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

茂名技師學(xué)院 楊曉娣

存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)海量GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)存的特性，并列舉和介紹GIS數(shù)據(jù)儲(chǔ)存擁有的一些特點(diǎn)，與虛擬化技術(shù)所擁有的優(yōu)勢(shì)有效的進(jìn)行結(jié)合，再利用當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存的狀況，提出一個(gè)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方案，方案的主要基礎(chǔ)是利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存虛擬化技術(shù)，設(shè)計(jì)的儲(chǔ)存方案關(guān)于在GIS數(shù)據(jù)方面的，通過利用實(shí)驗(yàn)研究方案實(shí)行的可能性，對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方面存在的問題進(jìn)行有效分析，并針對(duì)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(chǔ)存和管理方面出現(xiàn)的問題。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)；存儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)方式上由單一的設(shè)備儲(chǔ)存變化為網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存，而且在操作管理方式進(jìn)入自動(dòng)化領(lǐng)域在逐步的實(shí)現(xiàn)和進(jìn)行整合，但是儲(chǔ)存的透明化仍然沒有完全實(shí)現(xiàn)，用戶在儲(chǔ)存管理的時(shí)候依舊需要對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備進(jìn)行分別掌控，所以，要通過對(duì)儲(chǔ)存虛擬化技術(shù)的使用，在物理細(xì)節(jié)方面對(duì)儲(chǔ)存設(shè)備進(jìn)行屏蔽，讓用戶體驗(yàn)到集中一致的儲(chǔ)存管理。

1.關(guān)于網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存技術(shù)

1.1網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)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(chǔ)存技術(shù)在不斷的進(jìn)行轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新，從最開始的儲(chǔ)存硬盤和磁帶儲(chǔ)存，到現(xiàn)在的儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。舊的儲(chǔ)存形式是以直接儲(chǔ)存為主要方式，通過連接與某一個(gè)服務(wù)器的儲(chǔ)存設(shè)備進(jìn)行儲(chǔ)存，這種儲(chǔ)存方式因?yàn)榧夹g(shù)的限制存在著很多不便，因?yàn)橥ㄟ^這種儲(chǔ)存方式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)會(huì)被限制在連接的主機(jī)設(shè)備下，這種儲(chǔ)存方式來進(jìn)行的儲(chǔ)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(chǎng)需求的環(huán)境下便產(chǎn)生了網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存技術(shù)。

1.2網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存技術(shù)理解起來就是把網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和儲(chǔ)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(shì)和隨用隨插的優(yōu)勢(shì)，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(chǔ)技術(shù)的效率優(yōu)勢(shì)和性能優(yōu)勢(shì)，結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)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(chǔ)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?xiàng)技術(shù)的特征充分有效的發(fā)揮，對(duì)于之前的技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在大型數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和管理方面能夠明顯的發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

1.3網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存和儲(chǔ)存區(qū)域網(wǎng)

兩種比較典型的網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存技術(shù)，一種是網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存，也叫NAS技術(shù)，另外一種是儲(chǔ)存區(qū)域網(wǎng)，也叫SAN技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)附加儲(chǔ)存指的是把儲(chǔ)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?yàn)楹蚅AN共享一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，容易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵，所以也降低在企業(yè)儲(chǔ)存中的使用率。儲(chǔ)存區(qū)域網(wǎng)是利用光纖進(jìn)行存儲(chǔ)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(chǔ)存，降低服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，因?yàn)榕cLAN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(shì)。

2.關(guān)于GIS數(shù)據(jù)儲(chǔ)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(gè)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(kù)的區(qū)分的地方是空間數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存。地理上的實(shí)體坐標(biāo)數(shù)據(jù)和實(shí)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(duì)于域的現(xiàn)象進(jìn)行呈現(xiàn)，甚至在多維分布對(duì)域的現(xiàn)象方面也能進(jìn)行描述?？臻g數(shù)據(jù)類型比較多，數(shù)據(jù)在輸出時(shí)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(duì)于日常數(shù)據(jù)處理起來比較麻煩。

2.2GIS數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式

第一種是文件儲(chǔ)存方式，就是把空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)到一個(gè)或者多個(gè)文件里，優(yōu)勢(shì)是相對(duì)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(gè)用戶同時(shí)操作。其次是利用文件與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)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(kù)對(duì)兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)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(chǔ)存，并且屬性數(shù)據(jù)也能利用這項(xiàng)技術(shù)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。

2.3GIS數(shù)據(jù)儲(chǔ)存面臨的困難

因?yàn)镚IS自身存在的存儲(chǔ)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(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)體系摻雜其中，造成數(shù)據(jù)在進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時(shí)候比較復(fù)雜，不能對(duì)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(duì)較低，數(shù)據(jù)傳輸?shù)男室膊桓摺５谌?，將?shù)據(jù)進(jìn)行備份時(shí)，過程比較復(fù)雜，難以進(jìn)行自動(dòng)化操作。想要更好的解決這些問題，就要引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存虛擬化技術(shù)。

3.關(guān)于儲(chǔ)存虛擬化技術(shù)

3.1儲(chǔ)存虛擬化技術(shù)的概況

儲(chǔ)存虛擬化技術(shù)就是把不同的存儲(chǔ)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(chǔ)資源，這樣就能透明化的對(duì)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(gè)大的儲(chǔ)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(shí)根據(jù)不同企業(yè)的業(yè)務(wù)需求，服務(wù)器的動(dòng)態(tài)情況可以通過儲(chǔ)存池進(jìn)行透明的變化呈現(xiàn)，甚至能夠在儲(chǔ)存區(qū)域網(wǎng)與儲(chǔ)存區(qū)域網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)虛擬化。

3.2存儲(chǔ)管理的智能化和自動(dòng)化

通過利用儲(chǔ)存虛擬化技術(shù)，將儲(chǔ)存數(shù)據(jù)進(jìn)行映射，最后成為一個(gè)單一的儲(chǔ)存體，對(duì)用戶呈現(xiàn)一個(gè)視圖透明的儲(chǔ)存。單一的儲(chǔ)存設(shè)備，在速度和容量這些物理上的特征都會(huì)被屏蔽。所以，不管后臺(tái)的實(shí)體儲(chǔ)存是什么樣的，客戶在儲(chǔ)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(tái)的儲(chǔ)存，只需要關(guān)注儲(chǔ)存空間的管理，與現(xiàn)有的SAN對(duì)比，儲(chǔ)存管理相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，擴(kuò)容存儲(chǔ)的空間，以及磁盤的建立和分配都能夠簡(jiǎn)單的進(jìn)行操作。

3.3儲(chǔ)存虛擬化技術(shù)對(duì)于儲(chǔ)存效率的提高

虛擬化儲(chǔ)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(chǔ)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?yàn)閿?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(chǔ)存技術(shù)能夠把分開的儲(chǔ)存組織起來，組成一個(gè)能夠逐步編址的儲(chǔ)存空間，讓用戶能夠幾乎100%的利用起磁盤存量，因?yàn)閮?chǔ)存池?cái)U(kuò)展的時(shí)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)?chǔ)存資源的使用效率提升上來。

4.系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境

為了檢驗(yàn)方案實(shí)行的可能性，通過構(gòu)建以SAN的GIS數(shù)據(jù)儲(chǔ)存虛擬化為基礎(chǔ)的試驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)程序主要以空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理為重心，通過建構(gòu)的GIS平臺(tái)來達(dá)到數(shù)據(jù)的管理和虛擬化儲(chǔ)存的目的。實(shí)驗(yàn)用的元數(shù)據(jù)服務(wù)器是利用特殊的服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，讓邏輯儲(chǔ)存池形象的呈現(xiàn)在客戶面前，利用SAN的管理窗口來對(duì)虛擬SAN的運(yùn)行情況進(jìn)行觀察和管理。在客戶端安裝簡(jiǎn)易的瀏覽器，激活客戶端選擇注冊(cè)的程序，這樣能夠主動(dòng)注冊(cè)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(shí)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(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)請(qǐng)求，必須馬上進(jìn)行辦理的數(shù)據(jù)請(qǐng)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(chǔ)存虛擬化GIS系統(tǒng)能夠在很多方面擁有明顯的優(yōu)勢(shì)，比如數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和傳輸速度上都會(huì)明顯提高。本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)通過統(tǒng)一管理儲(chǔ)存網(wǎng)絡(luò)以及對(duì)儲(chǔ)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(yǔ)

虛擬化儲(chǔ)存技術(shù)的應(yīng)用，在儲(chǔ)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(dòng)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(chǔ)存設(shè)備方面的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，把不同的儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行整合，形成一個(gè)便于管理和單一的儲(chǔ)存池，并且，對(duì)不同的客戶的不同需要，為使用的用戶進(jìn)行個(gè)人定制，針對(duì)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(chǔ)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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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(jì)算機(jī)操作與維修一級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師，研究方向：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。