摘要对农业信息网络存储平台的开发及其优化进行了分析和研究，方便更好地对农业数据信息有效的管理和方便的使用，应对未来农业信息的大数据时代。
关键词农业信息；网络存储；平台开发
我国是一个农业大国，物联网技术、计算机技术、互联网、网络存储技术、智能终端等技术的发展，为农业信息化数据化的实现带来充分技术准备。调研表明，未来数据会呈现指数增长，越来越多的农业数据需要存储、处理及管理。农业产品的种植、生产、管理、可视和销售等环节产生的数据的类型越来越多样,数量越来越大，用户对农业数据信息的安全和管理能力有了更多的需求，这对传统的存储管理平台提出了挑战。为了更好地对这些农业数据信息有效的管理和方便的使用，需要新型农业信息网络存储来应对未来农业信息的大数据时代。
1开发目的
开发一个既具有农业信息存储和共享服务以及安全管理等基本功能，并且具有农业信息数据下载、远程数据管理、自动数据备份、监控存储、多媒体服务器、多合一服务器等功能的农业信息网络存储平台，来应对未来农业信息存储越来越严峻的形势。
2开发思路
农业信息网络存储平台将采用NAS（NetworkAttachedStorage：网络附属存储）存储架构，其硬件部分将由CPU、存储模块、网络功能模块作为主要构成，其软件部分将由核心操作系统以及相应功能的软件模块构成。
3开发分析
由于农业信息网络存储平台采用的架构是NAS存储架构，这种存储架构能够满足目前农业领域对网络存储系统的基本要求。下面就农业信息网络存储平台系统的开发进行分析。
3.1设计原则
设计原则分为三点，以保证农业信息网络存储平台数据采集和管理的可靠性、健壮性、安全性。原则如下。第一点，数据要满足三个基本要求，分别为高度安全性和高度可靠性以及高度可用性。为了适应未来可以扩展的网络结构及实现对容量的增加，农业信息网络存储平台需要支持存储网络中相关设备的增加，且不对原有设备造成不良影响。第二点，在整个农业信息网络存储平台网络设计中，数据链路的设计以及硬件的选择应该全部采用冗余架构，以提升数据的安全性、健壮性及安全性，来应对网络结构单点故障和计算机存储设备可能对未来存储带来的不可预见的影响。要求农业信息网络存储平台，其设备选型要对于关键部件采用冗余配件模式，可以随时切换配合硬件设计的双链路，软件功能可以被数据通道利用，可以做到在线热更换部件。第三点，为确保数据访问的实时性，农业信息网络存储平台要统一管理每台主机的双链路，能够自主侦测每条链路的完好性，在没有用户干预的情况下，当侦测到一条数据链路发生故障后，可以自动切换到安全的数据链路中。此外，为了让农业信息网络存储平台具备数据流量的负载均衡能力，实现数据链路负载均衡，可以通过设置链路的对立长度、应用程序优先级别等方式，对数据传输进行优化，以此充分发挥双数据链路的优势。
3.2架构设计
在农业信息网络存储平台架构的设计中，采用的NAS存储架构，这主要是平台的硬件模块部分，其中使用企业级的存储阵列构成存储模块的主要硬件部分，使用具备负载均衡能力的交换机构成网络连接模块。服务器部分中的数据服务器集群使用虚拟技术来搭建，而在应用环境中进行有效的负载均衡可以通过交换机实现。而且每一个业务应用系统都需要具备负载均衡配置，并设置系统访问认证以及身份认证，让服务器通过FC集线器或者交换机进行负载均衡。在农业信息网络存储平台中，存储阵列使用专用及快速的NAS网络交换机进行连接，而为了提供数据除传输的高度可靠性及安全性，存储阵列则通过数据冗余实现。存储阵列的存储空间应该根据不同的应用系统对数据量的需求来进行划分。农业信息网络存储平台使用主机柜和拓展柜对存储阵列配件进行统一存放管理，通过存储阵列之间的LVMMirror（卷管理器的数据镜像）达到对本地实际的冗余备份。为了防范数据非法操作，实现对共享过程中及数据交流时进行监控，农业信息网络存储平台增加了一个防火墙系统在数据交换的前后台间，这样，有利于提高其数据安全性。
4整体结构
为了应对不用应用服务器及主机的访问，农业信息网络存储平台被设计成一种数据中心，其能将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据。农业信息网络存储平台将包括核心处理器，一个或者多个的硬盘驱动器，文件服务管理工具。任何的网络环境当中都可以使用农业信息网络存储平台。农业信息网络存储平台支持多种计算机平台，如Windows、Mac、Linux电脑或移动设备，用户通过网络支持协议可调用相同的文档，包括NFS格式（Unix、Linux）CIFS格式、和SMB格式（Windows）等。农业信息网络存储平台实现了即插即用，其物理位置非常的灵活，只需通过物理链路与网络连接即可使用。
4.1硬件组成
农业信息网络存储平台强调的是存储和网络功能，所以在构造硬件结构中只考虑存储和网络两方面的问题。农业信息网络存储平台采用CPU的型号为STMSTiH412，而除CPU关键外，存储模块主要是提供对SCSI，IDE/EIDE，总线技术的支持，提供工业标准阵列控制器，SCSI控制器，EIDE控制器，使得系统可以任意连接各种设备，如光盘塔，磁盘阵列等，农业信息网络存储平台采用的存储设备是由型号HTS7210109E630的日立（HGST）硬盘组成的磁盘阵列。网络控制模块，实现网络适配器的功能，用于进行地址译码，数据编译，数据帧的生成、识别与传输，硬件故障的检测及数据传输的出错检测等。为了能使系统可以方便地与以太网相连或挂接在高速光纤通道连成的SAN上，网络控制模块提供一个高速光纤通道连接口和普通网络连接口，提供100MB或更高的速率。农业信息网络存储平台的存储设备模块为系统提供RAM，ROM，CACHE空间，系统核心操作系统和相关系统软件都固化在磁盘阵列上，系统启动时可以直接引导磁盘阵列中固化的程序。
4.2软件组成
农业信息网络存储平台需要一个核心操作系统的支持，本平台采用群辉科技公司（SynologyInc）研发的DiskStationManager6.0操作系统。该操作系统集成了对应的设备（如存储设备，网络设备）的设备驱动模块，所以在设备驱动器上一层应该是对一些基本网络协议的支持（如UDP/IP、SPX/IPX、TCP/IP），然后是对专用农业信息网络存储平台进行网络数据访问的一些文件共享协议（如CIFS、NFS、NCP、SMB），在网络协议之上才是农业信息网络存储平台提供的一些网络应用，如文件共享、远程网络管理、云端同步数据、多媒体应用、电子邮件与高效生产力、数据备份、多合一服务器、数据安全、视频监控等。
5平台特性
采用文件级的存储方法，农业信息网络存储平台易于向基础设施增加文件存储容量，使文件访问操作更为快捷。因此，其用户采其文档共享、图片共享、视频资料共享等等，并且农业信息网络存储平台拥有云存储功能，大大方便了企业和个人用户的使用。农业信息网络存储平台是真正即插即用的产品。农业信息网络存储平台支持多种计算机平台，用户通过网络支持协议可进入相同的文档，因而农业信息网络存储平台无需改造即可用于混合Unix/WindowsNT局域网内。农业信息网络存储平台采用了专业化的操作系统用于网络文件的访问，来提高系统性能及应对不间断的用户访问。农业信息网络存储平台局限性之一是网络传输数据的能力，造成这一局限性的原因是网络拥堵。农业信息网络存储平台局限性还有其存储的可扩展性受到设备大小的限制等。
6功能及应用
农业信息网络存储平台有文件共享、云端同步数据、多媒体应用、电子邮件与高效生产力、数据备份、多合一服务器、数据安全、视频监控等功能。
6.1功能
文件共享，农业信息网络存储平台系统提供用户各种安全又快速的方法，无论身在何处，都能与任何人分享文件；云端&档案同步，农业信息网络存储平台提供了一个符合经济效益、大容量、且完全私密的云端解决方案，来满足用户对云端操作的需求；多媒体，农业信息网络存储平台为照片浏览、视频观赏及音乐欣赏创造更多可能性；电子邮件与工具，农业信息网络存储平台针对电子邮件、电子表格、笔记等工具开发崭新的生产力工具；数据备份，农业信息网络存储平台系统为用户带来了健全而弹性的备份方案；多合一服务器，通过农业信息网络存储平台系统的模块系统，用户可以在需要的时间点，依照需求在农业信息网络存储平台安装丰富、全面的功能或服务；视频监控系统，农业信息网络存储平台的视频监控系统提供了智能监控和影像管理工具。
6.2应用
通过农业信息网络存储平台，农业工作者可以以文档、图片、音频、视频的方式随时共享自己的研究成果或者所遇到的问题，当然也可以查找自己所需要的资料或帮助别人解决问题，例如果农想要了解某种果树疾病的救治方式，就可以通过农业信息网络存储平台搜索相关资料，以解决问题；农业工作者可以将重要的资料上传到农业信息网络存储平台的私人云空间中；在农业信息网络存储平台上的数据无须担心，因为平台已经做好备份；通过农业信息网络存储平台的视频监控系统，农业工作者可以随时随地观看来自多支IP摄像机的实时视频、回播录像，例如农业工作者出差去外地，可以通过视频监控系统随时监控生长果蔬情况，并且可以记录农业工作者不在时段的影象，以方便查找某些问题的原因。
7总结
随着农业信息网络存储技术的不断发展，加上网络安全防范措施和能力的提升，以及大数据时代的来临，农业网络数据集中化的管理已经是大势所趋。根据本文的分析，农业信息网络存储平台是顺应数据时代发展应运而生的，是符合现实需求的。因此，进一步优化和研究农业信息网络存储平台是非常有必要的。
作者：贺然 卢文 仲远 郑浩 单位：天津农学院 计算机与信息工程学院
