按需提供測繪成果的涉密局域網(wǎng)存儲服務(wù)器搭建的研究

吳榮華 桂新

(江西省基礎(chǔ)測繪院 江西南昌 330002)

1 引言

現(xiàn)階段，測繪成果的數(shù)據(jù)種類繁多，數(shù)據(jù)量也越來越龐大。以此同時，一般傳統(tǒng)測繪單位的作業(yè)模式?jīng)Q定了測繪原始數(shù)據(jù)利用是集中式大量數(shù)據(jù)輸出。即在任務(wù)開始時，原始數(shù)據(jù)的提供需要在短時間、海量的供給到作業(yè)人員的作業(yè)電腦中。這個時間是不可預知的，并且不是長期持續(xù)的。這就在一定程度上為我們利用老舊機器“重裝上陣”提供了可能。下面，筆者通過介紹對本單位的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的利用和改造，詳細分析通過設(shè)計一套完整的數(shù)據(jù)調(diào)用和服務(wù)器關(guān)聯(lián)的規(guī)則，完成搭建一個按需提供測繪成果的涉密局域網(wǎng)存儲服務(wù)器集群。

2 現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源情況分析

筆者單位的服務(wù)器由2009 年的存儲容量只有5TB 的提供測繪成果的涉密局域網(wǎng)存儲服務(wù)器發(fā)展到2019 年存儲空間已經(jīng)達到350TB。并且，正在進行擴容的可行性研究，預計擴容之后能夠達到500TB。10 年左右，我單位的測繪成果的涉密局域網(wǎng)存儲服務(wù)器的存儲空間已經(jīng)擴容到100 倍左右。同時，存儲空間的擴大，也帶來經(jīng)費投入的不斷增高。在一定程度上，也反映了我們對現(xiàn)有資源的利用情況并不是十分理想。這里需要特別說明的是，筆者長期從事測繪生產(chǎn)管理及測繪資料分發(fā)工作，發(fā)現(xiàn)這樣一個需要注意的問題。經(jīng)過10 余年的發(fā)展，測繪生產(chǎn)部門，特別是一線航測采集、編輯作業(yè)人員的作業(yè)電腦不斷在更新?lián)Q代。筆者單位航測內(nèi)業(yè)作業(yè)主機基本上已經(jīng)更新過三代了。以我單位為例，主要是2009 年的奔騰CPU 配1GB-2GB DDR2 代內(nèi)存到2013 年的i5CPU 配4GB-8GB DDR3 代內(nèi)存，到2017 年i7CPU 配8GB-16GB DDR4 代內(nèi)存，最新我們還更換了少量的i9CPU 配64GB DDR4 2666 的作業(yè)機器。這里我們發(fā)現(xiàn)一個基本事實，即作業(yè)機器4-5 年就需要更新一代。因而造成了大量的老舊機器的淘汰率過高，循環(huán)利用的不夠充分。

3 存儲服務(wù)器的搭建

（1）設(shè)計思路

由于這些年測繪技術(shù)的不斷發(fā)展更新，測繪成果的單個文件數(shù)據(jù)量也越來越龐大。10 年前，單個1米左右分辨率的航空攝影原始航片文件TIFF 格式的數(shù)據(jù)量基本在100MB 左右；而隨著航攝技術(shù)的不斷更迭，發(fā)展到現(xiàn)在0.2 米分辨率的航空攝影原始航片文件TIFF 格式的數(shù)據(jù)量基本都超過1GB。并且由于分別率的差別，單個文件覆蓋的有效測區(qū)面積并不等同。從而造成同樣的進行航測作業(yè)，現(xiàn)在作業(yè)部門所需作業(yè)原始存儲空間基本都在10 年前的10倍以上。為了保證正常的作業(yè)生產(chǎn)，我單位的存儲服務(wù)器一直在增加存儲空間，但主要是對容量的擴充，單體主機基本都能夠使用。這里以筆者單位一臺戴爾存儲服務(wù)器為例，該存儲服務(wù)器型號為Power Edge R730 機架式服務(wù)器，購置于2009 年，當時同步采購了一臺戴爾Power Vault MD3000 作為配套的存儲，內(nèi)置12 個500GB 容量、15K 轉(zhuǎn)速的企業(yè)級機械硬盤。2011 年由于存儲容量不足，我單位進行擴容時首先是購置同型號企業(yè)級硬盤把存儲柜15 個硬盤盤位填滿，再添置一臺戴爾Power Vault MD1000，內(nèi)置15 個2000GB 容量、10K 轉(zhuǎn)速的企業(yè)級機械硬盤。這臺存儲服務(wù)器在筆者單位一直在線工作，時至如今仍舊可以正常提供原始測繪數(shù)據(jù)供作業(yè)部門使用。并不存在一般作業(yè)人員參與一線生產(chǎn)工作普遍存在的運行緩慢，難以為繼的情況。這里存在這樣一個事實，由于存儲服務(wù)器不需要進行大量的運算工作，因此其自身的配置高低并不是關(guān)鍵，最重要的還是運行穩(wěn)定，能夠連續(xù)進行數(shù)據(jù)供給。鑒于這種情況，我們可以把檢測合格的作業(yè)機改造成備用存儲服務(wù)器。

由于近些年的更新?lián)Q代，我單位存在大量2012年左右配置的圖形工作站。當時配置工作站時，主要考慮的是單機作業(yè)的性能及長效工作的穩(wěn)定性。因而即使到現(xiàn)在，這些計算機自身的配置仍舊存在使用的空間，同時這些工作站仍舊能夠穩(wěn)定的運行。筆者通過對幾臺淘汰的工作站的連續(xù)運行的測試，對比生產(chǎn)作業(yè)部門調(diào)取原始數(shù)據(jù)時服務(wù)器運行的時長，發(fā)現(xiàn)如果把這些淘汰的工作站都投入作為數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器來使用，完全能夠滿足一線生產(chǎn)作業(yè)的實際要求。當然，這里存在一個不可忽視的情況，由于存儲服務(wù)器是使用的均是服務(wù)器構(gòu)架，能夠長時間（1 個月甚至幾個月不關(guān)機）運行保持在線狀態(tài)，而我們預計改造的工作站很難保證數(shù)月連續(xù)在線并保持良好狀況。這里就需要我們巧妙構(gòu)思，在現(xiàn)有的情況下，通過程序控制的方式改變工作站的運行時長，保證其在需要調(diào)取數(shù)據(jù)時能夠開機運行，在無數(shù)據(jù)調(diào)取時能夠關(guān)機休眠。

（2）遠程開機

在一線生產(chǎn)作業(yè)部門需要使用存儲工作站中的原始數(shù)據(jù)時，能夠第一時間開機并作為存儲服務(wù)器連續(xù)供給數(shù)據(jù)。這里，我們選用一個比較較成熟的方案。第一點，工作站采用正常使用的存儲服務(wù)器均安裝的Windows Server 系統(tǒng)。這里采用Server 系統(tǒng)主要考慮到是單次工作有時需要數(shù)天才能關(guān)機，使用Server 系統(tǒng)能夠保證該機器能夠穩(wěn)定運行。同時，我們采用的FTP 服務(wù)器的模式，采用Server 系統(tǒng)也能夠最大化的運用系統(tǒng)資源。第二點，一線作業(yè)人員需要調(diào)取數(shù)據(jù)時，可以通過對遠程的并保持關(guān)機狀態(tài)的存儲工作站發(fā)送開機命令，遠程啟動存儲工作站。

本文使用的是Magic Packet Utility 1.00.005 版本（Yusn 漢化版）[1]。

1)如圖1 所示。在下發(fā)作業(yè)人員使用前，需要掃描所有需上線工作的圖形工作站存儲服務(wù)器的MAC，該軟件也提供了這個功能。

2)如圖2 所示，掃描全局域網(wǎng)的所有網(wǎng)卡MAC，軟件自動建立列表。

圖1 Magic Packet Utility 1.00.005 版本（Yusn 漢化版）

圖2 掃描局域網(wǎng)所有主機網(wǎng)卡MAC 界面

3)圖3 即是掃描完后的的所有主機地址。完成該步驟后篩選我們需要的所有圖形工作站的MAC，并把所有MAC 與所有工作站所存儲的數(shù)據(jù)做一個對照表，方便作業(yè)人員根據(jù)所需要的數(shù)據(jù)開啟對應(yīng)的工作站存儲。建立好對照表后，即可以啟用該工具。

4)如圖4 所示，在第二欄填入相應(yīng)需要啟動的主機MAC 遠程發(fā)包給主機，主機則會自動遠程開機。

5)這里需要特別說明的是，由于筆者的所有機器均默認開啟了網(wǎng)卡的遠程啟動功能，因而這一步工作本文沒有描述，但一般的，需要檢查每臺機器的BIOS 設(shè)置及Windows 設(shè)置，開啟該項功能，才能保證遠程啟動工作的順利進行。

圖3 掃描完成后的主機地址列表

圖4 遠程啟動主機界面

（3）遠程關(guān)機

原始數(shù)據(jù)使用完成后，遠程的工作站存儲不能夠長時間在線也沒有必要繼續(xù)保持在線狀態(tài)。這是由于工作站存儲的數(shù)據(jù)本身也不是經(jīng)常性會使用的，因而從保護機器穩(wěn)定性及節(jié)能環(huán)保的角度考慮，均需要我們在使用完遠程數(shù)據(jù)后選擇關(guān)閉該遠程主機。這里我們采用一個批處理命令就可以了。

首先，我們需要在客戶端獲得遠程主機的訪問權(quán)。用NET 命令[2]：net use \主機IPipc$“主機賬戶的密碼”/user:”主機用戶名（本文實驗的機器是Administrator）”，示 例：net use \10.36.92.11ipc$“Ab123456”/user:”Administrator”

然后，在獲得主機權(quán)限后，使用shutdown 命令遠程關(guān)機。示例，在60 秒后關(guān)閉IP 為10.36.92.11 的主機：shutdown s m\10.36.92.11 t 60 f。

最后，我們把所有需要使用到的工作站主機的IP 及用戶名密碼等相關(guān)信息均記錄下來，并把命令提前做好Bat 文件，分發(fā)給所有作業(yè)人員使用。當作業(yè)人員需要關(guān)機時，根據(jù)作業(yè)時開啟的主機啟用遠程關(guān)機。圖5 是筆者建立好的批處理文件，根據(jù)之前建立好的對照表可以選擇關(guān)閉不需要的主機。

圖5 建立好的遠程關(guān)機文件

4 結(jié)束語

通過上文的介紹，我們建立了一個簡單而又高效的并且成本低廉的按需提供測繪成果的涉密局域網(wǎng)存儲服務(wù)器集群。建立這樣一個存儲服務(wù)器集群的新增成本很低。作為一線生產(chǎn)單位，本著節(jié)約的原則，我們可以在最大程度上節(jié)約有限的資金，把有限的生產(chǎn)資源投入到其他更加需要的地方。但同時，也存在一些不足，比如不能解決開關(guān)機的程序整合問題，按照原來設(shè)想，應(yīng)該最后實現(xiàn)客戶端使用數(shù)據(jù)時一鍵開機，使用完畢一鍵關(guān)機，這還有待于進一步的開發(fā)研究。