基于NAS存儲的網絡文檔共享系統

黃鴻，李文杰，嚴源，劉東東

[摘? ? 要]隨著云服務器的廣泛使用，基于互聯網服務的業務也日益增多，但是對于內外網文件交換、文件共享的服務卻是少之又少，伴隨著業務需求的深入，內外網多系統之間互相合作，資源共享的需求越來越高，意味著需要更多的內網服務出現。基于NAS的存儲環境的合理設計，可實現了近年來存儲空間動態擴展。本文著重探討了業務邏輯和文件特征等屬性，性屬性具有一定的通用性，在業務邏輯的生產環境中得到了廣泛的應用。

[關鍵詞]NAS（網絡連接存儲）;分級存儲;RAID（獨立冗余磁盤陣列）

[中圖分類號]TP333 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–0–02

Network Document Sharing System Based on NAS Storage

Huang Hong ，Li Wen-jie ，Yan Yuan ，Liu Dong-dong

[Abstract]With the widespread use of cloud server， business based on Internet services is increasing， but for internal and external file exchange and file sharing service is few， with the depth of business demand， more cooperation between internal and external systems， resource sharing demand is more and more high， means that more intranet services.The rational design of the NAS-based storage environment can realize the dynamic expansion of the storage space in recent years.This paper focuses on the attributes of business logic and file characteristics， which are somewhat universal and are widely used in the production environment of business logic.

[Keywords]NAS （network-connected storage）; tiered storage; RAID （independent redundant disk array）

隨著云服務器的廣泛使用，基于互聯網服務的業務也日益增多，但是對于內外網文件交換、文件共享的服務卻是少之又少，隨著業務需求的深入，內外網多系統之間互相合作，資源共享的需求越來越高，意味著需要更多的內網服務出現。

在現有技術中，內外網之間是相互隔離的，但是外網用戶有獲取內網文件的需求，現有技術中為了解決該問題，通常采用設置獨立的數據庫的方式，內網服務器將內網文件上傳到數據庫中，外網用戶在身份驗證通過后訪問該數據庫。這種采用獨立的數據庫的方式，只適用于需要備份的文件數量較少的情況，對于并發的多文件存儲與同時訪問，造成數據庫備份困難、請求響應困難。對于電子資料來說，其存儲方案主要分為三大類：直接連接存儲（以下簡稱：DAS）、網絡連接存儲（以下簡稱：NAS）和存儲區域網絡（以下簡稱：SAN）。

（1）DAS的存儲方法是經由SCSI或ATA接口直接連接服務器和存儲裝置。

（2）NAS使用TCP/IP、ATM、FDDI等網絡技術，連接到服務器的方式是經由網絡開關將存儲裝置（如硬盤陣列、CD或DVD驅動器、磁帶驅動器或可移動的存儲介質），經由TCP/IP網絡協議傳送數據。

（3）SAN是一種通過光纖通道連接磁盤陣列的高速網絡。

本文提供一個基于NAS的intranet和extranet文件共享系統，用于執行intranet和extranet文件共享，并能夠及時響應購買extranet用戶文件的需求。通用存儲解決方案NAS主要包括以下幾個部分：外部網絡、內部無線AP、路由器等設備、NAS服務器、電視、平板電腦、計算機、機頂盒以及IP攝像頭、測試儀器、智能家居設備等，還包括移動硬盤、USB閃存等。

1 相關技術

NAS的全稱是Network Attached Storage，翻譯成中文就是網絡附加存儲。其拆解一下就是網絡、附加、存儲。存不需要過多的解釋，就是來存儲東西的。附加的意思就是這塊存儲可以輕松的附加上，或者取下而不影響系統使用。對比我們電腦上的硬盤，就不能說是附加的。因為電腦硬盤不能隨便的取下，而且硬盤取下來之后你的電腦就沒法用了。網絡的意思是想要訪問存儲里面的內容，需要有網絡才行，不管是公網還是局域網反正得有網。簡單來說，NAS提供存儲服務，可用通過網絡來訪問存儲里面的內容。

1.1 常見的NAS設備

當前為了滿足我國互聯網服務數據存儲的需求，各國都出現了成熟的解決方案。例如，群暉科技（Synology）、威聯通科技股份有限公司（QNAP）以及其他如Netgear、HP ProLiant存儲服務器等。國內NAS及部分產品制造商：如華為rh2285v1存儲服務器等。此外，NAS設備具有相應的集成功能，包括迅雷路由器、小米盒、樂視等。

此外，部分單位還組裝硬件、軟件，以實現家庭NAS。NAS系列級應用程序中也是獨一無二的。例如，它對硬件也有一定的要求，如接口多、體積小、散熱好、噪聲小等，因為家庭中沒有專門的專業機房來存放機器設備。

通過分級存儲功能將數據存儲于介質當中，在不同的土層級間再結合相關策略實現數據的動態流動，以提升系統的存儲性能。根據硬盤種類型來分，主要包括性能層、均衡層和容量層。其性能層主要利用熱數據進行交換，存儲介質為全SSD固態存儲，與傳統機械硬盤相比，在存儲容量及響應時間上具有明顯的優勢，如可以大大降低系統存儲的響應時間和數據的訪問效率。均衡層的數據存儲主要采用固態硬盤進行數據服務，轉速為10 000 r/min。容量層的存儲介質為機械硬盤，可存儲歷史歸檔數據，轉速為7 200 r/min，存儲時間為3～5 a（圖1）。

1.2 NAS網絡架構設計

NAS存儲利用光纖與核心交換機相接進入局域網，并實現兩端配置接口互通，便于數據存儲的快速訪問。

為了確保存儲系統的安全穩定運行，應對硬件架構和軟件架構進行優化。在硬件架構設計時，主柜采用3U16盤位主柜，并配置雙控制器，以實現控制器的冗余備份，確保存儲的訪問性能。在主機接口設計時，主機接口分為4個10 GbE和4個1 GbE，主要應用于數據備份接口;擴展柜優化設計時，選用24盤位擴展柜，硬盤槽位112個。在軟件架構設計上，應合理配置協議許可、快照、卷克隆等存儲功能，以提高存儲效率（圖2）。

2 系統設計與實現

2.1 存儲容量設計及磁盤選型

為了滿足業務系統對存儲系統的數據訪問響應速度的要求，應不斷優化吞吐量性能。容量層硬盤選擇NL_SAS企業級硬盤，以滿足大容量需求，確保企業的經濟效益。此類硬盤前端采用雙端口，并與不同的控制器相連，如果前端單個控制器出現故障，另一個控制器實現硬盤識別。

緩存層的SSD緩存加速應選擇企業級硬盤。由于業務系統中有大量小文件讀寫，對存儲的IOP要求較高;而SSD與7200 r/min

轉速機械硬盤相比，在帶寬及響應時間方面具有著較大的優勢。故在SSD緩存加速設計時，應利用SSD盤提升小文件讀取速度，并且可以將它介于內存與HDD間的緩存池。另外，因SSD盤的讀取速度較高，故可有效地縮短數據的響應時間，提升系統的性能功能。由此可見，本次包括112個盤位，16盤位主柜1個和24盤位擴展柜4個，SSD緩存有2個盤位，剩余的盤位采用NL_SAS企業級硬盤。

2.2 軟件配置

根據Pogoplug設備的使用需求，需要進行TTL線路驅動程序下載。當解壓文件以后，應按照系統指示找到相應的文件，并點擊路徑完成操作。當插入TTL線時，可通過NAS的存儲系統進行新硬件安裝，且可以執行驅動器操作的自動化。另外，應按照協議要求，合理地選擇序列號和端口。本地連接的IP地址為192.168。

從智能判識系統對存儲需求方面考慮，其對存儲容量需求量較高，加上單套存儲硬盤種類較多，所以為了避免不同的RAID組在多次校驗時引起控制器性能損失問題，本次設計選擇RAID5方式。在RAID5模式下，配置9塊磁盤和1個RAID組，通過多個塊數據盤，達到了確保盤性能和數據安全的目的。因此，在RAID選擇時，應選用RAID5（8D+1P）模式。

2.3 系統運行與評測

為了滿足NAS的私有云存儲系統的運行需求，應對存儲系統的功能進行實驗，設置以下環境。

（1）在選擇測試手機時，應選用一款Android4.4系統的手機。

（2）應合理地設置內網服務器的運行環境，其系統環境如下：CentOS Linux release 7.1.1503（Core）。JDK版本：jdk-8u65-linux-x64.tar.gz。IP地址：192.168.0.47

（3）系統可設置公網服務器運行環境：CentOS Linux release 7.1.1503（Core）;版本采用JDK版本：jdk-8u65-linux-x64.tar.gz;驅動采用MySQL驅動：mysql-connector-java-5.1.37-hin.jar;IP地址：42.62.101.111

通過對NAS的存儲系統的功能進行測試，相對于傳統平臺數據而言，在數據安全和平臺穩定性方面具有較大的優勢。同時，通過系統所具備的私有NAS的云存儲平臺，實現了傳統的私有云平臺的優化且通過對數據進行分析，此云存儲系統能夠有效地解決傳統平臺存在的不足，實現了系統的優化目標，從整體上來說，其優化程度將達到數十倍。

3 結束語

根據NAS存儲系統總體設計要求，應合理地選擇NAS設備，并配置相應的軟件和硬件，對NAS的私有云存儲系統進行優化。實踐證明，通過系統評估，大大地提升NAS的私有云存儲平臺數據的安全性和穩定性，且數據傳輸速度較快、功能齊全，擁有良好的網絡交互環境，具有較高的應用價值。

本文通過NAS的存儲環境的優化設計，達到了多年存儲空間動態擴展的目標。在設計拓展方面，不斷地優化數據的存儲環境，對于不同的網絡環境，只需進行網絡架構調整即可，從上可以看出，NAS存儲環境能夠為其他網絡存儲提供良好的應用環境和解決方案，為今后NAS存儲系統的推廣與應用提供參考。

參考文獻

[1] 石夫乾，周林.一種基于NAS的網絡存儲管理軟件的設計與應用[J].電腦知識與技術，2006（26）：67-69.