【IT168 信息化】

　　引言

　　钢铁企业MES系统中的数据是企业生产和管理的核心业务数据。数据量大，实时性强，并发访问频繁，数据吞吐量大，这就需要保证数据存取的高效响应时间、高可靠性，以及系统抵御数据丢失风险的能力和系统的容灾能力。另外，随着企业技改的进行，业务不断扩展，新系统的建设等等，这些变化要求数据存储系统有良好的扩展能力。因此，完全有必要对数据存储方面的有关技术进行探讨、研究。根据钢铁企业的特点，建立一种具有良好扩展性、可用性、可靠性的数据存储模式，以满足钢铁企业MES系统对于数据存储的要求。

　　1、目前主要数据存储技术分析

　　1.1 DAS(直连式存储器)技术

　　直连式存储器，就是将磁盘阵列柜通过SCSI接口和线缆直接连接到服务器上，由于采用了SCSI协议，因此这种应用主要是用于数据库中的数据存储上面。这种连接方式的弊病是由于受SCSI技术的限制，其连接距离有限，而且SCSI共享和仲裁的机制也导致了它的最大传输速度不能超过80 MB/s，所有的这些弊端导致了它只能作为单一节点的存储设备，不适合用在需要大规模高效率的企业存储环境中。尤其不适合钢铁企业MES系统的要求。

　　1.2 NAS(网络附加存储)技术

　　NAS——网络附加存储，即将存储设备连接到现有的网络上，提供数据和文件服务。NAS服务器一般由存储硬件、操作系统以及其上的文件系统等几个部分组成。简单的说，NAS是通过与网络直接连接的磁盘阵列，它具备了磁盘阵列的主要特征：高容量、高效能、高可靠。NAS将存储设备通过标准的网络拓扑结构连接，可以无需服务器直接上网，不依赖通用的操作系统，而是采用一个面向用户设计的、专门用于数据存储的简化操作系统，内置了与网络连接所需的协议，因此使整个系统的管理和设置较为简单。其次NAS是真正即插即用的产品，并且物理位置灵活，可放置在工作组内，也可放在其他地点与网络连接。因此，用户选择NAS解决方案，原因在于NAS价格合理、便于管理、灵活且能实现文件共享。

　　NAS的主要应用场所是在需要对网络用户提供大容量的文件存储的领域里。因此，NAS的解决方案不适合钢铁企业MES系统的数据存储。　1.3 SAN(存储区域网)技术

　　SAN——存储区域网络，即通过特定的互连方式连接若干台存储服务器组成一个单独的数据网络，提供企业级的数据存储服务。SAN是一种特殊的高速网络，连接网络服务器和诸如大磁盘阵列或备份磁带库的存储设备，SAN置于LAN之下，而不涉及LAN。利用SAN，不仅可以提供大容量的存储数据，而且地域上可以分散，并缓解了大量数据传输对于局域网的影响。SAN的结构允许任何服务器连接到任何存储阵列，不管数据置放在哪里，服务器都可直接存取所需的数据。

　　SAN具有下面几个特点：首先SAN具有无限的扩展能力，由于SAN采用了网络结构，服务器可以访问存储网络上的任何一个存储设备，因此用户可以自由增加磁盘阵列、带库和服务器等设备，使得整个系统的存储空问和处理能力得以按客户需求不断扩大。另外，SAN具有更高的

连接速度和处理能力，SAN采用了为大规模数据传输而专门设计的光纤通道技术。SAN存储结构见图1。

　　从SAN的结构图中看到：多个服务器主机通过光纤接口设备连接到光纤互连设备，而光通道的互连设备又通过光纤与多个光纤接口的磁盘设备或磁带库设备相连。这种存储网络的直接结果：主机系统与存储设备均可双向灵活扩展，整个系统可以形成存储共享的有机整体。同时，光纤通道的访问能力大大高于传统的SCSI技术所提供的通道能力。通过以上对各种数据存储技术的分析、比较，SAN数据存储技术模式更适合钢铁企业MES系统对数据存储系统的要求。

　　2、MES系统数据系统分析

　　2.1 数据存储系统分析

　　2.1.1 海量数据及存储系统扩容要求

　　随着钢铁企业信息化建设的不断深入，应用系统数量不断增加以及应用系统不断扩展。一方面，数据量将急剧增长；另一方面，MES系统数据信息的急剧膨胀，应用也越来越广泛深入，对系统性能和容量的要求也将越来越高。所以，系统应具有良好的可扩充性能，当业务发展需要扩充时，容量和性能均应平滑扩充，最大限度地保证用户的使用需求。

　　2.1.2对数据I/O能力的要求

　　企业MES系统有着访问频度高、访问用户多的特点，所以，必须保证具有高效的数据I/O能力。

　　2.1.3高级的存储服务需求

　　钢铁企业MES系统实时性要求高(7×24 h不间断工作)，随之带来了许多高级的存储服务需求，例如进行数据挖掘、数据实时分析，要求存储系统具有数据快照(Snapshot)功能；数据迁移，要求存储系统具有实时、快速、零风险的数据迁移工具，可以完成旧存储设备到新设备的无缝迁移；数据异地容灾，要求存储系统具有远程同步/异步镜像功能，灵活配置策略的数据复制技术。所以，必须从设备选型和方案设计上保证系统的安全性/高可用性。

　　2.2数据备份系统分析

　　在钢铁企业MES系统中，至关重要的是业务数据。因此，必须建立一套完善的自动备份管理系统，对不断扩大的业务系统和不断增长的数据进行保护，才能最大限度地减少数据丢失造成的损失。要求备份系统能够有一套自动恢复的机制。在系统出现错误时无需过多人工干预就能够恢复系统。

　　对业务数据恢复时间的要求很高，因此备份软件应提供一种机制，使用户在灾难发生后，能在非常短的时间内恢复服务器上的系统软件和数据。支持在文件和数据库正被使用时的备份。钢铁企业MES系统7×24 h不间断工作，在备份期间仍然有文件和数据库被打开使用，系统应该能够备份这些文件和数据库，否则会导致数据不完整。正如前面描述，SAN是先进的存储体系结构。利用SAN技术不但可以释放传统的网络资源(LANfree Backup)，甚至可以释放大量的系统资源(Serverless Backup)，大大提高网络数据的备份速度，提高数据备份的可靠性与可管理性。

　　2.3数据容灾系统分析

　　数据的集中带来了管理的便利，以及充分利用资源，大大减少了成本。然而，数据集中也有潜在的危险。一旦数据中心发生灾难，那将是不可估量的损失。完整的存储解决方案是建立数据容灾、备份中心。为保证数据中心的核心业务和关键数据的7×24 h有效性，必需构建一个安全可靠的灾难备份中心。如上所述，SAN数据存储模式使得通过光纤可以将备份设备的物理连接延伸至几公里甚至几十公里，使异地数据备份及容灾成为可能。

　　维护一个备份数据中心面临的一个最主要的技术挑战是确保备份数据中心与主数据中心的数据能保持同步。最理想的情况下，主数据中心和备份中心的数据应该完全相同。