【正文】 標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)由 IBM、 Cisco 33 共同發(fā)起的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過三年 20個(gè)版本的不斷完善，終于得到 IETF認(rèn)可。 使之適應(yīng)于企業(yè)級的數(shù)據(jù)平臺應(yīng)用。也就是說， SAN 支持異構(gòu)操作系統(tǒng)平臺，即支持各種各樣的主流 操作系統(tǒng)和服務(wù)器，它是一個(gè)非常健壯的基礎(chǔ)設(shè)施，適應(yīng)于新的變化的數(shù)據(jù)模式和無法預(yù)料的數(shù)據(jù)增長，也就是說，它具有良好的可擴(kuò)展性。但它也有著其固有的缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)如下： 1) 受局域網(wǎng)性能所限，數(shù)據(jù)傳輸速率不高 。 3）可管理性差 。 實(shí)現(xiàn)多個(gè)服務(wù)器共享相同的存儲，為服務(wù)器集群創(chuàng)造了條件。 數(shù)據(jù)庫 使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及新興的數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)，在云南省氣象光纖寬帶專 線 網(wǎng)上，統(tǒng)一規(guī)劃、逐步建設(shè)省、州 (市 )二級分布式氣象信息數(shù)據(jù)庫。 省、 26 市州氣象臺承擔(dān)著各種氣象預(yù)報(bào)服務(wù)的職責(zé)，目前及未來一段時(shí)間內(nèi)高峰時(shí)段對省級數(shù)據(jù)庫 存儲 共享 系統(tǒng)進(jìn)行檢索操作的并發(fā)用戶數(shù)會有上百個(gè)，在一定的數(shù)據(jù)塊大小范圍內(nèi)，多用戶訪問在線設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間應(yīng)為 秒鐘級，訪問近線設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間為分鐘級，訪問離線設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間為十分鐘至幾十分鐘。 ? 可擴(kuò)展性 為適應(yīng)氣象業(yè)務(wù)工作不斷發(fā)展所帶來的新的要求，保護(hù)現(xiàn)有的投資，存儲 共享 系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備良好的可擴(kuò)展能力；其中包括性能的可擴(kuò)展能力和規(guī)模的可擴(kuò)展能力。 ? 可靠性 氣象業(yè)務(wù)系統(tǒng)（特別是天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)）具有很強(qiáng)的時(shí)效性要求和不可間斷性要求，這一切要求存儲 共享 系統(tǒng)的運(yùn)行平臺滿足 24 小時(shí) 7天 的 運(yùn)行要求，故障率應(yīng)小于 %，單次故障時(shí)間（包括發(fā)現(xiàn)故障、處理故障和系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間）應(yīng)小于 1 小時(shí)。 系統(tǒng)性能需求 ⑴ 整體性能需求 云南省級存儲 共享 系統(tǒng)在整體性能上必須滿足省級氣象資料存儲不斷增長的需求，保證基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和存儲系統(tǒng)的安全、可靠、實(shí)時(shí)、高效。 數(shù)據(jù)存儲管理狀態(tài)包括有關(guān)數(shù)據(jù)管理軟件的運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)中數(shù)據(jù)遷移的情況、數(shù)據(jù)存儲類型及總 量、數(shù)據(jù)應(yīng)用情況等。 為保證數(shù)據(jù)的安全性和規(guī)范管理，基于瀏覽器檢索的 Web 服務(wù)應(yīng)建立完善的用戶管理系 統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶網(wǎng)上登記、身份確認(rèn)、在線資料下載成本支付等功能。數(shù)據(jù)檢索應(yīng)該提供以下三種方式： ① 程序調(diào)用 程序調(diào)用是內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)、服務(wù)系統(tǒng)乃至科研工作的主要數(shù)據(jù)獲取方式，存儲 共享 系統(tǒng)中實(shí)時(shí)需求的所有數(shù)據(jù)都必須支持程序調(diào)用方式，并且應(yīng)提供標(biāo)準(zhǔn)的 C 語言接口。特別是對于實(shí)時(shí)資料，必須具有隨時(shí)處理、隨時(shí)入庫、隨時(shí)更新的能力。 不同種類的資料，其檢索方式是不一樣的。這些數(shù)據(jù)包括各種 探測資料和業(yè)務(wù)分析加工預(yù)報(bào)產(chǎn)品。為了應(yīng)用的方便，對那些以分塊傳送的格點(diǎn)資料，例如數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品，則要進(jìn)行多塊拼接，形成有效的區(qū)域、或半球、或全球產(chǎn)品后再進(jìn)入數(shù)據(jù)庫管理。 實(shí)時(shí)資料的絕大部分都是實(shí)時(shí)產(chǎn)生、實(shí)時(shí)傳送、實(shí)時(shí)應(yīng)用，所以對這些資料的接收時(shí)效要求非常高，要求能夠隨時(shí)到達(dá)隨時(shí)接收，將延遲時(shí)間降到最低。 氣象預(yù)報(bào)、服務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需求 省級氣象信息 存儲 共享系統(tǒng)是氣象基本業(yè)務(wù)體系的重要組成部分，是省級資料工作的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，本系統(tǒng)為基本氣象信息分析預(yù)測系統(tǒng)提供基礎(chǔ)資料支撐，同時(shí)又是各種加工分析產(chǎn)品的省級匯集地；對于氣象信息服務(wù)系統(tǒng)，一方面，本系統(tǒng)為其提供基本氣象資料并匯集其生成的各種氣象服務(wù)產(chǎn)品，另一方面，又對部門外部 非商業(yè)用戶提供氣象資料服務(wù)而成為氣象資料服務(wù)的主窗口，與其他基本業(yè)務(wù)系統(tǒng)有著密切的聯(lián)系。 長期 以來，由于存儲能力的限制，省級存儲只能在基本滿足業(yè)務(wù)需要的情況下選擇性的存儲，許多資料分散在各業(yè)務(wù)單位。 日本降水量資料（ RJ）， 每天 600KB。能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜信息的加工存取和海量信息存貯的功能。 ⑵ 數(shù) 據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù) 由傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫向動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)倉庫發(fā)展。 由于歷史原因，云南省局內(nèi)已建立的各數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相對孤立，沒有共享功能，整體性弱。 由于缺少較好的存儲系統(tǒng)，不同的信息暫存于不同的計(jì)算機(jī)和多種介質(zhì)上，沒有掌握對氣象信息控制的主動(dòng)權(quán)，無法對氣象信息進(jìn)行有效 的控制，使得氣象信息的綜合處理不僅費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，且無法在有效時(shí)間內(nèi)獲得業(yè)務(wù)或服務(wù)用氣象數(shù)據(jù)。盡快建設(shè)氣象信息存儲共享系統(tǒng) ，以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)、保衛(wèi)國家安全及領(lǐng)土完整、減災(zāi)防災(zāi)的需要是十分迫 切 的。 項(xiàng)目開展必要性 滿足業(yè)務(wù) 科研 需要 隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、新一代數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)和天氣預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展、以氣象自動(dòng)觀測站、多普勒雷達(dá)為核心的省級新一代氣象綜合 4 探測系統(tǒng)的建成和投入業(yè)務(wù)使用，使我省可獲取的氣象數(shù)據(jù)資料量呈海量增加，所有這些，都對氣象數(shù)據(jù)存儲 共享 提出了迫切的需求和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。特別是在氣象部門內(nèi)部，隨著科技的進(jìn)步和社會需求的發(fā)展，氣候資源的利用、預(yù)報(bào)服務(wù)、數(shù)值預(yù)報(bào)的應(yīng)用、高性能計(jì)算以及研究型業(yè)務(wù)的開展 ， 對氣象資料的規(guī)范化、實(shí)時(shí)化、共享化的要求越來越高，通過建設(shè) 氣象信息存儲共享系統(tǒng) 來提高氣象信息化水平已成為云南氣象發(fā)展的必然。 提高氣象信息的 存儲 管理 能力 隨著氣象衛(wèi)星、多普勒雷達(dá)、氣象自動(dòng)觀測站等現(xiàn)代探測技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的快速 發(fā)展、目前獲取的氣象觀測數(shù)據(jù)、資料成倍增長。 建設(shè)氣象信息服務(wù)系統(tǒng) 建成先進(jìn)的省級氣象信息共享平臺 和現(xiàn)代化的氣象信息服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)連通相關(guān)行業(yè)的信息中心的氣象信息交換與信息共享，建成以數(shù)據(jù)庫為核心的存儲 共享 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息管理的自動(dòng)化和規(guī)范化。 3 提高氣象信息資源的管理水平和共享能力 氣象在人類挽救自身生命和財(cái)產(chǎn)的努力中具有獨(dú)特的作用，氣象服務(wù)的公益性質(zhì)和互惠互利性質(zhì)，決定了氣象信息資源的共享具有一定的基礎(chǔ)，但提升其共享水平也存在著很大的局限性。 滿足服務(wù)需要 社會進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)研究對氣象資料的社會共享提出了迫切的要求。以氣象通信網(wǎng)絡(luò)、高性能計(jì)算技術(shù)為代表的我省氣象信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展已取得長足進(jìn)步，以 Sybase、 SQL Server 為主的商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在我省的氣象信息業(yè)務(wù)中得到初步應(yīng)用，以數(shù)據(jù)為中心的業(yè)務(wù)流程正在逐步形成 。到目前為止， 云南省氣象檔案館 所真正掌握的完整的氣象資料仍僅限于常規(guī)氣象觀測資料及其相關(guān)的統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品，其它如數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品、數(shù)值分析產(chǎn)品、衛(wèi)星觀測及 產(chǎn)品資料、雷達(dá)觀測及產(chǎn)品資料、特種觀測資料等資料的管理分散，保存時(shí)間不能滿足業(yè)務(wù)及研究的需求，而且大量的數(shù)據(jù)使用后就丟棄沒有延續(xù)保存，管理的疏漏導(dǎo)致資料使用的不便，以致影響一些業(yè)務(wù)及研究工作的開展。 8 ⑸ 資料庫缺少面向業(yè)務(wù)應(yīng)用的靈活的檢索接口 一般而言，資料庫目前在檢索功能基本上主要有聯(lián)機(jī)檢索和程序調(diào)用檢索兩種方式：聯(lián)機(jī)檢索基本上局限于資 料的瀏覽和下載，程序調(diào)用檢索則必須在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上運(yùn)行。 ⑶ 存域網(wǎng)（ SAN）和網(wǎng)絡(luò)附加存儲（ NAS）技術(shù) 存儲越來越成為氣象資料共享的瓶頸和薄弱環(huán)節(jié)，如何更好地利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有及未 來的更多的氣象數(shù)據(jù)的應(yīng)用，使現(xiàn)有氣象數(shù)據(jù)利用率和實(shí)時(shí)性得以大幅度提高，為精細(xì)化預(yù)報(bào)提供實(shí)時(shí)資料保障，更好地為氣象事業(yè)服務(wù)，是我省迫切需要解決的問題。 3 需求分析 氣象信息 存儲需求 ⑴ 從中國局下載的數(shù)據(jù)量估算 中國局下發(fā)全球常規(guī)觀測資料 ， 每天 105MB。其中正點(diǎn)接收全圓盤圖 24 張，每張 110MB；半點(diǎn)（ 5: 11: 23:30）接 收半圓盤圖3 張，每張 72MB。 ② 部分珍貴資料需信息化。 15 經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對氣象信息的需求 依托氣象信息綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)向下級氣象部門分發(fā)各類資料產(chǎn)品，同時(shí)向有關(guān)政府部門提供決策服務(wù)產(chǎn)品和基本氣象資料；通過因特網(wǎng)向社會上的 授權(quán)用戶提供基本氣象資料服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)氣象資料多層次的共享。 ⑵ 數(shù)據(jù)加工處理需求 數(shù)據(jù)的加工處理是存儲 共享 系統(tǒng)中極其重要的工 作，通過加工處理使各類氣象資料進(jìn)行有效的分類檢測、形成格式化和標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)的入庫和管理乃至檢索應(yīng)用打好基礎(chǔ)。 元數(shù)據(jù)是 數(shù)據(jù)管理的核心數(shù)據(jù)，它包括存儲系統(tǒng)中各數(shù)據(jù)庫子庫、目錄文件、數(shù)據(jù)集、被遷移數(shù)據(jù)的信息描述以及存在于本系統(tǒng)之外的其它單位或載體的數(shù)據(jù)記錄的說明等，按照所制定的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和元數(shù)據(jù)描述標(biāo)準(zhǔn)專門制作形成的元數(shù)據(jù)文件。綜合考慮用戶的需求和系統(tǒng)設(shè)備配置的性價(jià)比，存儲 共享 系統(tǒng)需采用多級存儲的概念來進(jìn)行管理。 數(shù)據(jù)類型的不斷增加和數(shù)據(jù)量的快速增長是氣象資料的顯著特點(diǎn)，這得益于現(xiàn)代觀（探）測技術(shù)的發(fā)展 以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是數(shù)值預(yù)報(bào)模式分辨率的提高將會使產(chǎn)品數(shù)據(jù)成倍增長。對由實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)入非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采用自動(dòng)方式，對那些分散的、通過加工收集的零散數(shù)據(jù)則采用人工 輸 入命令方式追加入庫。終端檢索除了應(yīng)具有程序調(diào)用的功能外，還應(yīng)具有一定的統(tǒng)計(jì)功能，在可視化終端上，用戶界面提供菜單操 作方式，并具有一定的圖表顯示功能。 系統(tǒng)要對用戶的所有行為，包括檢索數(shù)據(jù)的類型、時(shí)間和空間范圍、訪問數(shù)據(jù)的頻率等進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)，以便掌握系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用情況，或通過相應(yīng)的分析及時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)訪問策略。監(jiān)控的內(nèi)容包括服務(wù)器 CPU 的使用率、運(yùn)行進(jìn)程的數(shù)量、存儲設(shè)備的空間使用率、網(wǎng)絡(luò)端口的流量、設(shè)備本身運(yùn)行的狀況等。 該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)采用最新主流技術(shù)和產(chǎn)品，符合技術(shù)發(fā)展方向，具有較長的技術(shù)周期。 物理安全性指網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器不能放在公共場所，應(yīng)放在一個(gè)專用機(jī)房里；系統(tǒng)安全性指操作系統(tǒng)和核心服務(wù)器系統(tǒng)支持安全性部署策 24 略，具有模塊化的認(rèn)證機(jī)制； 用戶安全性，方便用戶對資源的訪問，防止用戶訪問與其工作無關(guān)的資源；文件安全性實(shí)現(xiàn)控制對用戶訪問的同時(shí)，保護(hù)文件的安全性；入侵安全性實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部的漏洞檢測與對外來攻擊的實(shí)時(shí)偵測，同時(shí)系統(tǒng)在可能的情況下能夠支持實(shí)時(shí)病毒檢測和查殺。 ? 開放性 存儲 共享 系統(tǒng)面向局大院所有合法用戶，系統(tǒng)應(yīng)對分布于不同物理地址、不同局域網(wǎng)、不同網(wǎng)段的用戶提供資料的透明檢索。 ? 基于網(wǎng)絡(luò) I/O 的資料傳輸性能 存儲 共享 系統(tǒng)服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間應(yīng)實(shí)現(xiàn)千兆網(wǎng)連接。 信息共享平臺 建設(shè)云南省的氣象信息共享平臺，實(shí)現(xiàn)全社會的氣象信息共享；建成現(xiàn)代化的氣象信息服務(wù)系統(tǒng)；連通相關(guān)行業(yè)的信息中心，實(shí)現(xiàn)行業(yè)間的信息交換與信息共享。 當(dāng)有新的業(yè)務(wù)需求時(shí)，如果 服務(wù)器與存儲設(shè)備直接連接的方式 不能滿足 ，只能為新增的服務(wù)器單獨(dú)配置存儲設(shè)備，造成 大量的 重復(fù)投資 ，同 時(shí)也增加了單點(diǎn)失效結(jié)點(diǎn)，增加了更多的信 29 息孤島。 DAS 方式使得企業(yè)在不同階段采購了不同型號不同廠商的存儲設(shè)備，設(shè)備之間異構(gòu)化現(xiàn)象嚴(yán)重，維護(hù)成本居高不下。在 NAS存儲設(shè)備上，服務(wù)器通過 CIFS等文件協(xié)議對磁盤進(jìn)行訪問，這樣，對采用大量數(shù)據(jù)庫管理軟件的氣象部門來說， NAS設(shè)備難以滿足要求。 ③ SAN 能夠保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性。 FC－ SAN 的弱點(diǎn)是它的物理機(jī)理決定的，它無法使存儲設(shè)備隨它在 Inter 上運(yùn)行，從而無法滿足應(yīng)用前端對存儲數(shù)據(jù) “ 無時(shí)不有、無處不在 ” 的要求。是一個(gè)供硬件設(shè)備使用的可以在 IP 協(xié)議上層運(yùn)行的 SCSI 指令集。同時(shí)，還可以充分融合 NAS 存儲設(shè)備到該網(wǎng)絡(luò)中，進(jìn)一步利用 NAS 設(shè)備的優(yōu)越特性。 從成本上看， FC 系統(tǒng)的總成本較高，這就決定了它在低端市場的發(fā)展將受到限制。這種系統(tǒng)使構(gòu)建的存儲系統(tǒng)中不僅可以使用 FC 協(xié)議進(jìn)行通信，而且可以使用通用的 IP 協(xié)議進(jìn)行存儲訪問。 MySQL 是可運(yùn)行在大多數(shù)的 Linux 平臺 (i386， Sparc， etc)，以及少許非 Linux 甚至非 Unix 平臺。用戶只是通過終端發(fā)命令或簡單地查看應(yīng)用運(yùn)行的結(jié)果。 ⑶ SQL Server SQL Server 適用于中小 型企業(yè)，與其他數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品相比具有易用和成本低廉等優(yōu)勢。 SQL Server 2020 對大型表和索引的分區(qū)功能顯著地增強(qiáng)了大型數(shù)據(jù)庫的查詢性能。Oracle 10g 第 1 版在任務(wù)耗時(shí)和復(fù)雜性方面分別優(yōu)于 Microsoft SQL 38 Server 2020 30%和 20%，而 Oracle 10g 第 2 版在這兩方面要分別優(yōu)于SQL Server 2020 38%和 30%。當(dāng) Windows NT 不能滿足需要時(shí) , 用戶可以把數(shù)據(jù)庫移到 UNIX 中。此外，SQL Server 并行實(shí)施和共存模型并不成熟，很難處理日益增多的用戶數(shù)和數(shù)據(jù)卷。 Sybase 數(shù)據(jù)庫不讓操作系統(tǒng)來管理進(jìn)程，把與數(shù)據(jù)庫的連接當(dāng)作自己的一部分來管理。 ⑵ Sybase ASE Adaptive Server Enterprise(ASE)是 Sybase 針對電子商務(wù)應(yīng)用環(huán)境而推出的高性能企業(yè)智能型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能在所有主流平臺（包括 Windows）上運(yùn)行。 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 主流數(shù)據(jù)庫 從數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)來分，數(shù)據(jù)庫可以分成層次型、網(wǎng)絡(luò)型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮蛿?shù)據(jù)庫，其中使用得最多的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。 從速度上 看， FC 的另外一個(gè)優(yōu)勢在于傳輸速率， FC 最高可達(dá)4Gbps，而 iSCSI 最高僅達(dá) 1Gbps。對這一產(chǎn)品的另外一種描述是，它是連接到