茂名技师学院 杨晓娣

存储虚拟化技术在网络海量GIS数据存储中的应用

茂名技师学院 杨晓娣

通过发现GIS数据储存的特性，并列举和介绍GIS数据储存拥有的一些特点，与虚拟化技术所拥有的优势有效的进行结合，再利用当前网络储存的状况，提出一个数据储存方案，方案的主要基础是利用现有的网络储存虚拟化技术，设计的储存方案关于在GIS数据方面的，通过利用实验研究方案实行的可能性，对当前数据储存方面存在的问题进行有效分析，并针对问题的细节提出能够解决的方案，这样才能够有效的解决网络环境下关于GIS数据储存和管理方面出现的问题。

网络存储；存储虚拟化；SAN；GIS数据

引言

网络化和信息化已经渗透到生活的方方面面，与GIS数据储存有关的数据种类和数据量都在迅速的上涨，大量的数据在存储方式上由单一的设备储存变化为网络储存，而且在操作管理方式进入自动化领域在逐步的实现和进行整合，但是储存的透明化仍然没有完全实现，用户在储存管理的时候依旧需要对储存设备进行分别掌控，所以，要通过对储存虚拟化技术的使用，在物理细节方面对储存设备进行屏蔽，让用户体验到集中一致的储存管理。

1.关于网络储存技术

1.1网络储存技术的产生与变化

随着科学技术的不断发展和进步，网络储存技术在不断的进行转变和创新，从最开始的储存硬盘和磁带储存，到现在的储存网络系统。旧的储存形式是以直接储存为主要方式，通过连接与某一个服务器的储存设备进行储存，这种储存方式因为技术的限制存在着很多不便，因为通过这种储存方式存储的数据会被限制在连接的主机设备下，这种储存方式来进行的储存已经难以满足当下企业不断开拓业务现状的需要，在这种市场需求的环境下便产生了网络储存技术。

1.2网络储存技术

网络储存技术理解起来就是把网络的技术和储存的技术结合起来进行使用，通过利用网络技术的寻址优势和随用随插的优势，以及网络自身的灵活特性和连接特性，在结合利用存储技术的效率优势和性能优势，结合两项技术的优势和特性，在网络的基础上提供能够满足需求的数据存储和提取，以及数据的网络共享，这种技术能够将两项技术的特征充分有效的发挥，对于之前的技术，网络储存技术的优势在大型数据的储存和管理方面能够明显的发挥其优势。

1.3网络附加储存和储存区域网

两种比较典型的网络储存技术，一种是网络附加储存，也叫NAS技术，另外一种是储存区域网，也叫SAN技术。网络附加储存指的是把储存设备放到网上，这样有利于数据的开放和共享，但是因为和LAN共享一个网络，容易造成网络拥堵，所以也降低在企业储存中的使用率。储存区域网是利用光纤进行存储的机构体系，就是把数据在网络上独立起来单独进行储存，降低服务器和网络的负荷，因为与LAN是独立分开的，所以在性能和业务的处理上拥有自己独特的优势。

2.关于GIS数据储存

2.1关于GIS数据的概况

一般情况下，GIS数据主要包括两个组成部分，分别是属性数据与空间数据，其中与其他数据库的区分的地方是空间数据的储存。地理上的实体坐标数据和实体之间的空间联系，以及关于几何信息，这些都是属于空间数据的范畴，他们适合于二维分布与三维分布方面对于域的现象进行呈现，甚至在多维分布对域的现象方面也能进行描述。空间数据类型比较多，数据在输出时的方式比较多样，数据的量比较大，所以空间数据相对于日常数据处理起来比较麻烦。

2.2GIS数据储存方式

第一种是文件储存方式，就是把空间数据和属性数据都存储到一个或者多个文件里，优势是相对比较灵活，缺点是要用自己开发的工具进行更新、查找等方面的操作，最大的缺点是不能进行多个用户同时操作。其次是利用文件与数据库对空间数据共同进行管理。最后一种方式是利用数据库对两种数据进行储存，不但空间数据能够利用关系数据技术来进行数据的储存，并且属性数据也能利用这项技术储存数据。

2.3GIS数据储存面临的困难

因为GIS自身存在的存储特征，使其面临很多的困难，第一，在数据产生的过程中，很多不一样的存储设备和存储体系掺杂其中，造成数据在进行转换的时候比较复杂，不能对数据进行一致的管理。第二，由于GIS数据主要用局域网进行数据的传输，过分依靠服务器，安全性能相对较低，数据传输的效率也不高。第三，将数据进行备份时，过程比较复杂，难以进行自动化操作。想要更好的解决这些问题，就要引进网络储存虚拟化技术。

3.关于储存虚拟化技术

3.1储存虚拟化技术的概况

储存虚拟化技术就是把不同的存储设备进行映射，映射的结果是成为单独唯一的存储资源，这样就能透明化的对用户进行呈现，让客户能够进行互相操作。利用虚拟化技术的特性，用户通过利用自己的设备，将SAN中的资源进行统一，利用一些常见的技术，将这个大的储存体先进行切割，在进行分配，以便保证现有投资的安全。同时根据不同企业的业务需求，服务器的动态情况可以通过储存池进行透明的变化呈现，甚至能够在储存区域网与储存区域网之间实现虚拟化。

3.2存储管理的智能化和自动化

通过利用储存虚拟化技术，将储存数据进行映射，最后成为一个单一的储存体，对用户呈现一个视图透明的储存。单一的储存设备，在速度和容量这些物理上的特征都会被屏蔽。所以，不管后台的实体储存是什么样的，客户在储存设备上看到的都是熟悉的映像。而且，管理员不用在意后台的储存，只需要关注储存空间的管理，与现有的SAN对比，储存管理相对来说比较简单，对系统进行升级，扩容存储的空间，以及磁盘的建立和分配都能够简单的进行操作。

3.3储存虚拟化技术对于储存效率的提高

虚拟化储存技术能够解除被限制的容量，提高使用率的水平。目前，企业用户面临着储存设备使用效率难以提高的问题。比如以磁盘作为例子来说，因为数据的不断提高，45%左右的磁盘容量都没有用过。虚拟化储存技术能够把分开的储存组织起来，组成一个能够逐步编址的储存空间，让用户能够几乎100%的利用起磁盘存量，因为储存池扩展的时候可以自己进行新的数据分配，在加上通过快照的利用，大大减少容量的需要，这样便能够将储存资源的使用效率提升上来。

4.系统的实现

4.1系统的实验环境

为了检验方案实行的可能性，通过构建以SAN的GIS数据储存虚拟化为基础的试验系统。实验程序主要以空间数据的存储管理为重心，通过建构的GIS平台来达到数据的管理和虚拟化储存的目的。实验用的元数据服务器是利用特殊的服务器来实现，让逻辑储存池形象的呈现在客户面前，利用SAN的管理窗口来对虚拟SAN的运行情况进行观察和管理。在客户端安装简易的浏览器，激活客户端选择注册的程序，这样能够主动注册有关的信息，再根据不同的用户授予不同的权限。

4.2系统的实现和分析

客户端通过授权后利用用户界面读取数据。这些客户端可以同时进行数据请求，必须马上进行办理的数据请求信息，通过管理员的操作向服务器递交信息，在直接反映给客户端。与旧的方式比较来说，SAN的储存虚拟化GIS系统能够在很多方面拥有明显的优势，比如数据储存和传输速度上都会明显提高。本实验的系统通过统一管理储存网络以及对储存设备之间的负载进行平衡，大大提高用户并发访问数据的能力。

5.结语

虚拟化储存技术的应用，在储存管理方面能够将传统的手工操作的形式转变提升为自动化的操作水平，并且能够智能化的进行运行，大大的降低了服务器在储存设备方面的运行负担，把不同的储存系统进行整合，形成一个便于管理和单一的储存池，并且，对不同的客户的不同需要，为使用的用户进行个人定制，针对客户的情况和存在的需求制定相应的数据应用，所以，储存虚拟化技术在以后的使用前景上前途是非常广阔。

［1］崔铁军.地理空间数据库原理［M］.北京：科学出版社，2007.

［2］金伟，谢长生.一种SAN非对称网络级储存虚拟化实现方式的设计和实现［J］.计算机工程与科学，2004，26（8）.

［3］王继周，李成名，付俊娥.面向分布式异构数据库的WebGIS连接池服务研究［J］.地理与地理信息科学，2003，19（3）：18-21.

［4］张书彬，韩冀中，刘志勇，等.基于MapReduce实现空间查询的研究［J］.高技术通讯，2010，20（7）：719-726.

杨晓娣（1985-），女，广东茂名人，大学本科，现供职于茂名技师学院，计算机操作与维修一级实习指导教师，研究方向：计算机系统结构。