低成本網絡存儲在高校機房管理中的應用

王海艷+吳堅

[摘 要]與傳統機房管理相比，選擇成熟的計算機技術可為現代機房管理工作提供便捷、安全的技術支持，特別是在數據存儲方面。本文對當下使用較多的幾種網絡儲存軟件進行了對比分析，并選取了其中一種，應用在機房數據管理中，以在較低成本的情況下，實現高效的數據管理。

[關鍵詞]計算機技術；高校機房；管理；網絡存儲

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.12.080

[中圖分類號]TP309 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2017）12-0-02

以往提到網絡存儲，人們第一反應是數據中心的FC存儲網絡。但建造一個功能完整的FC存儲網絡的成本一直居高不下，一般高職院校的數據中心在建設過程中，在FC存儲網絡的部署計劃中面對天價的FC交換機與接口卡和與以太網不兼容的協議，也讓院校再三的思考大量的資金投入是否值得，更加談不上用于日常教學輔助的機房工作中。

1 機房管理對存儲的需求

隨著時代的發展，機房管理工作也變得更加復雜，主要表現在以下幾個方面。首先，虛擬化技術出現以后，大量的服務器由原來的物理、分散的管理，變為虛擬、集中式。存儲虛擬操作系統的大量文件不宜采用本地存儲的方式，主要因為本地存儲無法進行虛擬機遷移與高可用性的實現。其次，現在學院批量采購建設的計算機實驗室，為了管理方便、防止計算機病毒的侵入，每臺計算機的操作系統都安裝了還原軟件，但每次計算機重啟之后，所有的操作都自動還原，包括教師的文檔與學生的作業。雖然學生與教師都可以將每次課后所需的資料復制到移動硬盤或U盤等存儲介質，但也存在計算機USB接口失靈或被策略禁止訪問，所以，師生迫切希望機房能提供一個共享存儲空間，專門存放課后作業，時間一般從一個星期到一個月不等，以便教師可以統一存取。再次，現在計算機軟件種類繁多，很多綠色版的軟件可以放在一個公共的存儲中，上課的教師與學生需要用時，直接去存儲上下載就可以進行使用，免去了機房管理員要逐個了解每個課程所需要的小軟件的工作。

2 使用存儲的先決條件

網絡技術在近十年得到了飛速發展，特別是千兆以太網的問世，使建立一個千兆交換式網絡的成本迅速下降，當然這是和建立FC存儲網絡的成本相比較。在此之前，制約網絡存儲大規模推廣的原因是網絡設備的價格與兼容性。現在使用千兆交換機與超五類、六類雙絞線，能方便地建造起機房使用的局域網絡。有了高速交換網絡的有力支撐，可以開始計劃存儲設備的軟硬件組成。硬件方面，高校實訓實驗中心都有閑置的服務器、磁盤陣列卡以及SAS硬盤，對存儲而言，其對硬件的要求都不會太高，一般有四核至強系列處理器、8 G以上的內存、雙口英特爾千兆網絡接口卡都能勝任。

3 存儲系統的選擇

儲存系統軟件平臺的選擇，國內外廠家都有開發專用于存儲的管理系統。從SOHO型家用系統到企業級系統種類較多，但從綜合成本與使用復雜度考慮，本文從中取了三個軟件系統進行測試，分別是：FreeNAS、Windows Storage Server、NexentaStor。通過綜合測試對比，從性能、使用便捷性等方面進行考慮，本文最終確定選擇NexentaStor 5.0為構建儲存系統的軟件部分，NexentaStor系統結構如圖1所示。

NexentaStor系統結構具備以下優點：

（1）NexentaStor基于OpenSolaris/OpenZFS技術打造，有成熟技術作為支撐。

（2）完善的共享協議支持（CIFS、NFS、iSCSI、FC），具有良好的布署彈性，適應今后的業務擴展。

（3）自帶RAID功能，它使用ZFS Pool，只需要把磁盤加入到Pool中，就可以使用ZFS的RAIDZ提供數據冗余保護。

（4）全面支持固態硬盤，可以將固態硬盤作為Cache盤，大幅度提高IOP，支持混合存儲池，構建高速安全的物理磁盤結構。

（5）有HA Plug，實現存儲服務器的高可用性。

（6）支持網卡鏈路聚合，與支持相應功能的交換機相連接可以有效增加網絡的吞吐能力。

（7）能與VMWare公司的vSphere虛擬化服務器平臺良好的集成，提供VMware vCenter plug與對Vmware Virtual Volume支持，新版本還提供了OpenStack虛擬化的支持。

（8）新版本的NexentaStor將儲存業務邏輯與界面管理平臺分開，使存儲系統本身能更專注于底層的數據管理工作，而將界面管理平臺布署到虛擬化平臺中，采用界面良好的Web方式的訪問，便于追蹤服務器運行的實時數據。

（9）支持重復數據刪除，支持數據壓縮，無限快照。

4 存儲系統的實現

NexentaStor作為專業存儲開發商，提供了企業版與社區版。作為機房儲存資料使用，免費的社區版是較好的選擇，雖然有10 T容量限制，申請兩個以上社區許可，就從目前機房教學的存儲需求來看，足夠使用。系統布署過程也比較簡單，安裝好NexentaStor核心業務系統之后，將NexentaFusion界面管理模塊下載并導入到虛擬機中，NexentaFusion將NexentaStor作為Appliance導入進行管理，NexentaFusion功能非常強大，在Web頁面可以完成幾乎所有的操作，并可以對儲存服務器的處理器、內存、存儲池使用量、I/O吞吐能力等進行實時監控。在建立完虛擬卷后，在機房管理中，相關人員關注的主要是CIFS與iSCSI兩部分功能，其中CIFS使用過Windows共享的人們都比較熟悉，可以用于學生作業與常用綠色軟件的存放。iSCSI是一個基于塊設備的協議，其效率要高于CIFS，但其具體使用時與CIFS協議不相同，CIFS可以直接通過客戶端訪問存儲服務器的IP地址，而iSCSI則要通過客戶端運行“iSCSI發起程序”，將服務器共享的iSCSI設備塊掛接過來，然后操作系統將它識別為一塊全新的硬盤，再對其進行分區格式化，之后就可以像操作本地硬盤一樣，非常方便。這種情況可以配置多個容量較小的邏輯卷，通過iSCSI共享到各個機房的教師機上，教師上課時開機進行系統后，“iSCSI發起程序”會自動掛接，教師上課期間需要用的資料都放入到這個分區中，不要放在會還原的本地分區中，解決了教師每次上課資料被還原的困擾。

5 結 語

通過以上實踐，依托千兆以太網環境，實現了低成本、帶數據冗余保護的專業數據存儲服務器，在機房實訓實驗教學中起到了良好的輔助作用。