CN103414738A - 支持ssd云缓存的ems网络存储管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络存储技术领域，特别是指一种支持SSD云缓存的EMS网络存储管理方法，包括以下步骤，工作站发出DHCP请求以收取IP；分配工作站IP；工作站发送TFTP下载请求；工作站下载NBP引导文件，与服务器进行UDP通信；工作站下载引导扇区数据；UDP通信结束，工作站系统开始运行且与服务器建立TCP通信；数据传输。本发明的优点在于：1.云缓存技术，将网络中所有无盘工作站的空闲内存整合。2.服务器内存全缓冲应用技术，使读写速度比普通硬盘速度提升200%以上。3.将不连续的文件缓存到SSD硬盘，实现磁盘零碎片，提高磁盘读写效率。4.单点故障时，工作站自动切换到负载较小的服务器。5.应用虚拟化。

Description

支持SSD云缓存的EMS网络存储管理方法

技术领域

本发明涉及网络存储技术领域，特别是指一种支持SSD云缓存的EMS网络存储管理方法。 

背景技术

EMS网络存储管理平台软件主要应用于企业、银行、证券、图书馆、教学、医院及网吧等数据量大，需要集中管理的环境。随着社会的发展、经济全球化的进一步演变，网络存储技术会更加广泛应用于各行各业，网络存储软件的需求会越来越大，所以面向全球来看，网络存储软件会有广阔的发展空间，并能带动相关产业的发展，其经济效益和社会效益显著。 

1、美国Citrix公司研究开发的BXP网络系统，仅仅是负载网络操作系统，没有存储管理、数据同步、缓存等EMS网络存储平台软件的功能。 

 2、美国Xtreaming Technology Inc，主要研究、开发与生产虚拟磁盘技术的相关软件管理系统，核心产品VHD CMS仅仅作为虚拟磁盘管理软件，为IT管理带来方便。没有EMS网络存  储平台软件的多服热备，数据同步等企业所需的安全、保密性要求。 

 3、国内上海网众公司研发的NXD，该软件所用的操作系统是LINUX平台使用和管理极其不方便，必须专业的计算机技术人员才能安装调试。EMS网络存储平台软件基于WINDOWS2008平台操作起来更加的简单易用，占绝对的优势。 

 4、台湾本DOL产品基于落后的DOS平台，而且需借助独立的引导芯片，平台兼容性差，可扩展性不高。 

  EMS网络存储平台软件基于标准的intel PXE协议，可扩展性强，用户投入低，兼容性高。  EMS是国内首家网络存储平台软件，无论从产品的功能还是本土化战略来讲都具有国外软件无法比拟的优势。从功能上来讲，EMS软件支持多服热备，数据同步，硬件分离，云缓存等国内外独有的先进技术，保证了产品的先进性。从本土优势来讲，EMS产品基于国内用户需求而研发，从界面的人性化，操作简便性，维护难易来讲都是其他国际同类产品短期内无法达到的。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种支持SSD云缓存的EMS网络存储管理方法。 

本发明通过以下技术方案实现，工作站无盘启动的原理如下： 

  1、工作站开机后， PXE BootROM（自启动芯片） 获得控制权之前先做自我测试，然后以广播形式发出一个请求FIND帧，Bootprom 送出 BOOTP/DHCP 要求以取得 IP。

  2、如果服务器收到工作站所送出的要求， 就会送回 DHCP 回应， 内容包括用户端的 IP地址， 预设通讯通道， 及开机映像文件。 否则， 服务器会忽略这个要求。 

  3、工作站收到服务器发回的响应后则会回应一个帧，以请求传送启动所需文件。 

  4、Bootprom由TFTP 通讯协议从服务器下载开机影像文件。TFTP协议为Trivial File Transfer Protocol缩写，意为：简单文件传输协议，TFTP可以看成一个简化了的FTP，主要的区别是没有用户权限管理的功能，也就是说TFTP不需要认证客户端的权限，这样远程启动的客户机在启动一个完整的操作系统之前就可以通过TFTP下载启动映象文件，而不需要证明自己是合法的用户。 

  5、工作站使用TFTP 协议接收启动文件后，将控制权转交启动块，客户机通过这个开机影像文件开机，这个开机文件可以只是单纯的开机程序也可以是操作系统。 

  6、开机影像文件将包含 kernel loader 及压缩过的 kernel， 此 kernel 将支持NTFS root系统。 

  7、开机影像文件在工作站内存模拟成磁盘，从这个模拟磁盘启动。 

  8、在实模式下连接服务器，将无盘启动预置好各种环境，例如操作系统所在路径，相关注册表的调整等。 

网络存储管理平台只需管理中心机房的数据服务器，终端用户只要接上网线便可从网络引导进入系统，终端用户维护方便，安全性高，免去了硬盘的机械损耗。终端数据扩展性能好，维护时只要在服务器简单操作，便可一次性管理所有终端用户。 

本发明的优点在于：1.云缓存技术，将网络中所有无盘工作站的空闲内存整合起来，当作数据缓存来用。2. 服务器内存全缓冲应用技术，利用Windows平台和EMS服务端内存管理算法，将服务器内存优化成一个虚拟的内存磁盘，使读写速度比普通硬盘速度提升200%以上，不需购买服务器专业硬盘，大幅度的降低了整体成本。3. 通过预读检测算法，将不连续的文件缓存到SSD硬盘，实现磁盘零碎片，提高磁盘读写效率。4. 服务器集群热备，采用Active-Active模式将多台服务器统一管理，单点故障时，工作站自动切换到负载较小的服务器。5. 应用虚拟化，所有计算在服务器上运行，软件只需要安装一次便可分发到任意终端。 

附图说明

图1为工作步骤示意图。 

具体实施方式

完美支持WINDOWS2008  EMS各WINDOWS2008系统下的服务端针对WINDWOS2008优化了磁盘性能，进程、线程调试，缓存算法，网络利用率等。EMS服务端完美支持Windows Server 2008。全新的系统内核让Windows Server2008最大限度的利用硬件资源，加上最新的文件系统，使得服务器的磁盘性能，系统缓存得到前所未有的提升。EMS网络存储管理平台软件依托Windows Server 2008，在性能的提升方面也做了很大的优化，将更好的发挥EMS的优点。图1是支持32G内存的2008系统，性能远超2003。 

支持SSD云缓存，将性价比最高的SSD硬盘当内存来使用，缓存最常用的数据，使服务器带机量增加，性能增强，速度更快。 

支持WIN7客户机，  缓存效果明显，界面华丽，上网极速体验。而且EMS服务端配合WIN7客户机，可以开创3D新纪元，提前进入3D时代。 

EMS 独创无盘客户端云缓存技术，采用EMS云缓存技术的无盘客户端，将从内存中划分出部分内存，利用EMS底层虚拟磁盘驱动，将本来会回写到服务器的数据在本地内存中缓存起来。所有工作站的缓存命中率通过服务器计算从而平均分配服务器读缓存。这样，缓存的命中率将在普通客户端缓存的基础上有质的提升。每台工作站都是云中的节点，每个节点中数据的读取量将会实时提交给服务器，从而让服务器根据节点中数据的读取比例，将最常使用的数据放到服务器读缓存中，这样只使用了每台工作站少量的CPU和内存资源，但让服务器的缓存达到最佳值，降低了服务器的磁盘和CPU压力。对工作站来讲，服务器管理整个节点的缓存数据，开机时根据各工作站以往的使用情况，随机缓存数据，又进一步提升缓存的利用率，相辅相成，是目前业内最优秀的缓存技术。 

增强的服务端缓存控制，优化缓存的算法，非常显著提高了缓存的命中率，大大降低了服务端磁盘的读写。EMS可以为每个磁盘设置缓存，有效提升服务器数据吞读能力，提高工作站运行速度。多服务器智能负载均衡，EMS支持一台主服务器管理多台数据服务器，当客户端启动的时候，自动选择负载最小的数据服务器启动，有效提高服务器资源利用率。 

万能PNP兼容所有机器，一个系统包可以在多种不同配置的机器上启动，完美的网卡PNP，摄像头PNP，无论以后增加多少种配置，无论换什么硬件，都只需简单安装驱动即可，无需单独上传工作站系统，真正实现即插即用。 

支持服务器多网卡分流，自由绑定EMS无盘工作站需要使用的网卡，免去单网卡压力过大导致网络堵塞的现象。 

 超级稳定，兼容性极佳，采用Windows Scsi Miniport驱动程序模型为核心，完全仿真本地硬盘，稳定可靠、软件兼容性极佳，保证系统能够长时间处于极其稳定的状态，各种办公软件、财务软件、ERP/CRM/OA软件均能运行无阻，确保办公的正常进行。 

  病毒防御性：去除了电脑上的硬盘，也就去除了病毒的存储介质，使从局域网内部感染病毒的机会降低为零，只需对服务器进行保护及杀毒即可。 

  实现网络零维护：操作系统和数据都集中存储于服务器，整个企业网络的管理只需要维护服务器即可；整个网络中的软件的安装和升级工作，只需在一台机器上直接操作就可实现，大大降低了总拥有成本，解决了企业IT管理部门人员不足，机房维护量大的问题，降低了IT运营成本。 

  硬件保值与可扩展性，功能强大，只需对服务器升级，不需经常更新硬件，且同一网络中兼容多种不同硬件类型，网络扩展性极强，整个系统升级极其方便简单。功能强大方便，支持多种办公软件，如Office办公自动化软件、速达、用友、金蝶等财务数据库应用软件，ERP/CRM/OA可稳定快速运行。Photoshop、Fireworks、Dream weaver、VC++、AutoCAD、MSN、Outlook等专业软件。 

  企业的每个员工都可以有自己的特定目录，可以任意存储自己的日常办公文档，互相保密。每个人的数据资料都相对独立。企业员工保存的所有文件，将自动设置好只读权限，任何人不能删除，修改，记录创建时间，以达到文件一级保密要求，方便上级检查备案所有文档在保存时，将自动设置安全密码，该文件将不能被别人打开，只有管理员才有权限在需要时调用该文档。对于保密性要求较高的文档，还可避免通过硬盘、USB盘等媒体带出公司，只有在权限充许的情况下才可进行上述操作。 

  可以控制员工使用的软件，避免员工擅自安装游戏以及与工作无关的软件，可以禁止员工安装及登陆QQ，MSN等聊天软件，加强企业数据的安全保密性。企业员工可以使用该软件进行内部沟通，发送和接收文字消息，管理员或者部门主管，可以对下级群发通告，通知等，实时查看企业在线员工。集成OA办公自动化软件，可以进行内部邮件发送和接收，日常办公管理，上下班登记，通告表扬，公司、部门动态，日程管理，请假，备忘等。对于远地办事机构、出差工作人员以及业务合作伙伴通过 VPN 可以快速直接的访问的企业内部资源。无盘工作站不仅支持网络打印功能，而且其本身也可直接做为一台网络打印服务器， 使打印机摆脱一直以来作为电脑外设的附属地位，使之成为企业网络中的独立成员。 

双机热备/双机容错/高可用集群，在要求持续运行的关键业务系统中，由于服务器宕机等故障所造成的业务停止将带来无法估量的损失。在由EMS网络存储管理平台软件构建的集群系统中，即使某台服务器发生故障，用户业务和数据也可迅速切换到健康的服务器上，从而保证了整个系统对外服务的正常，为企业的关键业务应用提供了强大的保障。支持传统的单活(Active/Passive)、双活(Active/Active)等多种模式的热备方案。 

Claims (1)

1.支持SSD云缓存的EMS网络存储管理方法，包括服务器与至少两个工作站；其特征在于：

S101.工作站发出DHCP请求以收取IP；

S102.分配工作站IP，预设通讯通道，以及开机映像文件；

S103.工作站发送TFTP下载请求；

S104.工作站下载NBP引导文件，与服务器进行UDP通信；

S105.工作站下载引导扇区数据；

S106.UDP通信结束，工作站系统开始运行且与服务器建立TCP通信；

S107.数据传输。

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