對(duì)虛擬化數(shù)據(jù)中心應(yīng)用于高校網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的研究

西華師范大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心 王 麗

一、背景

由于業(yè)務(wù)持續(xù)和快速發(fā)展，要求IT 環(huán)境提供快速的適應(yīng)性擴(kuò)展，也對(duì)高效存儲(chǔ)和利用數(shù)據(jù)、降低能耗等方面提出更高要求。利用虛擬化技術(shù)，可以更靈活資源調(diào)配，但層次的增加也帶來系統(tǒng)運(yùn)維復(fù)雜度的上升。因此，需要用更加有效的手段來保障系統(tǒng)的穩(wěn)定和持續(xù)運(yùn)行，并對(duì)未來業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)展提供適應(yīng)性支持。

數(shù)據(jù)中心平臺(tái)項(xiàng)目的建設(shè)，即是希望以高起點(diǎn)搭建靈活高效而又穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，充分利用虛擬化技術(shù)，構(gòu)建適應(yīng)未來業(yè)務(wù)發(fā)展的數(shù)據(jù)平臺(tái)。

二、項(xiàng)目實(shí)施系統(tǒng)方案

1.虛擬化軟件

采用VMware vsphere 5.1系列產(chǎn)品,在服務(wù)器資源效率方面得到了很大的提高，在服務(wù)器管理方面更加方便，相反在資金的投入上大大減少，在技術(shù)方面有很大的提高，性價(jià)比更加優(yōu)越。這種技術(shù)將軟件封裝成可移動(dòng)的軟件，這種方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)連續(xù)不間斷的運(yùn)行，使得應(yīng)用和訪問靈活方便。

采用VMware 服務(wù)器虛擬化方案，并且通過vMotion 和storage vMotion 技術(shù)可以直接解決在異常情況下保持商業(yè)連續(xù)性的問題，實(shí)現(xiàn)High Availablity, Fault Tolerance 和不同數(shù)據(jù)中心之間的災(zāi)備，保證商業(yè)業(yè)務(wù)“7×24”不中斷。

數(shù)據(jù)中心配置4臺(tái)4路、內(nèi)存128G 的物理服務(wù)器構(gòu)成虛擬化集群，將那些原有配置在單獨(dú)服務(wù)器上的應(yīng)用整合到新購的4路128G 的服務(wù)器中，從計(jì)算資源上看，新購服務(wù)器在最極端條件下也能完全承載整個(gè)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)，從而保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，同時(shí)還為今后的新業(yè)務(wù)提供擴(kuò)展能力。由于虛擬機(jī)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)的改造完成，而且得到的另一效果就是為實(shí)現(xiàn)“云計(jì)算”打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。云計(jì)算被視為重要的項(xiàng)目，列入到我國的“十二五”發(fā)展規(guī)劃中，數(shù)據(jù)中心通過向云計(jì)算平臺(tái)的演進(jìn)，也能促進(jìn)高校的先進(jìn)性和前瞻性。

2.主存儲(chǔ)設(shè)備

存儲(chǔ)設(shè)備為美國EMC 公司新一代的統(tǒng)一存儲(chǔ)系統(tǒng)VNX5700。該存儲(chǔ)系統(tǒng)可同時(shí)具有FC SAN+NAS+iSCSI 三種連接功能，前端可為NAS 網(wǎng)關(guān)或存儲(chǔ)控制器，后端為EMC 磁盤陣列，內(nèi)部采用業(yè)界領(lǐng)先的6Gb SAS 2.0通道技術(shù)，為主機(jī)進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)訪問和遷移提供了高速可靠的多通道。

3.備份存儲(chǔ)

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器在整個(gè)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵性的作用，重要的信息和數(shù)據(jù)都保存在其中，保障客戶端能夠快速高效查詢數(shù)據(jù)，及時(shí)響應(yīng)用戶的請(qǐng)求。為了防止人為破壞或自然災(zāi)難，保護(hù)關(guān)鍵應(yīng)用的數(shù)據(jù)安全，數(shù)據(jù)不丟失，因此建立可靠的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)是非常重要的。備份存儲(chǔ)采用EMC DD620，本設(shè)備的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除比率支持20:1（具體根據(jù)全備份保留周期來確定）。

（1）備份策略

數(shù)據(jù)備份策略可由用戶系統(tǒng)管理人員，考慮系統(tǒng)情況，結(jié)合我們技術(shù)專家的豐富經(jīng)驗(yàn)來制定。從管理和恢復(fù)的角度考慮，將一個(gè)單獨(dú)的備份服務(wù)器用于備份數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)中心的重要數(shù)據(jù)放在帶有編號(hào)的磁帶上，磁帶存儲(chǔ)時(shí)依次向下存儲(chǔ)。用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫信息的設(shè)備叫數(shù)據(jù)庫介質(zhì)。

目前被采用最多的備份策略主要有以下三種。

①完全備份（full backup）

對(duì)系統(tǒng)每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行全備份，如果發(fā)生了丟失數(shù)據(jù)等事故，就可以用事故發(fā)生前一天的備份磁帶來恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)。完全備份是對(duì)每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，這樣會(huì)造成數(shù)據(jù)大量重復(fù)，冗余多，占用了大量的磁帶空間，磁盤空間不足，磁帶就沒法達(dá)到備份的要求。每天產(chǎn)生的備份的數(shù)據(jù)量較大，需要較長的備份時(shí)間。

②增量備份(incremental backup)

上班期間每天對(duì)新產(chǎn)生或增加的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，周末對(duì)整個(gè)星期產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行全備份。就全備份而言，增量備份的優(yōu)點(diǎn)是磁帶空間不會(huì)被浪費(fèi)，備份時(shí)間也相應(yīng)減少了。

③差分備份(differential backup)

每次備份的數(shù)據(jù)是在上次全備份的基礎(chǔ)上新增加和修改過的數(shù)據(jù)，差分備份不需要每天對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全備份，因此備份所需時(shí)間短，并節(jié)省磁帶空間，恢復(fù)也很方便。

在實(shí)際應(yīng)用中，備份策略不是單獨(dú)使用，而是相互結(jié)合，并對(duì)不同數(shù)據(jù)的備份建立相應(yīng)的備份組，在工作日對(duì)數(shù)據(jù)采用增量備份或差分備份，周日進(jìn)行全備份。如果磁盤空間允許，可以每月底對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一次全備份。

（2）策略設(shè)置

數(shù)據(jù)備份策略的設(shè)置將直接影響數(shù)據(jù)的恢復(fù)、安全及其可靠性。而數(shù)據(jù)備份的時(shí)間表設(shè)置、數(shù)據(jù)聯(lián)機(jī)瀏覽策略的設(shè)置和特定的應(yīng)用密切相關(guān)。用戶可根據(jù)實(shí)際需要自行設(shè)置。

（3）操作系統(tǒng)備份策略

操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全是非常重要的，它是保證所有應(yīng)用正常進(jìn)行的前提。操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)在滿足要求的情況下，一般不會(huì)改變。那么操作系統(tǒng)的備份在建設(shè)虛擬數(shù)據(jù)中心初期就會(huì)對(duì)其備份，只會(huì)在它發(fā)生改變或遭到破壞時(shí)才對(duì)其進(jìn)行恢復(fù)和從新備份。鑒于此，我們可以在間隔一定時(shí)間內(nèi)對(duì)操作系統(tǒng)及應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行全備份。每天下班時(shí)，采取增量和差分備份相結(jié)合的方式對(duì)其進(jìn)行備份。采取這種方式的好處在于，每天數(shù)據(jù)的增加量不大，對(duì)備份服務(wù)器系統(tǒng)資源和磁帶的消耗就會(huì)相對(duì)較小。