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      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

      2016-03-12 03:23:59茂名技師學(xué)院楊曉娣
      電子世界 2016年20期
      關(guān)鍵詞:空間數(shù)據(jù)虛擬化儲(chǔ)存

      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。

      [1]崔鐵軍.地理空間數(shù)據(jù)庫(kù)原理[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

      [2]金偉,謝長(zhǎng)生.一種SAN非對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)級(jí)儲(chǔ)存虛擬化實(shí)現(xiàn)方式的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué),2004,26(8).

      [3]王繼周,李成名,付俊娥.面向分布式異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的WebGIS連接池服務(wù)研究[J].地理與地理信息科學(xué),2003,19(3):18-21.

      [4]張書彬,韓冀中,劉志勇,等.基于MapReduce實(shí)現(xiàn)空間查詢的研究[J].高技術(shù)通訊,2010,20(7):719-726.

      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)。

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