2024年6月6日发(作者:)

网络通讯与安全电脑知识与技术

一种基于

NAS

的网络存储管理软件的设计与应用

石夫乾

周林

温州医学院计算机系

湖北温州

325000

摘要

本文阐述了一种基于

NAS

的存储管理软件

该系统针对在

Linux

下大量用户的管理和文件存储服务需求

将基于

Linux

环境

的磁盘限额与

Mysql

数据库技术相结合

使得针对大量的

FTP

用户数据的管理转变为针对

Mysql

的管理

并能实现用户磁盘空间容量限

制与空间使用状态的监控

关键词

存储技术

磁盘限额

Mysql

数据库

文献标识码

文章编号

1009-3044(2006)26-0059-03

中图分类号

TP393

DesignandApplicationofaNetworkStorageManagementSoftwareBasedonNAS

SHIFu-qian,ZHOULin

(ComputerDep.ofWenzhouMedicalCollege,Wenzhou325000,China)

Abstract:ThisArticleintroducesanetworkstoragemanagementsoftwarebasedonNASaftercomparingmanynetworkstoragesystems.it

combinestogetherwiththediskquotaandtheMySQLdatabasetechniqueunderLinuxOS.SowecanchangethewayofmanagementforFTP

userstoMysqldatabasesystem,andwecanlimittheusers'storagecapacityandrecordit.

Keywords:StorageTechnique;DiskQuotaTechnique;MysqlDatabase

研究背景

互联网技术和电子商务应用的发展

迅速地改变着人们的生

改变着各个网络使用群体的管理和运作模式

其中影响之最

深远的为信息存储系统

进入

2000

年以后

数据存储技术形成了

计算机领域继主机

网络之后的第三次浪潮

数据存储技术的不

断发展使得数据存储从传统的

低速而且低效的主机网络系统方

式中解脱出来

成为独立的存储系统

用户对数据存储也越来越

高的需求

集中表现为对存储空间容量的增长

存储速度的提高

和实时性的管理

存储空间的容量和存储速度可以通过硬件设备

的改进来实现

而如何有效的对存储设备进行管理

以满足客户

的各种需求

导致了必须加快对大容量存储系统管理软件的开发

与应用

根据

IEEE

制定的海量存储系统参考模型

MSSRM(Mass

StorageSystemReferenceModel)[1]

以及美国国家存储实验室

NSL

(NationalStorageLaboratory)

正在进行的

HPSS(High-Performance

StorageSystem)

项目

[2]

的总结

一个构造完整的存储管理系统应该

包含如下几项功能

(1)

结构化存储管理

HSM

功能

(2)

故障检测和数据恢复功能

(3)

资源控制和配置功能

(4)

安全管理功能

(5)

帐号管理和服务计费功能

(6)

灵活配置服务质量的功能

(7)

前瞻性

(proactive)

反应和自我管理

(self-management)

功能

本系统力图从资源配置与帐号管理方面进行研究与开发

具体解决以下几个方面的问题

(1)

使得物理上异构的存储设备

统一映射到一个逻辑上的存

储磁盘卷

(2)

使得在拥有大量用户的前提下

快速定制用户存储需求

(3)

高效统一的管理界面方便管理员进行用户信息的管理

(4)

实时快速地反馈用户空间的使用状态

IT

企业如

HP

BM

EMC

Veritas,SUN

都对此进行研究

SNA

存储网络工业协会

专门成立

SNMWG

TheStorageNetwork

ManagementWorkingGroup

来致力于存储系统管理软件的开发

与研究

虽然这些研究有一些进展

但技术还是相对不成熟

[3]

此留下了可以进行存储系统软件开发的广阔空间

一个存储系统

管理大致包括存储资源管理

备份

灾难恢复

存储虚拟化等

2.1

存储资源管理软件

SRM

需求分析

有效做好存储资源管理

是打好各大

小型企业高效能

高可

靠性

高可用性之存储基础建设的基础

对于存储资源管理软件

的巨幅成长主要来自客户对于支持更大量数据

更复杂存储网络

的需求

而较成熟的备份与归档软件市场比重逐渐下滑

以功能性区分

存储资源管理

SRM

软件较去年成长

30%

首次成为整个存储软件市场中最主要的功能性软件

备份与

归档

(Backupandarchive)

则持续维持

9.2%

的稳定年成长率

储复制软件与档案系统类软件则分别比第一季及去年同期成长

13.5%

18.5%

全球前五大厂中

EMC

VERITAS

成长幅度为最大

与去

年相较成长率分别达

30.5%

23.4%

EMC

此时已包含

Legato

营收

市占率于本季则居全球之冠

32.5%

较去年同期增加

3.4

个百分点

VERITAS

则仍维持市场营收市占率第二名地位

22.6%

较去年同期增加

个百分点

IBM

HP

则共居第三名

如表

各大

SRM

供应商市场分析

网络存储软件研究进展

当今

数据已经成为最宝贵的财富

数据量不断增长

存储管

理和维护自动化

多平台的互操作性和数据共享

现代存储系统

具有高可靠性

高可用性和高性能可扩展性

现今

国外的学术界

和工业界投入大量的力量对存储管理软件进行开发

许多的著名

2.2

存储管理软件主要任务与功能

在一套完整的存储系统中

如何确保所有企业数据能够得到

可靠备份

及时进行灾难恢复

这是存储管理软件的主要任务

存储管理软件按功能来说分为如下三类

(1)

存储管理软件的核心功能是对数据和应用进行备份和恢

很多存储管理软件厂商的主打产品都是备份与恢复解决方

收稿日期

2006-03-20

作者简介

石夫乾

1975-

),

浙江工业大学控制工程硕士

温州医学院计算机系讲师

周林

1972-

),

中国信息科学研究所硕士

温州医学院计

算机系讲师

电脑知识与技术

59

电脑知识与技术

(2)

改进系统和应用

1/O

性能及存储管理能力

如卷管理器

(VolumeManager)

快照文件系统

(FileSystem)

Quick1/O,Cache

UO

等都是用来实现该功能的

(3)

提高数据和应用系统的高可用性

减少由于各种原因中断

数据存取或者应用系统宕机的时间

实现技术有分级存储管理

(HSM)

集群服务器

(ClusterServer)

2.3

存在的问题

众观世界各大存储软件开发公司推出的存储管理系统

各有

各的特点

并且尽力在各自的某一强势方向做到极致

比如容灾

技术

远程管理技术

数据的高可用性

安全性

存储效率问题等

但是对于存储资源的如何分配以及涉及到具体的磁盘空间的管

理时

大都依靠于操作系统本身

比如在基于

windows

NAS

品中

采用基于域的管理模式

这样使得管理方式过份依赖于操

作系统本身

而且从管理上来说也是极其不便的

所以如果磁盘

分配能够与数据库结合起来

使得管理脱离于

而转化为对数

据库的管理

这样的话可以大大地简化了管理过程

进而降低了

管理成本

确实在提高存储效率方面还存在着许多可挖掘的空

相关技术研究进展可以参阅

Louis,S.Burris[4][5]

等人的工作

系统总体结构

网络附加存储系统是可以运行在所有符合

POSIX

标准的

U-

NIX

操作系统上

Linux

的文件服务器

它能以较高的性能处

理大量并发的用户访问

并按组对用户进行管理

可以设定用户

的带宽和流量

用户独立于操作系统用户

因而有独立于操作系

统的认证机制

用户信息存放在数据库中

系统分为

个部分

户数据库

服务程序

客户端程序和管理界面

用户数据库存放密

带宽

流量等用户信息

服务程序作为操作系统的服务

负责

接收用户的请求

进行服务

管理界面是基于

WEB

页面的用户管

理平台

负责用户注册和信息修改

以及管理员对用户进行查询

和管理

客户端程序供用户连接服务器进行下载

如图

所示

系统总体结构

3.1

系统应用需求分析

一个良好的存储管理软件

应该具备必要的存储设备

如大

容量的存储设备

DAS

NAS

SAN

技术

可以针对具体不同的系

统采用相对应的存储设备

如果是一个完整的存储管理软件还应

包括备份系统

容灾系统

总体上具备以下几个方面的应用需求

(1)

用户数量非常大

比如高校学生

FTP

系统

针对一所超万

人的学校

给每个学生分配

FTP

空间

还有一些专门提供

FTP

务的

ISP

过大的用户数使得对系统的稳定性

高效性提出了更高

的要求

而这个特点

正是

FreeBSD

成为首选系统的理由

[6]

(2)

大量的访问并发数

该系统还必需允许大量并发情形的存

因为在用户数量非常大的情况下

应该存在很多并发的请求

系统应该对并发需求作出规定

或者是限制

这个在服务器上很

容易进行设定

(3)

容量定制技术

该系统必需对每个容量请求

进行审核

60

电脑知识与技术

网络通讯与安全

者预先进行容量的定制

根据每个不同用户级别进行容量限额的

管理

这个主要是通过

Linux

下的

Quota

技术来实现

(4)

监视用户信息

该系统能实时的监视每个用户的状态

如容量的实现统计

以计算剩余的存储空间

能有效的及时的了

解存储设备的使用状况

这样才能更好的进行存储容量的分配

另外

系统要向管理者反馈实时网络信息

FTP

实时信息

用户

来源

提交的文件数量

容量等

(5)

强大的后台管理系统

管理者的不同级别需求

必然要求

系统给出一个统一的管理平台

这种平台的开发能给管理者提供

方便的实现以上四点的管理需求

本工程就开发了一个具体案例

详见本文第五部分

3.2

系统运行环境

软件环境

采用

ApacheHTTP

服务器

Mysql

服务器以及

PHP

编程环境

3.3

磁盘限额技术的应用

FreeBSD

系统下安装

QuotaForLinux

软件

以及

ProFTPD

软件

并进行简单的配置即可

详见文

[7]

系统详细设计

4.1

功能模块划分

系统的各功能模块的组成如下图

所示

系统功能模块组成

4.2FTP

用户与数据库的绑定

4.2.1

原理

通过安装上述提到的

ProFTPD

模块

可以将

FTP

用户信息与

Mysql

绑定起来

即只要在

MYSQL

数据库的用户信息表

与存储

需求表进行修改就可以同时设定

FTP

用户的信息

当然

能过安

Quota

软件

与进行简单的配置

可生成系统用户限额数据库

在该数据库中存储用户的各种需求

如空间容量

认证信息等

时还生成一个空间状态信息数据库

可以实时的反应存储状态

空间当前使用容量

存储的文件数

目录数

以及提交地址等

信息

通过这样的设置

我们只需开发一个基于

WEB

Mysql

据库管理系统

4.2.2

批量帐号处理

(1)

由于用户数过大

存在初始帐号建立及信息更新的批量处

理问题

在成千上万的用户信息维护特别是帐号生成

不可能采

用手工的方式进行处理

目前许多存储服务提供商

供应的程序

都不涉及这一方面的内容

故存在申请周期较长的困难

给用户

带来了不便

如果通过帐号自动生成系统

可以实时的对帐号信息

进行管理

从而大大地缩短帐号申请周期

(2)

关键性代码

¥connect=mysql_connect("localhost","root","*******")or

die("couldnotconnecttodatabase");//

数据库服务器连接

mysql_select_db("ftp",¥connect)ordie(mysql_error());//

数据库

选择

¥temp=file("quotalimits.csv");//

帐号文本文件导入

for(¥i=1;¥i<count(¥temp);¥i++)

{¥string=explode(",",¥temp[¥i]);

¥q="insertintoquotalimits(name,quota_type,per_session,lim-

it_type,

bytes_in_avail,bytes_out_avail,bytes_xfer_avail,files_in_avail,

files_out_avail,files_xfer_avail)values('¥string[0]','¥string[1]',

网络通讯与安全电脑知识与技术

具有集中性和高效性的网络存储系统将代替传统的直接附加存

储方式成为校园网存储系统的主体

讨论了两种流行的两种网络

存储系统

NAS

SAN

的优缺点和在校园网的应用

提出了校园

网的网络存储系统的一般结构

'¥string[2]','¥string[3]','¥string[4]','¥string[5]','¥string

[6]','¥string[7]','¥string[8]','¥string[9]')";

mysql_query(¥q)ordie(mysql_error());//

更新表的内容

if(!mysql_error());

{echo"insertsuccess!";}//

更新成功

unset(¥string);//

释放字符串

总结

本系统管理软件着重在于如何处理存储资源管理中的资源

分配

帐号管理与认证问题

对于长期的大量的在线用户的需求

本系统经过了两年多的运行

能有效地解决由于大量用户所带来

的管理上的不便

对于磁盘限额技术在很多领域已经有所应用

但在

linux

应用不多

能开发成功一个实际的管理软件更少

而很多的存储管理软件多注重备份

与容灾技术

对于实际的应

用必须进行针对性的开发

并且这项技术可以移植到大容量的邮

件系统中

接下来

还存在一些问题

比如在

UNIX

系统中

IBM-AIX,

还无法完成

Mysql

数据库与

FTP

信息的捆绑

这就有待

于进一步研究了

应用

现举一个在校园网中的应用为例

首先建立一个基于

WEB

的界面

这里不仅具备一般网站的几大要素

如新闻布发与管理

文章发布与管理系统

在线信息交互系统

用户注册

资源下载之

还包括教学网站所具备的几个有特色的功能

如作业提交与

管理系统

学生可在线通过该系统提交自己的作业

系统可自动

记录作业情况

教师可通过后台进行管理和作业的批改

并可存

储批改意见

;)

视频点播系统

学生在线点播教师的教学视频

师信箱论坛

供学生讨论提问

教师资源管理系统

教师可以通过

该系统提交自己的教学材料

这里分两个部分

可共享部分和私

有部分

教师可根据教学需要决定资源的共享与否

这里的资源

可以进行归类

我们称之为资源下载系统

),

如电子教案

进度表

教学安排

教学公告

电子书

推荐等

(1)

用户信息管理

这里可以采用两种方式

一种是采用现成

比较成熟的基于

linux

环境下的数据库管理工具

本例中采用

phpmyadmin

软件

在这个软件中比较全面的针对记录进行各种

操作

如记录编辑

删除

插入查询等功能

支持

SQL

语言

并能设

定管理权限以及数据库相关操作

但是界面不直观

不利于管理

员的操作和理解

而只适合于专业开发人员

其次是采用自主开

发的管理软件

如图

6-3

主要功能为完成存储帐号信息的查看

编辑

修改等功能

(2)

作业帐号的生成

通过该系统为学生定制帐号

作业空间

的大小

可创建

删除

更改

同时可跟踪提交信息

提交时间

提交的地址

作业内容管理等

);

其次

是教师资源管理系统

为每

一位教师设置帐号

根据权限进入学生的空间

导出作业进行批

并可写入批改信息

也可通过帐号登录系统上载其教学资源

另外可以运行批量帐号生成程序

(3)

远程文件管理系统

通过该系统可以上

下载文件

对远程

文件进行修改删除等操作

(4)

新闻及其它日志管理

由于有关新闻与日志管理属一般的

网站功能

在此就不再论述了

进一步的关于

NAS

系统在校网上的应用可参见文

[8]

中指出

参考文献

[1]JohnL.Cole,MerrittE.Jones,IEEEStorageSystemsStan-

dardsWorkingGroupOverview,IEEESSSSWGHomePage,http://

www.ssswg.org/public_documents.html

[2]S.Louis,R.D.Burris,ManagementIssuesforHigh-Perfor-

manceStorageSystems,IEEEMSSSymposium,courtesyofthe

IEEEComputerSocietyPress,1995:23-25

[3]

贾瑞勇

存储区域网络管理系统的研究与实现

[J],

西北工业

大学研究生学位论文

,2002.03.

[4]Louis,S.Burris,R.D.LawrenceLivermoreNat.Lab,Manage-

mentissuesforHigh-PerformanceStorageSystems,MassStorage

Systems,1995:336-348

[5]Birk,Y.Bishara,N.Technion-IsraelInst.ofTechnol.,Dis-

tributed-and-splitdata-controlextensiontoSCSIforscalablestor-

ageareanetworks,HighPerformanceInterconnects,2002.Aug:77-82

[6]Dinh-Trong,T.Bieman,J.M.Opensourcesoftwaredevelop-

ment:acasestudyofFreeBSD

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[7]TJSaunders

ProFTPDmodulemod_quotatab&mod_quo-

tatab_sql,2004.http://www.castaglia.org/proftpd/modules/mod_quo-

tatab.html

[8]

颜海兴

郭放

唐鹤权

网络存储系统在校园网上的应用

[J].

东华大学学报

,2004.12(30,6):117-119.

的握手协议可以保证两台计算机的合法性

即使数据被截取也有

MD5

RSA

算法加密不怕被非法利用

做到保障用户与网站的

作用

上接第

29

发送到用户的浏览器

用户的浏览器利用私钥解密后

再用服务

器的公钥之后产生一个通话密钥

并发送到

WEB

服务器

WEB

服务器利用私钥解获得通话密钥

WEB

服务器与用户的浏览器

利用通话密钥建立对称密码方案的通信

WindowsServer

的基础上安装

IIS

作为网站

WEB

服务器

在添可以利用

Windows

的证书组件实现

SSL

协议作为数据传输

加删除

Windows

组件中添加证书服务

选择

CA

类型中

选择

立根

CA

”,

然后为该

CA

服务器设计一个名字

设置证书的有效期

可以使用默认值

”,

最后指定证书数据库和证书数据库日

志的位置后

完成了证书服务的安装

3.2.3

利用

RSA

算法加密

在建立了

SSL

的握手协议后

浏览器与

WEB

服务器之间的

数据传输也不是单用

MD5

加密后直接得到的信息

而是被传输

的内容是经过加密的

防止链接变量的整数参数被知道后

有人

对数据进行截流

窃听

非法获取用户的信息与交易记录

所以浏

览器与

WEB

服务器之间的数据传输是经过在

SSL

握手协议中交

换过的公钥和私钥进行加密处理的

所用的公钥和私钥是经过

RSA

算法得到的加密与解密唯一值

利用

SSL

当用户的信息

MD5

加密与

SSL

协议再加密传输后

结束语

电子商务网站的安全在服务器的架设方面

要防止利用恶意

的海量垃圾信息攻击

或攻破系统程序

利用未发现的系统漏洞

影响服务器的运作

因此主要防止服务器不被非法入侵就基本可

以实现网站的安全

在及时打上系统漏洞的补丁的基础上

能满

足绝大部分的网络安全需求

另外数据传输利用数据加密技术

SSL

传输协议就可以保证安全

参考文献

[1]

宋远方

姚贤涛

电子商务

[M].

北京

电子工业出版社

2003.6.82.

[2]

劳帼龄

电子商务安全与管理

[M].

北京

高等教育出版社

2003.1-122.

[3]

祁明

电子商务安全与保密

[M].

北京

高等教育出版社

2001.1-156.

[4]

张炯明

安全电子商务使用技术

[M].

北京

清华大学出版社

2002.1-162.

电脑知识与技术

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