云存儲(chǔ)技術(shù)在煤制油企業(yè)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

付 乾

（山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046000）

引言

信息化系統(tǒng)在煤制油企業(yè)的運(yùn)營和發(fā)展中起舉足輕重的作用。隨著煤制油企業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理的不斷創(chuàng)新和持續(xù)優(yōu)化，信息系統(tǒng)的應(yīng)用向縱深發(fā)展，帶來了數(shù)據(jù)中心空間分配不合理、硬件建設(shè)成本過高等問題。而現(xiàn)有服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備沒有被充分利用起來，網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)架構(gòu)不能有效地調(diào)配系統(tǒng)資源適應(yīng)業(yè)務(wù)的需求。企業(yè)急需建立具有智能化、安全性高的新一代數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。經(jīng)過研究對比發(fā)現(xiàn)，云存儲(chǔ)技術(shù)在數(shù)據(jù)處理過程中，不僅克服了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的弊端，還加快了整個(gè)企業(yè)信息處理的速度，降低了各信息系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)對接的成本，從而增加了企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效益?？茖W(xué)合理地選型與運(yùn)用云存儲(chǔ)技術(shù)，是決定云存儲(chǔ)技術(shù)在煤制油企業(yè)信息化系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的關(guān)鍵因素。本文在了解煤制油行業(yè)信息化系統(tǒng)存在的問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合云存儲(chǔ)技術(shù)所具備的功能優(yōu)勢，重點(diǎn)分析云存儲(chǔ)技術(shù)在煤制油企業(yè)信息化系統(tǒng)中所起到的作用以及應(yīng)用原理。

1 云存儲(chǔ)概念介紹

云存儲(chǔ)屬于云服務(wù)，是在云計(jì)算技術(shù)上衍生和發(fā)展出來的。云服務(wù)是融合分布式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、負(fù)載均衡、并行計(jì)算、虛擬化和超融合等技術(shù)的新一代信息技術(shù)。云計(jì)算是將巨大的數(shù)據(jù)計(jì)算處理程序分解成無數(shù)個(gè)小程序，通過多部云服務(wù)器組成的系統(tǒng)進(jìn)行處理和分析這些小程序得到結(jié)果并返回給用戶。云存儲(chǔ)則是將網(wǎng)絡(luò)中各類存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，對外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)，云存儲(chǔ)是配置了大容量存儲(chǔ)空間的一個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)。用戶可以在任何時(shí)間、任何地方，通過多種方式連接到云端方便地存取數(shù)據(jù)。云存儲(chǔ)分為私有云和公有云，公共云指在互聯(lián)網(wǎng)上存儲(chǔ)信息和運(yùn)行應(yīng)用程序；私有云，是在企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)搭建云服務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和應(yīng)用程序運(yùn)行，相比之下私有云具有安全性高、數(shù)據(jù)交互高效、可擴(kuò)展性強(qiáng)[1-2]。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變化給存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來新的挑戰(zhàn)，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中所占據(jù)比例已接近80%。企業(yè)各信息系統(tǒng)產(chǎn)生的絕大部分?jǐn)?shù)據(jù)均為圖片、文檔、視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，但是基于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)仍然在企業(yè)中占據(jù)重要地位，存儲(chǔ)大量的核心信息。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營管理的需要，對數(shù)據(jù)收集、分析、應(yīng)用的業(yè)務(wù)急劇增加，傳統(tǒng)單一的DAS、NAS存儲(chǔ)方式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上企業(yè)發(fā)展的步伐。且伴隨著對各系統(tǒng)的深度擴(kuò)展應(yīng)用，硬件性能也會(huì)進(jìn)一步下降。迫切需要打通企業(yè)內(nèi)部非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)通道，實(shí)現(xiàn)集中式數(shù)據(jù)管理。集中式的數(shù)據(jù)管理不僅縮短了企業(yè)內(nèi)部各部門機(jī)構(gòu)之間信息共享的距離，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫連接，也讓整個(gè)企業(yè)運(yùn)作更順暢高效。因此，集中式存儲(chǔ)再次成為主流，集中存儲(chǔ)較分布存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)是，物理存儲(chǔ)介質(zhì)集中布放，便于維護(hù)和擴(kuò)容；缺點(diǎn)是對機(jī)房環(huán)境要求高，對局域網(wǎng)整體規(guī)劃及網(wǎng)絡(luò)帶寬要求高[3]。

2 云存儲(chǔ)技術(shù)在煤制油信息化系統(tǒng)中的功能優(yōu)勢

習(xí)總書記指出，煤制油作為國家的能源戰(zhàn)略，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和長治久安是一個(gè)重要的戰(zhàn)略安排。煤制油屬于煤化工行業(yè)，是煤炭清潔利用的重要途徑，在“雙碳”進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司聯(lián)合20余家單位協(xié)同攻關(guān)完成的“400萬t/年煤間接液化成套技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，2021年被授予國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)，該項(xiàng)目填補(bǔ)了國內(nèi)多項(xiàng)空白，打破了國外技術(shù)壟斷。2019年山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司成功產(chǎn)出全球首家煤基合成Ⅲ+基礎(chǔ)油，改變了國內(nèi)Ⅲ類高端基礎(chǔ)油長期依賴進(jìn)口的局面。相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)保密性和安全性方面顯得尤為重要，煤制油行業(yè)的DCS、ERP、MES、APC等信息系統(tǒng)存在大量的核心數(shù)據(jù)，基于煤制油行業(yè)數(shù)據(jù)的安全性和保密性，必須保證數(shù)據(jù)的絕對安全，同樣為了數(shù)據(jù)的深度分析應(yīng)用必須要存儲(chǔ)涉及生產(chǎn)、安全、經(jīng)營、管理的大量過程數(shù)據(jù)，這樣對數(shù)據(jù)的安全性、可靠性、存儲(chǔ)體量等方面都提出了極為嚴(yán)苛的要求。

針對煤制油行業(yè)的特點(diǎn)，建議使用本地私有云和集中式存儲(chǔ)，私有云屬于企業(yè)自行搭建的專用云，服務(wù)器不對外開放，企業(yè)成員需要通過特定IP或APP方式來訪問，這從入口渠道降低了泄密的風(fēng)險(xiǎn)。對企業(yè)而言，數(shù)據(jù)資料關(guān)乎企業(yè)的發(fā)展命脈，比硬件設(shè)備更重要，是需要重點(diǎn)保存的機(jī)密信息，所以私有云存儲(chǔ)是一種更安全的選擇。其功能優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：

2.1 整合系統(tǒng)資源，存儲(chǔ)分配更合理

通過對公司信息系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)通信、運(yùn)算、存儲(chǔ)齊步運(yùn)作，根據(jù)業(yè)務(wù)需求對信息系統(tǒng)的性能和存儲(chǔ)進(jìn)行合理分配，使資源更好的使用。之前實(shí)施信息化系統(tǒng)會(huì)參考同行業(yè)系統(tǒng)的配置進(jìn)行服務(wù)器選型，但是由于煤制油行業(yè)在我國起步晚，生產(chǎn)和管理都沒有形成固化的流程標(biāo)準(zhǔn)，伴隨著生產(chǎn)和管理的不斷優(yōu)化升級，公司各信息系統(tǒng)的配置和實(shí)際運(yùn)行管理差距越來越大，且大部分未做雙機(jī)熱備，升級硬件需要暫停業(yè)務(wù)進(jìn)行，給工作帶來了極大的不便。云存儲(chǔ)技術(shù)可以解決以上問題，同樣有效避免硬件升級換代環(huán)節(jié)中人工操作失誤等原因造成的系統(tǒng)故障。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)一口徑，統(tǒng)計(jì)更為準(zhǔn)確

數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫及一體化信息處理流程，使得多個(gè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)處理調(diào)用過程更加靈活，方便各系統(tǒng)管理員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行解決，避免了以前各個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)口徑不一樣造成的分析誤判，減少了各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)差異現(xiàn)象的發(fā)生，為煤制油企業(yè)管理決策提供了準(zhǔn)確的大數(shù)據(jù)支撐。

2.3 數(shù)據(jù)安全性強(qiáng)，使用更加便捷

相比DAS、NAS、SAN存儲(chǔ)系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)因應(yīng)用服務(wù)BUG和用戶使用不當(dāng)導(dǎo)致的硬件故障，導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞、丟失問題，云存儲(chǔ)更加的智能化，在硬件發(fā)生故障時(shí)會(huì)完成自動(dòng)讀寫指令，將數(shù)據(jù)通過獨(dú)立磁盤冗余陣列（RAID）儲(chǔ)至另一個(gè)服務(wù)器中，不僅完好地保證了信息的安全存儲(chǔ)，還可以保持服務(wù)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在煤制油企業(yè)信息化系統(tǒng)中，隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的逐年提高，特別是APC系統(tǒng)在公司各個(gè)車間裝置的陸續(xù)投用，相關(guān)數(shù)據(jù)也呈現(xiàn)出爆炸式增長，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行硬件升級擴(kuò)容時(shí)，將之前舊存儲(chǔ)設(shè)備的信息數(shù)據(jù)自動(dòng)轉(zhuǎn)移到新的存儲(chǔ)設(shè)備上，保障數(shù)據(jù)安全的前提下實(shí)現(xiàn)資源的共享。

2.4 系統(tǒng)擴(kuò)容方便，成本持續(xù)降低

煤制油企業(yè)由于行業(yè)的特殊性，數(shù)據(jù)量特別大，傳統(tǒng)存儲(chǔ)系統(tǒng)在硬件擴(kuò)容時(shí)較為麻煩。與相比傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)擴(kuò)容不同，云存儲(chǔ)不需要關(guān)閉服務(wù)器電源和網(wǎng)絡(luò)，支持在線升級擴(kuò)容；不影響各信息系統(tǒng)使用，同樣可以確保數(shù)據(jù)安全；擴(kuò)容完成后自動(dòng)將新增容量加入存儲(chǔ)池中順利完成擴(kuò)展，且存儲(chǔ)系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別；最關(guān)鍵是兼容性高，不同容量和型號的硬盤和設(shè)備，降低企業(yè)的投入成本。

3 云存儲(chǔ)技術(shù)結(jié)構(gòu)模型

云存儲(chǔ)技術(shù)在煤制油企業(yè)信息系統(tǒng)中的應(yīng)用主要集中在存儲(chǔ)層、管理調(diào)度層、訪問接口層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層四個(gè)層面，如圖1所示。

1）存儲(chǔ)層是最基礎(chǔ)部分。各個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備通過局域網(wǎng)聯(lián)系在一起，下一步公司計(jì)劃統(tǒng)一對服務(wù)器進(jìn)行超融合，將采用NAS存儲(chǔ)技術(shù)，兼容支持之前的DAS等存儲(chǔ)方式。存儲(chǔ)設(shè)備上層設(shè)置管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的多鏈路冗余管理、邏輯虛擬化管理及設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控，且支持不同信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的整合互通。

2）管理調(diào)度層是核心部分。主要通過分布式計(jì)算等技術(shù)實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)快捷高效的數(shù)據(jù)訪問性能。訪問流量根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略分發(fā)到后端多臺(tái)云服務(wù)器的流量分發(fā)控制，通過流量分發(fā)擴(kuò)展應(yīng)用系統(tǒng)對外的服務(wù)能力，提高應(yīng)用程序的容錯(cuò)能力，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。系統(tǒng)在遇到服務(wù)器突然中止服務(wù)或硬件損壞的突發(fā)情況時(shí)，保障云存儲(chǔ)系統(tǒng)中信息不丟失，系統(tǒng)依舊可以穩(wěn)定運(yùn)行。管理員通過授權(quán)管理保證云存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被未授權(quán)的用戶訪問，另外通過災(zāi)備和異地備份等技術(shù)手段也保證了云存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全。

3）應(yīng)用接口層是云存儲(chǔ)系統(tǒng)中最為忙碌的層級。企業(yè)各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理過程中，要求適用于不同的信息系統(tǒng)服務(wù)。根據(jù)煤制油企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)類型，開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口匹配對應(yīng)的服務(wù)，比如HTTP、API、FTP、ISCSI、CIFS、NFS等協(xié)議。

4）用戶訪問層是最靠近用戶的一層，為局域網(wǎng)內(nèi)的任何用戶提供服務(wù)，只要經(jīng)過管理員授權(quán)，都可以通過用戶訪問層進(jìn)入云存儲(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行授權(quán)操作，享受云存儲(chǔ)帶來的各種便捷高效服務(wù)。

4 結(jié)語

2021年9月1日起施行的《中華人民共和國數(shù)據(jù)安全法》，已經(jīng)將數(shù)據(jù)安全提升到了國家安全的層面。從未來的發(fā)展趨勢來看，云存儲(chǔ)技術(shù)在煤制油企業(yè)信息系統(tǒng)的不斷創(chuàng)新及深度應(yīng)用，必將會(huì)更高效地保障企業(yè)數(shù)據(jù)安全，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)煤炭規(guī)?；鍧嵏咝Ю?，保障國家能源安全，助力煤制油行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。