云存储技术在煤制油企业信息系统中的应用

付 乾

（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046000）

引言

信息化系统在煤制油企业的运营和发展中起举足轻重的作用。随着煤制油企业生产、经营、管理的不断创新和持续优化，信息系统的应用向纵深发展，带来了数据中心空间分配不合理、硬件建设成本过高等问题。而现有服务器、存储设备没有被充分利用起来，网络的基础架构不能有效地调配系统资源适应业务的需求。企业急需建立具有智能化、安全性高的新一代数据存储中心。经过研究对比发现，云存储技术在数据处理过程中，不仅克服了传统数据处理系统的弊端，还加快了整个企业信息处理的速度，降低了各信息系统之间数据对接的成本，从而增加了企业的生产经营效益。科学合理地选型与运用云存储技术，是决定云存储技术在煤制油企业信息化系统中发挥重要作用的关键因素。本文在了解煤制油行业信息化系统存在的问题的基础上，结合云存储技术所具备的功能优势，重点分析云存储技术在煤制油企业信息化系统中所起到的作用以及应用原理。

1 云存储概念介绍

云存储属于云服务，是在云计算技术上衍生和发展出来的。云服务是融合分布式计算、网络存储、负载均衡、并行计算、虚拟化和超融合等技术的新一代信息技术。云计算是将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，通过多部云服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。云存储则是将网络中各类存储设备通过应用软件集合起来协同工作，对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统，云存储是配置了大容量存储空间的一个云计算系统。用户可以在任何时间、任何地方，通过多种方式连接到云端方便地存取数据。云存储分为私有云和公有云，公共云指在互联网上存储信息和运行应用程序；私有云，是在企业内部局域网搭建云服务实现数据存储和应用程序运行，相比之下私有云具有安全性高、数据交互高效、可扩展性强[1-2]。

数据结构变化给存储系统带来新的挑战，非结构化数据在存储系统中所占据比例已接近80%。企业各信息系统产生的绝大部分数据均为图片、文档、视频等非结构化数据，但是基于数据库应用的结构化数据仍然在企业中占据重要地位，存储大量的核心信息。根据生产经营管理的需要，对数据收集、分析、应用的业务急剧增加，传统单一的DAS、NAS存储方式已经远远跟不上企业发展的步伐。且伴随着对各系统的深度扩展应用，硬件性能也会进一步下降。迫切需要打通企业内部非结构化数据的存储通道，实现集中式数据管理。集中式的数据管理不仅缩短了企业内部各部门机构之间信息共享的距离，实现数据的无缝连接，也让整个企业运作更顺畅高效。因此，集中式存储再次成为主流，集中存储较分布存储的优点是，物理存储介质集中布放，便于维护和扩容；缺点是对机房环境要求高，对局域网整体规划及网络带宽要求高[3]。

2 云存储技术在煤制油信息化系统中的功能优势

习总书记指出，煤制油作为国家的能源战略，对国家经济发展和长治久安是一个重要的战略安排。煤制油属于煤化工行业，是煤炭清洁利用的重要途径，在“双碳”进程中发挥重要作用。山西潞安煤基清洁能源有限责任公司联合20余家单位协同攻关完成的“400万t/年煤间接液化成套技术创新开发及产业化”项目，2021年被授予国家科学技术进步一等奖，该项目填补了国内多项空白，打破了国外技术垄断。2019年山西潞安煤基清洁能源有限责任公司成功产出全球首家煤基合成Ⅲ+基础油，改变了国内Ⅲ类高端基础油长期依赖进口的局面。相关的生产数据保密性和安全性方面显得尤为重要，煤制油行业的DCS、ERP、MES、APC等信息系统存在大量的核心数据，基于煤制油行业数据的安全性和保密性，必须保证数据的绝对安全，同样为了数据的深度分析应用必须要存储涉及生产、安全、经营、管理的大量过程数据，这样对数据的安全性、可靠性、存储体量等方面都提出了极为严苛的要求。

针对煤制油行业的特点，建议使用本地私有云和集中式存储，私有云属于企业自行搭建的专用云，服务器不对外开放，企业成员需要通过特定IP或APP方式来访问，这从入口渠道降低了泄密的风险。对企业而言，数据资料关乎企业的发展命脉，比硬件设备更重要，是需要重点保存的机密信息，所以私有云存储是一种更安全的选择。其功能优势主要表现在：

2.1 整合系统资源，存储分配更合理

通过对公司信息系统整合，实现通信、运算、存储齐步运作，根据业务需求对信息系统的性能和存储进行合理分配，使资源更好的使用。之前实施信息化系统会参考同行业系统的配置进行服务器选型，但是由于煤制油行业在我国起步晚，生产和管理都没有形成固化的流程标准，伴随着生产和管理的不断优化升级，公司各信息系统的配置和实际运行管理差距越来越大，且大部分未做双机热备，升级硬件需要暂停业务进行，给工作带来了极大的不便。云存储技术可以解决以上问题，同样有效避免硬件升级换代环节中人工操作失误等原因造成的系统故障。

2.2 数据统一口径，统计更为准确

数据的集中存储实现了数据库及一体化信息处理流程，使得多个系统之间的数据处理调用过程更加灵活，方便各系统管理员及时发现问题并进行解决，避免了以前各个系统数据统计口径不一样造成的分析误判，减少了各信息系统数据出现差异现象的发生，为煤制油企业管理决策提供了准确的大数据支撑。

2.3 数据安全性强，使用更加便捷

相比DAS、NAS、SAN存储系统经常出现因应用服务BUG和用户使用不当导致的硬件故障，导致数据损坏、丢失问题，云存储更加的智能化，在硬件发生故障时会完成自动读写指令，将数据通过独立磁盘冗余阵列（RAID）储至另一个服务器中，不仅完好地保证了信息的安全存储，还可以保持服务器正常运转。在煤制油企业信息化系统中，随着生产自动化程度的逐年提高，特别是APC系统在公司各个车间装置的陆续投用，相关数据也呈现出爆炸式增长，当系统进行硬件升级扩容时，将之前旧存储设备的信息数据自动转移到新的存储设备上，保障数据安全的前提下实现资源的共享。

2.4 系统扩容方便，成本持续降低

煤制油企业由于行业的特殊性，数据量特别大，传统存储系统在硬件扩容时较为麻烦。与相比传统的存储系统扩容不同，云存储不需要关闭服务器电源和网络，支持在线升级扩容；不影响各信息系统使用，同样可以确保数据安全；扩容完成后自动将新增容量加入存储池中顺利完成扩展，且存储系统可以自动识别；最关键是兼容性高，不同容量和型号的硬盘和设备，降低企业的投入成本。

3 云存储技术结构模型

云存储技术在煤制油企业信息系统中的应用主要集中在存储层、管理调度层、访问接口层、业务应用层四个层面，如图1所示。

1）存储层是最基础部分。各个存储设备通过局域网联系在一起，下一步公司计划统一对服务器进行超融合，将采用NAS存储技术，兼容支持之前的DAS等存储方式。存储设备上层设置管理系统，实现存储设备的多链路冗余管理、逻辑虚拟化管理及设备的状态监控，且支持不同信息系统数据之间的整合互通。

2）管理调度层是核心部分。主要通过分布式计算等技术实现云存储中多个存储设备之间的协同工作，实现快捷高效的数据访问性能。访问流量根据转发策略分发到后端多台云服务器的流量分发控制，通过流量分发扩展应用系统对外的服务能力，提高应用程序的容错能力，实现负载均衡。系统在遇到服务器突然中止服务或硬件损坏的突发情况时，保障云存储系统中信息不丢失，系统依旧可以稳定运行。管理员通过授权管理保证云存储系统中的数据不会被未授权的用户访问，另外通过灾备和异地备份等技术手段也保证了云存储系统中的数据安全。

3）应用接口层是云存储系统中最为忙碌的层级。企业各信息系统数据处理过程中，要求适用于不同的信息系统服务。根据煤制油企业实际业务类型，开发不同的应用服务接口匹配对应的服务，比如HTTP、API、FTP、ISCSI、CIFS、NFS等协议。

4）用户访问层是最靠近用户的一层，为局域网内的任何用户提供服务，只要经过管理员授权，都可以通过用户访问层进入云存储平台进行授权操作，享受云存储带来的各种便捷高效服务。

4 结语

2021年9月1日起施行的《中华人民共和国数据安全法》，已经将数据安全提升到了国家安全的层面。从未来的发展趋势来看，云存储技术在煤制油企业信息系统的不断创新及深度应用，必将会更高效地保障企业数据安全，从而进一步实现煤炭规模化清洁高效利用，保障国家能源安全，助力煤制油行业高质量发展。