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第四章 网络GIS 数据存储 武汉大学测绘学院 胡春春 本章内容 4.1 数据存储概述 4.2 网络存储分类 4.3 网络存储模式 4.1 数据存储概述 数据存储是数字技术的基础和保证 数据存储概述 GIS技术的发展与广泛应用 海量数据的存储容量极大增加 应用需求有更高的数据存取速度 解决信息孤岛问题，有效提供信息共享与服务 应用对时效性要求更高 计算机网络的发展与应用 可靠性 安全性 传输速度 数据存储概述 数据存储技术须解决的几个问题： 提供备份保护以防数据丢失而无法恢复 减少因丢失数据带来的费用开销； 减少停机时间所造成的成本增加； 允许现场(在线)或非现场(近线或离线)的存储； 确保空间数据的快速存取； 提供一定的数据纠错和恢复能力； 防止非法用户获取有用数据； 数据存储技术的发展与分类 存储技术的发展趋势 数据存储技术的类型 存储技术的发展趋势 磁存储技术仍将有突破 磁记录存储技术在数据存储发展史上长盛不衰，极薄磁层的稳定性技术等难题的解决将使存储密度从目前的20Gbits/in2增加到100Gbits/in2，而存储容量将达到400GB以上。 光存储技术将有重大进展 光存储技术与磁存储技术一直在并行发展，因各有利弊，两者在相当长的时间内仍将呈现出蓬勃发展的趋势。当前由于近场光学研究取得重大进展，光记录密度将有极大提高，光存储设备的存储容量将可望提高10倍以上。 可生存存储系统 可生存存储系统(Survivable Storge System，SSS)是一个热点研究领域，其目标是建立一个能够实现永久可用、永久安全和平稳降级等功能的数据存储系统。 存储技术的发展趋势 基于微电子机械系统的存储器 MEMS是指通过集成技术实现的包括微传感器、微执行器、微机械、微机构和电路的一种系统，由多个存储小单元构成，能将许多存储部件集成在一个模块，在1平方厘米内就能存储10GB的数据，而且可以提供100Mbps至1Gbps的数据传输带宽，存取时间是磁盘的10倍，功耗是磁盘的十分之一。 具有更高的性能、更强的容错能力以及更加低廉的成本。 在GIS中将是一种廉价、高性能的大容量存储器。 数据存储技术的发展与分类 存储技术的发展趋势 数据存储技术的类型 数据存储技术的类型 按连接方式分类 按伺服主机与存储设备间的数据存取信道进行分类，可以有如下几种类别： 直接连接存储(Direct Attached Storage，DAS) 指存储设备与服务器直接连接的存储方式，相当于扩大了服务器端的存储容量。存储介质包括磁盘、磁带、磁盘阵列、磁带库等。 附网存储(Network Attached Storage，NAS) 又称网络附加存储，是指依靠网络连接的存储方式，亦即是将存储设备直接附着在基于TCP/IP协议的现有以太网上的一种存储技术，它所存储的数据以文件为单位。存储介质可以是磁盘、磁盘阵列、光盘、磁带等。 存储区域网(Storage Area Network，SAN) 通常是一个使用光纤通道连接的高速专用存储子网。这个子网专门用于数据存储，因不占用服务器的资源，也不占用服务器所属的通信网络的带宽。SAN通常由磁盘阵列、磁带库、光盘库和光纤交换机等设备组成 。 数据存储技术的类型 按存储系统连机方式分类 即按存储介质的特性与数据存取的效率进行分类，主要有： 在线存储(On-line Store) 又称工作级存储，采用高速数据存储设备，常常是高端SCSI存储设备，以便能随时读写数据，满足计算平台对数据访问的速度要求。它的特点是存取速度快、容量相对小、单位容量的成本相对高。 离线存储(Off-line Store) 又称备份级存储，它是一种不需要时刻与计算机保持联系的存储设备，主要用于对在线存储的数据进行备份，以防范可能发生的数据灾难。(如磁带库) 近线存储(Near-line Store) 介于离线存储和在线存储之间的一种技术，用以存储非实时需求的数据或备份重要数据，如光盘库。其数据调用不会象在线存储那样频繁和迫切，也不是纯粹的顺序存储，但需具备随机存储能力。 数据存储技术的类型 按接口协议标准分类 小型计算机系统接口(Small Computer System Interface，SCSI) 一种高性能计算机外部设备接口。它整合了与主机通信的指令，降低了系统I/O处理对主机CPU的占用率。通过它，所有连到PC的外设均可实现彼此间独立于主机的数据传输与分发。 光纤连接 利用光纤通道技术来连接存储设备。由于光纤的传输速度快，这种连接将极大地提高数据传输率。 第三代输入输出总线(Third-Generation I