1 引言

    云存儲是在云計算（cloud computing）概念上延伸出來的一個新的概念。云存儲與云計算類似，它是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量各種不同類型的存儲設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務(wù)訪問功能的系統(tǒng)。

    目前大多數(shù)移動網(wǎng)管系統(tǒng)所有的網(wǎng)管數(shù)據(jù)都存儲在高性能磁盤陣列上，包括歸檔數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、日志、過期話單等一些重要性不高的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)按照規(guī)定，都需要保存一定時間，需要占用大量的存儲空間。由于網(wǎng)管系統(tǒng)沒有廉價的二級存儲設(shè)備，數(shù)據(jù)不得不存儲在高性能存儲資源上，造成資源浪費的同時，也增加了存儲資源的投資成本。相對傳統(tǒng)的存儲方式，云存儲具有支持超大規(guī)模、性能高、虛擬化、通用性強、可擴展和價格低廉等優(yōu)勢，因此是網(wǎng)管系統(tǒng)的必然發(fā)展方向。

2 方案概述

    針對移動網(wǎng)管中心數(shù)據(jù)存儲的現(xiàn)狀，可從提高存儲設(shè)備資源利用率、降低存儲整體投資成本的角度出發(fā)，借助先進(jìn)的云存儲技術(shù)，為移動網(wǎng)管系統(tǒng)搭建一套完整的云存儲平臺。整個平臺在設(shè)計上需考慮以下幾點：

    （1）存儲資源的統(tǒng)一管理、調(diào)度和維護通過引入自動化管理等技術(shù)手段，實現(xiàn)對網(wǎng)管海量存儲數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理、調(diào)度和維護，提升網(wǎng)管存儲運營管理質(zhì)量，縮短應(yīng)用系統(tǒng)上線時間。

    （2）提高存儲資源利用率，降低能耗通過引入虛擬化等技術(shù)手段，細(xì)化物理資源分配單元，提高系統(tǒng)分布密度，提高系統(tǒng)使用效率，降低對物理設(shè)備的需求，進(jìn)一步降低IT設(shè)備投入，降低能耗。

    （3）提高系統(tǒng)可靠性，在基礎(chǔ)設(shè)施層面提高系統(tǒng)可靠性，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供高可用、連續(xù)服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施平臺。

3 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

    面向應(yīng)用的云存儲平臺在設(shè)計上需考慮移動網(wǎng)管系統(tǒng)不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲需求，通過建設(shè)資源池的方式為多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供包括分布式文件系統(tǒng)、分布式對象存儲等多種存儲系統(tǒng)，總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

    整體設(shè)計架構(gòu)需滿足以下性能要求：

    （1）分層化設(shè)計

    整個系統(tǒng)分層設(shè)計，按照接口層、業(yè)務(wù)層、存儲層三層架構(gòu)分別完成相應(yīng)功能，各層次間相對獨立。各層次通過統(tǒng)一的系統(tǒng)監(jiān)控進(jìn)行管理，既保證系統(tǒng)整體性，又便于后期維護。系統(tǒng)各層間無單點失效或性能瓶頸節(jié)點。系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)流量需求進(jìn)行單獨擴容。

圖1 網(wǎng)管云存儲系統(tǒng)架構(gòu)圖

    （2）去中心化設(shè)計

    存儲層采用無中心節(jié)點設(shè)計，徹底防止單點失效與性能瓶頸。讀寫請求通過分布式哈希算法直接送達(dá)存儲節(jié)點，無須中轉(zhuǎn)。元數(shù)據(jù)與對象數(shù)據(jù)復(fù)合分布式存儲，多備份保證高可靠。

    （3）數(shù)據(jù)高可靠性

    存儲數(shù)據(jù)采用多備份切塊存儲，備份數(shù)量與切塊規(guī)則可通過配置設(shè)定。系統(tǒng)可以自動補充備份故障節(jié)點的數(shù)據(jù)，同時系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)數(shù)據(jù)的完整性校驗機制。在節(jié)點擴容時，系統(tǒng)保有數(shù)據(jù)可自動遷移，保證各個節(jié)點空間的平均利用與負(fù)載均衡。

    （4）訪問高性能

    所有數(shù)據(jù)采取分布式存儲，并根據(jù)節(jié)點資源狀態(tài)自動實現(xiàn)負(fù)載均衡，保證支持高并發(fā)的用戶訪問和高吞吐的數(shù)據(jù)流量。接口服務(wù)層也支持高并發(fā)的用戶訪問，通過調(diào)整接口服務(wù)層配置，可以方便地支持高吞吐的數(shù)據(jù)流并進(jìn)行服務(wù)能力的擴展。

    （5）動態(tài)線性擴容

    支持PB級以上的海量存儲，存儲容量隨節(jié)點規(guī)模平滑擴容。

    3.1 分步式文件系統(tǒng)設(shè)計

    分布式文件系統(tǒng)可由接口層、業(yè)務(wù)層、存儲層以及系統(tǒng)管理共同組成。

    （1）業(yè)務(wù)層

    業(yè)務(wù)層用來實現(xiàn)文件、目錄、用戶權(quán)限相關(guān)的具體功能，具體包含文件訪問、文件屬性、目錄訪問、目錄屬性、ACL認(rèn)證鑒權(quán)等業(yè)務(wù)模塊。

    （2）接口層

    接口層為上層用戶應(yīng)用系統(tǒng)以及資源池管理平臺提供基于NFS、CIFS等符合POSIX標(biāo)準(zhǔn)的文件系統(tǒng)接口；支持多租戶管理及訪問權(quán)限設(shè)置；為便于應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，為常用開發(fā)系統(tǒng)Java及C/C++開發(fā)平臺提供API開發(fā)包，豐富業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)工具，并實現(xiàn)動態(tài)負(fù)載均衡。

    （3）存儲層

    存儲層負(fù)責(zé)原始數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)信息的混合存儲，具體存儲方式對外部應(yīng)用透明。

    分布式文件系統(tǒng)自帶系統(tǒng)管理平臺，負(fù)責(zé)對整個分布式文件系統(tǒng)提供自有的系統(tǒng)管理功能，以及安裝配置等輔助工具；包含賬號管理、節(jié)點管理、安裝部署、運維監(jiān)控、告警管理、日志管理和計量統(tǒng)計等功能模塊；同時向資源池系統(tǒng)的統(tǒng)一管理平臺提供運營管理接口。

    分布式文件系統(tǒng)向客戶提供文件系統(tǒng)形式的服務(wù)，客戶應(yīng)用可以掛載并使用文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)具有文件與目錄操作、文件訪問以及文件訪問控制功能。

    3.2 對象存儲系統(tǒng)設(shè)計

    基于對象的云存儲系統(tǒng)可由接口層、服務(wù)層、存儲層和系統(tǒng)管理模塊構(gòu)成。

    （1）接口層

    接口層通過負(fù)載均衡和Web服務(wù)為用戶應(yīng)用系統(tǒng)及資源管理平臺提供基于HTTP協(xié)議的對象存儲服務(wù)。接口層實現(xiàn)對象、容器及用戶相關(guān)的具體功能。

    1）對象相關(guān)功能：包括創(chuàng)建對象、刪除對象、獲取對象、設(shè)置對象屬性、獲取對象屬性、獲取對象權(quán)限、設(shè)置對象權(quán)限和對象公開訪問URL設(shè)置等功能。

    2）容器相關(guān)功能：包括創(chuàng)建容器、刪除容器、獲取用戶所有容器、獲取容器中對象、設(shè)置容器權(quán)限和獲取容器權(quán)限等功能。

    3）用戶相關(guān)功能：用戶相關(guān)功能包括認(rèn)證、鑒權(quán)。認(rèn)證鑒權(quán)用于對用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，確認(rèn)訪問用戶的身份，完成認(rèn)證后基于用戶狀態(tài)、配額和權(quán)限進(jìn)行權(quán)限確認(rèn)。

    （2）存儲層

    存儲層使用基于X86架構(gòu)服務(wù)器集群的分布式存儲系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存取，具體存儲方式對外部應(yīng)用透明。分布式存儲系統(tǒng)提供容器信息、對象內(nèi)容和對象屬性所需要的存儲空間與相關(guān)存儲機制及元數(shù)據(jù)信息。對象存儲系統(tǒng)自帶監(jiān)控管理平臺，負(fù)責(zé)對整個對象存儲系統(tǒng)提供自有的系統(tǒng)管理功能，以及安裝配置等輔助工具；包含了賬號管理、節(jié)點管理、安裝部署、運維監(jiān)控、告警管理、日志管理、計量統(tǒng)計等功能模塊；同時，為其他系統(tǒng)進(jìn)行整合提供管理接口。

    3.3 擴展方案設(shè)計

    為了滿足移動網(wǎng)管業(yè)務(wù)的發(fā)展，云存儲平臺在處理能力和存儲容量上具備高擴展性尤為重要。

    （1）系統(tǒng)擴展方案

    存儲系統(tǒng)規(guī)模擴展時，可以平滑擴展，無需調(diào)整系統(tǒng)架構(gòu)，且擴展過程中業(yè)務(wù)不停止，數(shù)據(jù)無丟失。

    進(jìn)行擴容時，僅擴容存儲服務(wù)器節(jié)點即可，負(fù)載均衡服務(wù)器和管理服務(wù)器不做增加，僅修改系統(tǒng)配置參數(shù)。

    擴容時增加存儲節(jié)點后，系統(tǒng)可通過后臺管理策略進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)遷移，通過數(shù)據(jù)重新平衡以達(dá)到系統(tǒng)負(fù)載和存儲業(yè)務(wù)能力均衡；在此過程中，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不會受到任何影響。

    （2）軟件擴容升級

    系統(tǒng)在設(shè)計時，需采用松耦合、模塊化設(shè)計，并考慮未來軟件升級和維護的方便。因此，如果增加新的功能，通過增加功能模塊的方式來實現(xiàn)，不影響原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)。如果對系統(tǒng)進(jìn)行升級及bug修改，支持部分節(jié)點逐步升級的方式，可以不影響系統(tǒng)運行和數(shù)據(jù)完整性。

    系統(tǒng)在進(jìn)行軟件擴展或升級時，只需要增加或更新某個模塊的安裝軟件包，并設(shè)置配置文件即可。此操作可以通過系統(tǒng)監(jiān)控管理平臺，由對象存儲系統(tǒng)管理員在后臺分批對節(jié)點進(jìn)行在線操作。

    （3）硬件擴容方案

    硬件服務(wù)器節(jié)點規(guī)模支持動態(tài)彈性擴容，可以通過增加磁盤、服務(wù)器節(jié)點等方式，實時對對象存儲容量進(jìn)行擴充和能力的擴展。

4 結(jié)束語

    網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)是移動IT支撐系統(tǒng)的重要組成部分，網(wǎng)管網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化可實現(xiàn)對移動網(wǎng)絡(luò)及運營的有效管理和支撐，提高精細(xì)化管理水平。通過云存儲對底層資源進(jìn)行整合，是實現(xiàn)低成本高效運營的企業(yè)戰(zhàn)略的重要策略。

核心關(guān)注：拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念，功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理，全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域，是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。

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本文標(biāo)題：移動網(wǎng)管系統(tǒng)云存儲解決方案分析

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