淺析校園數據中心存儲平臺建設

肖松青

摘要：本文簡述了網絡環境下教育資源數據共享的重要性，以及數據備份在高校信息管理中的作用，提出用IP技術來解決校園數據資源的存儲。

關鍵詞：數據 存儲 備份 IP技術

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的快速發展，校園數據資源也大量增加，學校信息部門的工作重點也逐漸發生著變化，從滿足教學科研需要的計算中心，到為全校提供網絡服務的網絡中心，再到豐富校內網上資源，更好地為師生以及校內其他業務部門服務的數據中心。在建設數據中心的過程中，信息部門開始關注學校資源和統一備份平臺的建設。

一、高校信息化建設的新階段

1.資源建設

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

在規劃數據中心的資源建設時，必須從處理能力、存儲容量等多方面綜合考慮，滿足不斷發展的需求。

在資源建設中，通常需要考慮以下技術問題：

（１）多機集群：提供應用連續性的保障，滿足應用性能擴展的要求。基于ＰＣ服務器的多級機群（Ｗｉｎｄｏｗｓ的ＭＳＣＳ或Ｌｉｎｕｘ Ｓｋｙｂｉｌｉｔｙ）已經非常成熟，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等不同的業務需求。

2.統一備份平臺

目前，高校的信息系統往往是由各主管部門分別建設的，如財務負責一卡通；教務處負責教務系統和考試平臺；圖書館負責圖書管理和統一檢索；網絡中心負責郵件、門戶網站等。

相應的，備份系統也存在著自行規劃、分散投入的建設特點。由于各個業務部門的技術能力、對數據保護的重視程度以及資金投入等方面的差異全校沒有統一的數據保護標準，數據保護級別參差不齊。甚至，部分應用系統沒有任何數據備份的措施，一旦出現硬件故障、軟件bug、病毒等問題，就會導致數據丟失、業務停頓。

為了解決上述問題，需要建設全校統一的備份平臺。根據業務特點、重要程度的不同，對校內的各種應用系統制定相應的數據保護策略。使學校的應用系統具備了抵御軟硬件故障的能力，確保數據安全。

在備份中心的建設中通常需要考慮以下技術問題：

（１）備份軟件的選擇：業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：提供備份數據的存儲空間，滿足數據備份的需求。綜合考慮系統成本、易操作性和可靠性，校園內一般采用磁盤系統作為備份介質。

（３）其他數據保護手段：在備份軟件的基礎上，根據業務的重要程度和應用的不同，選擇更加有效的數據保護方式，如ＣＤＰ（連續數據保護）、數據容災等。

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

二、存儲平臺規劃思路

在信息日益膨脹的今天，存儲系統應該得到和主機、網絡、應用一樣的重視。未來的信息系統規劃和建設，必須從主機、存儲和網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、高投入產出比的信息系統。

學校在建設數據中心的過程中，也需要對存儲系統和數據保護手段做整體規劃，從而避免存儲系統伴隨著應用系統的建設、服務器個數的增加而無序的擴張。

通過采用標準的IP SAN架構的存儲設備來搭建數據中心存儲平臺，能夠實現海量的存儲容量，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據備份、連續數據保護，災難恢復等不同級別的數據保護手段，滿足所有應用系統的要求。

三、校園數據中心存儲平臺建設方案解析

在數據中心建設中，資源建設和備份平臺擁有大量的服務器和海量的數據，一個學校可能會需要5TB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。對于數據中心這樣典型的多服務器集中、海量數據存儲的環境應該采用基于標準的IP技術的iSCSI協議建設存儲平臺，理由如下。

基于iSCSI的存儲系統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，還是現在的千兆和下一步的萬兆，都能夠在統一的標準、統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卡和標準的IP SAN交換機，就能夠將主機接入到IP存儲中，就能夠將數據集中到存儲系統中。按照今天的價格，網卡加交換機，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技術是一個智能的三層網絡技術，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，還能通過訪問權限控制、VLAN技術、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，遠端的服務器設備可通過可靠的IP網絡接入到集中存儲中。利用成熟的IP安全傳輸技術（VPN、IPSec技術等）確保系統的安全接入。

圖1數據存儲系統

以圖1為例，數據中心采用Neocean IX5000作為核心存儲系統。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，完全能夠滿足數據庫服務器等關鍵業務對于存儲區域網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，只要安裝千兆網卡，并安裝軟件的iSCSI Initiator，就可以通過以太網獲得存儲設備，遠端的服務器也能通過IP網絡直接接入IX5000存儲系統。主流的操作系統，如AIXHP-UXSolarisLinuxWindows等都支持千兆網卡加軟件的iSCSI Initiator的實現方式。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，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等主流軟件實現雙機熱備，支持數據庫的集群，保證業務的高可用性。

四、方案特性

由于充分利用了IP技術的高性能、低成本、標準化的特性，使得IP SAN存儲系統大大超越了傳統存儲產品的各種結構局限和應用困境，在校園數據中心應用上體現出卓然超群的特性：

1.成熟標準，高可靠

IP技術是迄今為止IT世界中應用最廣泛、支持最普遍、成本最低、成熟度最高的數據傳輸標準。因此，IP SAN先天具備了IP技術成熟、通用的特征，在設計上充分運用了控制器負載均衡、IRF存儲交換平臺、基于IP的網絡鏡像、2+1高功率冗余UPS等產品和技術，完全克服了傳統存儲產品磁盤、電源、控制器三大主要故障源容錯設計不足的缺陷，大大提高了系統的可靠性。此外，IP技術的標準性徹底消除了用戶采購傳統存儲系統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部署和管理體驗。

2.接入成本低

采用以太網卡和IP SAN交換機的接入成本遠低于FC的接入成本。

3.結構開放，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，使數據的流動和管理不再受到傳統存儲系統僵化結構的制約，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”成為現實。用戶完全可以根據最迫切的需求購買產品，并隨著業務發展的要求不斷地、持續地擴展下去，不再擔心標準的升級、更換和過時。

4.集成各種數據保護方式

IP存儲平臺能夠和備份軟件配合使用，實現數據的保護。并且通過存儲設備內置的快照、基于塊增量的復制軟件、多時間點軟件等功能，實現連續數據保護、災難恢復、系統保護和恢復等功能。

5.使用簡單，易于管理

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

五、結束語

作為存儲市場未來的發展趨勢之一，IP存儲采用開放的標準化協議構建可靠的解決方案，徹底克服了FC存儲封閉、管理困難、后續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。目前國內許多信息部門和高等院校都采用了IP存儲系統建設信息共享平臺，IP存儲正在迎來廣闊的發展空間。

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