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SAN技術(shù)在油田勘探開發(fā)一體化的應(yīng)用

文檔作者：王文慧1 林傳彬2 馮宗凡2 邱淑媛3 文檔來源： 1．吐哈油田公司勘探開發(fā)研究院 2．吐哈油田公司信息中心 3．吐哈油田公司工程技術(shù)研究院新		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月16日
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·應(yīng)用技術(shù)·
SAN技術(shù)在油田勘探開發(fā)一體化的應(yīng)用
王文慧1 林傳彬2 馮宗凡2 邱淑媛3
(1．吐哈油田公司勘探開發(fā)研究院新疆哈密839009l 2．吐哈油田公司信息中心新疆哈密839009I
3．吐哈油田公司工程技術(shù)研究院新疆哈密839009)
【摘要]近幾年隨著吐哈油田勘探開發(fā)科研工作的不斷深入，地學(xué)科研數(shù)據(jù)量逐年增多，加之并行機(jī)、PC集群的引進(jìn)和高效利
用，對(duì)數(shù)據(jù)訪問速度、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)冗災(zāi)提出了越來越高的要求，原有的DAS存儲(chǔ)由于存在分立式存儲(chǔ)孤島、數(shù)據(jù)訪問速度慢、
數(shù)據(jù)安全性差等原因．以尋求一種更加安全、高效地存儲(chǔ)技術(shù)來進(jìn)行巨量數(shù)據(jù)的管理。SAN存儲(chǔ)技術(shù)的問世，是存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展過程
中的一次重大技術(shù)革命，尤其在面向大容量數(shù)據(jù)多服務(wù)的高速處理中，以其高速訪問，安全存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)遷移，
冗災(zāi)恢復(fù)等優(yōu)勢(shì)，逐漸廣泛應(yīng)用于石油、銀行、視頻、氣象、圖書管理．軍事等行業(yè)。
【關(guān)鍵詞]SAN存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)FC光纖技術(shù)光纖通道卡并行計(jì)算
【中圖分類號(hào)]TP393 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼1A 【文章編號(hào)]1007-9416(2010)05-0087-02
fAbstract]In recent yeare as oil exploration scientific research in tuha，the earth research data by the increase and machine
parallelism。pc and efficient USe of cluster that the introduction of the data access speed or data SeCHrity，fl growth higher and
higher demands of the existing Das store is beinIg raised because unobtrusive storage island。the data acc：e鶴bY slow，data security，
To find a safer and efficient technologies for storage volume of data storage technology．San is a storage technology development
in a big technology revolution，especially in the volume of data for service of process，with the high-speed access and security
of storage，data sharing，da切backup，data and disaster recovery and growth，it is widely used in oil，banks，video，meteorological
and the management and mmtafy industries．
【Key Words]san storage area networksI fc fiber optics}fibre channel cardl computation
'SAN-存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)
SAN(存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)Storange Area
Network)是一個(gè)獨(dú)立的、采用町伸縮的數(shù)
據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)﹃P(guān)鍵任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行更加
可管理、可擴(kuò)展部署，是一種高速訪問、安
全級(jí)別高的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)。SAN技術(shù)全面
突破了傳統(tǒng)存儲(chǔ)技術(shù)的距離限制，具有無限
擴(kuò)展性，將網(wǎng)絡(luò)管理的概念引入到存儲(chǔ)管理
之中，提供高速高效數(shù)據(jù)訪問。
1．1 SAN技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1．1．1首先是無限的擴(kuò)展能力。
由于SAN采用了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，服務(wù)器可
以訪問存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)上的任何一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，
因此用戶可以自由增加磁盤陣列、帶庫(kù)和
服務(wù)器等設(shè)備，使得整個(gè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間
和處理能力得以按客戶需求不斷擴(kuò)大。
1．1．2基于千兆位帶寬的高效高速存
儲(chǔ)
SAN與FC(Fibre Channel)光纖技術(shù)
相結(jié)合，具備FC技術(shù)優(yōu)點(diǎn)如FC—AL仲裁
環(huán)機(jī)制．高頻串行位傳送機(jī)制、FC網(wǎng)絡(luò)協(xié)
議等，消除網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)瓶頸，單環(huán)速度可達(dá)
圖1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖
lGB～2GBb，雙環(huán)可達(dá)2GB～4GB，能提
供高速高效?？煽堪踩臄?shù)據(jù)傳輸服務(wù)。
1．1．3開放的存儲(chǔ)管理機(jī)制
單一系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理具有可擴(kuò)展
性和可用性方面的局限，而SAN采用開放
的存儲(chǔ)管理機(jī)制，是一種網(wǎng)絡(luò)化的存儲(chǔ)機(jī)
制，存儲(chǔ)設(shè)備獨(dú)立于主機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的組成部
分，數(shù)據(jù)訪問不依賴設(shè)備的具體位置，動(dòng)
態(tài)擴(kuò)容能力和兼容性強(qiáng)。
1．1．4存儲(chǔ)總?cè)萘坷寐矢?
SAN采用集中網(wǎng)絡(luò)化存儲(chǔ)管理，消除
存儲(chǔ)孤島，存儲(chǔ)系統(tǒng)與服務(wù)器之間通過網(wǎng)
絡(luò)實(shí)現(xiàn)連通性以及它們之間的任意訪問，
這樣能很好匹配存儲(chǔ)系統(tǒng)，使總體容量利
用率得到提高。
2勘探開發(fā)一體化系統(tǒng)SAN系統(tǒng)構(gòu)建
FC SAN以高速高效存儲(chǔ)為優(yōu)勢(shì)廣泛
應(yīng)用于石油地質(zhì)領(lǐng)域，在應(yīng)對(duì)勘探開發(fā)領(lǐng)
域復(fù)雜大型計(jì)算方面有著不可替代的優(yōu)良
性能。
2．1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
勘探開發(fā)一體化采用SAN技術(shù)，是以
地質(zhì)科研的需要和SAN優(yōu)良性能為基礎(chǔ)
構(gòu)建。該平臺(tái)采用博科(Brocade)光纖交
換機(jī)作為SAN核心交換機(jī)，其它系統(tǒng)存儲(chǔ)
設(shè)備一STK6540磁盤陣列、備份設(shè)備一
SL 5 0 O磁帶機(jī)、圖形計(jì)算器一I B M
P c—C l U S t e r、并行計(jì)算服務(wù)器一
SUNFIRE6900、顯示服務(wù)器一IBM Zpro
由光纖通道卡接入SAN交換機(jī)，建立FC
光纖雙通道連路。如下為勘探開發(fā)一體化
SAN系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
2．2勘探開發(fā)一體化SAN系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
2．2．1全交換冗余式網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2臺(tái)光纖Brocade SW4100全交換機(jī)為
存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)核心交換機(jī)，互為冗余，服
數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用87
萬方數(shù)據(jù)
PIC單片機(jī)在電機(jī)控制系統(tǒng)的綜合應(yīng)用
王振超
(濟(jì)南誠(chéng)字電子科技有限公司開發(fā)部山東濟(jì)南250022)
-應(yīng)用技術(shù)·
【摘要】本電機(jī)控制系統(tǒng)以內(nèi)部資源豐富的PIC單片機(jī)為核心，通過外部電位器或外部電壓模擬量、內(nèi)部電位器，外部脈沖信號(hào)，
鍵盤模塊、上位機(jī)及精巧的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊和較精確的霍爾傳感器來控制電機(jī)加減速、換向、啟動(dòng)／停止及其定位，經(jīng)過LCD顯
示模塊指示電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。實(shí)踐結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方案合理可行，有應(yīng)用場(chǎng)合多，操作簡(jiǎn)單，成本適中，功能強(qiáng)大。功率較大，
應(yīng)用靈活，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，使PIC單片機(jī)得到綜合利用。
[關(guān)鍵詞]PIC單片機(jī)LCD顯示上位機(jī)電機(jī)控制系統(tǒng)
【中圖分類號(hào)]TB4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1007-9416(2010)05-0088-02
1引言
隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，各種電力拖
動(dòng)的應(yīng)用，電力電子的發(fā)展，電機(jī)控制系
統(tǒng)也在工業(yè)和人們生活當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)
用，如電動(dòng)車．打印設(shè)備、機(jī)器人等都用
到電機(jī)控制系統(tǒng)，經(jīng)過f仃場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)
上很多電機(jī)控制器，一些只有部分功能。
兼容多種場(chǎng)合應(yīng)用、操作方便的控制系統(tǒng)
較少。因此，研制開發(fā)新型、綜合性、多
場(chǎng)合兼容電機(jī)控制系統(tǒng)有非常重要意義。
結(jié)合生活實(shí)際應(yīng)用和工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)
了一款新型直流電機(jī)控制器。本控制器是
以功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉的PIC單片機(jī)為核
心，以顯示鍵盤，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳感器。上
位機(jī)串口控制，外部信號(hào)控制等電路模塊
共同組成。
2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
PIC單片機(jī)處理器經(jīng)過檢測(cè)按鍵、外
部電位器和模擬量、外部PWM信號(hào)、上
位機(jī)信號(hào)和電機(jī)傳感器信號(hào)，將取來的信
號(hào)經(jīng)過處理后，送到電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模塊進(jìn)
而驅(qū)動(dòng)控制直流電機(jī)相應(yīng)動(dòng)作，同時(shí)，為
了讓電機(jī)平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，將電機(jī)傳感器傳輸
過來的信號(hào)經(jīng)過PID算法和頻率同步算
法，計(jì)算結(jié)果和栓溯電機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)送
LCD顯示模塊顯示，讓客戶較清楚地了解
電機(jī)實(shí)時(shí)情況，以便相應(yīng)的操作。
3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
整個(gè)系統(tǒng)}|I信號(hào)處理電路、PICl 8F單
片機(jī)系統(tǒng)、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路和反饋信號(hào)
檢測(cè)處理電路等幾部分組成，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)
硬件框圖如圖l所示。
3．1單片機(jī)系統(tǒng)
單片機(jī)系統(tǒng)主要有CPU、程序存儲(chǔ)器
EPROM．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器SRAM、通信功能、
多路A／D采樣、CCP／PWM功能、RB弱
上拉功能、多個(gè)定時(shí)器、外中斷和串行口
通訊等組成。為滿足多端口多功能設(shè)計(jì)的
要求，裝置設(shè)計(jì)中采用PICl 8F4520單片
機(jī)。利用PICl 8F4520可以減少外圍電路，
且其引腳具有防瞬態(tài)能力，可直接與控制
電路相連，無須光電耦合器隔離，給應(yīng)用
帶來極大方便，另外還可提供20mA的電
流，可直接驅(qū)動(dòng)LCD。
3．2通信接口電路
RS-485由于使用了差分電平傳輸信
號(hào)，傳輸距離比RS-232更長(zhǎng)，最多可以
達(dá)到3000 m，因此很適合工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)
用。本設(shè)計(jì)采用RS-485通信方式與PC機(jī)
實(shí)現(xiàn)通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。本系統(tǒng)利
用RC6、RC7口作為串行接口。
3．3鍵盤及顯示電路
3．3．1鍵盤設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)需求，需啟／停、加速、減
速、設(shè)置、換向等按鍵?？蓪⒉僮髂Ｊ郊?
有關(guān)參數(shù)存入單片機(jī)中。以便下次運(yùn)用
時(shí)，直接調(diào)出該運(yùn)行模式，減小每次繁瑣
務(wù)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)經(jīng)由SAN交換機(jī)采用FC
光纖雙連路通道，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信機(jī)制，可建
立永久性連接和虛擬連接。此結(jié)構(gòu)消除單
點(diǎn)故障，保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性和高可用性t
每個(gè)接口都具備4Gb的網(wǎng)絡(luò)帶寬，可保證
連路獨(dú)享帶寬。真正實(shí)現(xiàn)商效高速存儲(chǔ)。
2．2．2構(gòu)建數(shù)據(jù)高安全性和高訪問性
通過實(shí)施方案一：通過軟件對(duì)SAN交
換機(jī)端口進(jìn)行zone劃分，實(shí)現(xiàn)zone內(nèi)建立
通信、組間隔斷的網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制，提高網(wǎng)
絡(luò)資源利用率，杜絕網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，實(shí)
施方案二：通過機(jī)架式SUN StorageTek
6540磁盤陣列管理軟件對(duì)服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行
存儲(chǔ)區(qū)域獨(dú)11)=劃分，提高數(shù)據(jù)操作的安全
性和可訪問性；實(shí)施方案二三：采用安全性
能優(yōu)良的RAID5數(shù)據(jù)管理機(jī)制，對(duì)物理?yè)p
壞硬盤可進(jìn)行在線熱拔插更換，保證數(shù)據(jù)
的完整性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，c災(zāi)。
2．2．3消除存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)瓶頸
FC SAN全變換式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使每條連
路能獨(dú)享帶寬，而主機(jī)系統(tǒng)各配備4Gb光
纖通道卡，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間4Gb帶寬訪問。機(jī)
架式SUN StorageTek 6540光纖通道磁
盤陣列內(nèi)部配有8個(gè)4Gb盤陣光纖接口與
陣列中的磁盤相連，達(dá)到4GB帶寬，同時(shí)
配有2個(gè)RAID控制器，更是消除了存儲(chǔ)
內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)瓶頸；對(duì)外有8個(gè)4Gb帶寬光
88 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用
纖通道卡，與SAN交換機(jī)相連，為并行服
務(wù)器和刀片服務(wù)器提供數(shù)據(jù)I／O服務(wù)，具
有32Gb／s的數(shù)據(jù)傳輸能力，保障了高性能
并行計(jì)算機(jī)高速訪問大容量數(shù)據(jù)的需求。
2．2．4完善的備份方案
LEGTO備份解決方案能很好融合
LAN和SAN兩種備份結(jié)構(gòu)，滿足了異構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下數(shù)據(jù)安全性的備份要求，兩種
不同備份系統(tǒng)問進(jìn)行了無縫連接；細(xì)化異
構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中系統(tǒng)備份需求，制定全方位
分層次的備份策略，真正實(shí)現(xiàn)備份方案成
為數(shù)據(jù)安全的堅(jiān)實(shí)防護(hù)墻。
2．2．5并行計(jì)算和刀片集群計(jì)算構(gòu)建
超高性能計(jì)算
石油勘探開發(fā)領(lǐng)域?qū)Ψ?wù)器的計(jì)算能
力要求極高，隨著深度計(jì)算油氣藏能力，
復(fù)雜大型地質(zhì)解釋和三維圖形顯示都需要
超高性能計(jì)算的配合，結(jié)合業(yè)內(nèi)頂級(jí)計(jì)算
技術(shù)計(jì)算與實(shí)際計(jì)算能力的需要，構(gòu)建的
SAN計(jì)算系統(tǒng)，可以滿足現(xiàn)在和未來幾年
內(nèi)勘探開發(fā)一體化對(duì)計(jì)算能力的需求。
SUNFIR E6900(并行計(jì)算機(jī))配有6塊
系統(tǒng)板、24個(gè)雙核1．5GHz UltraSPARC—I
V+CPU，48MB二級(jí)緩存，758MB置級(jí)緩
存、96GB內(nèi)存I具有4塊4Gb／s單通道光纖
接口。該設(shè)備最高具有能同時(shí)提供16Gb數(shù)
據(jù)I／O能力和72 GHZ的計(jì)算能力。是地學(xué)
解釋處理的核心計(jì)算服務(wù)器。
IBM PC—CLUSTER(刀片集群計(jì)算
機(jī))配有32個(gè)雙核CPU的IBM eServer
BladeCenter(tm)刀片作為計(jì)算節(jié)點(diǎn)．每個(gè)
刀片有1個(gè)3．4GHz雙核Xeon EM64T
CPU，4G內(nèi)存，673G硬盤。可以滿足敬模、
地震等地學(xué)數(shù)據(jù)體三維圖像的實(shí)時(shí)計(jì)算及
數(shù)據(jù)到虛擬現(xiàn)實(shí)中心的數(shù)據(jù)傳送。
3結(jié)語
勘探開發(fā)一體化的實(shí)施。使勘探開發(fā)
研究院SAN存儲(chǔ)從構(gòu)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，是網(wǎng)絡(luò)
技術(shù)應(yīng)用的一次琶躍，而且也是數(shù)據(jù)存
儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理方式的一次歷史性跨越，它
的實(shí)現(xiàn)，提高r數(shù)據(jù)的安全性、可靠性、共
享能力，挖掘r科研數(shù)據(jù)的價(jià)值，節(jié)約了
科研人員的時(shí)間，為一體化最終實(shí)現(xiàn)提供
了一個(gè)良好的硬件平臺(tái)。
【參考文獻(xiàn)】
【l】劉衛(wèi)平．網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)容錯(cuò)和
容災(zāi)技術(shù)【D1．西北工業(yè)大學(xué)，2006年．
【作者簡(jiǎn)介】
壬文慧．性男旺：女，大學(xué)本科文憑，工
程師，主要從事軟件開發(fā)和系統(tǒng)維護(hù)等工
作，單位：吐哈油田公司勘探開發(fā)研究院
科技信息中心。

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