash组成流水线工作模式:在第1片加载完成执行编程时可以加载第2片Flash,待第2片Flash编程时又加载第3片Flash,依此操作执行,实现时间的复用,缩短了Flash阵列的有效页编程时间,从而提高了写Flash的整体速度。如果工程项目要求写Flash的速度应为60 Mbyte/s,用5片Flash组成流水线操作模式,那么每片的速度应为12 Mbyte/s,经计算加载一页数据到Flash寄存器的时间大概为162.76μs,而700μs÷162.76μs≈4.3,所以采用5级本系统的流水线技术是可以满足设计要求的。
3 实验结果
本系统经多次实际存储红外相机捕捉视频图像的实验,用读数软件从Flash中将数据读取出来后再经过Matlab处理还原,验证了系统的可行性和可靠性。图5为捕捉到的一张男士挥手的红外图。
4 小结
实验结果表明,本系统具有以下优点:1)以FPGA为逻辑控制核心,采用乒乓缓存模块将红外相机下发的高速大容量数据进行缓存能避免因传输速度太快而出现数据丢帧的现象。采用流水线阵列存储,打破了传统存储方式下Flash存储速度不能超过40 Mbyte/s的束缚,实现了高速大容量存储技术的突破。2)系统占用体积小,成本低,硬件电路简单,调试方便,能完成大量视频数据的无缝缓存和实时存储。3)为高速大容量数据可靠记录、高速实时准确存储提供了有效的技术方案,并在多次实际应用中以其稳定、可靠的性能得到广泛的应用。
摘要：介绍了一种高速大容量固态存储器的组成机制和存储技术,以FPGA为逻辑控制单元,通过LVDS接口电路将红外相机采集到的图像数据经过乒乓结构实时无缝缓存,利用流水线写Flash技术提高了Flash写入的速度,可通过扩展Flash阵列来满足速度更高容量更大的存储要求。可用FT245控制的USB2.0接口读取Flash中的数据并上传至计算机,最后用分析软件可以清晰看到拍摄结果。结果表明,该系统稳定可靠地存储了高速传输的图像数据,具有较强的可行性和实用性。
关键词：现场可编程门阵列,乒乓结构,流水线,USB2.0
参考文献
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[2]姚远,李辰.FPGA应用开发入门与典型实例:修正版[M].北京:人民邮电出版社,2010.
[3]谭树人,张茂军,徐伟.多传感器同步图像采集系统的设计[J].电视技术,2006,30(9):84-87.
[4]杨海涛,苏涛.基于FPGA的高速大容量固态存储设备设计[J].国外电子元器件,2007(5):68-72.