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校园网络升级方案一例
http://www.edu.cn   2006-10-09 中国教育网络 作者:-
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  网络中心投入运行三年多以来,服务器硬件常出现故障,电源坏,硬盘坏,RAID信息丢失导致丢盘,网卡坏,风扇坏,硬盘盒坏等。特别是电源坏,硬盘坏和RAID信息丢失导致丢盘等故障出现频率较高。软件出现的故障主要有邮件系统因邮件本身存在漏洞导致数据被破坏,属网络安全问题;门户网站遭受DOS攻击等。综合看来服务器问题主要出现在硬件不稳定和网络安全不够完善两个方面。

 

 网络中心出口一直是用服务器来做双出口的NAT,也就是说以纯软件的方式实现NAT,效率较低;在数据流量35MB以下的情况可拥有较好的网速,再大的流量就能感觉网速下降(就目前情况来看,流量很少有超过50MB的情况,一天中的高峰期流量一般在30MB-40MB)。由于是纯软件的方式实现NAT,没有专业的硬件防火墙,只能防住常见的来自外网的网络攻击,对于流行的DOS、DDOS等攻击几乎无能为力。运行三年多以来,受到类似攻击大约有三、四次。出口问题主要集中在带宽较小、NAT效率低和网络安全不完善等方面。

 

     核心交换机运行基本稳定,除出现过两次硬件故障以外,运行较稳定,资源占用较少,比较正常。在交换机软件配置方面,为防止来自内网的异常数据包和网络攻击应用了较为严格的访问控制,为此也造成了一些正常的网络应用无法应用。在蠕虫病毒发作时出现交换机CPU达到99%,资源占尽,网络中断的现象。看来核心交换机主要问题在于智能化较低,抗病毒能力较差,没有备份等方面。

 

网络中心升级方案


  综合以上三个方面,笔者认为为要实现校园网智能化的稳定、可靠、高速运行可从以下几方面入手:


    采用双机热备服务器


  所谓双机热备服务器,就是一台机器坏了,另一台机器自动起用,待另一台机器修好后,再重新同步数据。要实现这种方式,需要两台服务器、双机热备软件、相关支持硬件等,这种方式,既可实现数据实时同步的稳定运行,又可实现数据备份。单就双机热备来说主要实现方式有两种方式:


  1)基于存储共享的双机热备是双机热备的最标准方案。


  对于这种方式,采用两台(或多台)服务器,使用共享的存储设备(磁盘阵列柜或存储区域网SAN)。两台服务器可以采用互备、主从、并行等不同的方式。在工作过程中,两台服务器将以一个虚拟的IP地址对外提供服务,依工作方式的不同,将服务请求发送给其中一台服务器承担。同时,服务器通过心跳线(目前往往采用建立私有网络的方式)侦测另一台服务器的工作状况。当一台服务器出现故障时,另一台服务器根据心跳侦测的情况做出判断,并进行切换,接管服务。对于用户而言,这一过程是全自动的,在很短时间内完成,从而对业务不会造成影响。由于使用共享的存储设备,因此两台服务器使用的实际上是一样的数据,由双机或集群软件对其进行管理。在两台(或多台)服务器的基础上再增加一台负载均衡器(价格一般在几千到几万元),实现数据的稳定运行。这样就需要投资购买磁盘阵列、备份服务器和负载均衡设备等,所以价格较高,投入较大,不是很合算,而且存在单点(磁盘阵列)故障问题,不太适应实际需要。


   2)对于纯软件的方式,通过镜像软件,将数据可以实时复制到另一台服务器上,这样同样的数据就在两台服务器上各存在一份,如果一台服务器出现故障,可以及时切换到另一台服务器。


   纯软件方式有几大优点:首先节约投资,不需购买昂贵的磁盘阵列;其次不受距离的限制,两台服务器不需受SCSI电缆的长度限制(光纤通道的磁盘阵列也不受距离限制,但投资更大);第三是存在两份数据,不管怎么样也多了一点安全性。


   这种方式主要的问题在于性能。由于要对数据进行实时复制,就必然会有一个过程。镜像软件可以以两种方式处理这个过程,一种是同步方式,即只有在复制也完成后,原来的操作(比如事务提交)才算成功。另一种是异步方式,只要源数据操作完成,就算成功,复制工作在其后进行。前一种方式对于数据库的写入的速度会有一定的影响(很小的影响),而后一种方式则在切换时有可能会产生数据的丢失。


   根据校园网目前的实际应用情况来看,网内的Web、邮件和资源库等服务器的写入的频率不是很高,写入较小的时延可以承受;从经济角度考虑较为合算,一套软件价格一般在1-3万之间, 不需要增加其它设备,所以可以采用这种方式。  


   每台服务器通过两块网卡连接交换机,一块网卡做正常的网络应用,一块网卡做“心跳检测”,双机热备软件分别安装到两台服务器上。对于校园网的邮件系统来说,完全可以采用这种方式。

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