淺析校園數(shù)據(jù)中心存儲平臺建設(shè)

肖松青

摘要：本文簡述了網(wǎng)絡環(huán)境下教育資源數(shù)據(jù)共享的重要性，以及數(shù)據(jù)備份在高校信息管理中的作用，提出用IP技術(shù)來解決校園數(shù)據(jù)資源的存儲。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù) 存儲 備份 IP技術(shù)

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8454（2009）07-0030-03

近年來隨著我國信息化建設(shè)的快速發(fā)展，校園數(shù)據(jù)資源也大量增加，學校信息部門的工作重點也逐漸發(fā)生著變化，從滿足教學科研需要的計算中心，到為全校提供網(wǎng)絡服務的網(wǎng)絡中心，再到豐富校內(nèi)網(wǎng)上資源，更好地為師生以及校內(nèi)其他業(yè)務部門服務的數(shù)據(jù)中心。在建設(shè)數(shù)據(jù)中心的過程中，信息部門開始關(guān)注學校資源和統(tǒng)一備份平臺的建設(shè)。

一、高校信息化建設(shè)的新階段

1.資源建設(shè)

數(shù)據(jù)中心涵蓋了校內(nèi)的公共信息服務系統(tǒng)，具體而言，就是包括了郵件系統(tǒng)、VOD、FTP、校園精品課程庫等應用。對大多數(shù)高校而言，這些應用系統(tǒng)都已經(jīng)建設(shè)完畢，目前處在完善和豐富資源的階段。伴隨著Gmail、高品質(zhì)音視頻資料的普及，原來一臺服務器、幾塊硬盤搭建的系統(tǒng)，已經(jīng)不能滿足海量資料的存儲需求和大量的并發(fā)請求。

在規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的資源建設(shè)時，必須從處理能力、存儲容量等多方面綜合考慮，滿足不斷發(fā)展的需求。

在資源建設(shè)中，通常需要考慮以下技術(shù)問題：

（１）多機集群：提供應用連續(xù)性的保障，滿足應用性能擴展的要求?；冢校梅掌鞯亩嗉墮C群（Ｗｉｎｄｏｗｓ的ＭＳＣＳ或Ｌｉｎｕｘ Ｓｋｙｂｉｌｉｔｙ）已經(jīng)非常成熟，能夠滿足應用擴展的需求。

（２）存儲平臺：提供存儲空間滿足海量資源的存儲需求。

（３）各種應用軟件平臺：解決郵件、ＶＯＤ等不同的業(yè)務需求。

2.統(tǒng)一備份平臺

目前，高校的信息系統(tǒng)往往是由各主管部門分別建設(shè)的，如財務負責一卡通；教務處負責教務系統(tǒng)和考試平臺；圖書館負責圖書管理和統(tǒng)一檢索；網(wǎng)絡中心負責郵件、門戶網(wǎng)站等。

相應的，備份系統(tǒng)也存在著自行規(guī)劃、分散投入的建設(shè)特點。由于各個業(yè)務部門的技術(shù)能力、對數(shù)據(jù)保護的重視程度以及資金投入等方面的差異全校沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)保護標準，數(shù)據(jù)保護級別參差不齊。甚至，部分應用系統(tǒng)沒有任何數(shù)據(jù)備份的措施，一旦出現(xiàn)硬件故障、軟件bug、病毒等問題，就會導致數(shù)據(jù)丟失、業(yè)務停頓。

為了解決上述問題，需要建設(shè)全校統(tǒng)一的備份平臺。根據(jù)業(yè)務特點、重要程度的不同，對校內(nèi)的各種應用系統(tǒng)制定相應的數(shù)據(jù)保護策略。使學校的應用系統(tǒng)具備了抵御軟硬件故障的能力，確保數(shù)據(jù)安全。

在備份中心的建設(shè)中通常需要考慮以下技術(shù)問題：

（１）備份軟件的選擇：業(yè)界有很多成熟的備份軟件，如Ｖｅｒｉｔａｓ、Ａｔｅｍｐｏ等能夠滿足校園服務器備份的需求。

（２）備份介質(zhì)：提供備份數(shù)據(jù)的存儲空間，滿足數(shù)據(jù)備份的需求。綜合考慮系統(tǒng)成本、易操作性和可靠性，校園內(nèi)一般采用磁盤系統(tǒng)作為備份介質(zhì)。

（３）其他數(shù)據(jù)保護手段：在備份軟件的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務的重要程度和應用的不同，選擇更加有效的數(shù)據(jù)保護方式，如ＣＤＰ（連續(xù)數(shù)據(jù)保護）、數(shù)據(jù)容災等。

綜合考慮資源和備份平臺建設(shè)中的技術(shù)要點，存儲系統(tǒng)的選擇和建設(shè)貫穿始終。這和當前應用系統(tǒng)建設(shè)的重點是相一致的。不論是各種數(shù)字資源還是備份平臺中保存的業(yè)務數(shù)據(jù)，其中心內(nèi)容都是對于信息（數(shù)據(jù)）的管理和使用。在信息社會的今天，存儲系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)的載體，其重要性也越來越大，甚至成為決定系統(tǒng)建設(shè)成敗的關(guān)鍵因素。所以，校園數(shù)據(jù)中心要詳細考慮存儲平臺的規(guī)劃方案和建設(shè)思路。

二、存儲平臺規(guī)劃思路

在信息日益膨脹的今天，存儲系統(tǒng)應該得到和主機、網(wǎng)絡、應用一樣的重視。未來的信息系統(tǒng)規(guī)劃和建設(shè)，必須從主機、存儲和網(wǎng)絡這三個方面入手取得最佳的均衡，從而得到功能強大、擴展性強﹑易于管理、高投入產(chǎn)出比的信息系統(tǒng)。

學校在建設(shè)數(shù)據(jù)中心的過程中，也需要對存儲系統(tǒng)和數(shù)據(jù)保護手段做整體規(guī)劃，從而避免存儲系統(tǒng)伴隨著應用系統(tǒng)的建設(shè)、服務器個數(shù)的增加而無序的擴張。

通過采用標準的IP SAN架構(gòu)的存儲設(shè)備來搭建數(shù)據(jù)中心存儲平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)海量的存儲容量，并且預留了擴展空間；利用IP SAN標準化和易于管理的特性，避免兼容性問題，降低整體擁有成本（TCO）。同時，存儲平臺上還能夠集成數(shù)據(jù)備份、連續(xù)數(shù)據(jù)保護，災難恢復等不同級別的數(shù)據(jù)保護手段，滿足所有應用系統(tǒng)的要求。

三、校園數(shù)據(jù)中心存儲平臺建設(shè)方案解析

在數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，資源建設(shè)和備份平臺擁有大量的服務器和海量的數(shù)據(jù)，一個學?？赡軙枰?TB的精品課程、5TB的郵件存儲、10TB的FTP和VOD，同時配備了20~30臺以上的服務器提供應用訪問。對于數(shù)據(jù)中心這樣典型的多服務器集中、海量數(shù)據(jù)存儲的環(huán)境應該采用基于標準的IP技術(shù)的iSCSI協(xié)議建設(shè)存儲平臺，理由如下。

基于iSCSI的存儲系統(tǒng)能夠無縫地接入各種不同的主機和應用。無論是過去的10M／100M，還是現(xiàn)在的千兆和下一步的萬兆，都能夠在統(tǒng)一的標準、統(tǒng)一的管理平臺下運行。徹底打破了過去廠商標準紛亂造成的一邊買一邊扔的狀況。

低成本接入，使用服務器自帶的標準以太網(wǎng)卡和標準的IP SAN交換機，就能夠?qū)⒅鳈C接入到IP存儲中，就能夠?qū)?shù)據(jù)集中到存儲系統(tǒng)中。按照今天的價格，網(wǎng)卡加交換機，每臺主機的千兆接入成本不超過1200元。而過去的FC同比價格是10000元以上，服務器越多，這種成本浪費就越大。

IP技術(shù)是一個智能的三層網(wǎng)絡技術(shù)，不僅能夠通過“綁定”、“鏈路聚合”等方式，容易地把每個千兆鏈路聚合成為2千兆、4千兆、8千兆的高帶寬吞吐，還能通過訪問權(quán)限控制、VLAN技術(shù)、Chap認證等方式提供安全的存儲訪問。

還支持遠程的安全接入方式，遠端的服務器設(shè)備可通過可靠的IP網(wǎng)絡接入到集中存儲中。利用成熟的IP安全傳輸技術(shù)（VPN、IPSec技術(shù)等）確保系統(tǒng)的安全接入。

圖1數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)

以圖1為例，數(shù)據(jù)中心采用Neocean IX5000作為核心存儲系統(tǒng)。配置8個存儲控制模塊的IX5000能夠提供1640MB/s的吞吐量和600000 IOPS，完全能夠滿足數(shù)據(jù)庫服務器等關(guān)鍵業(yè)務對于存儲區(qū)域網(wǎng)絡的性能和可靠性的要求。

所有需要連接lX5000的服務器，如FTP服務器、郵件服務器等，只要安裝千兆網(wǎng)卡，并安裝軟件的iSCSI Initiator，就可以通過以太網(wǎng)獲得存儲設(shè)備，遠端的服務器也能通過IP網(wǎng)絡直接接入IX5000存儲系統(tǒng)。主流的操作系統(tǒng)，如AIXHP-UXSolarisLinuxWindows等都支持千兆網(wǎng)卡加軟件的iSCSI Initiator的實現(xiàn)方式。對于那些對于CPU負荷比較重的服務器，可以安裝通過iSCSI的HBA卡的方式連接到系統(tǒng)，將部分存儲運算交給HBA卡完成，從而減輕主機CPU的負荷。

IP SAN支持如HACMP、True Cluster、MSCS等主流軟件實現(xiàn)雙機熱備，支持數(shù)據(jù)庫的集群，保證業(yè)務的高可用性。

四、方案特性

由于充分利用了IP技術(shù)的高性能、低成本、標準化的特性，使得IP SAN存儲系統(tǒng)大大超越了傳統(tǒng)存儲產(chǎn)品的各種結(jié)構(gòu)局限和應用困境，在校園數(shù)據(jù)中心應用上體現(xiàn)出卓然超群的特性：

1.成熟標準，高可靠

IP技術(shù)是迄今為止IT世界中應用最廣泛、支持最普遍、成本最低、成熟度最高的數(shù)據(jù)傳輸標準。因此，IP SAN先天具備了IP技術(shù)成熟、通用的特征，在設(shè)計上充分運用了控制器負載均衡、IRF存儲交換平臺、基于IP的網(wǎng)絡鏡像、2+1高功率冗余UPS等產(chǎn)品和技術(shù)，完全克服了傳統(tǒng)存儲產(chǎn)品磁盤、電源、控制器三大主要故障源容錯設(shè)計不足的缺陷，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。此外，IP技術(shù)的標準性徹底消除了用戶采購傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)帶來的兼容性和集成管理問題，帶來了靈活、方便、標準化和低成本的系統(tǒng)部署和管理體驗。

2.接入成本低

采用以太網(wǎng)卡和IP SAN交換機的接入成本遠低于FC的接入成本。

3.結(jié)構(gòu)開放，無限擴展

基于IP的存儲交換平臺打開了存儲功能和性能擴展的大門，使數(shù)據(jù)的流動和管理不再受到傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)僵化結(jié)構(gòu)的制約，無論從性能、功能、容量上都獲得了近乎無限的擴展能力。

超群的擴展能力，使“保護用戶投資”真正成為一個堅實的承諾，讓“按需使用”成為現(xiàn)實。用戶完全可以根據(jù)最迫切的需求購買產(chǎn)品，并隨著業(yè)務發(fā)展的要求不斷地、持續(xù)地擴展下去，不再擔心標準的升級、更換和過時。

4.集成各種數(shù)據(jù)保護方式

IP存儲平臺能夠和備份軟件配合使用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的保護。并且通過存儲設(shè)備內(nèi)置的快照、基于塊增量的復制軟件、多時間點軟件等功能，實現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)保護、災難恢復、系統(tǒng)保護和恢復等功能。

5.使用簡單，易于管理

完全基于設(shè)備和系統(tǒng)可視化、IP標準化進行管理。只要具備基礎(chǔ)IP網(wǎng)絡管理知識的人員，幾乎可以無需培訓即可掌握存儲設(shè)備的管理和維護。

五、結(jié)束語

作為存儲市場未來的發(fā)展趨勢之一，IP存儲采用開放的標準化協(xié)議構(gòu)建可靠的解決方案，徹底克服了FC存儲封閉、管理困難、后續(xù)升級服務費用昂貴等不足，具有低成本、高性能、易管理、可靠且擴展性好等特點，受到了越來越多用戶的青睞。目前國內(nèi)許多信息部門和高等院校都采用了IP存儲系統(tǒng)建設(shè)信息共享平臺，IP存儲正在迎來廣闊的發(fā)展空間。

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