GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)特點(diǎn)

1、一、GIS空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的特點(diǎn)GIS中的空間數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、形式多樣、來(lái)源豐富、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，所以對(duì)GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有特別的要求：首先、需要對(duì)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理能力，空間數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展,各級(jí)空間數(shù)據(jù)中心所采集、處理、存儲(chǔ)與備份的各種類型空間數(shù)據(jù)呈海量增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理及應(yīng)用是GIS中首先要解決的問(wèn)題。其次、海量數(shù)據(jù)的處理能力，海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用,涉及到數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸、處理的速度,多用戶并發(fā)訪問(wèn)的調(diào)控等,數(shù)據(jù)的應(yīng)用不僅依賴于采用軟件的處理能力,還需要考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬、服務(wù)器系統(tǒng)的負(fù)載均衡等問(wèn)題。第三、需要數(shù)據(jù)的安全性的保證，隨著用戶的增多，來(lái)自各個(gè)方面的各種安全隱患也會(huì)隨之而增

2、加，網(wǎng)絡(luò)GIS需要有完備的網(wǎng)絡(luò)安全防范機(jī)制防止系統(tǒng)受到侵害。第四、良好的數(shù)據(jù)備份保護(hù)性能，GIS系統(tǒng)是一個(gè)面向多用戶的應(yīng)用和管理系統(tǒng)，要求系統(tǒng)有持續(xù)的可利用性，可滿足不用時(shí)段、不同需求的用戶應(yīng)用的需求，系統(tǒng)數(shù)據(jù)要有良好的存儲(chǔ)備份機(jī)制，防止出現(xiàn)故障后系統(tǒng)的修復(fù)困難。二、網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)技術(shù)的介紹網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)就是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和存儲(chǔ)I/O技術(shù)集成起來(lái)，利用網(wǎng)絡(luò)的可尋址能力、即插即用和連接性、靈活性，存儲(chǔ)的高性能和高效率，提供基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)存取和共享服務(wù)，在超大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)、管理上，擴(kuò)展性方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)在很多大型系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中獲得應(yīng)用。常有的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)包括以下四種：1. &

3、#160; 直連存儲(chǔ)（DAS或SAS）    它是以服務(wù)器為中心的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。具有組建簡(jiǎn)單靈活,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份速度快等優(yōu)勢(shì),但服務(wù)器負(fù)擔(dān)大,不適用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。1. 附網(wǎng)存儲(chǔ)（NAS）它是以數(shù)據(jù)為中心的存儲(chǔ)模式,將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B接到一組計(jì)算機(jī)上,脫離了服務(wù)器和通用的操作系統(tǒng),適用于網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)模式的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。2. 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）它是以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為中心的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu),即將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)作為網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)區(qū)域獨(dú)立出來(lái)。在高度的設(shè)備共享、數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)上,減輕了網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的負(fù)擔(dān),從而實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高速傳輸存儲(chǔ)。3. IPSAN存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)是基于ISCSI協(xié)議

4、的一種新型的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)。在結(jié)構(gòu)上與LAN隔離,而在技術(shù)上與LAN一致的新型SAN存儲(chǔ)結(jié)構(gòu),充分利用了原有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施資源,釋放客戶端的CPU資源,在原有的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高速的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。采用以上4種存儲(chǔ)技術(shù)的集成應(yīng)用,可以滿足目前各種大型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理需求。    上面簡(jiǎn)單的介紹了幾種網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的技術(shù)，每種存儲(chǔ)技術(shù)的基本原理、特點(diǎn)、應(yīng)用、存在的問(wèn)題等在教材里都有。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)是一種新型的存儲(chǔ)技術(shù),它是將物理存儲(chǔ)設(shè)備和虛擬存儲(chǔ)實(shí)體結(jié)合在一起來(lái)滿足網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用需求。用戶在透明有效的方式下、在存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并統(tǒng)一管理數(shù)據(jù),無(wú)論后端物理存儲(chǔ)是什么設(shè)備

5、,服務(wù)器及其應(yīng)用系統(tǒng)看到的都是其物理設(shè)備的邏輯映像。存儲(chǔ)虛擬化包括3個(gè)層次:基于服務(wù)器的虛擬存儲(chǔ)、基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬存儲(chǔ)和基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬存儲(chǔ)。1)基于服務(wù)器的虛擬化由邏輯卷管理軟件在主機(jī)/服務(wù)器上完成,經(jīng)過(guò)虛擬化的存儲(chǔ)空間來(lái)跨越多個(gè)異構(gòu)的磁盤陣列。具有高度的穩(wěn)定性和對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)的開放性,卷和文件系統(tǒng)可以在不停機(jī)的情況下動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。2)基于存儲(chǔ)設(shè)備的虛擬化一些高端陣列本身智能化管理應(yīng)用的主要技術(shù)手段,可以實(shí)現(xiàn)同一陣列供不同主機(jī)來(lái)分享的功能。3)基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬化通過(guò)使用專用的存儲(chǔ)管理服務(wù)器和相應(yīng)的虛擬化軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)主機(jī)/服務(wù)器對(duì)多個(gè)異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備之間的訪問(wèn)。對(duì)主機(jī)來(lái)說(shuō)看到的是不同陣列的統(tǒng)一映像,達(dá)

6、到不同主機(jī)和存儲(chǔ)之間真正的互連和共享。  通過(guò)上面的了解，覺(jué)得GIS的空間數(shù)據(jù)應(yīng)該采取網(wǎng)絡(luò)化的存儲(chǔ)技術(shù)。采用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，不僅可以解決GIS中海量數(shù)據(jù)的管理問(wèn)題，還可以優(yōu)化GIS數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸速度等制約。無(wú)論是矢量數(shù)據(jù)還是柵格數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)化的存儲(chǔ)技術(shù)就可以比較好的實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)備份、實(shí)現(xiàn)全方位的數(shù)據(jù)管理。柵格數(shù)據(jù)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)量更大，特別是現(xiàn)在從2D到3D地理信息系統(tǒng)的升級(jí)，3D的柵格數(shù)據(jù)需要更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力和管理能力，還需要更為優(yōu)化的數(shù)據(jù)格式（數(shù)據(jù)組織方式）。三、空間數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)膯?wèn)題及解決方案在網(wǎng)絡(luò)化的地理信息

7、系統(tǒng)中,如何把用戶提交的有關(guān)地理空間信息的請(qǐng)求和返回結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)有效地進(jìn)行傳輸,是影響系統(tǒng)性能的重要因素?？臻g數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸不僅受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的制約，也與存儲(chǔ)技術(shù)和數(shù)據(jù)組織方式密切相關(guān)，上面我們介紹了空間數(shù)據(jù)應(yīng)該采取網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)技術(shù)。由于利用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，各種地理信息的空間分析和處理就需要網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，而網(wǎng)絡(luò)的不安全因素和網(wǎng)絡(luò)的帶寬成了空間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕獑?wèn)題?？臻g數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸時(shí)，主要有以下幾個(gè)問(wèn)題：1. 數(shù)據(jù)的安全性問(wèn)題在網(wǎng)絡(luò)化地理信息系統(tǒng)應(yīng)用日益廣泛的今天，如何保證地理信息數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸安全是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。目前，OPEN GIS等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織正在加緊研究和制訂地理信息共享方面的

8、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是，一套完整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)范還沒(méi)有被普遍采用。不同的GIS廠商都根據(jù)各自的需求推出了不同的設(shè)計(jì)方案，總體來(lái)說(shuō)主要包括：CGI方式、Server API方式、Plug-in方式以及Java語(yǔ)言方式等等?；谝陨蠋追N方案構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，它們?cè)跀?shù)據(jù)傳輸上具有以下特點(diǎn)：（1） 客戶端與服務(wù)器端之間采用基于HTTP協(xié)議的瀏覽器與WEB服務(wù)器方式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。（2） 客戶端與服務(wù)器端之間的數(shù)據(jù)傳輸基本上是以明文方式進(jìn)行。雖然通用的瀏覽器和Web服務(wù)器目前都可以提供一些安全功能，但由于國(guó)外對(duì)安全產(chǎn)品出口的限制以及國(guó)內(nèi)對(duì)安全產(chǎn)品使用方面的一些規(guī)定，這些功能還不能普遍適應(yīng)國(guó)內(nèi)的應(yīng)用需求。

9、（3） 在通信過(guò)程中，客戶端與服務(wù)器端之間一般不進(jìn)行身份鑒別或僅通過(guò)口令字方式相互進(jìn)行身份鑒別。基于上述特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸方面主要存在以下幾個(gè)安全隱患：（1）對(duì)用戶身份的仿冒攻擊者盜用合法用戶的身份信息（比如用戶的口令），以仿冒的身份與服務(wù)器端通信，騙取信息。（2）對(duì)網(wǎng)絡(luò)上信息的竊取攻擊者在網(wǎng)絡(luò)的傳輸鏈路上，通過(guò)物理或邏輯的手段，對(duì)合法用戶與服務(wù)器端之間傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行非法截獲與監(jiān)聽(tīng)，從而得到其中的敏感信息。（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)上信息的篡改攻擊者可能對(duì)網(wǎng)絡(luò)上合法用戶與服務(wù)器端之間傳送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行截獲并且篡改其內(nèi)容（增加、截去或改寫），使數(shù)據(jù)信息的接收方無(wú)法得到真實(shí)的數(shù)據(jù)信息。針對(duì)數(shù)據(jù)的安

10、全性問(wèn)題，利用代理中間件構(gòu)建一個(gè)基于代理中間件的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸安全平臺(tái)。基于代理中間件構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸安全平臺(tái)可以提供如下安全服務(wù)功能：（1）數(shù)據(jù)保密對(duì)需要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以保證在被非法截取的情況下，未授權(quán)的用戶無(wú)法得知其中包含的真實(shí)信息。（2）數(shù)據(jù)完整性對(duì)要傳送的數(shù)據(jù)制作消息文摘，以確認(rèn)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中是否被篡改。（3）身份鑒別利用客戶端和服務(wù)器端的公鑰證書或利用生成的主秘密，實(shí)現(xiàn)雙方之間的雙向身份鑒別。2. 空間數(shù)據(jù)的傳輸速度問(wèn)題空間數(shù)據(jù)的傳輸速度問(wèn)題是一個(gè)由很多因素組合決定的。無(wú)論是從數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆謮K處理，還是提高服務(wù)器的處理容量和網(wǎng)絡(luò)的帶寬，都能加快空間數(shù)據(jù)的

11、傳輸。兩種傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)傳輸模型WebGIS出現(xiàn)之后已經(jīng)存在兩種空間數(shù)據(jù)傳輸模型,分別是基于柵格的空間數(shù)據(jù)傳輸模型和基于矢量的空間數(shù)據(jù)傳輸模型。還有一些其他的加快空間數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ豪檬笘呕旌蠑?shù)據(jù)模式：空間數(shù)據(jù)庫(kù)是比一般的數(shù)據(jù)庫(kù)要復(fù)雜, 尤其在中更是如此。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)傳輸和帶寬的限制, 因此如何有效地進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的調(diào)度和顯示就成為的技術(shù)難點(diǎn)。通過(guò)構(gòu)造矢量和柵格混合系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 并在服務(wù)端和客戶端建立各自的多級(jí)緩沖, 采用多線程調(diào)度方法, 解決一直影響系統(tǒng)運(yùn)行速度瓶頸即網(wǎng)絡(luò)帶寬所帶來(lái)運(yùn)行速度慢問(wèn)題, 提高軟件調(diào)閱空間數(shù)據(jù)的調(diào)度速度, 加快頁(yè)面響應(yīng)時(shí)間。主要是加快瀏覽器調(diào)閱空間數(shù)據(jù)速度。建立矢量柵

12、格混合數(shù)據(jù)模型，通過(guò)服務(wù)器多線程調(diào)度數(shù)據(jù)，主要分為三個(gè)線程進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)用：數(shù)據(jù)傳輸管理線程、粗分辨率影像數(shù)據(jù)傳輸線程、精細(xì)分辨率影像數(shù)據(jù)傳輸線程。通過(guò)多線程，減少服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間。客戶端也采用多級(jí)緩存的技術(shù)。減少用戶的等待時(shí)間?；赑2P 技術(shù)的GIS 數(shù)據(jù)傳輸方法：隨著WebGIS 用戶數(shù)量的不斷增加，傳統(tǒng)的基于C/S 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)傳輸模型已難以滿足其不斷增長(zhǎng)的海量數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。提出了一種新的基于P2P 技術(shù)的GIS 數(shù)據(jù)傳輸方法來(lái)解決該問(wèn)題。借助相對(duì)成熟的P2P 技術(shù)，由資源服務(wù)器搜索資源，然后建立連接，完成地圖數(shù)據(jù)的傳輸，可有效地提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。基于P2P 技術(shù)的GIS 數(shù)據(jù)傳輸是GI

13、S 領(lǐng)域的一個(gè)新的應(yīng)用，它主要是對(duì)GIS 地圖數(shù)據(jù)在Web 中的傳輸提出新的解決方案，使得數(shù)據(jù)傳輸不再完全依s 靠服務(wù)端，提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速率。3. 空間數(shù)據(jù)（主要是矢量數(shù)據(jù)）的拓?fù)潢P(guān)系的傳輸問(wèn)題有時(shí)候我們需要在客戶端對(duì)地理信息進(jìn)行一些空間拓?fù)浞治龊途W(wǎng)絡(luò)分析。這就需要我們?cè)诒ＷC數(shù)據(jù)傳輸安全性的前提下，將用戶需要的數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系傳輸?shù)娇蛻舳诉M(jìn)行分析處理。當(dāng)然這個(gè)雖然不是主流，但是我覺(jué)得基于胖服務(wù)器的方式，每一個(gè)操作都要取決于網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的性能。摘  要隨著計(jì)算機(jī)的普及和發(fā)展，人們對(duì)有用信息的存儲(chǔ)量越來(lái)越大，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)成幾何形式的增長(zhǎng)，人們對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提出了更高的要求。

14、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)便成為一個(gè)非常熱門的研究方向。本文剖析了目前五種主要的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)(DAS、NAS、SAN、iSCSI和CAS)，從內(nèi)部機(jī)理和性能等諸多方面對(duì)其進(jìn)行了分析和比較，為有關(guān)人員選擇適合自己需求的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式提供了一定的參考和幫助，并提出在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)選型時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，和怎樣選擇網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)。最后結(jié)合現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)和存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，探討網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)在GIS系統(tǒng)中的應(yīng)用。前  言早期的計(jì)算機(jī)和服務(wù)器上主要使用的DAS(Direct Attached Storage)直接外掛存儲(chǔ)技術(shù)。這種存儲(chǔ)方式將外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備都采用了直接掛接在內(nèi)部總線上的方式，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)構(gòu)成整個(gè)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的一部

15、分。在早期的計(jì)算機(jī)和服務(wù)器數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)往往依賴于操作系統(tǒng)，同時(shí)計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的處理及吞吐能力還有限，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求也不是十分巨大。在這種情況下，計(jì)算機(jī)和服務(wù)器僅僅采用外接較低容量的存儲(chǔ)設(shè)備，是滿足當(dāng)時(shí)人們對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求的一種比較合理的解決方案。但隨著計(jì)算機(jī)處理技術(shù)，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)也成幾何形式的增長(zhǎng)，人們對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)提出了更高的要求，DAS已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理的需求，新的存儲(chǔ)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)就被提了出來(lái)。1 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的概念和特點(diǎn)所謂的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)就是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，包括了專用數(shù)據(jù)交換設(shè)備、磁盤陣列或磁帶庫(kù)等存儲(chǔ)介質(zhì)、以及專用的存儲(chǔ)軟件，利用原有網(wǎng)絡(luò)或者構(gòu)建一個(gè)存儲(chǔ)專用網(wǎng)絡(luò)為用戶提

16、供統(tǒng)一的信息系統(tǒng)的信息存取和共享服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的出現(xiàn)滿足了人們對(duì)數(shù)據(jù)大容量存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)有限制共享、數(shù)據(jù)挖掘和信息充分利用、數(shù)據(jù)可靠性、數(shù)據(jù)備份與安全性、數(shù)據(jù)管理的簡(jiǎn)單化和統(tǒng)一化的要求。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)還具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可以提供大數(shù)據(jù)量的信息傳輸率的特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)首先解決了原來(lái)分布式應(yīng)用產(chǎn)生的大量“信息孤島”的問(wèn)題。在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)出現(xiàn)之前，大量的數(shù)據(jù)都以分散的方式存放在用戶的各個(gè)部門之中，造成數(shù)據(jù)同步、集群計(jì)算時(shí)的困難，從而產(chǎn)生大量的“數(shù)據(jù)孤島”。許多用戶數(shù)據(jù)得不到有效發(fā)掘而成為垃圾，而與此同時(shí)用戶又因?yàn)榈貌坏接行?shù)據(jù)而造成大量的損失。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的出現(xiàn)可以有效的解決這一問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的一個(gè)特點(diǎn)就是數(shù)

17、據(jù)集中存儲(chǔ)和管理，在一個(gè)或多個(gè)大容量介質(zhì)中通過(guò)有效的管理軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，使得這些信息可以在控制下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，消除了“數(shù)據(jù)孤島”現(xiàn)象。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)可以方便大型的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)，使得數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的應(yīng)用更加靈活，對(duì)數(shù)據(jù)的管理更加簡(jiǎn)單、便捷。最后，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)使得建立安全備份機(jī)制和災(zāi)難恢復(fù)手段成為可能。原有分散的數(shù)據(jù)要進(jìn)行數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)，需要對(duì)每一臺(tái)服務(wù)器、每一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行備份。在一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)量都十分巨大，這使得備份成為一件十分繁雜的工作，同時(shí)出現(xiàn)疏漏的可能也大大增加。而網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)出現(xiàn)以后，只要采用數(shù)據(jù)備份和災(zāi)難備份軟件，這一問(wèn)題就迎刃而解1。2

18、不同網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的分析和比較網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)在具體實(shí)現(xiàn)上由于采用技術(shù)和協(xié)議的不同，可以分成不同的幾種類型，如DAS、NAS、SAN、iSCSI和CAS等，其中NAS和SAN是應(yīng)用最為成熟和廣泛的兩種技術(shù)。下面分別介紹了這幾種技術(shù)。2.1 DASDAS(Direct Attached Storage)直接連接存儲(chǔ)。這種基本的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)在校園網(wǎng)或辦公環(huán)境中較為常見(jiàn)。存儲(chǔ)器通過(guò)一個(gè)通用服務(wù)器連接在網(wǎng)絡(luò)上，存儲(chǔ)器與服務(wù)器之間通過(guò)傳統(tǒng)的I/O總線通訊?？蛻魴C(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器上的數(shù)據(jù)時(shí)必須通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，盡管這種技術(shù)存在I/O瓶頸、可擴(kuò)展性差、存儲(chǔ)升級(jí)均消耗服務(wù)器資源、管理成本較高等不足，但隨著IDE硬盤技術(shù)的更

19、新，以IDE硬盤為主要載體的RAID存儲(chǔ)系統(tǒng)日益改進(jìn)，這促使DAS方式仍具有一定的生命力。比如，用DAS實(shí)現(xiàn)本地存儲(chǔ)，可以增加數(shù)據(jù)的安全性。目前的以太網(wǎng)絡(luò)大多采用Client-Server結(jié)構(gòu)。在這種網(wǎng)絡(luò)中，多個(gè)主機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)通常有所不同。除網(wǎng)絡(luò)交易需要一個(gè)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)或數(shù)據(jù)庫(kù)中心外，面對(duì)繁多而關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，網(wǎng)管必須在本地加載本地存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保護(hù)。如果主機(jī)帶RAID卡，可選擇直連硬盤的方式；否則，可以選擇磁盤陣列，當(dāng)然采用DAS+IDE陣列的模式也有自身優(yōu)勢(shì)。2.2 NASNAS(Network Attached Storage)網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)。它是基于LAN的，按照TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，面

20、向消息傳遞，以文件的I/O方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，也就是說(shuō)，NAS使用的是平時(shí)我們一直在用的基于TCP/IP的局域網(wǎng)，并在上面進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹Ｓ捎跀?shù)據(jù)的傳輸可以在原有的局域網(wǎng)上進(jìn)行，所以NAS的建設(shè)十分簡(jiǎn)單，對(duì)數(shù)據(jù)的管理也十分的方便。同時(shí)NAS已經(jīng)完全可以實(shí)現(xiàn)異構(gòu)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)級(jí)共享，比如NT、UNIX等平臺(tái)的共享，特別適合于ftp等文件共享服務(wù)的應(yīng)用。但是由于使用了與平時(shí)網(wǎng)絡(luò)通信相同的網(wǎng)絡(luò)，所以在網(wǎng)絡(luò)帶寬條件有限的情況下，它占用了寶貴的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，影響了網(wǎng)絡(luò)的利用率，同時(shí)也使得NAS無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的性能。2.3 SANSAN(Storage Area Network)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)。它是在原來(lái)的局域

21、網(wǎng)外，另外構(gòu)建一個(gè)專門用于存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這個(gè)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)可以看成是一個(gè)高速的子網(wǎng)，這個(gè)子網(wǎng)中的設(shè)備可以從你的主網(wǎng)卸載流量（圖1）。通常SAN由RAID陣列連接光纖通道(Fibre Channel)組成，SAN和服務(wù)器和客戶機(jī)的數(shù)據(jù)通信通過(guò)SCSI命令而非TCP/IP，數(shù)據(jù)處理是“塊級(jí)”(block level)。  圖1  SAN的拓?fù)浞桨?#160;SAN結(jié)構(gòu)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為中心，采用靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)具有高傳輸速率的光纖通道的連接方式，以傳統(tǒng)SCSI協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)的一種體系。SAN有許多優(yōu)點(diǎn)，首先，SAN可以自由擴(kuò)展，用戶可以靈活地在SAN結(jié)構(gòu)上添加各種存儲(chǔ)設(shè)備

22、，整個(gè)系統(tǒng)擴(kuò)展起來(lái)十分方便靈活；其次，SAN結(jié)構(gòu)采用光纖通道作為數(shù)據(jù)的傳輸方式，所以傳輸速率非常高；再者，SAN上數(shù)據(jù)傳輸以是塊傳輸方式進(jìn)行，在光纖上可以傳輸大規(guī)模數(shù)據(jù)；最后，SAN 結(jié)構(gòu)可以采用LAN-Free或Server-Free的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份，使得備份工作可以方便快捷的進(jìn)行。但是，由于SAN存儲(chǔ)方式要構(gòu)建一個(gè)專門用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的SAN結(jié)構(gòu)，使得建設(shè)費(fèi)用大為增加，同時(shí)在SAN結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以“塊”的形式存在，也就是每一個(gè)應(yīng)用在存儲(chǔ)介質(zhì)中都有一個(gè)專屬于自己的區(qū)域，其他應(yīng)用是難于訪問(wèn)這個(gè)區(qū)域的。這使得SAN互操作性較難，難于應(yīng)用于大量存在的文件共享服務(wù)。最后SAN的建設(shè)難度大，需要專業(yè)

23、人員管理。這些都是SAN的不足之處。2.4 iSCSI由于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)SAN結(jié)構(gòu)投資十分巨大，一般用戶企業(yè)很難承受。與此同時(shí)，NAS技術(shù)雖然成本低廉，但是在使用的時(shí)候需要消耗有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，無(wú)法完成大容量存儲(chǔ)的應(yīng)用，于是，提出了iSCSI技術(shù)。該技術(shù)是將現(xiàn)有SCSI接口與以太網(wǎng)絡(luò)( Ethernet)技術(shù)結(jié)合，使服務(wù)器可與使用IP網(wǎng)絡(luò)的儲(chǔ)存裝置互相交換資料（圖2）。此技術(shù)不但價(jià)格較目前使用的業(yè)界技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) Fiber Channel來(lái)的低廉，而且系統(tǒng)管理人員也可以用相同的設(shè)備來(lái)管理所有的網(wǎng)絡(luò)，并不需要以另外的設(shè)備來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的管理。iSCSI作為IP Storage中最先得到應(yīng)用得技術(shù)之一，它特別

24、適合需要利用現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)資源及IT技能擁有集中存儲(chǔ)，但又不具備建設(shè)SAN結(jié)構(gòu)的用戶使用。  圖2  iSCSI 拓?fù)鋱D2.5 CASCAS(Content Addressed Storage)內(nèi)容尋址存儲(chǔ)CAS的提出是基于這樣一種統(tǒng)計(jì)，即存儲(chǔ)的數(shù)字化信息中，除了需要不斷更新的數(shù)據(jù)外，有更大的一部分的內(nèi)容是以固定的形式存在的最終信息，也就是這些信息的內(nèi)容是不變的，如電臺(tái)電視臺(tái)已經(jīng)播放的廣播、影視、醫(yī)學(xué)診斷中使用的MRI、X光、檢查圖像等，已經(jīng)完成文檔、CAD/ CAM設(shè)計(jì)等等。而如前所述，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，不管是NAS還是SAN都沒(méi)有對(duì)這種以固定形式存在的內(nèi)容進(jìn)行

25、優(yōu)化。應(yīng)用CAS技術(shù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)都含有一個(gè)全球唯一的標(biāo)識(shí)符。用戶訪問(wèn)該信息的時(shí)候，只需在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)出帶有這一標(biāo)識(shí)符的信息，而不必去追蹤被保存信息的物理位置，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)這一標(biāo)識(shí)符在網(wǎng)絡(luò)搜尋到信息所存的位置，然后再將該信息反饋給用戶。由于CAS存儲(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)會(huì)分配一個(gè)標(biāo)識(shí)符，存儲(chǔ)的信息不能任意改動(dòng)，所以CAS只適用于存儲(chǔ)內(nèi)容固定不變的環(huán)境中2。2.6 比較以上介紹了DAS、NAS、SAN、iSCSI、CAS五種不同網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式，下面的表格對(duì)他們進(jìn)行一個(gè)分析和比較（表1），該表格充分說(shuō)明了各種存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)和典型應(yīng)用。DAS的存儲(chǔ)磁盤是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SCSI的并行接口與數(shù)據(jù)服務(wù)器相連，客戶端需要訪問(wèn)和管理數(shù)

26、據(jù)必須通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)器。那么在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)服務(wù)器成為了數(shù)據(jù)的中樞，也成為了系統(tǒng)的瓶頸。數(shù)據(jù)服務(wù)器的性能直接決定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)的好壞，數(shù)據(jù)超負(fù)荷的運(yùn)作，必然威脅到了數(shù)據(jù)服務(wù)器的安全和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全，雖然目前DAS 存儲(chǔ)系統(tǒng)推出了雙機(jī)容錯(cuò)的方案，在一定程度上緩解了數(shù)據(jù)服務(wù)器的瓶頸效應(yīng)，但是雙機(jī)冗錯(cuò)軟件在主備機(jī)上實(shí)時(shí)運(yùn)行、實(shí)時(shí)占用系統(tǒng)資源，這與盡量減輕數(shù)據(jù)服務(wù)器的運(yùn)算負(fù)擔(dān)的設(shè)計(jì)原則是有些沖突的。因此，DAS系統(tǒng)多應(yīng)用于一些中小型的企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量偏小，傳輸速率都在一百兆以內(nèi)。NAS與DAS相比其主要的優(yōu)勢(shì)在于服務(wù)器的性能得到了巨大提高，把存儲(chǔ)設(shè)備直接接到網(wǎng)絡(luò)上，不再掛

27、在服務(wù)器后端，避免了給服務(wù)器增加負(fù)擔(dān)，而且NAS存儲(chǔ)設(shè)備在邏輯上也不再僅僅屬于一臺(tái)服務(wù)器，通過(guò)卷管理器，驅(qū)動(dòng)器映射等多項(xiàng)技術(shù)，存儲(chǔ)設(shè)備可以給多臺(tái)數(shù)據(jù)服務(wù)器共享，單臺(tái)服務(wù)器的故障不再會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的全面崩潰。NAS 存儲(chǔ)系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與非數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)并存同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，NAS數(shù)據(jù)流和非NAS數(shù)據(jù)流在不斷競(jìng)爭(zhēng)網(wǎng)絡(luò)的資源。網(wǎng)絡(luò)的特性必然影響NAS服務(wù)性能。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)輕載時(shí)NAS的弊端不明顯，但是如果NAS在做數(shù)據(jù)備份等大流量的操作時(shí)，數(shù)據(jù)包的丟失，數(shù)據(jù)包的亂序，非數(shù)據(jù)信息包對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用，都會(huì)對(duì)NAS的性能產(chǎn)生很大的影響3。SAN技術(shù)的出現(xiàn)很好地解決了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)流和非存儲(chǔ)數(shù)據(jù)流分離的問(wèn)題。SA

28、N存儲(chǔ)系統(tǒng)是一項(xiàng)價(jià)格昂貴，性能卓越的方案。SAN(storage area network)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)將SAN網(wǎng)絡(luò)與應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地分離，客戶端通過(guò)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)向各類服務(wù)器提出數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，各類服務(wù)器通過(guò)SAN網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)塊級(jí)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。面對(duì)迅速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，大型企業(yè)和服務(wù)提供商漸漸開始選擇SAN作為網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。SAN適合于投資比較充裕，同時(shí)存在大量數(shù)據(jù)庫(kù)信息的對(duì)數(shù)據(jù)吞吐、傳輸要求較高的環(huán)境中，如企業(yè)的ERP系統(tǒng)、聯(lián)機(jī)處理系統(tǒng)等等的大型系統(tǒng)中或在銀行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、電視臺(tái)的專業(yè)視頻信息存儲(chǔ)等領(lǐng)域得到了良好的應(yīng)用。iSCSI則十分適合于投資有限，又想得到類似SAN功能的環(huán)境中。CAS則在由

29、大量固定內(nèi)容的醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)、檔案系統(tǒng)中可以發(fā)揮大量的應(yīng)用。不過(guò)CAS系統(tǒng)目前在處在推廣階段，真正的應(yīng)用還不多。      表1  不同數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的比較表  NASSANiSCSICASDAS所使用的主要協(xié)議TCP/IPSCSIIP，SCSI未知無(wú)存儲(chǔ)所使用的網(wǎng)絡(luò)使用普通局域網(wǎng)專屬與存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)同時(shí)使用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)無(wú)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的類型文件塊（卷）塊對(duì)象（內(nèi)容）文件數(shù)據(jù)的修改可變可變可變固定不變可變典型的應(yīng)用環(huán)境文件共享OLTP（聯(lián)機(jī)事務(wù)處理），DW（數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)），ERP投資有限，又想得到類似SAN功能的環(huán)境中醫(yī)學(xué)影像

30、，文檔，設(shè)計(jì)方案等固定內(nèi)容數(shù)據(jù)量較小，數(shù)據(jù)間關(guān)聯(lián)性較低的地方建設(shè)投資低高中低低管理難度低高中中低  3 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的選型3.1 應(yīng)考慮的幾個(gè)因素對(duì)于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，首先要明確應(yīng)用目的。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)主要是用來(lái)解決數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)和任務(wù)的分布處理。數(shù)據(jù)的集中存儲(chǔ)有利于把企業(yè)數(shù)據(jù)的戰(zhàn)略資源統(tǒng)一進(jìn)行保護(hù)，但是應(yīng)用上要求能夠分布獲取信息。現(xiàn)在的存儲(chǔ)方式DAS、NAS等有各自的用途。在網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備的選型和技術(shù)的選擇時(shí)，應(yīng)考慮以下因素:1)可用性。用戶應(yīng)該了解網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)容量、數(shù)據(jù)傳輸率、數(shù)據(jù)增長(zhǎng)率等方面的要求。這是選擇存儲(chǔ)系統(tǒng)的出發(fā)點(diǎn)。2)兼容性。應(yīng)最大限度地利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)信息及存儲(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)不同

31、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和異構(gòu)操作平臺(tái)間的互操作。如果原有系統(tǒng)運(yùn)行于不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)，新增的存儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)能被這些平臺(tái)訪問(wèn)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與管理。還應(yīng)注意存儲(chǔ)管理軟件的功能、性能與兼容性是否受限。3)擴(kuò)展性。要考慮系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和不同部件之間的互操作性，盡可能保證在今后數(shù)據(jù)增長(zhǎng)時(shí)，系統(tǒng)能方便升級(jí)，運(yùn)行穩(wěn)定。4)合理性。不同的要求對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的要求很不一樣。合理配置系統(tǒng)，優(yōu)化存儲(chǔ)層次，才能充分發(fā)揮存儲(chǔ)系統(tǒng)的效率。5)安全性。作為網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)，安全應(yīng)給予一定的保證，要能夠自動(dòng)、手動(dòng)、定時(shí)備份數(shù)據(jù)。3.2 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)選擇目前國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)市場(chǎng)處在一種不平衡的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。用戶在開始配備存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)一般采用DAS(直連存儲(chǔ))

32、，以大量數(shù)據(jù)為關(guān)鍵業(yè)務(wù)的行業(yè)則采用NAS、SAN等先進(jìn)的存儲(chǔ)技術(shù)。SAN、NAS雖被看好，但是大多數(shù)用戶在建設(shè)存儲(chǔ)系統(tǒng)時(shí)基本以滿足性能、容量需求為主，存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)選用DAS(直連存儲(chǔ))模式較多。SAN是目前人們公認(rèn)的最具有發(fā)展?jié)摿Φ拇鎯?chǔ)技術(shù)方案，而未來(lái)SAN的發(fā)展趨勢(shì)將是開放、智能與集成。NAS是目前增長(zhǎng)最快的一種存儲(chǔ)技術(shù)，然而就SAN和NAS的發(fā)展趨勢(shì)而言，在應(yīng)用層面上二者將實(shí)現(xiàn)充分的融合。iSCSI也被認(rèn)為是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的一個(gè)發(fā)展方向。然而，不管SAN、NAS、iSCSI或虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，最重要的是擁有穩(wěn)定、可升級(jí)、性價(jià)比最好的存儲(chǔ)解決方案，而存儲(chǔ)領(lǐng)域任何新技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展，其最

33、終目的也都是為了簡(jiǎn)化用戶存儲(chǔ)資源的利用和管理。用戶在選擇存儲(chǔ)產(chǎn)品時(shí)，要根據(jù)自身不同的條件和需求來(lái)選擇4。4 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)在GIS中的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System ,GIS）是一門介于信息科學(xué)、空間科學(xué)與地球科學(xué)之間的新技術(shù)。GIS作為地學(xué)的第三代語(yǔ)言，將圖像、圖形、屬性及專業(yè)模型融為一體，將地學(xué)空間技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)系統(tǒng)建立、操作與模型分析，產(chǎn)生對(duì)資源環(huán)境進(jìn)行區(qū)域規(guī)劃，管理決策，災(zāi)害防治等方面的有用信息。目前GIS憑借其開放的應(yīng)用平臺(tái)、透明的訪問(wèn)操作和高時(shí)效性等特點(diǎn)已經(jīng)逐漸走入人們的視野,空間信息系統(tǒng)的服務(wù)對(duì)象已經(jīng)從面向單一用戶擴(kuò)展到為

34、廣大普通用戶提供空間信息服務(wù)的方向。而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理技術(shù)作為GIS發(fā)展過(guò)程中的重要支撐技術(shù)之一,關(guān)系到整個(gè)GIS系統(tǒng)的應(yīng)用性能。4.1 GIS的特點(diǎn)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求4.1.1 GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)特點(diǎn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的處理是GIS的核心功能,GIS中的數(shù)據(jù)通常描述三部分信息:空間信息(位置,空間關(guān)系等)、非空間的屬性信息和時(shí)間信息。空間信息是GIS系統(tǒng)與其他管理系統(tǒng)的主要區(qū)別,由于其獨(dú)特的空間特性,使GIS數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)的以獨(dú)立主機(jī)結(jié)構(gòu)為主的單機(jī)GIS系統(tǒng)不同,新興的網(wǎng)絡(luò)GIS具有更廣泛的應(yīng)用群體,主要表現(xiàn)見(jiàn)表2。 表2單機(jī)GIS系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)GIS系統(tǒng)的差異&#

35、160;       4.1.2 GIS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求及需要解決的問(wèn)題GIS的發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理提出了更高的要求,為滿足日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求,需要有高效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)傳輸能力、有效的網(wǎng)絡(luò)安全控制機(jī)制以及基于網(wǎng)絡(luò)的海量空間數(shù)據(jù)的快速存取與調(diào)度能力。 海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理能力空間數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展,各級(jí)空間數(shù)據(jù)中心所采集、處理、存儲(chǔ)與備份的各種類型空間數(shù)據(jù)呈海量增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),海量空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理及應(yīng)用是GIS中首先要解決的問(wèn)題。在目前,GIS的數(shù)據(jù)主要以文件和數(shù)據(jù)庫(kù)的方式進(jìn)行管理。 海量數(shù)據(jù)處理能力海量數(shù)據(jù)的應(yīng)用,涉及到數(shù)據(jù)

36、的網(wǎng)絡(luò)傳輸、處理的速度,多用戶并發(fā)訪問(wèn)的調(diào)控等,數(shù)據(jù)的應(yīng)用不僅依賴于采用軟件的處理能力,還需要考慮網(wǎng)絡(luò)帶寬、服務(wù)器系統(tǒng)的負(fù)載均衡等問(wèn)題。 數(shù)據(jù)安全控制隨著面向用戶的增多,來(lái)自方方面面的各種安全隱患隨之增多,網(wǎng)絡(luò)GIS需要有完備的網(wǎng)絡(luò)安全防范機(jī)制防止系統(tǒng)受到侵害。 數(shù)據(jù)備份保護(hù)GIS多為面向多用戶的應(yīng)用和管理系統(tǒng),要求系統(tǒng)具有持續(xù)可用性,可滿足不同時(shí)段、不同需求的用戶應(yīng)用需求,系統(tǒng)數(shù)據(jù)需要有良好的存儲(chǔ)備份機(jī)制,防止出現(xiàn)故障后系統(tǒng)的修復(fù)困難。4.2 網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)技術(shù)在GIS中的應(yīng)用隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展、數(shù)據(jù)采集技術(shù)水平的提高及數(shù)據(jù)源的增多，人們對(duì)地理信息認(rèn)識(shí)了解的程度提高，各行業(yè)、各階層的用戶

37、，對(duì)信息內(nèi)容的需求逐漸加大，數(shù)據(jù)庫(kù)的容量也隨之增大，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理也從一臺(tái)機(jī)器的管理轉(zhuǎn)到多臺(tái)機(jī)器的存儲(chǔ)和管理。采用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行地理信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以解決GIS中海量數(shù)據(jù)的管理問(wèn)題5。4.2.1 實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)具有高度的可擴(kuò)展性，通過(guò)存儲(chǔ)設(shè)備和管理軟件，采用SAN和NAS技術(shù)及各種存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)，可以使分布于網(wǎng)絡(luò)中的資源包括存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器和數(shù)據(jù)資源組合到一起，靈活地進(jìn)行資源整合，接近無(wú)限制的增大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)能力，達(dá)到統(tǒng)一部署、簡(jiǎn)化管理、降低維護(hù)經(jīng)費(fèi)的目的。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)高速傳輸率，使數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)傳輸、訪問(wèn)、反饋的可以在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用。采用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，對(duì)GIS的海量數(shù)

38、據(jù)，可以將其存儲(chǔ)在不同的設(shè)備上，以對(duì)開發(fā)者和用戶透明的方式提供服務(wù)。4.2.2 實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)備份在GIS中，數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)是GIS的重要數(shù)據(jù)管理功能，是保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的重要措施。數(shù)據(jù)的備份，與數(shù)據(jù)的內(nèi)容、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式、數(shù)據(jù)的使用情況、數(shù)據(jù)更新的周期等緊密相關(guān)?；诰W(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高速的文件歸檔，保證系統(tǒng)備份/恢復(fù)和應(yīng)用中的一致性，簡(jiǎn)化存儲(chǔ)管理，而不必再進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)復(fù)制和維護(hù)多個(gè)數(shù)據(jù)拷貝。通過(guò)制定備份策略，可以實(shí)現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的多種方式的數(shù)據(jù)備份，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的備份效率和安全性。4.2.3 實(shí)現(xiàn)全方位的數(shù)據(jù)管理采用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)別、多層次的用戶管理。服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備的

39、整合，可將存儲(chǔ)在不同設(shè)備上的數(shù)據(jù)合并到一個(gè)整體的數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)里，使數(shù)據(jù)可以方便地進(jìn)行管理和共享。多個(gè)附屬服務(wù)器的快速訪問(wèn)和吞吐量；基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程或本地管理；可根據(jù)實(shí)際的軟硬件配置，提供簡(jiǎn)單、快速、可靠、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)管理解決方案，解決數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)保護(hù)、數(shù)據(jù)管理等一系列問(wèn)題。4.3 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)在GIS中的應(yīng)用示例網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)在GIS中的應(yīng)用,根據(jù)不同的需求,可以有不同的應(yīng)用方法,這里從數(shù)據(jù)庫(kù)的備份方面,結(jié)合現(xiàn)有的軟硬件設(shè)施,簡(jiǎn)單介紹其應(yīng)用方式。4.3.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使用NAS和SAN的不同方式的集成可以解決大部分網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題,而對(duì)于以海量的塊級(jí)數(shù)據(jù)的傳輸和存儲(chǔ)為主的GIS系統(tǒng)來(lái)說(shuō)

40、,建立SAN為核心的存儲(chǔ)環(huán)境是十分必要的（圖3）。 圖3網(wǎng)絡(luò)GIS中應(yīng)用SAN存儲(chǔ)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖4.3.2 環(huán)境配置系統(tǒng)設(shè)備間的兼容性對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行影響很大,因此需盡量使用同一品牌的軟硬件產(chǎn)品,從而發(fā)揮設(shè)備的最優(yōu)性能。如我們?cè)诤诵拇鎯?chǔ)設(shè)備和軟件方面,均選用IBM公司的存儲(chǔ)產(chǎn)品。4.3.3 虛擬化技術(shù)的應(yīng)用在服務(wù)器端和存儲(chǔ)設(shè)備的層面上將物理上的多個(gè)磁盤虛擬為一個(gè)存儲(chǔ)空間,從而達(dá)到整合存儲(chǔ)資源、提供海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的目的,最常用的虛擬化技術(shù)是磁盤的RAID技術(shù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等關(guān)鍵的服務(wù)器系統(tǒng)上通過(guò)陣列卡擴(kuò)展多塊高速的SCSI硬盤,利用邏輯卷管理功能將這些物理上的多個(gè)硬盤組成一個(gè)大容量的邏輯卷。對(duì)于服務(wù)器來(lái)說(shuō)不僅增大了存