SAN存儲技術在數字化校園網中的應用研究

【摘要】本文介紹了幾種常見的網絡存儲技術，并比較了它們的優缺點。根據賀州學院數字化校園網數據存儲的要求，提出了一種基于SAN存儲技術的高性能、安全可靠、經濟實用的網絡存儲解決方案。

【關鍵詞】校園網存儲；DAS技術；NAS技術；IP SAN

1.引言

隨著信息技術的快速發展，高等學校正在走向信息化。作為地方新升本科院校之一的賀州學院，正在努力構建高速穩定、安全可靠、可管控的數字化校園網，讓信息技術融入到學校的教學科研和行政管理中去，提高教學資源的使用率和辦公效率。

由于諸多歷史原因，學校起步晚、底子薄，投入校園網的資金有限，數字化校園網只完成了網絡硬件基礎設施、部分教學和公共資源管理平臺的建設。網絡存儲在學校信息化發展中是一塊短板，因為沒有一套安全可靠的存儲設備，學校信息數據存在非常大的安全隱患。筆者結合學校數字化校園網的發展目標、借鑒其他高校的成功實施方案和實踐經驗，提出了一種基于SAN存儲技術的高性能、安全可靠、經濟實用的網絡存儲解決方案。

2.校園網存儲的特點及存儲需求分析

隨著學校數字化校園網的加大建設，校園網上網用戶數量會快速增加，提供的各種應用服務越來越多，網絡管理復雜程度日益增大，很多應用系統需要海量的存儲能力[1]。筆者通過認真的調查分析，學校信息數據存儲的需求主要包括幾個方面：

（1）學校網站服務器，包括學校門戶、二級學院（部門）等網站，共計30多個；

（2）校園網萬兆認證計費網關，負責用戶的認證、授權和計費，數據采集、實時控制和執行各種網絡和計費策略。教師和學生的上網賬號和密碼等信息存放在數據庫服務器上，其他數據信息存放在應用自助服務器上。這兩臺服務器非常重要，一旦數據發生丟失或被篡改，將給師生上網造成很大的影響；

（3）各種應用系統，如統一信息門戶平臺、教務管理系統、人事管理系統、財務一卡通系統、網絡教學綜合平臺和網上精品課程系統等，這些系統跟師生的日常教學和學習密切相關。

目前，校園網存儲數據的手段簡單落后，學校網站或者應用系統的數據采用人工的操作方式進行不定期備份，備份工具也十分簡單，主要有移動硬盤、U盤或者服務器的本地備份，備份數據的完整性和安全性根本得不到保障。特別是財務一卡通、教務管理等系統的數據對安全性、完整性、可靠性、存儲速度有非常高的要求，現在采取的存儲方式已遠遠不能滿足信息數據備份的要求，必須建立一個高性能、安全可靠的存儲平臺。

3.常見的存儲設備和技術分析

伴隨著網絡的日益發展，網絡存儲系統在面臨著挑戰的同時迎來了快速的發展，常見的網絡存儲設備有：SCSI接口卡與控制卡、獨立磁盤冗余陣列（RAID）、磁帶庫、磁盤陣列和光盤庫等[2]。在大量的存儲備份系統中，各種存儲設備的存儲特點和應用環境各不相同，如磁盤陣列用于大容量數據的實時存儲；磁帶庫用于大容量數據的定期存儲；光盤庫則用于大容量數據的查看訪問，它的優點是可以按需備份數據，并且數據具有移動性，但它的缺點也十分明顯，需要人工操作，并且光盤容易損壞，直接威脅數據的安全。

流行的存儲技術有：DAS技術、NAS技術和SAN技術。DAS技術采用直連方式進行數據的存儲，它直接通過標準接口技術將外部的存儲設備與服務器相連，優點是可以對存儲設備的操作從服務器中分離出來，減少存儲的時間。缺點是不能滿足大容量數據的存儲和訪問，對相應服務器的性能和數據存儲時間造成很大的影響。NAS技術采用一種專業的數據存儲設備將獨立分散的信息數據整合為大型集中管理的數據中心，用戶可以通過網絡對它進行直接訪問。NAS完全支持跨平臺文件共享，支持所有的操作系統，安裝簡便快捷，方便網絡管理員集中管理大量的數據，降低維護成本。SAN技術通過專用高速網將服務器和存儲設備進行互連，在服務器和存儲設備之間，SAN能提供任意兩個端口之間的通信鏈路，由于它采用單獨的網絡，不與局域網共享通信信道，這大大增強了SAN的靈活性、安全性和可擴展性。未來的數據存儲將以SAN技術為主，目前FC SAN和IP SAN兩種應用環境得到了廣泛的應用。SAN比NAS有相同的地方，也有很多不同之處，最根本的區別是NAS提供的是文件級的服務，而SAN提供的是存儲塊級的服務。在帶寬、存儲性能和存儲效率等方面，SAN比NAS更有優勢。對用戶而言，NAS的性價比比較好，適合中小型網絡的的數據存儲，而SAN的性能十分優秀，缺點是價格比較昂貴，但它十分適合大中型網絡的數據存儲。

4.基于SAN存儲的設計

根據學校數字化校園網對信息存儲的需求和發展目標，對比各種常見的存儲技術，SAN（存儲區域網絡）技術的優勢十分明顯，因為它可以有效解決網絡帶寬不足、大量占用服務器資源等瓶頸問題，所以筆者提出選用SAN技術來部署學校的網絡存儲系統。

出于建設成本和管理維護等因素考慮，學校的網絡存儲系統采用IP SAN技術更適合，因為它的性價比比FC SAN更高，安裝部署容易簡單，只需要普通的千兆網卡、千兆以太網交換機、超五類網線等網絡設備即可。雖然IP SAN的網絡速度比FC SAN慢，只有千兆速度，但能滿足學校網絡存儲系統未來幾年的需求。隨著萬兆以太網技術的日益成熟，可以通過更換服務器的網卡、交換機和通信線路擴展為萬兆的存儲網絡。

目前學校的各種服務器大約有40多臺，包括IBM、戴爾和惠普等著名廠商的設備，這些服務器運行著學校網站以及各種應用系統，數據容量合計大約是5T。筆者提出利用華為賽門鐵克S5500T存儲系統來構建學校的SAN存儲網絡，提供的數據存儲容量是30T，全部使用SATA硬盤。這套系統支持全FC SAN組網、IP SAN組網、FC SAN/IP SAN混合組網，在各種路徑下都可以實現單路徑和多路徑組網，其主機連接數也是非常強大。在采用多路徑組網時，在網絡層需要部署兩臺的交換機，每臺交換機到每個控制器均有路徑連接，每臺主機到每臺交換機均有路徑連接，從而避免出現因一個控制器或一個交換機故障而導致業務不可用的情況。其組網圖如圖1所示。

華為賽門鐵克S5500T存儲系統采用了多項高端存儲技術，如Active-Active雙控雙活架構、一體化UPS掉電保護技術、主機端口模塊化設計技術等。融合了多項核心專利技術，如磁盤智能預取專利技術、磁盤節能專利技術，達到業界領先水平。采用以上組網方案，科學合理并且性價比高，學校的網絡存儲管理手段將實現全部自動化，信息數據將更加安全可靠。

5.總結

SAN存儲技術是一種高性能、安全可靠、經濟實用的網絡存儲解決方案，它滿足了當前以及未來幾年學校存儲信息數據的需求，為我校的數字化校園網建設將發揮很好的作用。

參考文獻

[1]羅躍國.基于校園網存儲系統的解決方案[J].計算技術與自動化，2008.

[2]施游，桂陽.網絡規劃設計師考試輔導教程[M].電子工業出版社，2010：374.

本文為賀州學院2011年校級科研項目“關于SAN網絡存儲技術的研究”（立項號：2011ZRKY01）成果之一。

作者簡介：王洪波（1979-），男，廣西容縣人，碩士，賀州學院教育技術中心講師，主要研究方向：計算機網絡。