基于計量管理信息平臺的高性能計算系統與數據存儲系統分離技術的研究

李棟

摘要：伴隨經濟的發展，社會對高質量的專業計量服務、科學完善的質量管理體系、高效的辦公自動化管理都有非常高的要求，隨之而來的是信息量急劇增加，用戶對計算機系統的高性能計算和大容量存儲的需求不斷增長。這使得高性能計算系統與大容量存儲系統必然走向分離?；诖吮疚难芯刻峁┝艘粋€很好的思路與方案，實現了對龐大計量數據存儲與復雜性計算的分離。

關鍵詞：高性能計算 大容量存儲 數據存儲

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

該文以現有的計量信息管理平臺為基礎，借助光纖通道技術的存儲局域網（SAN），改變現有的DAS方式，并利用集中存儲和分布式計算的技術將業務數據和系統數據從傳統的計算機系統中分離出來，進而實現存儲與計算的分離。按照這種模式構建的計算機系統，不僅能夠極大地發揮計算機系統的靈活性和可用性，而且能夠通過動態資源調度和組合充分發揮現有計算資源與存儲資源的價值。并且還能夠快速、靈活地適應新的業務發展的模式，真正實現“隨需計算”，使其能夠更好地滿足用戶及業務應用的需求。

1相關技術國內外發展現狀

從20世紀的70年代以來，大多數計算機系統，尤其是大型機，采用傳統的DAS（Direct—At—tached Storage）方式直接連接存儲設備。近幾年，隨著計算機技術及網絡技術的飛速發展，使得高性能計算資源和大容量存儲資源在物理上的分離成為可能。將高性能計算系統與大容量存儲系統進行科學分離是計量管理的必然趨勢。

2本研究的設計原理

本研究的設計主要包括以下兩個方面：首先，改變連接模式的方面，為了改變現有的DAS連接模式，考慮到計量信息數據的海量性、重要性等因素，我們將采用移動存儲和虛擬技術相結合的方式保證數據的安全；其次，借助光纖通道技術搭建存儲局域網，計算資源與存儲資源通過網絡相連，系統數據、用戶數據和公共數據均存儲在存儲資源中，通過管理臺來管理系統數據和計算資源之間的映射關系。使得每一個計算資源都可以通過綁定某一個系統數據，并分配相應的用戶業務數據，以構成特定的業務系統；其次，大容量存儲方面，數據的安全靠數據存儲的技術來保證。如今國內的政府行業或企事業單位正在進行數據中心的集中，而不是集中服務器，只有做到數據信息的共享，全面收集數據并對其進行分析，才能提高政府行業或企事業單位的工作效率，才能真正做到利用基礎數據對未來的發展進行決策分析。為了使存儲系統擁有更安全的數據保護特性、更高的可靠性、更高的可用性、更靈活的擴展性及平滑增容的特性等，我們改變了拓撲連接技術，利用目前公認最具有發展潛力的開放式SAN存儲技術，解決“信息孤島”的問題。

3 與業務管理系統的銜接

為了將本項研究技術應用到實際工作中，同時也驗證其實用性，特與吉林省能源計量數據采集分析系統相銜接，該系統是一套面向全省的能源計量數據采集分析業務系統。它的工作目標是充分利用通訊網絡、自動化控制等高新技術，實現對重點用能單位能源計量工作的動態管理及對重點用能單位各耗能環節用能狀況的實時監測和動態分析，為用能單位內部和相關管理部門提供高效、及時、全面、準確的用能數據，達到加強科學用能管理、挖掘節能潛力、分析耗能問題的綜合節能降耗目標。政府節能主管部門可以通過對各項能耗數據實施全面監測，準確及時地評估重點用能單位用能狀況，客觀、公正、科學地評價節能降耗工作。該系統的架構圖如圖1所示。

圖1 系統應用架構圖

存儲系統如圖2所示。

圖2 系統存儲層面圖

通過以上兩個圖可以看出該套業務系統不僅需要對基礎信息的錄入還需要對耗能現場的數據進行實時采集并加以計算最終形成分析統計的結果，因此，其訪問量、存儲量、計算量都相當龐大，并且對系統的相應時間要求也比較高。而利用本項目的研究方法，經過與公共計算平臺的對接，使得整個系統的業務處理能力得到很大的提升，即系統連續服務時間：不間斷；畫面數據刷新時間：≤3秒；聯機檢索數據平均響應時間：≤5秒；網絡平均負荷率：≤30%，充分證明了本項目所提出的方案是合理的，實際得到的結果是明顯的。

該系統的研發來源于吉林省公共計算平臺開放課題“基于計量管理信息平臺的高性能計算系統與數據存儲系統分離技術的研究”，力圖利用一種計算與存儲的分離技術，解決計量領域大數據的處理問題。并且通過將其應用于實際業務系統得到良好的實際效果。證明其具有很大的延伸性和發展空間，具有很大的推廣價值。

參考文獻

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