數(shù)字圖書館的ＳＡＮ－ＮＡＳ存儲方案

[摘要]對于不斷增多的服務(wù)功能和服務(wù)要求，如何設(shè)計和建設(shè)圖書館電子資源存儲管理體系，簡化管理操作，提高資源服務(wù)系統(tǒng)的靈活性和安全性，已經(jīng)成為圖書館在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下必須面對、必須解決的現(xiàn)實問題。利用NAS—SAN兩種存儲結(jié)構(gòu)的融合，建立圖書館數(shù)字資源存儲管理體系，使圖書館的電子資源的建設(shè)和服務(wù)簡單、高效、安全、穩(wěn)定。

[關(guān)鍵詞]數(shù)字圖書 SAN-NAS 功能優(yōu)勢

一、SAN—NAS的融合存儲架構(gòu)

1．實現(xiàn)的功能

（1）管理員通過web登陸遠程管理；（2）為學(xué)校教師提供教學(xué)課件的個人網(wǎng)絡(luò)存儲，有效保護教師的文件資料不會丟失且使用更加方便；（3）將隨書光盤及資料光盤上網(wǎng)，在查找圖書目錄時可直接瀏覽光盤內(nèi)容；（4）提供課件資料的網(wǎng)絡(luò)視頻教學(xué)點播共享；（5）雙路數(shù)據(jù)庫在線互援保證圖書檢索數(shù)據(jù)庫的安全。

一期建設(shè)完畢后所采購的HBA卡還剩三塊，所以在二期實施中需要接入光纖SAN當(dāng)中的設(shè)備正好采用上，并將一期采購的磁帶機備份設(shè)備在二期設(shè)備到位以后全部安裝調(diào)試使用，通過二期的項目完善圖書館從服務(wù)能力，存儲容量，存儲管理，集中備份等都將進入一個全面完善階段。

3．網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲圖如下

一期系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓撲圖：（資源服務(wù)器和自動化業(yè)務(wù)服務(wù)器不在一個LAN內(nèi)）二期完善后拓撲圖：

“INTERNET”應(yīng)為“校園網(wǎng)”

三、系統(tǒng)相關(guān)模塊介紹

1．遠程管理網(wǎng)關(guān)存儲介紹

世界上速度最快的、安全性最高的存儲網(wǎng)關(guān)。SANCOME系列是全球領(lǐng)先的高性能獨立系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，在眾多的網(wǎng)關(guān)存儲產(chǎn)品中，SANCOME采用屢獲國際大獎的基于BSD Unix開發(fā)的微內(nèi)核專用存儲操作系統(tǒng)，其技術(shù)的高可靠性和防病毒與反黑客等安全性在業(yè)界中以“快速”稱著具世界領(lǐng)先水平，在網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展的時刻，系統(tǒng)安全是目前人們普遍關(guān)注的大問題，“蠕蟲”風(fēng)暴席卷了Windows2K系統(tǒng)，而Linux也開始受到黑客的攻擊，存儲系統(tǒng)面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)，用戶保存的數(shù)據(jù)資料需要具備高性能的安全解決方案。

靈活的存儲架構(gòu)。SANCOME高端產(chǎn)品采用獨立網(wǎng)關(guān)存儲引擎控制器，功能強大，數(shù)據(jù)輸入輸出效率達90%。作為開放式數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)的關(guān)鍵部分，SANCOME系統(tǒng)為用戶提供了擴展存儲接口，用戶既可以選擇2G或4G的光纖通道存儲子系統(tǒng)，也可以選擇SCSI Ultra160或Ultra320存儲設(shè)備，存儲容量可輕松擴充至180TB。多種以太網(wǎng)口的設(shè)計，使SANCOME存儲網(wǎng)關(guān)可以方便的連入用戶已存在的各種網(wǎng)絡(luò)中，多個千兆以太網(wǎng)口或高可用的雙機架構(gòu)，既支持獨立的工作（Primary/Primary），也為負載均衡或者冗余端口（Primary/Standby）工作模式提供了靈活和更多的不脫機運行。

強大的系統(tǒng)功能。基于BSD Unix開發(fā)的SANCOMEstor存儲操作系統(tǒng)，支持標(biāo)準(zhǔn)的文件協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供WINDOWS環(huán)境和混合UNIX環(huán)境下數(shù)據(jù)共享功能。SANCOMEsnap提供了多達4000個及時點數(shù)據(jù)不間斷的備份和立即的數(shù)據(jù)恢復(fù)，作為企業(yè)級用戶可以選擇本地數(shù)據(jù)備份、NDMP備份等多種數(shù)據(jù)保護方式，亦可選用SANCOMEsync基于文件的數(shù)據(jù)復(fù)制功能，可以實現(xiàn)一對多或多對一的遠程實時數(shù)據(jù)安全容災(zāi)。這些強大的功能只需通過Web圖形用戶界面GUI就可以進行遠程集中管理，更有中文顯示大大方便了網(wǎng)絡(luò)管理員的操作，降低了總擁有成本。

2．SANCOME NSG系統(tǒng)管理功能模塊

預(yù)裝SANCOMEstor V5存儲操作系統(tǒng)，基于Web的圖形用戶界面集中遠程管理全部數(shù)據(jù)；

SANCOMEsnap技術(shù)提供及時點數(shù)據(jù)不間斷的備份和立即的數(shù)據(jù)恢復(fù)。每個文件系統(tǒng)支持4000個snapshots(快照：由于用戶誤操作，將數(shù)據(jù)刪掉，snapshots功能可恢復(fù)4000次數(shù)據(jù)快速記憶并存放，以便用戶將誤操作刪除的數(shù)據(jù)找回)；

支持WINS、NIS、SNMP等協(xié)議，及文件定額、多協(xié)議文件鎖定、日志文件系統(tǒng)、ACLs、病毒掃描等功能，加強系統(tǒng)安全性與管理性；

支持SMB/CIFS、NFS、HTTP、FTP等多種文件協(xié)議，平滑實現(xiàn)不同操作系統(tǒng)平臺網(wǎng)絡(luò)客戶端之間的文件共享；

支持NDMP協(xié)議，可實現(xiàn)LAN-Free數(shù)據(jù)備份，加強數(shù)據(jù)備份速度，保證網(wǎng)絡(luò)流暢運行。采用LAN-Free或Server-less技術(shù)實施數(shù)據(jù)高速NDMP直接將NAS盤陣中的數(shù)據(jù)備份到磁帶庫中，這是以前采用服務(wù)器并占用局域網(wǎng)絡(luò)帶寬備份所望塵莫及的；

failover支持NAS雙機容錯功能，在一個引擎出現(xiàn)故障時，自動切換服務(wù)引擎，保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)連續(xù)可用；

SANCOMEsync提供基于文件的遠程實時數(shù)據(jù)容災(zāi)功能，可進行一對多或多對一的單、雙向數(shù)據(jù)同步。

SANCOME NAS能達到分權(quán)限、分級別的管理，不同用戶不能查看或使用之間的信息，可以確保將學(xué)院的資源分為學(xué)員、教師、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)等多級別管理。

對所為訪問操作的信息可自動生成日志管理，方便管理員總結(jié)用戶的使用情況，以供管理員參考對哪些資源需要增加；支持各種圖書數(shù)據(jù)期刊、素材、視頻、課件的共享存儲和管理。

專業(yè)評測性能最優(yōu)。SANCOME采用的系統(tǒng)在美國多家NAS專業(yè)廠商參與的著名Network Computing組織的中高端產(chǎn)品多項混合測試中一舉摘取“Editor’s Choice Well Connection”桂冠。聯(lián)合測試包括多并發(fā)用戶狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸速度、平均響應(yīng)時間、容量可擴展性、可管理性能、支持的功能及價格等方面的混合評測，除價格外各項均位居榜首。

高可靠性應(yīng)用（SANCOMEsnap， Failover）。SANCOMEsnap快照，即Snapshot，或者checkpoint其實都是對某一個特定文件系統(tǒng)在某一個特定時間點的一個具只讀屬性的系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)鏡像。SANCOME NAS支持每個文件系統(tǒng)多達4000個快照，每個快照提供一個文件系統(tǒng)的當(dāng)時運行的具體情況。快照的產(chǎn)生非常快速，所需時間不到一秒。每一個卷可以有自己的快照方案，用戶或應(yīng)用程序可應(yīng)用原來文件所賦予的權(quán)限訪問這個快照所指向的文件。SANCOMEsnap功能并不設(shè)定任何快照存儲空間限額以保證最高的靈活性。系統(tǒng)管理員可以通過快照管理來控制快照的數(shù)量和消耗的存儲空間。

高速免網(wǎng)備份（LAN-Free， NDMP）。以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的存儲系統(tǒng)可以減少網(wǎng)絡(luò)骨干的流量，它把數(shù)據(jù)直接定位到各系統(tǒng)用戶的網(wǎng)端。我們知道SANCOME NAS支持的協(xié)議包括Unix的NFS網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)， Microsoft的Windows SMB/CIFS， 通用Internet文件系統(tǒng)，HTTP和FTP。同時，它的NDMP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理協(xié)議，應(yīng)用本地備份方式把磁帶機連接到NAS系統(tǒng)從而把備份的時間大大降低。由于把磁帶機直接連接到NAS上，NAS上的數(shù)據(jù)可以不用通過網(wǎng)絡(luò)就備份到磁帶上，我們可以全面享用數(shù)據(jù)流磁帶的高性能由不會對網(wǎng)絡(luò)帶來任何負擔(dān)即LAN-Free數(shù)據(jù)備份。

數(shù)據(jù)異地容災(zāi)（SANCOMEsync）。SANCOME在上述Failover方案解決了本地系統(tǒng)可靠保障，實際應(yīng)用中，我們的企業(yè)往往跨地域分布在不同的國家和地區(qū)，用戶所存放在各地的NAS系統(tǒng)的文件數(shù)量和內(nèi)容則不盡相同。如果系統(tǒng)中的文件希望作出共享或者是業(yè)務(wù)要求，不管地理因素如何，不同地點對于同一個文件所發(fā)生的變更需要提供給其他地點的用戶，要求系統(tǒng)管理員傳輸GB或甚至是TB的數(shù)據(jù)。

“多對一、一對多”數(shù)據(jù)遷移和單雙向文件復(fù)制。SANCOMEsync是一個以文件為基礎(chǔ)的復(fù)制軟件。基于數(shù)據(jù)塊層面(Block Level)的拷貝的功能，可以快速拷貝整個文件系統(tǒng)或僅僅是文件的改變部分，以全面消除對跨域或遠程系統(tǒng)所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)流量問題。它透過SANCOMEsnap(快照功能)探測到文件的變化，并將變化的文件傳向兩臺或更多的SANCOME設(shè)備，以此進行異地數(shù)據(jù)變更文件的更新。

3．SANCOME 存儲網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

軟件特征

NAS操作系統(tǒng)BSD Unix SANCOMEstor V5

網(wǎng)絡(luò)文件協(xié)議CIFS/SMB、NFS v3、HTTP、FTP

網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議TCP/IP、NetBEUI

系統(tǒng)管理基于Web的圖形用戶管理界面

日志文件系統(tǒng)（JFS）

SNMP v2

用戶、成員、組、磁盤定額

（File Quota）

環(huán)境監(jiān)測（CPU、風(fēng)扇、電源）

E-mail報警（SMTP）

Unicode、DHCP、BOOTP

網(wǎng)絡(luò)安全性MS域名服務(wù)（DNS）

MS輕量級目錄管理（LDAP）

UNIX網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)（NIS）

WINS Internet名稱服務(wù)

多協(xié)議文件鎖定

數(shù)據(jù)保護SANCOMEsync數(shù)據(jù)遠程復(fù)制系統(tǒng)

SANCOMEsnap即時或定時時間點鏡像

Failover雙機容錯

SCSI本地備份

NDMP LAN-free備份

動態(tài)卷管理（DVM）

病毒掃描（Scan Virus）

硬件特征

CPUIntel Xeon 2.8GHz多處理器

內(nèi)存DDR SDRAM標(biāo)配可擴充

前端總線 500MHz

芯片組Intel E7501

支持存儲容量最大 180TB

I/O插槽full height + low profile

擴展系統(tǒng)接口Ultra SCSI 160/320

Fibre Channel：1Gb / 2Gb

網(wǎng)絡(luò)接口 10/100 + 1000 EthernetRJ45

電源 760W 100-240VAC自適應(yīng)

冗余熱插拔

風(fēng)扇冗余熱拔插

Floppy/CD-ROM標(biāo)準(zhǔn)配置

環(huán)境參數(shù)工業(yè)機架結(jié)構(gòu)

溫度10-35 ℃

濕度5-95% non-condensing

認證FCC， CE， UL/CUL， TUV

4．NAS客戶端共享存儲的優(yōu)勢

（1）每個用戶擁有自己的存儲空間（由管理員指定）。

（2）每個用戶可以自行控制自己的存儲空間，可將自己的存儲空間指定共享給特定的用戶。

（3）每個用戶可以看到自己共享給誰或誰共享給自己的目錄列表。

（4）用戶可以修改自己的密碼。

（5）用戶操作簡潔方便，能夠指定共享用戶的讀寫權(quán)限。

（6）支持用戶遠程登陸，通過WEB的訪問，管理、共享自己的目錄。

用戶登錄管理

用戶登錄管理包括用戶身份檢驗，用戶權(quán)限鑒定和用戶使用安全性的管理。只有NAS有效用戶才能登錄系統(tǒng)，退出本系統(tǒng)之后本次登錄失效。以此保證用戶空間和用戶檔案的安全。

共享空間管理

共享空間管理是NAS客戶端的主要管理功能子模塊。主要用于用戶管理自己的共享空間，使普通用戶對管理員分配給該用戶的共享空間進行管理，包括目錄管理和共享管理。

（1）目錄管理

創(chuàng)建目錄、刪除目錄、刪除文件；

（2）共享管理

創(chuàng)建共享，設(shè)置共享權(quán)限，指定共享的有效用戶以及用戶的訪問權(quán)限；

修改共享，修改共享權(quán)限，指定共享的有效用戶以及用戶的訪問權(quán)限；

刪除共享，刪除指定共享目錄；

用戶共享列表。在用戶共享列表中可以列出所有共享目錄中以下兩類目錄：

（1）被共享目錄的所有者是當(dāng)前用戶的共享目錄

（2）當(dāng)前用戶可以訪問的共享目錄，

用戶密碼修改。用戶密碼修改為用戶提供了一項修改自己的密碼功能，而不需要管理員來進行用戶密碼修改，減少管理員的工作量，提高用戶身份的安全性。

5．SAN-NAS融合存儲架構(gòu)的優(yōu)勢

北京物資學(xué)院圖書館的數(shù)據(jù)主要分為兩部分：一部分為數(shù)據(jù)塊級的文件存儲，而另一部分文件級的文件則通過NAS的架構(gòu)來實現(xiàn)，這樣就能很好的解決北京物資學(xué)院圖書館的問題，提高了服務(wù)器應(yīng)用效率，并保護了原有投資。

SANCOME NSG存儲網(wǎng)關(guān)應(yīng)用后，將建成一個網(wǎng)絡(luò)中安全大容量的跨平臺的共享空間提供給電子書庫、Web等應(yīng)用系統(tǒng)進行集中存儲管理。利用網(wǎng)關(guān)中的用戶級別權(quán)限管理功能，并為校內(nèi)用戶在網(wǎng)絡(luò)上劃分一定獨立空間實現(xiàn)存儲備份等功能；用SANCOMEsnap快照對整個NSG系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)進行快照保護，SANCOME NSG網(wǎng)關(guān)支持4000次的快照保護，可以在幾秒鐘內(nèi)對每一個文件系統(tǒng)的當(dāng)時運行的具體情況進行數(shù)據(jù)點變化計錄，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生丟失后可以通過快照進行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

將NAS NSG存儲網(wǎng)關(guān)直接接入一期的SAN存儲區(qū)域網(wǎng)中，由管理員通過Web進行一些IP的設(shè)定、用戶級別、數(shù)據(jù)文件權(quán)限及快照等功能策略設(shè)定，通過Web圖形用戶界面GUI就可以進行遠程集中的管理。

普通用戶作為客戶端訪問使用NAS服務(wù)器，擁有對管理員分配給自己的數(shù)據(jù)存儲空間很大的管理權(quán)限。該功能保證了普通用戶可以不需要通過管理員就能處理自己的數(shù)據(jù)存儲空間，并將該空間的數(shù)據(jù)迅速自由的共享給他所希望的用戶。這樣的功能設(shè)計將大量的共享工作分?jǐn)偟搅嗣總€用戶手中，使得管理員的工作量大大減輕，從而避免了由于管理員疏忽或操作不慎而對工作造成損失。

（作者單位：北京物資學(xué)院）