分布式变频泵系统的设计与应用- 暖通论文
分布式变频泵系统的设计与应用摘要：分布式变频泵系统作为一种新型的循环泵多点布置形式，与传统的供热管网循环泵单点布置相比，具有节约电能、运行成本低的特点。本文对此进行了详细介绍，并针对该系统设计及应用中应注意的若干问题提出解决办法，以期抛砖引玉，共同完善。关键字：分布变频泵设计应用
一、分布式变频泵系统的原理
在传统的供热枝状管网系统中，一般是在热源处或换热站内设有一组循环泵，根据管网系统的流量和最不利环路的阻力选择循环泵的流量、扬程及台数；管网系统各用户末端设手动调节阀或自力式流量控制阀等调节设备，以消耗掉该用户的剩余压头，达到系统内各用户之间的水力平衡；个别既有热网由于用户热负荷的变化，资用压头不够，增装了供水或回水加压泵，但由于不易调节，往往对上游或下游用户产生不利的影响。
随着新型调节设备和控制手段的出现，使得对水泵的数字控制成为可能，这样理论上可以取消管网中的调节设备，代之以可调速的水泵，在管网的适当节点设置，以满足其后的水力工况要求。如果控制管网中适当节点的压差，该点称之为压差控制点，对于主循环泵的选择，只要能够满足流量和热源到压差控制点的阻力即可，这样可大大降低循环泵的扬程，使得主循环泵电机功率下降许多；经济控制点之后的每个用户设置相应分布变频泵，成为分布式变频泵系统，使得原来阀门节流的能量不再白白地损失，由于水泵可用变频器调速，主循
环泵可大大降低电能消耗，理论上可省去调节设备，同时供热系统可工作在较低的压力水平，系统更加安全。中国城镇供热协会也已将分布式变频泵系统的研究开发列为“十五”科技规划。
二、分布式变频泵系统的设计
在分布式变频泵系统中，设计时应按以下步骤进行：
1、管网系统设计，计算管网的阻力。
2、选择压差控制点，不同的压差控制点对应不同的设备初投资和管网运行费用，应按技术经济分析进行选择。
3、选择主循环泵，主循环泵的选择考虑两方面：
A：流量要求，应能提供管网的全部循环流量；
B：扬程要求，应满足热源到压差控制点间管网阻力。
4、分布泵的选择，主要考虑满足该分支用户的阻力和流量。
三、分布式变频泵系统的实现
按照以上思想，唐山市热力总公司对所属龙东锅炉房供热系统进行了改造。本文以此为例来说明分布式变频泵系统的实现过程。
1、龙东供热系统由一座4×10t/h热水锅炉房和两个间供站组成，基础参数如下：
(1)供热建筑面积：
龙南站：181814.31m2
龙北站：139891.62m2
合计：321705.93m2
(2)设备：主循环泵两台，开一备一，ISR200－150－400，功率N
为90KW，流量Q为400m3/h，扬程H为50m水柱。
(3)管网：
1－2管径DN300，沟长L=500m
2－3管径DN250，沟长L=536m
3－4管径DN250，沟长L=650m
根据近几年实际运行情况，取热源供回水温度105℃/65℃，锅炉房内部阻力损失10m水柱，龙北站内阻力损失10m水柱，龙南站内部阻力损失5m水柱，建筑热指标取55kcal/m2h。
2、由以上参数，经计算选择实验改造方案如下：
1锅炉房主循环泵换成H=24m，Q=480m3/h,N=45KW变频泵
2龙南站一次供水加一台变频泵，H=12.5m Q=200m3/h N=15KW
3龙北站一次供水加一台变频泵，H=24m Q=240m3/h N=22KW
4龙南、龙北站变频泵与原有管段并联，并在原有管段增加阀门。
需要指出的是，由于水泵的参数不可能完全正好满足管网的需要，在设备选择过程中均有不同程度的取整。
3、按照锅炉房主循环泵提供锅炉房内部和1－2点阻力损失，各站分布变频泵分别克服2－3、2－4及站内阻力损失的原则，本年度我公司对改造后的龙东供热系统进行了调试运行。在调试过程中，我们本着在满足供热要求的前提下，尽量使两个热力站的一次回水温度平衡，并且在可能的情况下尽量提高分布变频泵的负荷，减少主循环
ONEStor 分布式存储系统介绍 关于ONEStor 分布式存储系统介绍，小编已在金信润天 容： 技术特点 H3C ONEStor 存储系统采用分布式设计，可以运行在通用 x86服务器上，在部署该软件时， 会把所有服务器的本地硬盘组织成一个虚拟存储资源池，对上层应用提供块存储功能。 H3C ONEStor 分布式存储软件系统具有如下特点： 领先的分布式架构 H3CONEStor 存储软件的采用全分布式的架构： 分布式管理集群，分布式哈希数据分布算法， 分布式无状态客户端、分布式Cache 等，这种架构为存储系统的可靠性、 可用性、自动运维、 高性能等方面提供了有力保证。其系统架构组成如下图所示： jyionitors 上图中，ONEStor 逻辑上可分为三部分： OSD Monitor 、Client 。在实际部署中，这些逻辑 Get 到了部分资料，整理出以下内 QSDs CliEnt￡ Object I/O V* Failure reporting, v ------ map distribution
组件可灵活部署，也就是说既可以部署在相同的物理服务器上，也可以根据性能和可靠性等方面的考虑，部署在不同的硬件设备上。下面对每一部分作一简要说明。 OSD：Object-based Storage Device OSD由系统部分和守护进程（OSD deamon两部分组成。OSD系统部分可看作安装了操作系统和文件系统的计算机，其硬件部分包括处理器、内存、硬盘以及网卡等。守护进程即运行在内存中的程序。在实际应用中，通常将每块硬盘（SSD或HDD对应一个OSD并将其视 为OSD的硬盘部分，其余处理器、内存、网卡等在多个OSD之间进行复用。ONEStor存储集群中的用户都保存在这些OSD中。OSDdeamon负责完成OSD的所有逻辑功能，包括与monitor 和其他OSD（事实上是其他OSD的deamon）通信以维护更新系统状态，与其他OSD共同完成数据的存储和维护，与client 通信完成各种数据对象操作等等。 Monitor ： Monitor 是集群监控节点。Monitor 持有cluster map 信息。所谓Cluster Map ，粗略的说就是关于集群本身的逻辑状态和存储策略的数据表示。ONEStor Cluster Map包括Monitor map osd map pg map crush map等，这些map构成了集群的元数据。总之，可以认为Monitor 持有存储集群的一些控制信息，并且这些map信息是轻量级的，只有在集群的物理设备（如主机、硬盘）和存储策略发生变化时map信息才发生改变。 Client ： 这里的Client可以看出外部系统获取存储服务的网关设备。client通过与OSD或者Monitor 的交互获取cluster map然后直接在本地进行计算，得出数据的存储位置后，便直接与对应的OSD 通信，完成数据的各种操作。在此过程中，客户端可以不依赖于任何元数据服务器，不进行任何查表操作，便完成数据访问流程。这一点正是ONEStor分布式存储系统可以实现扩展性的重要保证。 客户的数据到达Clie nt后，如何存储到OSD上，其过程大致如下图所示:
1.引言 1.1 项目背景 项目说明:随着社会经济的发展，以及数字生活的逐步渗透，如何为用户提供更加便捷、更加周到的服务已经成为各大银行竞争的焦点。但如今银行储蓄系统工作效率比较低，越来越不能满足广大人民群众的需求，人们希望可以更方便更省时更省力的办理储蓄的相关业务。人们不再满足于以前传统的哪家银行卡只可以在那家银行存款提款的模式。而如今计算机网络的高速发展及普及度的进一步加强,越来越多的人希望通过在家实现存取款或是通过上网实现网上银行的功能等。在这样的趋势下,明显可以看出现今的银行计算机储蓄系统不能够满足人们日益增长的需求，为提高该银行的存取款工作效率，降低工作的人力、物力开支，提高工作的准确性、正确性，并且便于用户信息存取,需要建立一个新的、高效的、方便的、互联的计算机储蓄系统 1.2 项目目标 (1).处理速度的提高及准确度的保证； (2).人员利用率的改进及合理调度。 (3).改进管理和服务; 2.运行环境 1)客户端 操作系统：Windows xp/2000 server/2003 server/2008 server/7, Linux。 浏览器：IE 7.0以上，Firefox3.5以上，chrome 6以上。 2)服务器端 操作系统：Windows xp/2000 server/2003 server/2008 server/7, Linux。 浏览器：IE 7.0以上，Firefox3.5以上，chrome 6以上。 3)数据库 操作系统：Windows 7 数据库系统：Mysql 5.0及更新版本
3.性能需求 1)客户端一般相应时间不超过1秒。 2)报表统计时间不超过30秒。 4.安全性需求 1)对数据的访问设置权限，以保证用户个人信息的保密性。 2)对用户输入的密码进行单向加密，以防止密码泄露造成经济损失。 3)保证用户进行的业务执行正确和安全。 5.外部接口需求 用户接口 本系统采用B/S架构，所有界面使用WEB风格，用户界面的具体细节将在概要设计文档中描述。 6. 银行系统业务流程图
６苏州大学学报（工科版）第３０卷 图１Ｉ－ＩＤＦＳ架构 ２ＨＤＦＳ与ＬｉｎｕｘＦＳ比较 ＨＤＦＳ的节点不管是ＤａｔａＮｏｄｅ还是ＮａｍｅＮｏｄｅ都运行在Ｌｉｎｕｘ上，ＨＤＦＳ的每次读／写操作都要通过ＬｉｎｕｘＦＳ的读／写操作来完成，从这个角度来看，ＬｉｎｕｘＰＳ是ＨＤＦＳ的底层文件系统。 ２．１目录树（ＤｉｒｅｃｔｏｒｙＴｒｅｅ） 两种文件系统都选择“树”来组织文件，我们称之为目录树。文件存储在“树叶”，其余的节点都是目录。但两者细节结构存在区别，如图２与图３所示。 一二 Ｒｏｏｔ ＼ 图２ＩｔＤＦＳ目录树围３ＬｉｎｕｘＦＳ目录树 ２．２数据块（Ｂｌｏｃｋ） Ｂｌｏｃｋ是ＬｉｎｕｘＦＳ读／写操作的最小单元，大小相等。典型的ＬｉｎｕｘＦＳＢｌｏｃｋ大小为４ＭＢ，Ｂｌｏｃｋ与ＤａｔａＮ－ｏｄｅ之间的对应关系是固定的、天然存在的，不需要系统定义。 ＨＤＦＳ读／写操作的最小单元也称为Ｂｌｏｃｋ，大小可以由用户定义，默认值是６４ＭＢ。Ｂｌｏｃｋ与ＤａｔａＮｏｄｅ的对应关系是动态的，需要系统进行描述、管理。整个集群来看，每个Ｂｌｏｃｋ存在至少三个内容一样的备份，且一定存放在不同的计算机上。 ２．３索引节点（ＩＮｏｄｅ） ＬｉｎｕｘＦＳ中的每个文件及目录都由一个ＩＮｏｄｅ代表，ＩＮｏｄｅ中定义一组外存上的Ｂｌｏｃｋ。 ＨＤＰＳ中ＩＮｏｄｅ是目录树的单元，ＨＤＦＳ的目录树正是在ＩＮｏｄｅ的集合之上生成的。ＩＮｏｄｅ分为两类，一类ＩＮｏｄｅ代表文件，指向一组Ｂｌｏｃｋ，没有子ＩＮｏｄｅ，是目录树的叶节点；另一类ＩＮｏｄｅ代表目录，没有Ｂｌｏｃｋ，指向一组子ＩＮｏｄｅ，作为索引节点。在Ｈａｄｏｏｐ０．１６．０之前，只有一类ＩＮｏｄｅ，每个ＩＮｏｄｅ都指向Ｂｌｏｃｋ和子ＩＮ－ｏｄｅ，比现有的ＩＮｏｄｅ占用更多的内存空间。 ２．４目录项（Ｄｅｎｔｒｙ） Ｄｅｎｔｒｙ是ＬｉｎｕｘＦＳ的核心数据结构，通过指向父Ｄｅｎ姆和子Ｄｅｎｔｒｙ生成目录树，同时也记录了文件名并 指向ＩＮｏｄｅ，事实上是建立了＜ＦｉｌｅＮａｍｅ，ＩＮｏｄｅ＞，目录树中同一个ＩＮｏｄｅ可以有多个这样的映射，这正是连
分布式汽车电气电子系统设计和实现 架构
分布式汽车电气/电子系统设计和实现架构在过去的十几年里，汽车的电气和电子系统已经变得非常的复杂。今天汽车电子/电气系统开发工程师广泛使用基于模型的功能设计与仿真来迎接这一复杂性挑战。新兴标准定义了与低层软件的标准化接口，最重要的是，它还为功能实现工程师引入了一个全新的抽象级。 这提高了软件组件的可重用性，但不幸的是，关于如何将基于模型的功能设计的结果转换成高度环境中的可靠和高效系统实现方面的指导却几乎没有。 另外，论述设计流程物理端的文章也非常少。本文概述了一种推荐的系统级设计方法学，包括、分布在多个ECU中的网络和任务调度、线束设计和规格生成。 为什么需要AUTOSAR? 即使在同一家公司，“架构设计”对不同的人也有不同的含义，这取决于她们站在哪个角度上。物理架构处理系统的有形一面，如布线和连接器，逻辑架构定义无形系统的结构和分配，如软件和通信协议。当前设计物理架构和逻辑架构的语言是独立的，这导致相同一个词的意思能够完全不同，设计团队和流程也是独立的，这也导致了一个非常复杂的设计流程(如图1所示)。
图1：物理和逻辑设计流程。 这种复杂性导致了次优设计结果，整个系统的正确功能是如此的难于实现，以致于几乎没有时间去寻求一种替代方法，它可导致更坚固的、可扩展性更好的和更具成本效益的解决方案。为了实现这样一种解决方案，设计师需要新的方法，它能够将物理和逻辑设计流程紧密相连，并依然允许不同的设计团队做她们的工作。 新兴的AUTOSAR标准为系统级汽车电子/电气设计方法学提供了一个技术上和经济上都可行的选择，尽管它主要针对软件层面，即逻辑系统的设计。不过，大量广泛的AUTOSAR元模型及其丰富的接口定义允许系统级电子/电气架构师以标准的格式表示她的设计思想。从经济上看，AUTOSAR标准打开了一个巨大的、统一的市场，它使得能够创立合适的设计工具。
分布式存储系统的一些理解和实践 张建伟 一、分布式存储系统介绍 1.简介 互联网数据规模越来越大，并发请求越来越高，传统的关系数据库，在很多使用场景下并不能很好的满足需求。分布式存储系统应运而生。它有良好的扩展性，弱化关系数据模型，甚至弱化一致性要求，以得到高并发和高性能。按功能分类，主要有以下几种： ?分布式文件系统 hdfs ceph glusterfs tfs ?分布式对象存储 s3(dynamo) ceph bcs(mola) ?分布式表格存储 hbase cassandra oceanbase ?块存储 ceph ebs(amazon) 分布式存储系统，包括分布式系统和单机存储两部分；不同的系统，虽在功能支持、实现机制、实现语言等方面是有差异的，但其设计时，关注的关键问题是基本相同的。单机存储的主流实现方式，有hash引擎、B+树引擎和LSM树(Log Structured Merge Tree)三种，不展开介绍。本文第二章节，主要结合hbase、cassandra和ceph，讲下分布式系统设计部分，需要关注的关键问题。 2.适用场景 各分布式存储系统功能定位不尽相同，但其适用和不适用的场景，在一定程度上是相同的，如下。
1)适用 大数据量（大于100T，乃至几十PB） key/value或者半结构化数据 高吞吐 高性能 高扩展 2)不适用 Sql查询 复杂查询，如联表查询 复杂事务 二、分布式存储系统设计要点 1.数据分布 分布式存储，可以由成千甚至上万台机器组成，以实现海量数据存储和高并发。那它最先要解决的就是数据分布问题，即哪些数据存储在哪些机器（节点）上。常用的有hash类算法和用meta表映射两种方式。一般完全分布式的设计（无master节点），会用hash类算法；而集中式的设计（有master节点）用meta表映射的方式。两者各有优缺点，后面讲到具体问题时再做比较。 1)一致性hash 将存储节点和操作的key（key唯一标识存储的object，有时也叫object name）都hash到0~2的32次方区间。映射到如下环中的某个位置。沿操作key的位置顺时针找到的第一个节点即为此key的primary存储节点。如下图所示：
Chapter 5Exercise Solutions 5.1The Election interface provides two remote methods: vote: with two parameters through which the client supplies the name of a candidate (a string) and the ‘voter’s number’ (an integer used to ensure each user votes once only). The voter’s numbers are allocated sparsely from the range of integers to make them hard to guess. result: with two parameters through which the server supplies the client with the name of a candidate and the number of votes for that candidate. Which of the parameters of these two procedures are input and which are output parameters? 5.1 Ans. vote: input parameters: name of candidate, voter’s number; result: output parameters: name of candidate, number of votes 5.2Discuss the invocation semantics that can be achieved when the request-reply protocol is implemented over a TCP/IP connection, which guarantees that data is delivered in the order sent, without loss or duplication. Take into account all of the conditions causing a connection to be broken. 5.2 Ans. A process is informed that a connection is broken: ?when one of the processes exits or closes the connection. ?when the network is congested or fails altogether Therefore a client process cannot distinguish between network failure and failure of the server. Provided that the connection continues to exist, no messages are lost, therefore, every request will receive a corresponding reply, in which case the client knows that the method was executed exactly once. However, if the server process crashes, the client will be informed that the connection is broken and the client will know that the method was executed either once (if the server crashed after executing it) or not at all (if the server crashed before executing it). But, if the network fails the client will also be informed that the connection is broken. This may have happened either during the transmission of the request message or during the transmission of the reply message. As before the method was executed either once or not at all. Therefore we have at-most-once call semantics. 5.3Define the interface to the Election service in CORBA IDL and Java RMI. Note that CORBA IDL provides the type long for 32 bit integers. Compare the methods in the two languages for specifying input and output arguments. 5.3 Ans. CORBA IDL:
目录1.引言 1.1编写目的 1.2 项目背景 1.3 定义 1.4参考资料 2. 任务概述 2.1目标 2.2 运行环境 2.3 需求概述 2.4 条件与限制 3. 总体设计 3.1处理流程 3.2 总体结构和模块外部设计 3.3 功能分配 4. 接口设计 4.1 外部接口 4.2 内部接口 5. 数据结构设计 5.1 逻辑结构设计 5.2数据结构和程序的关系 6. 运行设计 6.1 运行模块的组合 6.2 运行控制 6.3 运行时间 7. 出错处理设计 7.1 出错输出信息 7.2 出错处理对策 8. 安全保密设计
概要设计规格说明书 --银行管理系统1.引言 1.1编写目的 随着经济社会的快速发展，人们已不满意于人工存取款的低效率，追求更高的存取效率，并且业务的种类逐渐丰富、复杂度提高，人工操作出现的失误也呈现上升趋势，银行根据行业和用户的需求，决定开发新型的银行管理系统，以降低操作复杂度、出错率，从而提高工作效率，通过简单高效的操作来实现目的，将一系列的操作集成起来，实现功能的耦合，提高操作的易操作性、高效率性。 1.2项目背景 (1)开发软件名称：银行储蓄系统。 (2)项目开发者：“银河一号银行管理系统”开发小组 (3)用户单位：各种商业银行。 1.3定义 列出开发中的概要设计中特定词的特定含义 VS 2010(Microsoft Visual studio 2010)：一种集成的开发工具。 SQL(Structured Query Language)：结构化查询语言，主要用于同数据库进行数据访问与控制。 1.4参考资料 (1)《软件工程》张俊兰王文发编著西安交通大学出版社 (2)《C++程序设计》谭浩强编著清华大学出版社 (3)《软件工程》任胜兵邢琳编着北京邮电大学出版社 (4) 《面向对象程序设计》陈维兴张小茶编著清华大学出版社 2.任务概述 2.1目标 本银行管理系统旨在提高银行工作人员的工作速率、以及降低出错率，通过简单高效的操作来实现目的，将一系列的操作集成起来，实现功能的耦
Hadoop分布式文件系统：架构和设计 引言 (2) 一前提和设计目标 (2) 1 hadoop和云计算的关系 (2) 2 流式数据访问 (2) 3 大规模数据集 (2) 4 简单的一致性模型 (3) 5 异构软硬件平台间的可移植性 (3) 6 硬件错误 (3) 二HDFS重要名词解释 (3) 1 Namenode (4) 2 secondary Namenode (5) 3 Datanode (6) 4 jobTracker (6) 5 TaskTracker (6) 三HDFS数据存储 (7) 1 HDFS数据存储特点 (7) 2 心跳机制 (7) 3 副本存放 (7) 4 副本选择 (7) 5 安全模式 (8) 四HDFS数据健壮性 (8) 1 磁盘数据错误，心跳检测和重新复制 (8) 2 集群均衡 (8) 3 数据完整性 (8) 4 元数据磁盘错误 (8) 5 快照 (9)
引言 云计算（cloud computing)，由位于网络上的一组服务器把其计算、存储、数据等资源以服务的形式提供给请求者以完成信息处理任务的方法和过程。在此过程中被服务者只是提供需求并获取服务结果，对于需求被服务的过程并不知情。同时服务者以最优利用的方式动态地把资源分配给众多的服务请求者，以求达到最大效益。 Hadoop分布式文件系统(HDFS)被设计成适合运行在通用硬件(commodity hardware)上的分布式文件系统。它和现有的分布式文件系统有很多共同点。但同时，它和其他的分布式文件系统的区别也是很明显的。HDFS是一个高度容错性的系统，适合部署在廉价的机器上。HDFS 能提供高吞吐量的数据访问，非常适合大规模数据集上的应用。 一前提和设计目标 1 hadoop和云计算的关系 云计算由位于网络上的一组服务器把其计算、存储、数据等资源以服务的形式提供给请求者以完成信息处理任务的方法和过程。针对海量文本数据处理,为实现快速文本处理响应,缩短海量数据为辅助决策提供服务的时间,基于Hadoop云计算平台,建立HDFS分布式文件系统存储海量文本数据集,通过文本词频利用MapReduce原理建立分布式索引,以分布式数据库HBase 存储关键词索引,并提供实时检索,实现对海量文本数据的分布式并行处理.实验结果表 明,Hadoop框架为大规模数据的分布式并行处理提供了很好的解决方案。 2 流式数据访问 运行在HDFS上的应用和普通的应用不同，需要流式访问它们的数据集。HDFS的设计中更多的考虑到了数据批处理，而不是用户交互处理。比之数据访问的低延迟问题，更关键的在于数据访问的高吞吐量。 3 大规模数据集 运行在HDFS上的应用具有很大的数据集。HDFS上的一个典型文件大小一般都在G字节至T字节。因此，HDFS被调节以支持大文件存储。它应该能提供整体上高的数据传输带宽，能在一个集群里扩展到数百个节点。一个单一的HDFS实例应该能支撑数以千万计的文件。
本文作者Kate Matsudaira是一位美丽的女工程副总裁，曾在Sun Microsystems、微软、亚马逊这些一流的IT公司任职。她有着非常丰富的工作经验和团队管理经验，当过程序员、项目经理、产品经理以及人事经理。专注于构建和操作大型Web应用程序/网站，目前她的主要研究方向是SaaS（软件即服务）应用程序和云计算（如大家所说的大数据）。 本文是作者在AOSA一书介绍如何构建可扩展的分布式系统里的内容，在此翻译并分享给大家。 开源软件已经成为许多大型网站的基本组成部分，随着这些网站的逐步壮大，他们的网站架构和一些指导原则也开放在开发者们的面前，给予大家切实有用的指导和帮助。 这篇文章主要侧重于Web系统，并且也适用于其他分布式系统。 Web分布式系统设计的原则 构建并运营一个可伸缩的Web站点或应用程序到底是指什么？在最初，仅是通过互联网连接用户和访问远程资源。 和大多数事情一样，当构建一个Web服务时，需要提前抽出时间进行规划。了解大型网站创建背后的注意事项以及学会权衡，会给你带来更加明智的决策。下面是设计大型Web系统时，需要注意的一些核心原则： ?可用性 ?性能 ?可靠性 ?可扩展 ?易管理 ?成本 上面的这些原则给设计分布式Web架构提供了一定的基础和理论指导。然而，它们也可能彼此相左，例如实现这个目标的代价是牺牲成本。一个简单的例子：选择地址容量，仅通过添加更多的服务器（可伸缩性），这个可能以易管理（你不得不操作额外的服务器）和成本作为代价（服务器价格）。 无论你想设计哪种类型的Web应用程序，这些原则都是非常重要的，甚至这些原则之间也会互相羁绊，做好它们之间的权衡也非常重要。 基础
LINGHANG TECHNOLOGIES CO.,LTD 中科分布式存储系统技术白皮书 北京领航科技 2014年04
目录 1、产品介绍 (3) 1.1 云时代的政府/企业烦恼 (3) 1.2 产品服务与定位 (3) 2、中科分布式存储应用场景 (4) 2.1 目标用户 (4) 2.2 产品模式 (4) 2.2.1高性能应用的底层存储 (4) 2.2.2企业级海量数据存储平台 (5) 2.2.3容灾备份平台 (5) 2.3 使用场景 (5) 2.3.1企业级数据存储 (5) 2.3.2私有云计算 (6) 2.3.3海量数据存储 (6) 2.3.4大数据分析 (7) 2.3.5 容灾备份 (7) 3、中科分布式存储核心理念 (8) 4、中科分布式存储功能服务 (9) 4.1 存储系统功能介绍 (9) 4.2 WEB监控管理端功能介绍 (11) 5、系统技术架构 (12) 5.1 系统总体架构 (12) 5.2 系统架构性特点 (12) 5.3 技术指标要求 (14) 5.4 系统软硬件环境 (15)
1、产品介绍 1.1云时代的政府/企业烦恼 ?政府、企事业单位每天产生的大量视频、语音、图片、文档等资料，存在 哪里？ ?政府、企事业单位各个部门、各个子系统之间强烈的数据共享需求如何满 足？ ?大数据如何高效处理以达到统一存取、实时互动、价值传播、长期沉淀？ ?您是否为单位电子邮箱充斥大量冗余数据还要不断扩容而烦恼？ ?政府、企事业单位的私有云平台为什么操作和数据存取这么慢？ ?政府、企事业单位的存储平台数据量已接近临界值需要扩容，但上面有重 要业务在运行，如何能在线扩展存储空间？ ?公司的每一个子公司都有重要客户数据，要是所在的任何一个城市发生大 规模灾难（比如地震）数据怎么办？ ?政府、企事业单位有一些历史数据平时比较少用到,但又不能丢掉，占用 了大量的高速存储资源，能否移到更廉价的存储设备上去？ 1.2产品服务与定位 大数据时代已经来临！ 面对数据资源的爆炸性增长，政府、企事业单位每天产生的海量视频、语音、图片、文档和重要客户数据等资料如何有效存取？政府多个部门之间、公司和子公司之间、公司各个部门之间强烈的数据共享需求如何满足？如果
中央民族大学 软件工程实验报告银行储蓄系统概要设计与详细设计姓名：吴璨 学号：
2013年10月26日 目录 1．引言 (3) 1.1编写目的 (3) 1.2项目背景 (3) 1.3定义 (3) 1.4参考资料 (3) 2．任务概述 (4) 2.1目标 (4) 2.2运行环境 (4) 3总体设计 (5) 3.1功能分配 (5) 3.2总体结构和模块外部设计-软件结构图 (5) 3.3接口设计 (5) 3.3.1外部接口 (5) 3.3.2内部接口 (6) 3.4数据结构设计 (6) 3.4.1逻辑结构设计 (6) 3.4.2物理结构设计 (6)
1．引言 1.1编写目的 【阐明编写可行性研究报告的目的，指明读者对象。】 为提高银行的存取款工作效率，降低工作的人力物力开支，提高工作的准确性、正确性，开发计算机储蓄系统。经过对项目进行详细的调查研究，得到项目可行性研究报告，对项目开发中将要面临的问题及其解决方案进行可行性分析，包括项目在技术、经济、操作和社会影响方面的可行性。 本报告经老师审核后可提交给银行方审查。 1.2项目背景 【应包括： a.所建议开发软件的名称； b.项目的任务提出者、开发者、用户及实现软件的单位； c.项目与其他软件或其他系统的关系。】 随着社会经济的发展，银行的业务不断增长，传统的依靠手工的存取款业务办理方式已经不能满足不断增长的业务需求。其一，业务需求的增加需要消耗大量人力物力资源；其二，业务复杂化导致人工处理方式出错率增加，从而引起储户不满。 为解决此问题，本小组拟为其开发计算机储蓄系统。一方面可以减轻银行业务员的工作量，另一方面可以减少工作的出错率，从而提高工作效率。 1.3定义 【列出文档中所用到的专门术语的定义和缩写词的原文。】 1.4参考资料 【列出有关资料的作者、标题、编号、发表日期、出版单位或资料来源，可包括： a.项目经核准的计划任务书、合同或上级机关的批文； b.与项目有关的已发表的资料； c.文档中所引用的资料，所采用的软件标准或规范。】 1.《软件工程导论》，张海藩，清华大学出版社 2.《实用软件工程》，郑人杰等，清华大学出版社
分布式文件系统架构设计 1. 前言...................................................... 3.
2. HDFS1 (3) 3. HDFS2 (5) 4. HDFS3 ............................................................................................. 1 1 5. 结语..................................................... 1.5
1. 刖言 Hadoop 是一个由Apache基金会所开发的分布式系统基础架构。用户可以在不了解分布式底层细节的情况下，开发分布式程序。充分利用集群的威力进行高速运算和存储。 Hadoop 实现了一个分布式文件系统(Hadoop Distributed File System )，简称HDFS，解 决了海量数据存储的问题；实现了一个分布式计算引擎MapReduce ，解决了海量数据如何计 算的问题；实现了一个分布式资源调度框架YARN，解决了资源调度，任务管理的问题。而我 们今天重点给大家介绍的是Hadoop 里享誉世界的优秀的分布式文件系统-HDFS。 Hadoop 重要的比较大的版本有:Hadoop1 ,Hadoop2 , hadoop3 。同时也相对应的有HDFS1 ，HDFS2，HDFS3三个大版本。后面的HDFS的版本，都是对前一个版本的架构进行了调整优 化，而在这个调整优化的过程当中都是解决上一个版本的架构缺陷，然而这些低版本的架构缺陷也是我们在平时工作当中会经常遇到的问题，所以这篇文章一个重要的目的就是通过给大家介绍HDFS不同版本的架构演进，通过学习高版本是如何解决低版本的架构问题从而来提升我 们的系统架构能力。 2. HDFS1
分布式汽车电气-电子系统设计和实现架构
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分布式汽车电气/电子系统设计和实现架构 在过去的十几年里，汽车的电气和电子系统已经变得非常的复杂。今天汽车电子/电气系统开发工程师广泛使用基于模型的功能设计与仿真来迎接这一复杂性挑战。新兴标准定义了与低层软件的标准化接口，最重要的是，它还为功能实现工程师引入了一个全新的抽象级。 这提高了软件组件的可重用性，但不幸的是，关于如何将基于模型的功能设计的结果转换成高度环境中的可靠和高效系统实现方面的指导却几乎没有。 此外，论述设计流程物理端的文章也非常少。本文概述了一种推荐的系统级设计方法学，包括、分布在多个ECU中的网络和任务调度、线束设计和规格生成。 为什么需要AUTOSAR? 即使在同一家公司，“架构设计”对不同的人也有不同的含义，这取决于他们站在哪个角度上。物理架构处理系统的有形一面，如布线和连接器，逻辑架构定义无形系统的结构和分配，如软件和通信协议。目前设计物理架构和逻辑架构的语言是独立的，这导致相同一个词的意思可以完全不同，
设计团队和流程也是独立的，这也导致了一个非常复杂的设计流程(如图1所示)。 图1：物理和逻辑设计流程。 这种复杂性导致了次优设计结果，整个系统的正确功能是如此的难于实现，以致于几乎没有时间去寻求一种替代方法，它可导致更坚固的、可扩展性更好的和更具成本效益的解决方案。为了实现这样一种解决方案，设计师需要新的方法，它可以将物理和逻辑设计流程紧密相连，并仍然允许不同的设计团队做他们的工作。 新兴的AUTOSAR标准为系统级汽车电子/电气设计方法学提供了一个技术上和经济上都可行的选择，尽管它主要针对软件层面，即逻辑系统的设计。不过，大量广泛的AUTOSAR元模型及其丰富的接口定义允许系统级电子/电气架构师以标准的格式表达他的设计思想。从经济上看，
分布式存储系统设计方案——备份容灾 在分布式存储系统中，系统可用性是最重要的指标之一，需要保证在机器发生故障时，系统可用性不受影响，为了做到这点，数据就需要保存多个副本，并且多个副本要分布在不同的机器上，只要多个副本的数据是一致的，在机器故障引起某些副本失效时，其它副本仍然能提供服务。本文主要介绍数据备份的方式，以及如何保证多个数据副本的一致性，在系统出现机器或网络故障时，如何保持系统的高可用性。 数据备份 数据备份是指存储数据的多个副本，备份方式可以分为热备和冷备，热备是指直接提供服务的备副本，或者在主副本失效时能立即提供服务的备副本，冷备是用于恢复数据的副本，一般通过Dump的方式生成。 数据热备按副本的分布方式可分为同构系统和异步系统。同构系统是把存储节点分成若干组，每组节点存储相同的数据，其中一个主节点，其他为备节点;异构系统是把数据划分成很多分片，每个分片的多个副本分布在不同的存储节点，存储节点之间是异构的，即每个节点存储的数据分片集合都不相同。在同构系统中，只有主节点提供写服务，备节点只提供读服务，每个主节点的备节点数可以不一样，这样在部署上会有更大的灵活性。在异构系统中，所有节点都是可以提供写服务的，并且在某个节点发生故障时，会有多个节点参与故障节点的数据恢复，但这种方式需要比较多的元数据来确定各个分片的主副本所在的节点，数据同步机制也会比较复杂。相比较而言，异构系统能提供更好的写性能，但实现比较复杂，而同构系统架构更简单，部署上也更灵活。鉴于互联网大部分业务场景具有写少读多的特性，我们选择了更易于实现的同构系统的设计。 系统数据备份的架构如下图所示，每个节点代表一台物理机器，所有节点按数据分布划分为多个组，每一组的主备节点存储相同的数据，只有主节点能提供写服务，主节点负责把数据变更同步到所有的备节点，所有节点都能提供读服务。主节点上会分布全量的数据，所以主节点的数量决定了系统能存储的数据量，在系统容量不足时，就需要扩容主节点数量。在系统的处理能力上，如果是写能力不足，只能通过扩容主节点数来解决;而在写能力不足时，则可以通过增加备节点来提升。每个主节点拥有的备节点数量可以不一样，这在各个节点的数据热度不一样时特别有用，可以通过给比较热的节点增加更多的备节点实现用更少的资源来提升系统的处理能力。
一、课程设计的目的和要求 1．1设计目标 运用数据库设计理论设计一个较完善有意义的数据库。 掌握目前流行的数据库管理系统Microsoft SqlServer 2000的使用与应用开发技术。 为数据库开发相应的应用程序，构成完整的数据库应用系统。 将设计在数据库管理系统上Oracle等一个或组合实现，开发工具可以选用VB、VC、java、html或其他程序设计语言。 1.2基本要求 采用面向对象的方法开发，按照软件工程课程中讲的有关数据库及其应用系统设计章节的内容，进行分析和设计，并按照面向对象的设计流程给出相应的分析设计文档。分析文档中应涉及到以下几个基本方面：需求分析与表达（oo分析，需求建模）、oo模型与关系模型的转换（映射方案、数据库结构、建库的sql语句）、完整性考虑（完整性约束、存储过程或触发器）、并发控制（数据并发问题，可加锁）、安全性考虑（数据库安全机制）、数据库备份与恢复、系统体系结构（c/s、b/s）、用户接口设计（操作界面设计）、程序功能设计、关键源程序等等。 1.3课题选择 银行储蓄管理系统 二、银行储蓄可行性分析
2.1基本要求 2.1.1 功能要求 此系统所要完成的主要功能有两方面： 储户填写存款单或取款单交给业务员键入系统，如果是存款，系统记录存款人姓名、住址、存款类型、存款日期、利率等信息，完成后由系统打印存款单给储户。 如果是取款，业务员把取款金额输入系统并要求储户输入密码以确认身份，核对密码正确无误后系统计算利息并印出利息清单给储户 2.1.2 性能要求 为了满足储户的要求，系统必须要有高的运作速度，储户填写的表单输入到系统，系统必须能快速及时作出响应，迅速处理各项数据、信息，显示出所有必需信息并打印出各项清单，所以要求很高的信息量速度和大的主存容量；由于要存贮大量的数据和信息，也要有足够大的磁盘容量；另外，银行计算机储蓄系统必须有可靠的安全措施，以保证储户的存储安全。 2.1.3 接口要求 业务员键入储户的资料要全部一直显示在屏幕上；储户键入密码到系统以核对；计算机与打印机有高速传输的连接接口，最后以纸张的形式打印出清单给储户。 2.1.4 输入要求 业务员从存取款表单输入数据，要迅速精确，适当调整输入时间，不能让客户等太久，但也不能让业务员太过忙碌以免影响正确率，造成用户损失。 2.1.5 输出要求 要求快速准确地打印出存款或取款清单给客户。 2.2开发目标 近期目标： 第一年内在一个银行建立一个银行内部计算机储蓄系统，初步实现银行储蓄系统计算机化，并保证该银行能够按期望顺利完成工作。 长期目标： 希望在三至四年内，在国内银行中建立该计算机储蓄系统，促进银行间的互联合作，实现银行储蓄系统的计算机管理体制，提高银行储蓄系统的整体水平；并实现银行储蓄系统的
第３４卷第４期２００５年８月 电子科技大学学报 Ｊｏ啪ａｌｏｆＵＥＳＴｏｆＣｈｉｎａ Ｖ０１．３４Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２００５分布式个人文件系统的设计与实现 何兴高，张凤荔，黄远军，秦志光，周明天 （电子科技大学计算机科学与工程学院成都６１００５４） 【摘要】提出了一种基于Ｅ－ｍａｉｌ系统的分布式文件系统一ＥⅧＦＳ，给出了扩展的Ｓ删＊议（Ｅ㈣的状态转换方式和定义，在此基础上研究了利用ＥＳＭｒＰ来构建分布式个人文件系统的方法和模型，设计了哪Ｓ的模型、内外存的结构、Ｉ，ｏ操作、用户接口以及ＥＭＤＦＳ的各种功能． 关键词简单邮件传输协议；互联网消息存取协议４；个人网络存储；分布式文件系统 中图分类号ＴＰ３９３文献标识码Ａ ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＰｅｒｓｏｎａｌＦｉｌｅＳｙｓｔｅｍ眦Ｘｉｎ唱ａ０，蕊ＡＮＧＦｅｎｇ－ｌｉ，ｍＩＡＮＧＹｕａｌｌ．ｊｕｎ，ＱＮｚｈｉ倒锄ｇ，盟ｏＵＭ吨－ｔｉ锄 （Ｓｃｈｏｏｌ０ｆＣ伽ｐｕ魄Ｓｃｉ∞∞锄ｄＥｎｇ．ｍ∞血ｇ，ＵＥＳＴｏｆａ血ａａ姗窖ｄｕ６１００１５４） Ａｂｓｔｒａｃｔ。Ｉ＇ｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｅｓｅｎｔＳａｄｉｓ仃ｉｂｍｅｄｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍｂ嬲ｅｄｏｎＥ－ｍａｉｌ ｎ锄ｅｄＥ－ｎｌａｉｌｄｉｓ仃ｉｂｕｔｅｄｆｕｅｓｙＳｔｅｍ．Ｔｈｉｓｐ印ｅｒｇｉｖｅｓ曲ｓｔａｔｅ强ｄｄｅｆｍｉ廿ｏｎｏｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎ Ｓ咖巾鹤ｅｄ０ｎｍｉｓｗｅｄｅｓ蜘也ｅｍｏｄｅｌ锄ｄｍｅｍｏｄｏｆ也ｅＥＭＤＦＳ，锄ｄｐｒｏｐｏｓｅｍｅｓｔｏｒｅＳｐａ鸭ｔｔｌｅｍＩ锄。巧龃ｄｄｉｓｋ咖叽鹏ｏｆＥＭＤＦＳ，ｔｌｌｅＩ／Ｏｏｐｅｒａｔｏｒｓ，ｕｓｅｒｉＩｌｔｅｒｆｉａｃｅ，龇ｌｄｏｔｈｅｒｆｌｌｎｃｔｉｏｎｓ． ＫｅｙｗｏｒｄｓｓｉＩＩｌｐｌｅｍａｉｌ仃趾ｓｆｅｒ ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｉｎｔｅｍｅｔｍｅｓｓａｇｅａｃｃｅｓｓｐｒｏｔｏｃｏｌ－ｖｅｒＳｉｏｎ４；ｐｅｒｓｏｎ ｎｅｔｗａｒｅｓｔｏｒａｇｅ；ｄｉｇ廿ｉｂｕｔｅｄｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍ 本文提出了一种基于分布式环境的个人数据的网络存储方式，对现有的网络协议进行扩充，利用Ｅ．ｍａｉｌ，解决个人数据文件在分布式网络环境下的实时存储、共享。 １Ｅ．ｍａｉｌ协议及其扩展 Ｅ．ｍａｉｌ协议包括简单邮件传输协议（ＳｉｍｐｌｅＭａｉｌＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＳＭｒＰ）‘１】，简单邮件传输协议服务扩展①ｘｔｅｎｄｅｄｓＭｒＰ：ＥｓＭｒＰ尸，邮局协议３口ｏｓｔＯｍｃｅＰｒｏｔｏｃ０１．ＶｅｒＳｉｏｎ３，ＰＯＰ３），互联网消息存取协议４（ＩｒｌｔｅｍｅｔＭｅｓｓａｇｅＡｃｃｅｓｓＰｒｏｔｏｃｏｌ－Ｖ．ｅｒｓｉｏｎ４，Ⅱ儿心４）【３】’多用途网际邮件扩展（ＭｕｈｉｐｕｒｐｏｓｅｈｌｔｅｍｅｔＭ２ＬｉｌＥｘｔｅｎｓｉｏｎｓ，Ｍｍｍ）【４】。ＳＭｒＰ本身没有存储空间的概念，对ＳＭ冲进行存储扩展，就要引入个人存储空间扩展的概念（ｓｔｏｒａｇｅｅ）（ｔｅｎｄｅｄＳＭＩＰ，ＳＳＭｒＰ）。默认的个人存储空间是ＳＭＡＩＬＢＯｘ；引入ＳＭ俎ＢＯＸ，可避免普通邮件同个人网络存储的数据相混淆。ＳＳＭＩＰ连接后，进入普通的ＳＭＩＰ状态似０ｎ．ＳＳＭＩ．Ｐ状态），进行邮件操作。用户可以使用特殊命令ＳＨＬＯ，切换到ＳＳＭｒＰ个人存储空间。为了保护用户个人空间，必须对用户进行身份验证，验证成功后，选择个人空间进入；消息发送和个人数据的就以消息格式存储在一条消息中，包含个人数据的所有的消息，都存储在该个人存储空间中。ＳＳＭｌＰ协议包括Ｎ０ｎ．ＳＳＭｒＰ状态、 收稿日期：２００４—０６一∞ 基金项目：四川省科技攻关项目（ＩＯ町Ｙ０２舢００ｌ－３） 作者简介：何兴高（１９６４一），男，硕士，工程师，主要从事计算机控制、智能交通系统方面的研究．
需求分析
用户 存款单 填表 错误 存款单 存款信息表 需要 密码 密码信息表 密码 存款信息 存款信息 用户 存单 P1.1 验收 存款单 P1.2 更新存款 信息 P1.3 处理存款 P1.4 打印 存单 不需要密码 P1.2.1 设置密码 重新填写 概要设计
模块标识符模块功能控制关系身份验证模块G1 验证用户身份 存款模块G2 银行业务员输入存款信息，系统进行存储 取款模块G3 银行业务员输入取款信息，系统进行存储 存款单打印模块G4 银行业务员输入存款信息并打印 取款单打印模块G5 银行业务员输入取款信息并打印 按用户名和ID查询模块G6 查询用户信息 G1 G2 G3 G4G5 G6 身份验证功能* 存款功能* 取款功能* 存款单打印功能* 取款单打印功能* 按用户名和ID查询功能*
[说明各个数据结构与访问这些数据结构的各个程序之间的对应关系。 ] [程序1] [程序2] [……] [程序m] [数据结构1] √ [数据结构2] √√ ...... ………… [数据结构n] √√ 输出信息可能原因处理方法 ***不能为空***项忘记填写按照要求填写***项***不能重复***项数据库已有相应记录按照要求填写***项 数据库连接不上等类似的提示信息数据库服务器关闭或者网络 不通 检查数据库服务器是否关闭， 如关闭则启动，否则检查网络 配置 详细设计 名称标识数据类型数据值输入方式用户ID customerid 字符键盘输入密码password 字符或数字键盘输入
名称标识数据类型数据值输入方式存款金额cunkuancount 数字（ Double ）>0 键盘或鼠标 名称标识数据类型数据值输入方式取款金额qukuancount 数字（ Double ）>0 键盘或鼠标