基于pacs的新一代數(shù)字化數(shù)字化存儲(chǔ)技術(shù)研究

基于pacs的新一代數(shù)字化數(shù)字化存儲(chǔ)技術(shù)研究

1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了信息爆炸時(shí)代，信息量的幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)：每18個(gè)月的新數(shù)據(jù)量等于歷史數(shù)據(jù)量的總和！2010年5月，lc發(fā)布了2010年第十個(gè)數(shù)字宇宙研究報(bào)告。據(jù)估計(jì)，隨著電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)、視頻和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)將在未來(lái)10年內(nèi)增加44倍，并將在2020年增加35億人民幣。深刻理解數(shù)據(jù)高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)及其存儲(chǔ)需求是把握存儲(chǔ)系統(tǒng)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和趨勢(shì)的根本出發(fā)點(diǎn)。國(guó)際上以IBM、EMC、HP等為代表的企業(yè)界,和以CMU、UCBerkley、California等大學(xué)為代表的學(xué)術(shù)界,近年來(lái)都對(duì)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究,尋求新的存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和管理方法、制定新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、不斷推出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)等。在國(guó)內(nèi),華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、中科院計(jì)算所等科研單位在存儲(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域研究也有較好的工作基礎(chǔ),對(duì)存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN、網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)NAS、集群存儲(chǔ)、對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)等方面進(jìn)行了廣泛的研究;國(guó)內(nèi)企業(yè)如浪潮、華賽、圣橋等,研制出了一系列網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)產(chǎn)品。雖然目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都已對(duì)TB級(jí)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)有了相對(duì)完善的解決方案,但隨著數(shù)據(jù)持續(xù)高速增長(zhǎng),PB級(jí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求已迫在眉睫。無(wú)論是在生物信息、核能、航空航天、武器裝備等科學(xué)研究和工業(yè)領(lǐng)域,還是在電子商務(wù)、平安城市工程、各級(jí)備份和容災(zāi)中心、醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、下一代廣播電視網(wǎng)(NGB)等應(yīng)用服務(wù)領(lǐng)域,日益增長(zhǎng)的海量數(shù)據(jù)要求更具有擴(kuò)展性、更高性能、更易管理的存儲(chǔ)解決方案,這些問題已經(jīng)給各個(gè)領(lǐng)域和社會(huì)信息基礎(chǔ)設(shè)施帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。因此,發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),符合最新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的海量存儲(chǔ)系統(tǒng)不僅能夠填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在高端存儲(chǔ)系統(tǒng)領(lǐng)域的空白,而且可以滿足國(guó)內(nèi)許多重大行業(yè)快速增長(zhǎng)的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要,創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。2網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)新技術(shù)存儲(chǔ)技術(shù)在近十幾年內(nèi)一直保持快速發(fā)展態(tài)勢(shì),在存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)、嵌入式存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)、綠色存儲(chǔ)等方面都取得了一系列重大進(jìn)展。2.1存儲(chǔ)設(shè)備的選擇網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)具有高性能、易擴(kuò)展、高可用、高利用率、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),雖然經(jīng)過僅十余年的發(fā)展,已取代DAS成為企事業(yè)存儲(chǔ)的首要選擇,并引導(dǎo)存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的潮流。目前市場(chǎng)上已涌現(xiàn)出多種存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),如IP存儲(chǔ)、FC存儲(chǔ)等多種方式。IP存儲(chǔ)相對(duì)于FC存儲(chǔ)在性價(jià)比、兼容性、安全算法、無(wú)距離限制等方面具有諸多優(yōu)勢(shì)。近年來(lái),FCoE成為存儲(chǔ)領(lǐng)域的熱門技術(shù)之一。隨著10G以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和FCoE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的成熟,存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)的融合正成為新的發(fā)展趨勢(shì)。2.2并行存儲(chǔ)架構(gòu)目前,從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)容量和性能擴(kuò)展的技術(shù)基本有兩類,集群存儲(chǔ)和基于對(duì)象存儲(chǔ)模型的并行存儲(chǔ)。集群存儲(chǔ)架構(gòu)如圖1(a)所示,其核心技術(shù)源自于上世紀(jì)80～90年代的集群文件系統(tǒng),系統(tǒng)容量可達(dá)幾百TB甚至PB級(jí)。集群存儲(chǔ)架構(gòu)具有部署、管理簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn),但存在難以在線擴(kuò)容、I/O訪問瓶頸等不足。并行存儲(chǔ)架構(gòu)是最近幾年新提出的先進(jìn)的海量存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu),如圖1(b)所示,并行存儲(chǔ)中采用了新型的基于對(duì)象的存儲(chǔ)模型。它實(shí)現(xiàn)對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備和應(yīng)用服務(wù)器之間直接傳遞數(shù)據(jù),消除了集群存儲(chǔ)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)需要NAS引擎轉(zhuǎn)發(fā)的缺點(diǎn),并且系統(tǒng)容量和性能都可隨存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)規(guī)模的擴(kuò)展而線性擴(kuò)展,具備優(yōu)秀的擴(kuò)展能力,是存儲(chǔ)技術(shù)的重大飛躍。2.3控制、協(xié)調(diào)合并活動(dòng)嵌入式操作系統(tǒng)主要應(yīng)用于工業(yè)控制和國(guó)防系統(tǒng)領(lǐng)域,負(fù)責(zé)嵌入式系統(tǒng)的全部軟、硬件資源的分配、調(diào)度工作,控制、協(xié)調(diào)并發(fā)活動(dòng)。從國(guó)內(nèi)目前情況看,專業(yè)用于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)嵌入式操作系統(tǒng)還不多見,基本上都屬于32位嵌入式操作系統(tǒng)。但是,隨著信息安全要求的日益提高、海量存儲(chǔ)需求的快速增長(zhǎng)、高可用性和系統(tǒng)能耗方面的挑戰(zhàn),必需研發(fā)更可靠、尋址能力更大、系統(tǒng)能耗更低的64位面向海量存儲(chǔ)的嵌入式操作系統(tǒng)。2.4cdp數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)數(shù)據(jù)已成為現(xiàn)代信息社會(huì)最重要的財(cái)富。保護(hù)數(shù)據(jù)的安全是具有最高優(yōu)先級(jí)的事項(xiàng),因?yàn)閿?shù)據(jù)面臨由于硬件故障、人為錯(cuò)誤操作、計(jì)算機(jī)病毒、黑客攻擊等造成的威脅。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù),如備份/恢復(fù)、拷貝、鏡像等已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足日益增加的對(duì)數(shù)據(jù)可靠、安全存儲(chǔ)、以及保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性的要求。CDP數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)(ContinousDataProtection)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)無(wú)間斷的保護(hù),可以快速恢復(fù)任意時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù),是當(dāng)前數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)的主要發(fā)展方向。以存儲(chǔ)系統(tǒng)本身為出發(fā)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)內(nèi)建的、一體化的數(shù)據(jù)安全保護(hù),包括認(rèn)證和授權(quán)、實(shí)時(shí)加密、密鑰共享和密鑰管理,將從根本上提高海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)安全性保護(hù)能力。2.5引領(lǐng)it產(chǎn)業(yè)新一輪革命的創(chuàng)新潮流當(dāng)前無(wú)論國(guó)際社會(huì)還是我國(guó)均大力倡導(dǎo)“低碳經(jīng)濟(jì)”,以“節(jié)能、高效、經(jīng)濟(jì)”為核心價(jià)值的綠色浪潮正席卷整個(gè)IT產(chǎn)業(yè),綠色也逐漸成為引領(lǐng)IT產(chǎn)業(yè)下一代革命的創(chuàng)新潮流。當(dāng)前面向綠色存儲(chǔ)的研究已獲得一定進(jìn)展。SSD(SolidStateDisk,固態(tài)盤)存儲(chǔ)、自動(dòng)分層存儲(chǔ)、存儲(chǔ)系統(tǒng)工作模式動(dòng)態(tài)調(diào)整、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除等先進(jìn)技術(shù)紛紛涌現(xiàn),其中重復(fù)數(shù)據(jù)刪除技術(shù)可將存儲(chǔ)系統(tǒng)中可存儲(chǔ)的數(shù)量提高幾十甚至上百倍,可極大提高系統(tǒng)存儲(chǔ)效率,實(shí)現(xiàn)高效低耗而備受產(chǎn)業(yè)重視。不同層次的綠色技術(shù)也可以組合使用,從而達(dá)到更好的節(jié)能效果。3儲(chǔ)技術(shù)：水存儲(chǔ)系統(tǒng)的高自動(dòng)存儲(chǔ)為了滿足國(guó)家重要行業(yè)與部門對(duì)海量信息的存儲(chǔ)需求,圣橋科技有限公司開展對(duì)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的相關(guān)理論、方法和關(guān)鍵技術(shù)的研究。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括并行存儲(chǔ)體系架構(gòu)、高性能對(duì)象存儲(chǔ)技術(shù)、并行I/O訪問技術(shù)、海量存儲(chǔ)系統(tǒng)高可用技術(shù)、嵌入式64位存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)保護(hù)與安全體系、綠色存儲(chǔ)等。在研究關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上,研制高性能、高可用、高可擴(kuò)展的并行海量存儲(chǔ)系統(tǒng),使其具有自動(dòng)負(fù)載均衡、高可用、支持重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、自動(dòng)分層存儲(chǔ)、綠色節(jié)能等先進(jìn)特性,并支持主流操作系統(tǒng)平臺(tái)Unix、Windows、Linux及其上層應(yīng)用等基于NFS、CIFS、WebDAV、iSCSI等協(xié)議對(duì)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的并發(fā)訪問。3.1基于數(shù)據(jù)的并行存儲(chǔ)架構(gòu)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示,它由元數(shù)據(jù)管理服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備節(jié)點(diǎn)、應(yīng)用服務(wù)網(wǎng)器以及高性能IP網(wǎng)絡(luò)組成。對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備節(jié)點(diǎn)通過后端高速網(wǎng)絡(luò)連接到元數(shù)據(jù)服務(wù)器,通過前端數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接到應(yīng)用服務(wù)器。當(dāng)應(yīng)用服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)(讀或?qū)?時(shí),首先和元數(shù)據(jù)服務(wù)器通信,以獲得數(shù)據(jù)當(dāng)前存儲(chǔ)位置(讀數(shù)據(jù)的情況下)或者可能的存儲(chǔ)位置(寫數(shù)據(jù)的情況下)。元數(shù)據(jù)服務(wù)器將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置信息傳遞給應(yīng)用服務(wù)器。在獲得數(shù)據(jù)的位置信息后,應(yīng)用服務(wù)器直接和對(duì)象存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)設(shè)備通信,讀或?qū)憯?shù)據(jù)。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)采用基于對(duì)象存儲(chǔ)模型構(gòu)建并行存儲(chǔ)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)控制流和數(shù)據(jù)流分離,具有良好的性能與可擴(kuò)展性,突破了集群存儲(chǔ)系統(tǒng)的局限性。它通過重定向技術(shù)支持基于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)協(xié)議的應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的并發(fā)訪問,解決現(xiàn)有海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中存在的兼容性問題和可擴(kuò)展性問題。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)采用64位、面向海量存儲(chǔ)的嵌入式操作系統(tǒng),為海量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供高可靠、高性能的基礎(chǔ)平臺(tái)。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)用基于數(shù)據(jù)訪問模式預(yù)測(cè)動(dòng)態(tài)調(diào)整海量存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行模式、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、支持SSD的自動(dòng)分層存儲(chǔ)等等先進(jìn)技術(shù)與方法,顯著降低系統(tǒng)能耗,實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中采用CDP數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)保護(hù)海量數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù),支持基于策略的實(shí)時(shí)高效加密和完整性保護(hù)、可擴(kuò)展的訪問控制機(jī)制,多角度、全方位保護(hù)數(shù)據(jù)安全。3.2關(guān)于體積體積的研究研制海量存儲(chǔ)系統(tǒng)需要重點(diǎn)研究并行存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)、海量存儲(chǔ)基礎(chǔ)平臺(tái)、數(shù)據(jù)保護(hù)與安全體系、綠色存儲(chǔ)等主要技術(shù)。(1)存儲(chǔ)對(duì)象的可擴(kuò)展性海量存儲(chǔ)系統(tǒng)可擴(kuò)展的本質(zhì)在于能夠?qū)⑾到y(tǒng)的各種負(fù)載,包括計(jì)算和I/O訪問,在大規(guī)模范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)均衡分布而不存在性能瓶頸,組成系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn)的資源均能得以并發(fā)利用。這就要求組成海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的各節(jié)點(diǎn)具有一定的“智能”,能夠自我管理,并能夠執(zhí)行數(shù)據(jù)訪問的有關(guān)任務(wù)。要從根本上解決海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,就需要改變組成海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備模型,使其具備自我管理能力,并能夠支持更加高級(jí)的數(shù)據(jù)訪問模式?；趯?duì)象存儲(chǔ)模型的存儲(chǔ)設(shè)備則具有上述期望特性。對(duì)象是一個(gè)可變大小的容器,可以存儲(chǔ)任何類型的數(shù)據(jù);對(duì)象具有可擴(kuò)展的屬性,可以實(shí)現(xiàn)更多期望的功能;對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備之間相對(duì)獨(dú)立。這些特性使得基于對(duì)象模型的存儲(chǔ)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模擴(kuò)展,而且海量存儲(chǔ)空間的管理任務(wù)能夠均衡分布到各個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備中,這些特性為實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的高可擴(kuò)展提供了必要的條件,實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的PB級(jí)別存儲(chǔ)容量擴(kuò)展能力。(2)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)在PB級(jí)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中,存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)與元數(shù)據(jù)的數(shù)量將高達(dá)數(shù)億計(jì)。這要求為海量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供有效支撐的高可靠、高性能64位操作系統(tǒng)平臺(tái),突破32位系統(tǒng)4GB的內(nèi)存尋址能力限制,以及32位系統(tǒng)在海量數(shù)據(jù)計(jì)算和檢索能力的不足,充分利用64位計(jì)算能力提高海量數(shù)據(jù)的處理能力。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)將采用動(dòng)態(tài)分區(qū)(DynamicPartitioning)技術(shù),將海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)以子目錄為單位動(dòng)態(tài)、均衡地分布到多個(gè)元數(shù)據(jù)服務(wù)器上,實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)的分布式管理與高并發(fā)訪問。對(duì)于數(shù)億量級(jí)的文件元數(shù)據(jù),任何存儲(chǔ)效率的缺陷將導(dǎo)致極大的存儲(chǔ)空間浪費(fèi)。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)將通過優(yōu)化文件系統(tǒng)inode內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)和高性能訪問。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)包含幾十或上百個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn),系統(tǒng)故障將不再是小概率事件而成為常態(tài)。實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的高可用是系統(tǒng)設(shè)計(jì)所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。它將在64位嵌入式存儲(chǔ)操作系統(tǒng)平臺(tái)上,采用基于空間冗余技術(shù)提高系統(tǒng)可靠性,采用基于日志和檢查點(diǎn)技術(shù)保證系統(tǒng)發(fā)生故障后的快速恢復(fù)能力,采用基于信息冗余實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的多重保護(hù)。(3)技術(shù)以及業(yè)務(wù)政策保護(hù)保證海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的完整性與機(jī)密性,是海量存儲(chǔ)系統(tǒng)研究的重要內(nèi)容。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)采用多層次、全方位海量數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù),保證系統(tǒng)在局部范圍內(nèi)發(fā)生部件、設(shè)備損失情況下仍然能夠保證數(shù)據(jù)的完整性和可訪問性;海量存儲(chǔ)系統(tǒng)將采用基于兩級(jí)提交的分布式事務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù),以及CDP數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù),保證海量存儲(chǔ)系統(tǒng)在系統(tǒng)級(jí)范圍內(nèi)數(shù)據(jù)的一致性。通過高效的異步數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)和一致性協(xié)議,結(jié)合智能設(shè)備故障預(yù)警與主動(dòng)數(shù)據(jù)遷移技術(shù),保證在局部范圍內(nèi)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)數(shù)據(jù)仍可訪問。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)采用針對(duì)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高效加密技術(shù)、授權(quán)管理和訪問控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的機(jī)密性保護(hù)。同時(shí),還研究分布式架構(gòu)的可擴(kuò)展海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的身份認(rèn)證技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模存儲(chǔ)用戶的快速身份識(shí)別,可抵御非法用戶的惡意攻擊。研究海量存儲(chǔ)系統(tǒng)中的訪問控制和授權(quán)技術(shù),支持對(duì)分布在眾多節(jié)點(diǎn)處的大量文件提供統(tǒng)一、高效且靈活的訪問控制和授權(quán)服務(wù),賦予系統(tǒng)管理員豐富的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理手段,確保只有授權(quán)用戶才能訪問和處理存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。研究密鑰的生成、使用、更新和銷毀方案,以及動(dòng)態(tài)群組用戶共享文件時(shí)的密鑰管理方案,確保只有組內(nèi)用戶可以讀取或處理文件數(shù)據(jù)。(4)基于動(dòng)態(tài)能耗管理的數(shù)據(jù)系統(tǒng)能效評(píng)估有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,存儲(chǔ)系統(tǒng)的能耗,以及為其配套的制冷系統(tǒng)的能耗,高達(dá)數(shù)據(jù)中心總能耗的40%以上。研究和實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)系統(tǒng),既是建設(shè)環(huán)保型社會(huì)的迫切需求,也具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)將研究存儲(chǔ)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)能耗管理理論,綜合多種先進(jìn)技術(shù)優(yōu)化系統(tǒng)存儲(chǔ)效率,實(shí)現(xiàn)顯著降低系統(tǒng)功耗的目標(biāo)。在深入認(rèn)識(shí)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)能耗的分布規(guī)律,I/O負(fù)載對(duì)于系統(tǒng)功耗的影響、以及構(gòu)成存儲(chǔ)系統(tǒng)的各部件不同工作模式對(duì)性能和功耗的影響規(guī)律等前提下,建立海量存儲(chǔ)系統(tǒng)能耗模型,研究數(shù)據(jù)訪問模式監(jiān)控與智能預(yù)測(cè)技術(shù),根據(jù)數(shù)據(jù)訪問模式動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行模式,在不影響外部數(shù)據(jù)訪問性能的前提下有效降低存儲(chǔ)系統(tǒng)能耗。結(jié)合最新的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、64位處理器微架構(gòu)節(jié)能模式、SSD高速緩存、磁盤與RAID休眠機(jī)制等先進(jìn)技術(shù),動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)及主要耗能部件運(yùn)行模式,有效降低系統(tǒng)能耗。3.3改善創(chuàng)新和存儲(chǔ)方案中國(guó)正處于大踏步進(jìn)入信息化社會(huì)階段,數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)速度甚至超過發(fā)達(dá)國(guó)家,涉及國(guó)計(jì)民生的重要行業(yè)和部門也越來(lái)越依賴于海量信息的可靠存儲(chǔ)和快速訪問。數(shù)據(jù)量的迅猛增加既需要更大容量的存儲(chǔ)系統(tǒng),也需要與之相適應(yīng)的更高的訪問速度,同樣需要更加安全的存儲(chǔ)服務(wù)。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)將推廣使用到石油、氣象、金融、電信、醫(yī)療、國(guó)防、新興行業(yè)如互聯(lián)網(wǎng)、聯(lián)網(wǎng)多媒體等國(guó)家重要行業(yè)與部門,滿足其存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)并快速訪問的需要;該系統(tǒng)也將為我國(guó)的一系列重大工程如平安城市工程、各級(jí)備份和容災(zāi)中心、醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、下一代廣播電視網(wǎng)(NGB)等起到核心支撐和保障作用。云計(jì)算、三網(wǎng)合一與物聯(lián)網(wǎng)等新一代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用均需要解決海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換、共享與檢索等核心問題,海量存儲(chǔ)系統(tǒng)也將為這些產(chǎn)業(yè)提供核心的存儲(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施。海量存儲(chǔ)系統(tǒng)將首先在上?！搬t(yī)聯(lián)工程”部署示范應(yīng)用,滿足醫(yī)聯(lián)工程PACS影像數(shù)據(jù)對(duì)海量存儲(chǔ)的并發(fā)訪問、可擴(kuò)展性、與安全節(jié)能等需求,解決該工程的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求。上海市醫(yī)聯(lián)工程旨在利用先進(jìn)的數(shù)字化技術(shù)減少重復(fù)檢查,緩解“看病難、看病貴”等問題,整個(gè)項(xiàng)目緊密圍繞著“完善公共衛(wèi)生和醫(yī)療服務(wù)體系、合理配置醫(yī)療衛(wèi)生資源”這個(gè)目標(biāo)建設(shè)。但是,面對(duì)不斷增長(zhǎng)的病員數(shù)據(jù)和不斷擴(kuò)大的共享需求,醫(yī)聯(lián)影像的存儲(chǔ)系統(tǒng)必須解決以下問題。(1)體積(2)高性能存儲(chǔ)容量(3)擴(kuò)展存儲(chǔ)(4)節(jié)能存儲(chǔ)設(shè)備(5)安全存儲(chǔ)4未來(lái)的海量存儲(chǔ)系統(tǒng)需求在以數(shù)據(jù)為中心的信息時(shí)代,存儲(chǔ)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與應(yīng)用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)成為信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)三要素,存儲(chǔ)已經(jīng)成為IT基礎(chǔ)設(shè)施的核心之一,存儲(chǔ)系統(tǒng)在信息技術(shù)領(lǐng)域中的地位毋容置疑。在國(guó)內(nèi),隨著社會(huì)信息化進(jìn)程的不斷深入,傳統(tǒng)行業(yè)以及新興行業(yè)如互聯(lián)網(wǎng)、電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)多媒體、網(wǎng)絡(luò)游戲的發(fā)展等對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的需求激增;國(guó)家和各部委推動(dòng)與實(shí)施的系列重大工程,如三網(wǎng)合一、物聯(lián)網(wǎng)、平安城市工程、區(qū)域醫(yī)療、下一代廣播電視網(wǎng)(NGB)等,也進(jìn)一步推動(dòng)了存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。然而,我國(guó)存儲(chǔ)廠商的產(chǎn)品的技術(shù)層次僅達(dá)到國(guó)外主流廠商的中低端水平,局限于RAID、NAS、iSCSI、IP-SAN等中低端產(chǎn)品,競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng),市場(chǎng)份額相對(duì)較低。即使這樣我國(guó)眾多存儲(chǔ)廠商中也僅有少數(shù)廠商能夠完全掌握這些中低端存儲(chǔ)系統(tǒng)核心技術(shù)。由于信息直接存儲(chǔ)在存儲(chǔ)系統(tǒng)中,所以如果在關(guān)鍵部門或企業(yè)中采用國(guó)外的產(chǎn)品,就類似于把自己的信息存儲(chǔ)在別人的“口袋”里,造成的安全問題可能比路由器等產(chǎn)品更加嚴(yán)重。同時(shí),新型的海量存儲(chǔ)系統(tǒng)也將具備以下科學(xué)價(jià)值:(1)滿足現(xiàn)代信息社會(huì)爆炸性增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)對(duì)高性能、可擴(kuò)展、安全可靠的海量存儲(chǔ)系統(tǒng)的迫切需求。(2)為將來(lái)研究更高容量的EB級(jí)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ),積累關(guān)鍵技術(shù),