關(guān)于中職學校數(shù)據(jù)存儲方案的構(gòu)建

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關(guān)于中職學校數(shù)據(jù)存儲方案的構(gòu)建

李榮欣

（廣西第一工業(yè)學校，廣西南寧，530023）

摘要：目前許多中職學校的數(shù)據(jù)存儲方式普遍還是較為傳統(tǒng)，單一的硬盤數(shù)據(jù)存儲安全性不好，實用性也不高。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多新的技術(shù)被運用到了數(shù)據(jù)儲存上來。本文將利用磁盤陣列，虛擬磁盤技術(shù)和數(shù)據(jù)容災技術(shù)來構(gòu)建一個立體化的數(shù)據(jù)儲存方案。該方案在實用、低廉的基礎(chǔ)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全冗余和立體化備份,而確保校園應用數(shù)據(jù)的安全性和可用性。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)存儲；磁盤陣列；虛擬磁盤

0　現(xiàn)狀分析

目前很多中職學校數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)仍采用多年前的圍繞服務器搭建的結(jié)構(gòu)，一套應用系統(tǒng)安裝在一臺服務器上，服務器即提供計算資源運行應用系統(tǒng)，同時生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接存放在服務器本地磁盤中。現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)雖然可以滿足現(xiàn)有大部分的要求，但仍然有以下不足：

1　存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備不集中，單機故障的危險很高

重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)、教學資源、財務數(shù)據(jù)均存放在服務器本地硬盤，缺乏Raid保護，如硬盤故障數(shù)據(jù)有丟失的風險。

2　數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)安全共享，存儲空間浪費

數(shù)據(jù)分散存儲在各個服務器中，不同服務器硬盤的存儲區(qū)域無法統(tǒng)籌規(guī)劃，交叉訪問，形成一個一個的信息孤島，不但無法實現(xiàn)異構(gòu)操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享，還使得空間使用分布不均，嚴重浪費。

3　無備份恢復保護系統(tǒng)

服務器沒有基于時間點的快照，數(shù)據(jù)缺乏保護，很容易因為病毒感染誤刪除數(shù)據(jù)，另外如果硬盤損壞而導致數(shù)據(jù)損壞的話，是沒有備份系統(tǒng)可以恢復數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)架構(gòu)下，數(shù)據(jù)存儲危險性高，儲存空間利用率低，數(shù)據(jù)儲存方式單一，一旦校園重要數(shù)據(jù)丟失，將造成嚴重的后果。另外傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲存還造成很多資源的浪，例如電腦硬件、電力、制冷、機架空間等，增加了不必要的開銷，整體擁有成本的不合理。

3.1方案設(shè)計

針對此種現(xiàn)狀我們將RAI技術(shù)、虛擬存儲技術(shù)和數(shù)據(jù)容災技術(shù)有機融合，建立一個校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存儲方案。該方案設(shè)計思想是構(gòu)建三個層面的存儲平臺，為磁盤陣列存儲、服務器虛擬存儲、數(shù)據(jù)容災備份。

3.1.1磁盤陣列存儲

對于學校其他科室存儲介質(zhì)一般是服務器中的硬盤，服務器中的硬盤是數(shù)據(jù)的載體，但往往由于其他科室管理人員技術(shù)缺乏，常常因誤刪除、誤格式化、誤分區(qū)、誤克隆、病毒破壞導致服務器中的數(shù)據(jù)丟失，甚至有時因硬盤損壞造成大面積數(shù)據(jù)丟失。因此大多數(shù)是采取離線手工備份的方式，但這種方式工作量大，而且恢復慢，并且隨著數(shù)據(jù)呈跳躍性增長，備份磁盤越來越多。因此對于其他科室保護服務器數(shù)據(jù)最簡單、效果又非常好的方法是采用RAI技術(shù)來實現(xiàn)磁盤的冗余，當服務器磁盤中的數(shù)據(jù)丟失或者磁盤損壞可以快速地恢復，對于服務器中一些敏感、關(guān)鍵數(shù)據(jù)在實現(xiàn)RAI技術(shù)后，再采用手工離線備份，而不是對整個磁盤中的數(shù)據(jù)進行備份，這樣可以大大減少后備磁盤成本。磁盤陣列有兩種方式可以實現(xiàn)，那就是“軟件陣列”與“硬件陣列”。軟件陣列是指通過網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)自身提供的磁盤管理功能將連接的普通SCSI卡上的多塊硬盤配置成邏輯盤，組成陣列。軟件陣列可以提供數(shù)據(jù)冗余功能，但是磁盤子系統(tǒng)的性能會有所降低。硬件陣列是使用專門的磁盤陣列卡來實現(xiàn)的，硬件陣列能夠提供在線擴容、動態(tài)修改陣列級別、自動數(shù)據(jù)恢復、驅(qū)動器漫游、超高速緩沖等功能。它能提供性能、數(shù)據(jù)保護、可靠性、可用性和可管理性的解決方案。

3.1.2服務器虛擬存儲

虛擬存儲層的設(shè)計思想是把學校分散的服務器磁盤集中管理，統(tǒng)一使用。虛擬化技術(shù)是在實體主機的硬件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)之間建立一個稱為虛擬機監(jiān)視器(VirtualMachineMonitor,VMM)的軟件監(jiān)控層,用來阻隔操作系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)的直接通信。通過VMM的分析和轉(zhuǎn)換后,再轉(zhuǎn)向控制硬件系統(tǒng)。由于VMM對系統(tǒng)指令的攔截和轉(zhuǎn)換的特殊作用,使得在VMM上可同時支持多個異構(gòu)操作系統(tǒng)的運行。在此我們在每臺服務器上安裝VMwareESXServer，利用邏輯資源池技術(shù),將全校所有服務器磁盤資源聚集為一個磁盤池，然后使用VirtualCenter(虛擬中心)對ESXServer進行集中管理、合理分配,再將其按需動態(tài)分配到GuestOS上。使用VirtualCenter(虛擬中心)創(chuàng)建虛擬機配置如WWW、FTP、Email等系統(tǒng)服務和分配應用軟件，這些虛擬機資源隨機存儲到各磁盤，在物理環(huán)境不進行任何改變的情況下,完成對系統(tǒng)綜合資料的重新部署和分配,甚至在無須中斷服務的情況下,實現(xiàn)指定虛擬機到實體主機的安全遷移。同時,VirtualCenter還可通過服務的遷移實現(xiàn)零中斷的底層硬件和存儲維護。虛擬化以較低成本讓管理人員做更有效的資源調(diào)度,并獲得更好且安全周密的防護。當系統(tǒng)發(fā)生災難時,可以在最短的時間迅速復原系統(tǒng)的運作。

3.1.3數(shù)據(jù)容災備份

目前大多數(shù)校園網(wǎng)數(shù)據(jù)增長特點以及存在多種異構(gòu)操作系統(tǒng)，本方案數(shù)據(jù)容災備份設(shè)計采用IPSAN網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災，通過IP容災技術(shù)來保證數(shù)據(jù)的安全。數(shù)據(jù)容災使用兩個存儲器，在兩者之間建立復制關(guān)系，一個放在本地，另一個放在異地。本地存儲器供本地備份系統(tǒng)使用，異地災備存儲器實時復制本地備份存儲器的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。二者通過IP相連，構(gòu)成完整的數(shù)據(jù)容災系統(tǒng)。

1）本地備份系統(tǒng)確保數(shù)據(jù)安全 存儲備份必須保證足夠小的備份窗口，對系統(tǒng)運營的影響要減少到最小?；謴透枰宰羁斓乃俣韧瓿伞１镜赜凶銐虻膸捄唾Y源，能夠?qū)崿F(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)備份、LANfree等快速備份恢復模式。安裝在本地網(wǎng)絡(luò)中的存儲備份設(shè)備，能實現(xiàn)備份本地數(shù)據(jù)，以及各種備份各異構(gòu)系統(tǒng)，確保本地網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全。

2）異地備份系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)容災 運營數(shù)據(jù)和備份數(shù)據(jù)都在本地網(wǎng)絡(luò)存放，顯然是不夠安全的，如果本地遭到災害，所有數(shù)據(jù)都處在危險之中。關(guān)鍵數(shù)據(jù)必須復制到另外的備份存儲器中，并且兩個備份存儲器分隔足夠遠的距離，通過充足帶寬的IP網(wǎng)絡(luò)相連。在本地介質(zhì)失效后，及時從遠端恢復失效的數(shù)據(jù)到本地存儲器，就可實現(xiàn)異地數(shù)據(jù)容災，解決介質(zhì)安全問題，數(shù)據(jù)不再懼怕自然災害。目前，數(shù)據(jù)容災系統(tǒng)建設(shè)的成本投入比較大，因此在選擇容災方案時一定要結(jié)合學校應用環(huán)境和預算等實際情況做出決定，選擇適合本校的方案。該立體化數(shù)據(jù)存儲方案在作者學校實施以來,取得了很好的效果,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

(1)本方案設(shè)計簡單、可操作性強，甚至在資金比較緊張的情況下也可以實現(xiàn)。如RAI技術(shù)一般在購買服務器可集成，虛擬技術(shù)利用VMwareESX軟件價格低廉，數(shù)據(jù)容災備份只需購買兩臺存儲設(shè)備，甚至可以采用批處理自動復制軟件實現(xiàn)異地備份。

(2)提高了服務器的穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)的安全性,實現(xiàn)了復雜的數(shù)據(jù)應用如多數(shù)據(jù)庫、多用戶管理、多部門關(guān)鍵數(shù)據(jù)的存儲。

(3)基于虛擬化技術(shù)，通過整合眾多異構(gòu)、廉價的服務器和存儲設(shè)備，構(gòu)建眾多的虛擬化的實例，為學校提供持續(xù)不斷的應用和存儲服務，不僅可以滿足學校的存儲需求，而且也有效地減少了學校的存儲開支和能耗。

(4)存儲、備份和容災技術(shù)的充分結(jié)合，構(gòu)成一體化的數(shù)據(jù)容災備份存儲系統(tǒng)，使用基于以太網(wǎng)的IPSAN技術(shù)，在不對校園網(wǎng)做任何改動的情況輕松架構(gòu)數(shù)據(jù)容災備份平臺，能滿足較長時間的在線容量增長和性能擴展，管理維護簡單。

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算機工程與應用. 2013

李榮欣， 1980年11月出生，性別：男，民族：漢，籍貫：南寧，學歷：本科.職稱：講師.研究方向：計算機

The construction of a data storage solution about the secondary vocational school

Li Rongxin

（The first industrial school in guangxi Guangxi nanning，530023）

Abstract：At present many secondary vocational schools has a traditional way of data storage is generally, a single hard disk data storage security is bad,practicality is not high also.With the rapid development of computer network technology,many new technology has been applied to the data store.This article will use the disk array,virtual disk technology and disaster data technology to build a three-dimensional data storage scheme.The scheme on the basis of practical and cheap data redundancy and the safety of the threedimensional backup,and to ensure the safety and availability of campus application data.

Keywords：data storage disk array of virtual disk

作者簡介