專利名稱：高密度磁盤的云計算存儲服務器的制作方法
高密度磁盤的云計算存儲服務器
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種應用于云計算的存儲服務器，即高密度磁盤的云計算存儲服務 器。具體地說是將NAS存儲系統(tǒng)中的存儲器微型化、高密度集成化配置，并為每個存儲器 配備獨立的基礎NAS系統(tǒng)，用戶可以在硬件的底層進行管理和使用該存儲器，并為該存儲 器附加云計算資源進行工作。
背景技術(shù)：
NAS存儲系統(tǒng)(Network Attached Morage 網(wǎng)絡附加存儲)已廣泛運用于企業(yè) 和個人家庭的存儲服務，目前NAS存儲服務器配置的CPU主頻達到Kihz以上，內(nèi)存也達到 IG以上，存儲空間可達到20盤位或以上，每盤位可容納一塊容量為2T或以上的硬盤。目前 NAS提供的服務有NFS、CIFS、FTP、HTTP等，這樣的配置和服務可以滿足大容量存儲和共享 的需求。然而，個人用戶或企業(yè)用戶的NAS存儲服務器一般放在企業(yè)內(nèi)部或家庭內(nèi)，其外 接的帶寬都比較小，外部網(wǎng)絡環(huán)境進行存儲和共享會遇到帶寬的瓶頸。如果將NAS存儲器 放在IDC機房內(nèi)可以解決帶寬問題，但托管費用相對較高。高端企業(yè)用戶會轉(zhuǎn)向云存儲服 務商提供的云存儲服務。NAS存儲是云存儲服務一個解決方案，用戶通過NAS的方式，將文件通過磁盤陣列 和虛擬卷組的方式，存儲在磁盤陣列的某些位置，大量用戶的文件同時被存儲于一個或多 個物理磁盤內(nèi)，并設置有一定的安全措施來保障該存儲的安全。如果云存儲的底層操作系 統(tǒng)受到攻擊，用戶的文件還是有可能被盜取，且云存儲操作系統(tǒng)的管理員完全可以操作用 戶的文件，這樣，對用戶來說，這種云存儲還是不夠安全。當發(fā)生法律糾紛時，大容量的磁盤 和磁盤陣列存儲了大量用戶的文件，較難對單一用戶的信息資料確認法律歸屬。但如果單 塊物理磁盤的所有權(quán)是單一用戶，則存儲磁盤內(nèi)的文件所有權(quán)就變得非常明確。從上述可以看出，如果用戶單獨配置一臺NAS存儲服務器在IDC機房，則過于浪 費。如放在云存儲服務器內(nèi)，又感覺不安全。目前大部分用戶和企業(yè)的存儲需求容量基本 在10-100G以內(nèi)，每個文檔的安全級別也并不相同，且大部份文檔并不需要365拉4小時的 使用和共享。因此，需要一種解決方案，既要有合適的帶寬提供給用戶進行文件存儲和共 享，又需要確保用戶文件的存儲安全。用戶將數(shù)據(jù)存儲到其不能自由控制的空間如 IDCdnternet Data Center)機房或其他云計算環(huán)境下，其存儲數(shù)據(jù)不能被丟失、非法修改 和復制。用戶在使用云計算時，也是根據(jù)具體任務、在一定時間內(nèi)加載云計算的計算資源進 行工作的，工作完成后除了關(guān)閉計算資源外，同樣也需要關(guān)閉云存儲資源。這既是為了安全 需要，又可以節(jié)省磁盤運行的電源能耗?？偠灾瑸榱税踩图葱杓从?，用戶需要一個自由地附加和關(guān)閉云計算和云存 儲資源的系統(tǒng)。為了解決多磁盤的存儲和存儲速度/效率問題，中國發(fā)明專利(申請?zhí)朇N200610034527. 1)公開了一種智能網(wǎng)絡磁盤存儲系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，通過給磁盤集群分 配獨立IP地址，給用戶提供了一個虛擬化的海量存儲系統(tǒng)。但該方案雖然提出給單塊磁盤 一個獨立的IP地址以提高存儲效率，但并未解決用戶分配物理磁盤資源的問題，并未從硬 件底層來解決用戶的獨立磁盤管理，也沒有解決磁盤如何集成化、微型化和服務器節(jié)能等 問題。對于用戶來說，把企業(yè)信息、客戶信息等敏感的商業(yè)數(shù)據(jù)或者個人隱私信息存放 到云存儲服務提供商的手中，必然會考慮數(shù)據(jù)安全風險的問題。一部分用戶會考慮將數(shù)據(jù) 放到一個較為安全的“公共云”內(nèi)，但用戶并不知道文件放在哪個磁盤內(nèi)，這種未知狀態(tài)還 是會造成用戶對云存儲的擔心。因此，大部分用戶還是傾向于自己建立“私有云”的方式， “私有云”同樣由服務器、磁盤陣列或NAS存儲組成，但配置成本就非常高。為了滿足用戶建設獨立“私有云”的需求，就需要從降低成本、安全配置與管理的 角度出發(fā)，具體表現(xiàn)在用戶需要一個或多個私有磁盤，對其進行獨立地管理，且用戶需要 在硬件的最底層對存儲磁盤進行安全與管理，如為存儲磁盤加載電源、網(wǎng)絡、訪問權(quán)限、云 計算資源等；單一磁盤采用NAS存儲方式，可以兼容不同的云計算操作系統(tǒng)；海量用戶的私 有磁盤被高度集成在一臺服務器內(nèi)；云存儲服務商只提供基本的電源、網(wǎng)絡和服務器基礎 設施，但不參與對用戶磁盤及磁盤內(nèi)文件的管理。由此可以看出，存儲磁盤可以根據(jù)用戶自定義需求來決定電源的開關(guān)及網(wǎng)絡的連 接；且磁盤系統(tǒng)高度集成，云存儲服務商不能對磁盤進行操作，因此，可以實現(xiàn)云存儲服務 器和“私有云”系統(tǒng)的海量用戶，并實現(xiàn)安全與節(jié)能。

發(fā)明內(nèi)容為了滿足用戶建立“私有云”需求，解決目前云計算、云存儲在自由配置及安全管 理上的不足，本發(fā)明特別提出了一種在IU至4U的標準服務器中的具體配置，可集成海量的 私有存儲磁盤，并為每塊私有磁盤提供一對一的基礎NAS系統(tǒng)及安全配置和管理系統(tǒng)，用 戶進行安全管理與設置后，再附加云計算資源，進行更高級的工作。具體方法如下高密度磁盤的云計算存儲服務器，其由服務器機箱、網(wǎng)絡交換/路由系統(tǒng)、NAS控 制系統(tǒng)、存儲磁盤陣列及電源控制系統(tǒng)組成，其中，網(wǎng)絡交換/路由系統(tǒng)設有網(wǎng)絡地址分配 模塊，電源控制系統(tǒng)設有電源多點控制模塊，加載網(wǎng)絡后可以為單一的NAS存儲磁盤附加 局域網(wǎng)IP和外網(wǎng)IP加端口號，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的映射與傳輸；電源控制系統(tǒng)包含電源多點控制 模塊，用戶可以在互聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下打開或關(guān)閉其所屬存儲磁盤的電源。其中，NAS控制系統(tǒng)又 包括NAS主板、CPU、內(nèi)存和NAS操作系統(tǒng)模塊，并通過主板上的控制線路與存儲磁盤陣列、 網(wǎng)絡交換/路由系統(tǒng)和電源控制系統(tǒng)相連，構(gòu)成完整的云計算存儲服務器，其特征在于 NAS主板是安裝在IU服務器底部的，其面積與服務器底部面積一致，NAS控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡交 換/路由系統(tǒng)和電源控制系統(tǒng)是分布在主板尾部區(qū)域內(nèi)的，存儲磁盤插槽按陣列形式，均 勻、垂直安裝于主板上的剩余區(qū)域，存儲磁盤插槽內(nèi)可插入SD卡(Secure Digital Memory Card)或SD)(C(SD extended Capacity)卡，插槽對應的主板背面配備基礎NAS控制芯片， 芯片同時還集成了網(wǎng)卡芯片和數(shù)據(jù)安全芯片；當服務器加載網(wǎng)絡后，基礎NAS模塊附加內(nèi) 網(wǎng)IP和外網(wǎng)IP端口是通過網(wǎng)絡地址分配模塊來實現(xiàn)的；存儲磁盤附加或斷開與電源和網(wǎng)絡的連接，與NAS控制系統(tǒng)的連接，與外部計算資源的連接是用戶利用數(shù)據(jù)安全芯片生成 的權(quán)限，登錄和操作基礎NAS模塊來實現(xiàn)的。以上所述的NAS主板和SD卡的安裝方式，其總高度恰好處在IU高度的區(qū)間內(nèi)，且 SD卡安裝時，其平面與服務器的長側(cè)壁平行，安裝好的SD卡陣列形成的通風空間正對服務 器的兩側(cè)底部，底部安裝有風扇，可達到散熱目的。這種安裝方式可以在IU的空間內(nèi)配置更多的SD卡，按NAS主板上磁盤陣列有 效面積為500*400mm來算，標準SD卡的長寬是32拉4讓，厚度為2. 1mm。SD卡的間距可以 按25*5mm來設置，因此可以計算出，可配置的板載SD卡的張數(shù)為(500/2 * (400/5)= 20*80，即1600張，按目前SD卡的中等容量32G來計算，該臺IU服務器的存儲總?cè)萘磕苓_ 到51T ；按SD)(C卡中等容量64G來計算，可以達到102T。所述的1600張SD卡可以分配給1600個用戶同時使用。這種配置使存儲磁盤高 度集成化，最大程度地利用了 IU服務器的空間。以上所述的高密度磁盤的云計算存儲服務器，所述的服務器機箱是2U尺寸時，存 儲磁盤的最佳配置為1. 8英寸硬盤；3U尺寸時，最佳配置為2. 5英寸硬盤；4U尺寸時，最佳 配置為3. 5英寸硬盤。通過在不同高度的服務器中選中不同規(guī)格的硬盤，可使單臺服務器實現(xiàn)海量存 儲，并能給用戶提供單獨地管理與使用。具體配置按以下標準1.以本發(fā)明所述的主板，其NAS磁盤陣列所占面積為(長邊*寬邊500*400mm) 計算；2. SD卡或磁盤的平面與主板長邊平行，長邊配置數(shù)量=(500/適配間距中的寬 度)再取整，寬邊配置數(shù)量=(400/適配間距中的厚度)再取整；3.單存儲器容量以目前市場主流存儲器容量為準。較佳配置列表如下
權(quán)利要求
1.高密度磁盤的云計算存儲服務器，其由服務器機箱、網(wǎng)絡交換/路由系統(tǒng)、NAS控制 系統(tǒng)、存儲磁盤陣列及電源控制系統(tǒng)組成，其中，網(wǎng)絡交換/路由系統(tǒng)設有網(wǎng)絡地址分配模 塊，電源控制系統(tǒng)設有電源多點控制模塊，NAS控制系統(tǒng)又包括NAS主板、CPU、內(nèi)存和NAS 操作系統(tǒng)模塊，并通過主板上的控制線路與存儲磁盤陣列、網(wǎng)絡交換/路由系統(tǒng)和電源控 制系統(tǒng)相連，構(gòu)成完整的云計算存儲服務器，其特征在于NAS主板是安裝在IU服務器底 部的，其面積與服務器底部面積一致，NAS控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡交換/路由系統(tǒng)和電源控制系統(tǒng) 是分布在主板尾部區(qū)域內(nèi)的，存儲磁盤插槽按陣列形式，均勻、垂直安裝于主板上的剩余區(qū) 域；存儲磁盤插槽內(nèi)可插入SD卡或SD)(C卡，插槽對應的主板背面配備基礎NAS控制芯片， 該芯片同時還集成了網(wǎng)卡芯片和數(shù)據(jù)安全芯片；當服務器加載網(wǎng)絡后，基礎NAS模塊附加 內(nèi)網(wǎng)IP和外網(wǎng)IP端口是通過網(wǎng)絡地址分配模塊來實現(xiàn)的；存儲磁盤附加或斷開與電源和 網(wǎng)絡的連接，與NAS控制系統(tǒng)的連接，與外部計算資源的連接是用戶利用數(shù)據(jù)安全芯片生 成的權(quán)限，登錄和操作基礎NAS模塊來實現(xiàn)的。
2.基于權(quán)利要求1所述的高密度磁盤的云計算存儲服務器，所述的存儲磁盤是一塊封 裝有加密芯片的磁盤。
3.基于權(quán)利要求1所述的高密度磁盤的云計算存儲服務器，所述的數(shù)據(jù)安全芯片生成 的權(quán)限，是用戶通過基礎NAS管理系統(tǒng)，與用戶托管的存儲磁盤進行密鑰驗證，才能修改， 并進行后續(xù)的資源附加。
4.基于權(quán)利要求1所述的高密度磁盤的云計算存儲服務器，所述的服務器機箱是2U尺 寸時，存儲磁盤的最佳配置為1.8英寸硬盤；3U尺寸時，最佳配置為2. 5英寸硬盤；4U尺寸 時，最佳配置為3. 5英寸硬盤。
5.基于權(quán)利要求1所述的高密度磁盤的云計算存儲服務器，所述的基礎NAS模塊，可將 基礎NAS控制芯片中的內(nèi)存模塊，全部或部分映射到存儲磁盤空間。
6.基于權(quán)利要求1所述的高密度磁盤的云計算存儲服務器，所述的存儲磁盤插槽陣列 上平行安裝帶有配套插孔和指示燈的磁盤擋板，通過數(shù)據(jù)線連接到指示燈控制面板，當操 作員在控制面板上輸入某個磁盤的位置信息時，該磁盤邊的指示燈自動點亮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高密度磁盤的云計算存儲服務器，由服務器機箱、網(wǎng)絡交換/路由系統(tǒng)、NAS控制系統(tǒng)、存儲磁盤陣列及電源控制系統(tǒng)組成，其特征在于NAS主板上安裝有SD卡存儲磁盤陣列，與其對應的主板背面配備基礎NAS控制芯片，芯片上集成網(wǎng)卡芯片和數(shù)據(jù)安全芯片；服務器加載網(wǎng)絡后，基礎NAS模塊附加內(nèi)網(wǎng)IP和外網(wǎng)IP端口是通過網(wǎng)絡地址分配模塊來實現(xiàn)的；存儲磁盤附加或斷開與電源和網(wǎng)絡的連接，與NAS控制系統(tǒng)的連接，與外部計算資源的連接是用戶利用數(shù)據(jù)安全芯片生成的權(quán)限，登錄和操作基礎NAS管理模塊來實現(xiàn)的。本發(fā)明可適應海量用戶進行云存儲及云計算，服務器安全又節(jié)能，用戶享有自由控制私有存儲磁盤的權(quán)限，數(shù)據(jù)安全得到提高，使用成本大為降低。
文檔編號G06F3/06GK102088487SQ20101061937
公開日2011年6月8日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者姚學民 申請人:姚學民