一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统技术方案

本实用新型专利技术的一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，在每个计算机中设置两块万兆以太网卡，通过七类线将相邻计算机的万兆以太网卡连接形成环状结构。使用时，利用七类线，将列车车载网络带宽提升到了10Gbps，使得数据通信传输更快更稳定，同时，将相邻计算机连接成环形网络拓扑结构，不需要10Gbps交换机，在不修改现有网络结构的情况下，就可以部署基于10G bps存储网络的分布式存储系统。

A Distributed Storage System for Metro Trains Based on Ring Network

【技术实现步骤摘要】
一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统
本技术涉及轨道交通视频存储
，更具体地，涉及一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统。
技术介绍
目前地铁列车视频监控系统的清晰度越来越高，路数越来越多，对存储的要求也越来越高。现有地铁列车的存储系统多为单机存储系统或者磁盘阵列。单机存储系统存储性能低，没有数据冗余，磁盘损坏后造成数据丢失。磁盘阵列虽然可以提供数据冗余，但读写性能一般。并且扩展性差，固态硬盘和磁盘混合使用效果差。另外现在地铁列车网络多为千兆以太网，传输速率不满足分布式存储系统要求。综上，现有技术的主要缺点如下：1.单机存储系统读写性能差，无数据保护；2.磁盘阵列读写性能一般；3.磁盘阵列扩展性差，存储容量增大后需要替换系统；4.磁盘阵列固态硬盘和机械磁盘混用不能带来性能明显的提升；5.现有车载网络为千兆网络，无法支持分布式存储系统的使用。因此，基于上述的问题，急需技术一种地铁列车分布式存储系统以解决上述的技术问题。
技术实现思路
本技术提供一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，通过采用七类线并在每个计算机上配设万兆以太网卡将多个计算机形成环状结构，以解决上现有地铁列车视频监控系统的技术问题。根据本技术的一个方面，提供一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，包括七类线和多台计算机，且所述计算机包括中央处理器、存储器和两块万兆以太网卡，所述存储器和所述万兆以太网卡分别与所述中央处理其相连，相邻所述计算机的万兆以太网卡通过所述七类线相连形成环状结构。在上述方案基础上优选，所述计算机内的两块万兆网卡通过虚拟交换机进行桥接。在上述方案基础上优选，所述计算机还包括两块千兆以太网卡，所述计算机通过两块所述千兆以太网卡经链路聚合协议外接交换机。在上述方案基础上优选，所述计算机还包括与所述中央处理器相连的系统盘、写缓存盘和读缓存盘。在上述方案基础上优选，所述存储器为机械硬盘。在上述方案基础上优选，所述存储器包括存储模块、控制模块和高速缓存模块，所述控制模块通过所述高速缓存模块外接所述中央控制器，所述存储模块与所述控制模块相连。在上述方案基础上优选，所述计算机还包括一电源，所述电源分别与所述中央处理器和存储器电性相连，且所述电源与所述存储器之间设有一电压转换器，且所述电压转换器与所述电源之间还外接一超级电容，所述超级电容的另一端接地。本技术的一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，在每个计算机中设置两块万兆以太网卡，通过七类线将相邻计算机的万兆以太网卡连接形成环状结构。使用时，利用七类线，将列车车载网络带宽提升到了10Gbps，使得数据通信传输更快更稳定，同时，将相邻计算机连接成环形网络拓扑结构，不需要10Gbps交换机，在不修改现有网络结构的情况下，就可以部署基于10Gbps存储网络的分布式存储系统。附图说明图1为本技术的基于环形网络的地铁列车分布式存储系统的结构框图；图2为本技术的计算机的结构框图；图3为本技术的计算机内的两块万兆网卡的网络连接图；图4为本技术的计算机内的存储器的内部连接图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。请参阅图1，并结合图2和图3所示，本技术提供了一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，包括七类线20和多台计算机10，且计算机10包括中央处理器11、存储器12和两块万兆以太网卡13，存储器12和万兆以太网卡13分别与中央处理其相连，相邻计算机10的万兆以太网卡13通过七类线20相连形成环状结构。具体结构请参阅图1所示，当有N台计算机10时，第一台计算机10的第二块万兆以太网卡13连接第二台计算机10的第一块万兆以太网卡13，第二台计算机10的第二块万兆以太网卡13连接第三台计算机10的第一块万兆以太网卡13，第三台计算机10的第二块万兆网卡连接第四台计算机10的第一块万兆网卡，以此类推，第N台计算机10的第一块网卡连接N-1台计算机10的第二块万兆网卡，第N台计算机10的第二块网卡连接第一台计算机10第一块网卡，从而以形成环形的网状拓扑结构。其中，本技术的计算机10内的两块万兆网卡通过虚拟交换机14进行桥接，进一步的，计算机10还包括两块千兆以太网卡15，计算机10通过两块千兆以太网卡15经链路聚合协议外接交换机。为了保证计算机10的读写速度，本技术的计算机10还包括与中央处理器11相连的系统盘、写缓存盘和读缓存盘。其中系统盘采用64G的固态硬盘，写缓存盘采用256G的固态硬盘用于分布式存储系统写缓存，读缓存盘采用256G的固态硬盘用于分布式存储系统读缓存。而每台计算机10的存储器12均采用8块4T的机械硬盘用于分布式存储系统数据存储。由于在实际使用过程中，每一台计算机10实际是配合在每一列地铁上的，在运行过程中，由于车载供电环境复杂，会存在频繁断电的可能，因此英尺，为了保证数据的安全可靠性，本技术在电源16与存储器12之间设计了一个超级电容125，具体情况请参阅图4所示。值得说明的是，本技术的存储器12包括存储模块121、控制模块122和高速缓存模块123，控制模块122通过高速缓存模块123外接中央控制器，存储模块121与控制模块122相连，而计算机10还包括电源16，电源16分别与中央处理器11和存储模块121电性相连，且电源16与存储模块121之间设有电压转换器124，且电压转换器124与电源16线之间还外接一超级电容125，超级电容125的另一端接地。其中，存储器12为固态存储器12，使用时，通过采用超级电容125进行电量存储，当发生断电后，通过超级电容125进行放电，对固态存储器12进行短暂供电，保证写操作完成避免数据丢失。在写入缓存时，客户端发送数据请求到存储节点，存储节点将数据写入高速缓存模块123并返回客户端数据写完成信号，之后数据从高速缓存模块123同步到数据存储器12。在读缓存时，使用ARC算法作为读缓存策略。当客户端请求的对象数据在高速缓存模块123中，缓存命中，直接返回数据对象。如果缓存没有命中，则从高速缓存模块123取出对应对象数据返回给客户端，并将对象数据加入到高速缓存模块123，替换根据ARC算法淘汰对象。本技术采用的七类线20(CAT7)为：带宽为600MHz，一种8芯屏蔽线，每对都有一个屏蔽层(一般为金属箔屏蔽FoilShield)，然后8根芯外还有一个屏蔽层(一般为金属编织丝网屏蔽BraidedShield)，接口与现在的RJ-45相同。总屏蔽(一般为金属编织丝网屏蔽)+线对屏蔽(一般为金属箔屏蔽)七类线S/FTPCat.7(HSYVP-7)最高传输频率600MHz，超七类线的传输频率为1000MHz。与现有技术相比，本技术的具体技术效果有：1.本技术的计算机10之间采用使用七类线20，将列车车载网络带宽提升到10Gbps，且由于七类线20比光纤有更好的抗磁和抗震性，更适合列车环境。2.2.其次，本技术使用环形网络拓扑，不需要10Gbps交换机，在不修改现有网络结构的情况下，即可部署基于10Gbps存储网络的分布式存储系统。3.使用固态硬盘作为系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，其特征在于，包括七类线和多台计算机，且所述计算机包括中央处理器、存储器和两块万兆以太网卡，所述存储器和所述万兆以太网卡分别与所述中央处理其相连，相邻所述计算机的万兆以太网卡通过所述七类线相连形成环状结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，其特征在于，包括七类线和多台计算机，且所述计算机包括中央处理器、存储器和两块万兆以太网卡，所述存储器和所述万兆以太网卡分别与所述中央处理其相连，相邻所述计算机的万兆以太网卡通过所述七类线相连形成环状结构。2.如权利要求1所述的一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，其特征在于，所述计算机内的两块万兆网卡通过虚拟交换机进行桥接。3.如权利要求1所述的一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，其特征在于，所述计算机还包括两块千兆以太网卡，所述计算机通过两块所述千兆以太网卡经链路聚合协议外接交换机。4.如权利要求1所述的一种基于环形网络的地铁列车分布式存储系统，其特征在于，所述计...

【专利技术属性】
技术研发人员：周益平，肖碧涛，周训宙，王明照，
申请(专利权)人：武汉智慧地铁科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42