關(guān)于中職學(xué)校數(shù)據(jù)存儲方案的構(gòu)建

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關(guān)于中職學(xué)校數(shù)據(jù)存儲方案的構(gòu)建

李榮欣

（廣西第一工業(yè)學(xué)校，廣西南寧，530023）

摘要：目前許多中職學(xué)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(shí)用性也不高。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，許多新的技術(shù)被運(yùn)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(zāi)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(shí)用、低廉的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全冗余和立體化備份,而確保校園應(yīng)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(xué)校數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)架構(gòu)仍采用多年前的圍繞服務(wù)器搭建的結(jié)構(gòu)，一套應(yīng)用系統(tǒng)安裝在一臺服務(wù)器上，服務(wù)器即提供計(jì)算資源運(yùn)行應(yīng)用系統(tǒng)，同時生產(chǎn)數(shù)據(jù)直接存放在服務(wù)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(jī)故障的危險很高

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

2　數(shù)據(jù)無法實(shí)現(xiàn)安全共享，存儲空間浪費(fèi)

數(shù)據(jù)分散存儲在各個服務(wù)器中，不同服務(wù)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(shí)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(yán)重浪費(fèi)。

3　無備份恢復(fù)保護(hù)系統(tǒng)

服務(wù)器沒有基于時間點(diǎn)的快照，數(shù)據(jù)缺乏保護(hù)，很容易因?yàn)椴《靖腥菊`刪除數(shù)據(jù)，另外如果硬盤損壞而導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞的話，是沒有備份系統(tǒng)可以恢復(fù)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(yán)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(jī)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(jì)

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(zāi)技術(shù)有機(jī)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(jì)思想是構(gòu)建三個層面的存儲平臺，為磁盤陣列存儲、服務(wù)器虛擬存儲、數(shù)據(jù)容災(zāi)備份。

3.1.1磁盤陣列存儲

對于學(xué)校其他科室存儲介質(zhì)一般是服務(wù)器中的硬盤，服務(wù)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(dǎo)致服務(wù)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(fù)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(hù)服務(wù)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(shí)現(xiàn)磁盤的冗余，當(dāng)服務(wù)器磁盤中的數(shù)據(jù)丟失或者磁盤損壞可以快速地恢復(fù)，對于服務(wù)器中一些敏感、關(guān)鍵數(shù)據(jù)在實(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)的，硬件陣列能夠提供在線擴(kuò)容、動態(tài)修改陣列級別、自動數(shù)據(jù)恢復(fù)、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(hù)、可靠性、可用性和可管理性的解決方案。

3.1.2服務(wù)器虛擬存儲

虛擬存儲層的設(shè)計(jì)思想是把學(xué)校分散的服務(wù)器磁盤集中管理，統(tǒng)一使用。虛擬化技術(shù)是在實(shí)體主機(jī)的硬件系統(tǒng)和操作系統(tǒng)之間建立一個稱為虛擬機(jī)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(yùn)行。在此我們在每臺服務(wù)器上安裝VMwareESXServer，利用邏輯資源池技術(shù),將全校所有服務(wù)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(jìn)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(jī)配置如WWW、FTP、Email等系統(tǒng)服務(wù)和分配應(yīng)用軟件，這些虛擬機(jī)資源隨機(jī)存儲到各磁盤，在物理環(huán)境不進(jìn)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(wù)的情況下,實(shí)現(xiàn)指定虛擬機(jī)到實(shí)體主機(jī)的安全遷移。同時,VirtualCenter還可通過服務(wù)的遷移實(shí)現(xiàn)零中斷的底層硬件和存儲維護(hù)。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(hù)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難時,可以在最短的時間迅速復(fù)原系統(tǒng)的運(yùn)作。

3.1.3數(shù)據(jù)容災(zāi)備份

目前大多數(shù)校園網(wǎng)數(shù)據(jù)增長特點(diǎn)以及存在多種異構(gòu)操作系統(tǒng)，本方案數(shù)據(jù)容災(zāi)備份設(shè)計(jì)采用IPSAN網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi)，通過IP容災(zāi)技術(shù)來保證數(shù)據(jù)的安全。數(shù)據(jù)容災(zāi)使用兩個存儲器，在兩者之間建立復(fù)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(zāi)備存儲器實(shí)時復(fù)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(zāi)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(yùn)營的影響要減少到最小。恢復(fù)更需要以最快的速度完成。本地有足夠的帶寬和資源，能夠?qū)崿F(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)備份、LANfree等快速備份恢復(fù)模式。安裝在本地網(wǎng)絡(luò)中的存儲備份設(shè)備，能實(shí)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)容災(zāi) 運(yùn)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(zāi)害，所有數(shù)據(jù)都處在危險之中。關(guān)鍵數(shù)據(jù)必須復(fù)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(yuǎn)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(yuǎn)端恢復(fù)失效的數(shù)據(jù)到本地存儲器，就可實(shí)現(xiàn)異地數(shù)據(jù)容災(zāi)，解決介質(zhì)安全問題，數(shù)據(jù)不再懼怕自然災(zāi)害。目前，數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)建設(shè)的成本投入比較大，因此在選擇容災(zāi)方案時一定要結(jié)合學(xué)校應(yīng)用環(huán)境和預(yù)算等實(shí)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(xué)校實(shí)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(jì)簡單、可操作性強(qiáng)，甚至在資金比較緊張的情況下也可以實(shí)現(xiàn)。如RAI技術(shù)一般在購買服務(wù)器可集成，虛擬技術(shù)利用VMwareESX軟件價格低廉，數(shù)據(jù)容災(zāi)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(fù)制軟件實(shí)現(xiàn)異地備份。

(2)提高了服務(wù)器的穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)的安全性,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的數(shù)據(jù)應(yīng)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(wù)器和存儲設(shè)備，構(gòu)建眾多的虛擬化的實(shí)例，為學(xué)校提供持續(xù)不斷的應(yīng)用和存儲服務(wù)，不僅可以滿足學(xué)校的存儲需求，而且也有效地減少了學(xué)校的存儲開支和能耗。

(4)存儲、備份和容災(zāi)技術(shù)的充分結(jié)合，構(gòu)成一體化的數(shù)據(jù)容災(zāi)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(zāi)備份平臺，能滿足較長時間的在線容量增長和性能擴(kuò)展，管理維護(hù)簡單。

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算機(jī)工程與應(yīng)用. 2013

李榮欣， 1980年11月出生，性別：男，民族：漢，籍貫：南寧，學(xué)歷：本科.職稱：講師.研究方向：計(jì)算機(jī)

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