专利名称：高密度磁盘的云计算存储服务器的制作方法
高密度磁盘的云计算存储服务器
技术领域：
本发明涉及一种应用于云计算的存储服务器，即高密度磁盘的云计算存储服务 器。具体地说是将NAS存储系统中的存储器微型化、高密度集成化配置，并为每个存储器 配备独立的基础NAS系统，用户可以在硬件的底层进行管理和使用该存储器，并为该存储 器附加云计算资源进行工作。
背景技术：
NAS存储系统(Network Attached Morage 网络附加存储)已广泛运用于企业 和个人家庭的存储服务，目前NAS存储服务器配置的CPU主频达到Kihz以上，内存也达到 IG以上，存储空间可达到20盘位或以上，每盘位可容纳一块容量为2T或以上的硬盘。目前 NAS提供的服务有NFS、CIFS、FTP、HTTP等，这样的配置和服务可以满足大容量存储和共享 的需求。然而，个人用户或企业用户的NAS存储服务器一般放在企业内部或家庭内，其外 接的带宽都比较小，外部网络环境进行存储和共享会遇到带宽的瓶颈。如果将NAS存储器 放在IDC机房内可以解决带宽问题，但托管费用相对较高。高端企业用户会转向云存储服 务商提供的云存储服务。NAS存储是云存储服务一个解决方案，用户通过NAS的方式，将文件通过磁盘阵列 和虚拟卷组的方式，存储在磁盘阵列的某些位置，大量用户的文件同时被存储于一个或多 个物理磁盘内，并设置有一定的安全措施来保障该存储的安全。如果云存储的底层操作系 统受到攻击，用户的文件还是有可能被盗取，且云存储操作系统的管理员完全可以操作用 户的文件，这样，对用户来说，这种云存储还是不够安全。当发生法律纠纷时，大容量的磁盘 和磁盘阵列存储了大量用户的文件，较难对单一用户的信息资料确认法律归属。但如果单 块物理磁盘的所有权是单一用户，则存储磁盘内的文件所有权就变得非常明确。从上述可以看出，如果用户单独配置一台NAS存储服务器在IDC机房，则过于浪 费。如放在云存储服务器内，又感觉不安全。目前大部分用户和企业的存储需求容量基本 在10-100G以内，每个文档的安全级别也并不相同，且大部份文档并不需要365拉4小时的 使用和共享。因此，需要一种解决方案，既要有合适的带宽提供给用户进行文件存储和共 享，又需要确保用户文件的存储安全。用户将数据存储到其不能自由控制的空间如 IDCdnternet Data Center)机房或其他云计算环境下，其存储数据不能被丢失、非法修改 和复制。用户在使用云计算时，也是根据具体任务、在一定时间内加载云计算的计算资源进 行工作的，工作完成后除了关闭计算资源外，同样也需要关闭云存储资源。这既是为了安全 需要，又可以节省磁盘运行的电源能耗。总而言之，为了安全和即需即用，用户需要一个自由地附加和关闭云计算和云存 储资源的系统。为了解决多磁盘的存储和存储速度/效率问题，中国发明专利(申请号CN200610034527. 1)公开了一种智能网络磁盘存储系统及其实现方法，通过给磁盘集群分 配独立IP地址，给用户提供了一个虚拟化的海量存储系统。但该方案虽然提出给单块磁盘 一个独立的IP地址以提高存储效率，但并未解决用户分配物理磁盘资源的问题，并未从硬 件底层来解决用户的独立磁盘管理，也没有解决磁盘如何集成化、微型化和服务器节能等 问题。对于用户来说，把企业信息、客户信息等敏感的商业数据或者个人隐私信息存放 到云存储服务提供商的手中，必然会考虑数据安全风险的问题。一部分用户会考虑将数据 放到一个较为安全的“公共云”内，但用户并不知道文件放在哪个磁盘内，这种未知状态还 是会造成用户对云存储的担心。因此，大部分用户还是倾向于自己建立“私有云”的方式， “私有云”同样由服务器、磁盘阵列或NAS存储组成，但配置成本就非常高。为了满足用户建设独立“私有云”的需求，就需要从降低成本、安全配置与管理的 角度出发，具体表现在用户需要一个或多个私有磁盘，对其进行独立地管理，且用户需要 在硬件的最底层对存储磁盘进行安全与管理，如为存储磁盘加载电源、网络、访问权限、云 计算资源等；单一磁盘采用NAS存储方式，可以兼容不同的云计算操作系统；海量用户的私 有磁盘被高度集成在一台服务器内；云存储服务商只提供基本的电源、网络和服务器基础 设施，但不参与对用户磁盘及磁盘内文件的管理。由此可以看出，存储磁盘可以根据用户自定义需求来决定电源的开关及网络的连 接；且磁盘系统高度集成，云存储服务商不能对磁盘进行操作，因此，可以实现云存储服务 器和“私有云”系统的海量用户，并实现安全与节能。
发明内容为了满足用户建立“私有云”需求，解决目前云计算、云存储在自由配置及安全管 理上的不足，本发明特别提出了一种在IU至4U的标准服务器中的具体配置，可集成海量的 私有存储磁盘，并为每块私有磁盘提供一对一的基础NAS系统及安全配置和管理系统，用 户进行安全管理与设置后，再附加云计算资源，进行更高级的工作。具体方法如下高密度磁盘的云计算存储服务器，其由服务器机箱、网络交换/路由系统、NAS控 制系统、存储磁盘阵列及电源控制系统组成，其中，网络交换/路由系统设有网络地址分配 模块，电源控制系统设有电源多点控制模块，加载网络后可以为单一的NAS存储磁盘附加 局域网IP和外网IP加端口号，以实现数据的映射与传输；电源控制系统包含电源多点控制 模块，用户可以在互联网状态下打开或关闭其所属存储磁盘的电源。其中，NAS控制系统又 包括NAS主板、CPU、内存和NAS操作系统模块，并通过主板上的控制线路与存储磁盘阵列、 网络交换/路由系统和电源控制系统相连，构成完整的云计算存储服务器，其特征在于 NAS主板是安装在IU服务器底部的，其面积与服务器底部面积一致，NAS控制系统、网络交 换/路由系统和电源控制系统是分布在主板尾部区域内的，存储磁盘插槽按阵列形式，均 勻、垂直安装于主板上的剩余区域，存储磁盘插槽内可插入SD卡(Secure Digital Memory Card)或SD)(C(SD extended Capacity)卡，插槽对应的主板背面配备基础NAS控制芯片， 芯片同时还集成了网卡芯片和数据安全芯片；当服务器加载网络后，基础NAS模块附加内 网IP和外网IP端口是通过网络地址分配模块来实现的；存储磁盘附加或断开与电源和网络的连接，与NAS控制系统的连接，与外部计算资源的连接是用户利用数据安全芯片生成 的权限，登录和操作基础NAS模块来实现的。以上所述的NAS主板和SD卡的安装方式，其总高度恰好处在IU高度的区间内，且 SD卡安装时，其平面与服务器的长侧壁平行，安装好的SD卡阵列形成的通风空间正对服务 器的两侧底部，底部安装有风扇，可达到散热目的。这种安装方式可以在IU的空间内配置更多的SD卡，按NAS主板上磁盘阵列有 效面积为500*400mm来算，标准SD卡的长宽是32拉4讓，厚度为2. 1mm。SD卡的间距可以 按25*5mm来设置，因此可以计算出，可配置的板载SD卡的张数为(500/2 * (400/5)= 20*80，即1600张，按目前SD卡的中等容量32G来计算，该台IU服务器的存储总容量能达 到51T ；按SD)(C卡中等容量64G来计算，可以达到102T。所述的1600张SD卡可以分配给1600个用户同时使用。这种配置使存储磁盘高 度集成化，最大程度地利用了 IU服务器的空间。以上所述的高密度磁盘的云计算存储服务器，所述的服务器机箱是2U尺寸时，存 储磁盘的最佳配置为1. 8英寸硬盘；3U尺寸时，最佳配置为2. 5英寸硬盘；4U尺寸时，最佳 配置为3. 5英寸硬盘。通过在不同高度的服务器中选中不同规格的硬盘，可使单台服务器实现海量存 储，并能给用户提供单独地管理与使用。具体配置按以下标准1.以本发明所述的主板，其NAS磁盘阵列所占面积为(长边*宽边500*400mm) 计算；2. SD卡或磁盘的平面与主板长边平行，长边配置数量=(500/适配间距中的宽 度)再取整，宽边配置数量=(400/适配间距中的厚度)再取整；3.单存储器容量以目前市场主流存储器容量为准。较佳配置列表如下
权利要求
1.高密度磁盘的云计算存储服务器，其由服务器机箱、网络交换/路由系统、NAS控制 系统、存储磁盘阵列及电源控制系统组成，其中，网络交换/路由系统设有网络地址分配模 块，电源控制系统设有电源多点控制模块，NAS控制系统又包括NAS主板、CPU、内存和NAS 操作系统模块，并通过主板上的控制线路与存储磁盘阵列、网络交换/路由系统和电源控 制系统相连，构成完整的云计算存储服务器，其特征在于NAS主板是安装在IU服务器底 部的，其面积与服务器底部面积一致，NAS控制系统、网络交换/路由系统和电源控制系统 是分布在主板尾部区域内的，存储磁盘插槽按阵列形式，均勻、垂直安装于主板上的剩余区 域；存储磁盘插槽内可插入SD卡或SD)(C卡，插槽对应的主板背面配备基础NAS控制芯片， 该芯片同时还集成了网卡芯片和数据安全芯片；当服务器加载网络后，基础NAS模块附加 内网IP和外网IP端口是通过网络地址分配模块来实现的；存储磁盘附加或断开与电源和 网络的连接，与NAS控制系统的连接，与外部计算资源的连接是用户利用数据安全芯片生 成的权限，登录和操作基础NAS模块来实现的。
2.基于权利要求1所述的高密度磁盘的云计算存储服务器，所述的存储磁盘是一块封 装有加密芯片的磁盘。
3.基于权利要求1所述的高密度磁盘的云计算存储服务器，所述的数据安全芯片生成 的权限，是用户通过基础NAS管理系统，与用户托管的存储磁盘进行密钥验证，才能修改， 并进行后续的资源附加。
4.基于权利要求1所述的高密度磁盘的云计算存储服务器，所述的服务器机箱是2U尺 寸时，存储磁盘的最佳配置为1.8英寸硬盘；3U尺寸时，最佳配置为2. 5英寸硬盘；4U尺寸 时，最佳配置为3. 5英寸硬盘。
5.基于权利要求1所述的高密度磁盘的云计算存储服务器，所述的基础NAS模块，可将 基础NAS控制芯片中的内存模块，全部或部分映射到存储磁盘空间。
6.基于权利要求1所述的高密度磁盘的云计算存储服务器，所述的存储磁盘插槽阵列 上平行安装带有配套插孔和指示灯的磁盘挡板，通过数据线连接到指示灯控制面板，当操 作员在控制面板上输入某个磁盘的位置信息时，该磁盘边的指示灯自动点亮。
全文摘要
本发明公开了一种高密度磁盘的云计算存储服务器，由服务器机箱、网络交换/路由系统、NAS控制系统、存储磁盘阵列及电源控制系统组成，其特征在于NAS主板上安装有SD卡存储磁盘阵列，与其对应的主板背面配备基础NAS控制芯片，芯片上集成网卡芯片和数据安全芯片；服务器加载网络后，基础NAS模块附加内网IP和外网IP端口是通过网络地址分配模块来实现的；存储磁盘附加或断开与电源和网络的连接，与NAS控制系统的连接，与外部计算资源的连接是用户利用数据安全芯片生成的权限，登录和操作基础NAS管理模块来实现的。本发明可适应海量用户进行云存储及云计算，服务器安全又节能，用户享有自由控制私有存储磁盘的权限，数据安全得到提高，使用成本大为降低。
文档编号G06F3/06GK102088487SQ20101061937
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者姚学民 申请人:姚学民