基于NAS存储的网络文档共享系统

黄鸿，李文杰，严源，刘东东

[摘    要]随着云服务器的广泛使用，基于互联网服务的业务也日益增多，但是对于内外网文件交换、文件共享的服务却是少之又少，伴随着业务需求的深入，内外网多系统之间互相合作，资源共享的需求越来越高，意味着需要更多的内网服务出现。基于NAS的存储环境的合理设计，可实现了近年来存储空间动态扩展。本文着重探讨了业务逻辑和文件特征等属性，性属性具有一定的通用性，在业务逻辑的生产环境中得到了广泛的应用。

[关键词]NAS（网络连接存储）;分级存储;RAID（独立冗余磁盘阵列）

[中图分类号]TP333 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）12–0–02

Network Document Sharing System Based on NAS Storage

Huang Hong ，Li Wen-jie ，Yan Yuan ，Liu Dong-dong

[Abstract]With the widespread use of cloud server， business based on Internet services is increasing， but for internal and external file exchange and file sharing service is few， with the depth of business demand， more cooperation between internal and external systems， resource sharing demand is more and more high， means that more intranet services.The rational design of the NAS-based storage environment can realize the dynamic expansion of the storage space in recent years.This paper focuses on the attributes of business logic and file characteristics， which are somewhat universal and are widely used in the production environment of business logic.

[Keywords]NAS （network-connected storage）; tiered storage; RAID （independent redundant disk array）

随着云服务器的广泛使用，基于互联网服务的业务也日益增多，但是对于内外网文件交换、文件共享的服务却是少之又少，随着业务需求的深入，内外网多系统之间互相合作，资源共享的需求越来越高，意味着需要更多的内网服务出现。

在现有技术中，内外网之间是相互隔离的，但是外网用户有获取内网文件的需求，现有技术中为了解决该问题，通常采用设置独立的数据库的方式，内网服务器将内网文件上传到数据库中，外网用户在身份验证通过后访问该数据库。这种采用独立的数据库的方式，只适用于需要备份的文件数量较少的情况，对于并发的多文件存储与同时访问，造成数据库备份困难、请求响应困难。对于电子资料来说，其存储方案主要分为三大类：直接连接存储（以下简称：DAS）、网络连接存储（以下简称：NAS）和存储区域网络（以下简称：SAN）。

（1）DAS的存储方法是经由SCSI或ATA接口直接连接服务器和存储装置。

（2）NAS使用TCP/IP、ATM、FDDI等网络技术，连接到服务器的方式是经由网络开关将存储装置（如硬盘阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质），经由TCP/IP网络协议传送数据。

（3）SAN是一种通过光纤通道连接磁盘阵列的高速网络。

本文提供一个基于NAS的intranet和extranet文件共享系统，用于执行intranet和extranet文件共享，并能够及时响应购买extranet用户文件的需求。通用存储解决方案NAS主要包括以下几个部分：外部网络、内部无线AP、路由器等设备、NAS服务器、电视、平板电脑、计算机、机顶盒以及IP摄像头、测试仪器、智能家居设备等，还包括移动硬盘、USB闪存等。

1 相关技术

NAS的全称是Network Attached Storage，翻译成中文就是网络附加存储。其拆解一下就是网络、附加、存储。存不需要过多的解释，就是来存储东西的。附加的意思就是这块存储可以轻松的附加上，或者取下而不影响系统使用。对比我们电脑上的硬盘，就不能说是附加的。因为电脑硬盘不能随便的取下，而且硬盘取下来之后你的电脑就没法用了。网络的意思是想要访问存储里面的内容，需要有网络才行，不管是公网还是局域网反正得有网。简单来说，NAS提供存储服务，可用通过网络来访问存储里面的内容。

1.1 常见的NAS设备

当前为了满足我国互联网服务数据存储的需求，各国都出现了成熟的解決方案。例如，群晖科技（Synology）、威联通科技股份有限公司（QNAP）以及其他如Netgear、HP ProLiant存储服务器等。国内NAS及部分产品制造商：如华为rh2285v1存储服务器等。此外，NAS设备具有相应的集成功能，包括迅雷路由器、小米盒、乐视等。

此外，部分单位还组装硬件、软件，以实现家庭NAS。NAS系列级应用程序中也是独一无二的。例如，它对硬件也有一定的要求，如接口多、体积小、散热好、噪声小等，因为家庭中没有专门的专业机房来存放机器设备。

通过分级存储功能将数据存储于介质当中，在不同的土层级间再结合相关策略实现数据的动态流动，以提升系统的存储性能。根据硬盘种类型来分，主要包括性能层、均衡层和容量层。其性能层主要利用热数据进行交换，存储介质为全SSD固态存储，与传统机械硬盘相比，在存储容量及响应时间上具有明显的优势，如可以大大降低系统存储的响应时间和数据的访问效率。均衡层的数据存储主要采用固态硬盘进行数据服务，转速为10 000 r/min。容量层的存储介质为机械硬盘，可存储历史归档数据，转速为7 200 r/min，存储时间为3～5 a（图1）。

1.2 NAS网络架构设计

NAS存储利用光纤与核心交换机相接进入局域网，并实现两端配置接口互通，便于数据存储的快速访问。

为了确保存储系统的安全稳定运行，应对硬件架构和软件架构进行优化。在硬件架构设计时，主柜采用3U16盘位主柜，并配置双控制器，以实现控制器的冗余备份，确保存储的访问性能。在主机接口设计时，主机接口分为4个10 GbE和4个1 GbE，主要应用于数据备份接口;扩展柜优化设计时，选用24盘位扩展柜，硬盘槽位112个。在软件架构设计上，应合理配置协议许可、快照、卷克隆等存储功能，以提高存储效率（图2）。

2 系统设计与实现

2.1 存储容量设计及磁盘选型

為了满足业务系统对存储系统的数据访问响应速度的要求，应不断优化吞吐量性能。容量层硬盘选择NL_SAS企业级硬盘，以满足大容量需求，确保企业的经济效益。此类硬盘前端采用双端口，并与不同的控制器相连，如果前端单个控制器出现故障，另一个控制器实现硬盘识别。

缓存层的SSD缓存加速应选择企业级硬盘。由于业务系统中有大量小文件读写，对存储的IOP要求较高;而SSD与7200 r/min

转速机械硬盘相比，在带宽及响应时间方面具有着较大的优势。故在SSD缓存加速设计时，应利用SSD盘提升小文件读取速度，并且可以将它介于内存与HDD间的缓存池。另外，因SSD盘的读取速度较高，故可有效地缩短数据的响应时间，提升系统的性能功能。由此可见，本次包括112个盘位，16盘位主柜1个和24盘位扩展柜4个，SSD缓存有2个盘位，剩余的盘位采用NL_SAS企业级硬盘。

2.2 软件配置

根据Pogoplug设备的使用需求，需要进行TTL线路驱动程序下载。当解压文件以后，应按照系统指示找到相应的文件，并点击路径完成操作。当插入TTL线时，可通过NAS的存储系统进行新硬件安装，且可以执行驱动器操作的自动化。另外，应按照协议要求，合理地选择序列号和端口。本地连接的IP地址为192.168。

从智能判识系统对存储需求方面考虑，其对存储容量需求量较高，加上单套存储硬盘种类较多，所以为了避免不同的RAID组在多次校验时引起控制器性能损失问题，本次设计选择RAID5方式。在RAID5模式下，配置9块磁盘和1个RAID组，通过多个块数据盘，达到了确保盘性能和数据安全的目的。因此，在RAID选择时，应选用RAID5（8D+1P）模式。

2.3 系统运行与评测

为了满足NAS的私有云存储系统的运行需求，应对存储系统的功能进行实验，设置以下环境。

（1）在选择测试手机时，应选用一款Android4.4系统的手机。

（2）应合理地设置内网服务器的运行环境，其系统环境如下：CentOS Linux release 7.1.1503（Core）。JDK版本：jdk-8u65-linux-x64.tar.gz。IP地址：192.168.0.47

（3）系统可设置公网服务器运行环境：CentOS Linux release 7.1.1503（Core）;版本采用JDK版本：jdk-8u65-linux-x64.tar.gz;驱动采用MySQL驱动：mysql-connector-java-5.1.37-hin.jar;IP地址：42.62.101.111

通过对NAS的存储系统的功能进行测试，相对于传统平台数据而言，在数据安全和平台稳定性方面具有较大的优势。同时，通过系统所具备的私有NAS的云存储平台，实现了传统的私有云平台的优化且通过对数据进行分析，此云存储系统能够有效地解决传统平台存在的不足，实现了系统的优化目标，从整体上来说，其优化程度将达到数十倍。

3 结束语

根据NAS存储系统总体设计要求，应合理地选择NAS设备，并配置相应的软件和硬件，对NAS的私有云存储系统进行优化。实践证明，通过系统评估，大大地提升NAS的私有云存储平台数据的安全性和稳定性，且数据传输速度较快、功能齐全，拥有良好的网络交互环境，具有较高的应用价值。

本文通过NAS的存储环境的优化设计，达到了多年存储空间动态扩展的目标。在设计拓展方面，不断地优化数据的存储环境，对于不同的网络环境，只需进行网络架构调整即可，从上可以看出，NAS存储环境能够为其他网络存储提供良好的应用环境和解决方案，为今后NAS存储系统的推广与应用提供参考。

参考文献

[1] 石夫乾，周林.一种基于NAS的网络存储管理软件的设计与应用[J].电脑知识与技术，2006（26）：67-69.