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校园网立体化数据存储方案的研究与设计
http://www.edu.cn   2012-05-16 中国教育网络 作者:廖海生

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  目前,国内校园网建设如火如荼,各大高校、中小学校都建立起了自己的信息网络中心。校园网作为整个学校信息化建设的重要基础设施,它是一个高速、开放、智能的计算机信息网络平台,公共服务体系和各种基础设施建设的平台。随着校园网建设的不断发展,应用种类不断增长,应用的数据也在不断增长,校园网的数据中心的重要性日益凸显,数据存储的矛盾也日渐突出。如何保证数据中心的数据安全成为众多校园网建设中的一个严峻挑战。如何有效地存储、备份和管理这些业务系统的海量数据,并使管理达到功能完备和手段的自动化,减少人为的错误因素和设备故障所造成的业务损失。由于网络存储系统建设费用高,许多资金紧张的学校根本不想在这方面投入,也有许多学校在校园网存储系统建设中投入了大量资金,但由于技术力量不够而导致实际效果不明显。因此本文提出设计一个符合本校校情,既实用又相对低廉的校园网数据存储方案,确保校园应用数据的安全性和可用性。

  现状分析

  多年建设的校园网络已经积累了大量的重要信息数据,已经建设完成的一些重要软件系统的数据和应用也急需备份服务的支持。安全的数据交换和共享平台的重要性凸显,它不仅要求有大容量的存储设备,而且要求数据的存储非常安全。而目前校园网的的存储资源大多是各自分立的,实验室、机房有其独立的服务器和数据存储、各院系和部门也有其独立的服务器和数据存储。而他们由于不具备存储专业知识,他们对简易性的重视在高性能和高可用性之上,并对成本比较敏感,需要集成文件服务、存储阵列功能和数据保护且需要成本低、实用的解决方案,因此大多采取手动、离线备份、服务器RAID技术以及数据容灾技术来保护数据的安全。

  有些学校网络信息中心投入了大量资金建立了数据存储系统,并且具有远程容灾的功能,但这个数据存储系统基本只用来存储全校级的公共数据,未能把学校二级单位的数据整合到网络中心数据存储系统中,未真正实现全校数据存储的统一,采取单一备份策略,系统容灾多从系统运营的角度出发,企图构建支持运营系统自动切换的容灾系统,这往往需要大量的资金投入和漫长的建设周期,结果可控性差。致使投入大量资金建设的数据存储系统利用率低下,效果不理想。整个学校存在大量的服务器,各服务器利用率不到30%,造成大量资金的浪费。

  由于资金比较短缺、存储专业知识的匮乏,很多学校则根本未建立数据存储,没有真正实施存储区域网络,因为存储区域网络虽然可以解决许多难题,但实施这样一个网络还涉及时间、资金和技术问题,因此许多学校主要是依靠RAID 技术来保数据安全,但RAID 技术是一种通用的在线存储技术。RAID能够恢复单个失败的介质,但不能保证恢复两个同时失败的介质,出现多个介质失败的情况,RAID本身也就失效了。仅采用磁盘阵列作为备份设备风险很大,依靠RAID保护全部数据,等于把鸡蛋放在一个篮子里,篮子烂掉了,鸡蛋就全碎了。

  方案设计

  总体上看,目前校园网络存储方法和手段安全性低,存储策略单一, 管理繁锁而且费时,可靠性低,可操作性不强,数据损坏后,恢复时间长,效果差,未能实现真正意义上的数据存储统一。针对此种现状我们将RAID技术、虚拟存储技术和数据容灾技术有机融合,建立一个立体化的校园网络数据存储方案。该方案主要包括三个存储层,每个层又采取两种不同的存储方式,具体设计模型如图1所示。

图1 立体化数据存储模型

  该方案设计思想是构建三个层面的存储平台,为物理存储层、虚拟存储层、数据容灾备份层。在物理存储层利用RAID技术实现磁盘冗余,保护硬件资源;在虚拟存储层利用虚拟化技术整个网络中的服务器磁盘聚集为一个虚拟的存储池,对磁盘统一分配、集中管理,利用虚拟平台备份技术对操作系统平台备份,利用批处理自动备份程序对应用系统关键数据进行备份;数据容灾备份层利用IP SAN存储技术实现本地存储与异地存储进行实时同步数据备份,当本地数据中心系统发生灾难时,可以使用备份容灾中心的备份数据进行恢复,确保关键数据备份的安全性。

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