浅析校园数据中心存储平台建设

肖松青

摘要：本文简述了网络环境下教育资源数据共享的重要性，以及数据备份在高校信息管理中的作用，提出用IP技术来解决校园数据资源的存储。

关键词：数据 存储 备份 IP技术

中图分类号：TP274 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2009）07-0030-03

近年来随着我国信息化建设的快速发展，校园数据资源也大量增加，学校信息部门的工作重点也逐渐发生着变化，从满足教学科研需要的计算中心，到为全校提供网络服务的网络中心，再到丰富校内网上资源，更好地为师生以及校内其他业务部门服务的数据中心。在建设数据中心的过程中，信息部门开始关注学校资源和统一备份平台的建设。

一、高校信息化建设的新阶段

1.资源建设

数据中心涵盖了校内的公共信息服务系统，具体而言，就是包括了邮件系统、VOD、FTP、校园精品课程库等应用。对大多数高校而言，这些应用系统都已经建设完毕，目前处在完善和丰富资源的阶段。伴随着Gmail、高品质音视频资料的普及，原来一台服务器、几块硬盘搭建的系统，已经不能满足海量资料的存储需求和大量的并发请求。

在规划数据中心的资源建设时，必须从处理能力、存储容量等多方面综合考虑，满足不断发展的需求。

在资源建设中，通常需要考虑以下技术问题：

（１）多机集群：提供应用连续性的保障，满足应用性能扩展的要求。基于ＰＣ服务器的多级机群（Ｗｉｎｄｏｗｓ的ＭＳＣＳ或Ｌｉｎｕｘ Ｓｋｙｂｉｌｉｔｙ）已经非常成熟，能够满足应用扩展的需求。

（２）存储平台：提供存储空间满足海量资源的存储需求。

（３）各种应用软件平台：解决邮件、ＶＯＤ等不同的业务需求。

2.统一备份平台

目前，高校的信息系统往往是由各主管部门分别建设的，如财务负责一卡通；教务处负责教务系统和考试平台；图书馆负责图书管理和统一检索；网络中心负责邮件、门户网站等。

相应的，备份系统也存在着自行规划、分散投入的建设特点。由于各个业务部门的技术能力、对数据保护的重视程度以及资金投入等方面的差异全校没有统一的数据保护标准，数据保护级别参差不齐。甚至，部分应用系统没有任何数据备份的措施，一旦出现硬件故障、软件bug、病毒等问题，就会导致数据丢失、业务停顿。

为了解决上述问题，需要建设全校统一的备份平台。根据业务特点、重要程度的不同，对校内的各种应用系统制定相应的数据保护策略。使学校的应用系统具备了抵御软硬件故障的能力，确保数据安全。

在备份中心的建设中通常需要考虑以下技术问题：

（１）备份软件的选择：业界有很多成熟的备份软件，如Ｖｅｒｉｔａｓ、Ａｔｅｍｐｏ等能够满足校园服务器备份的需求。

（２）备份介质：提供备份数据的存储空间，满足数据备份的需求。综合考虑系统成本、易操作性和可靠性，校园内一般采用磁盘系统作为备份介质。

（３）其他数据保护手段：在备份软件的基础上，根据业务的重要程度和应用的不同，选择更加有效的数据保护方式，如ＣＤＰ（连续数据保护）、数据容灾等。

综合考虑资源和备份平台建设中的技术要点，存储系统的选择和建设贯穿始终。这和当前应用系统建设的重点是相一致的。不论是各种数字资源还是备份平台中保存的业务数据，其中心内容都是对于信息（数据）的管理和使用。在信息社会的今天，存储系统作为数据的载体，其重要性也越来越大，甚至成为决定系统建设成败的关键因素。所以，校园数据中心要详细考虑存储平台的规划方案和建设思路。

二、存储平台规划思路

在信息日益膨胀的今天，存储系统应该得到和主机、网络、应用一样的重视。未来的信息系统规划和建设，必须从主机、存储和网络这三个方面入手取得最佳的均衡，从而得到功能强大、扩展性强﹑易于管理、高投入产出比的信息系统。

学校在建设数据中心的过程中，也需要对存储系统和数据保护手段做整体规划，从而避免存储系统伴随着应用系统的建设、服务器个数的增加而无序的扩张。

通过采用标准的IP SAN架构的存储设备来搭建数据中心存储平台，能够实现海量的存储容量，并且预留了扩展空间；利用IP SAN标准化和易于管理的特性，避免兼容性问题，降低整体拥有成本（TCO）。同时，存储平台上还能够集成数据备份、连续数据保护，灾难恢复等不同级别的数据保护手段，满足所有应用系统的要求。

三、校园数据中心存储平台建设方案解析

在数据中心建设中，资源建设和备份平台拥有大量的服务器和海量的数据，一个学校可能会需要5TB的精品课程、5TB的邮件存储、10TB的FTP和VOD，同时配备了20~30台以上的服务器提供应用访问。对于数据中心这样典型的多服务器集中、海量数据存储的环境应该采用基于标准的IP技术的iSCSI协议建设存储平台，理由如下。

基于iSCSI的存储系统能够无缝地接入各种不同的主机和应用。无论是过去的10M／100M，还是现在的千兆和下一步的万兆，都能够在统一的标准、统一的管理平台下运行。彻底打破了过去厂商标准纷乱造成的一边买一边扔的状况。

低成本接入，使用服务器自带的标准以太网卡和标准的IP SAN交换机，就能够将主机接入到IP存储中，就能够将数据集中到存储系统中。按照今天的价格，网卡加交换机，每台主机的千兆接入成本不超过1200元。而过去的FC同比价格是10000元以上，服务器越多，这种成本浪费就越大。

IP技术是一个智能的三层网络技术，不仅能够通过“绑定”、“链路聚合”等方式，容易地把每个千兆链路聚合成为2千兆、4千兆、8千兆的高带宽吞吐，还能通过访问权限控制、VLAN技术、Chap认证等方式提供安全的存储访问。

还支持远程的安全接入方式，远端的服务器设备可通过可靠的IP网络接入到集中存储中。利用成熟的IP安全传输技术（VPN、IPSec技术等）确保系统的安全接入。

图1数据存储系统

以图1为例，数据中心采用Neocean IX5000作为核心存储系统。配置8个存储控制模块的IX5000能够提供1640MB/s的吞吐量和600000 IOPS，完全能够满足数据库服务器等关键业务对于存储区域网络的性能和可靠性的要求。

所有需要连接lX5000的服务器，如FTP服务器、邮件服务器等，只要安装千兆网卡，并安装软件的iSCSI Initiator，就可以通过以太网获得存储设备，远端的服务器也能通过IP网络直接接入IX5000存储系统。主流的操作系统，如AIXHP-UXSolarisLinuxWindows等都支持千兆网卡加软件的iSCSI Initiator的实现方式。对于那些对于CPU负荷比较重的服务器，可以安装通过iSCSI的HBA卡的方式连接到系统，将部分存储运算交给HBA卡完成，从而减轻主机CPU的负荷。

IP SAN支持如HACMP、True Cluster、MSCS等主流软件实现双机热备，支持数据库的集群，保证业务的高可用性。

四、方案特性

由于充分利用了IP技术的高性能、低成本、标准化的特性，使得IP SAN存储系统大大超越了传统存储产品的各种结构局限和应用困境，在校园数据中心应用上体现出卓然超群的特性：

1.成熟标准，高可靠

IP技术是迄今为止IT世界中应用最广泛、支持最普遍、成本最低、成熟度最高的数据传输标准。因此，IP SAN先天具备了IP技术成熟、通用的特征，在设计上充分运用了控制器负载均衡、IRF存储交换平台、基于IP的网络镜像、2+1高功率冗余UPS等产品和技术，完全克服了传统存储产品磁盘、电源、控制器三大主要故障源容错设计不足的缺陷，大大提高了系统的可靠性。此外，IP技术的标准性彻底消除了用户采购传统存储系统带来的兼容性和集成管理问题，带来了灵活、方便、标准化和低成本的系统部署和管理体验。

2.接入成本低

采用以太网卡和IP SAN交换机的接入成本远低于FC的接入成本。

3.结构开放，无限扩展

基于IP的存储交换平台打开了存储功能和性能扩展的大门，使数据的流动和管理不再受到传统存储系统僵化结构的制约，无论从性能、功能、容量上都获得了近乎无限的扩展能力。

超群的扩展能力，使“保护用户投资”真正成为一个坚实的承诺，让“按需使用”成为现实。用户完全可以根据最迫切的需求购买产品，并随着业务发展的要求不断地、持续地扩展下去，不再担心标准的升级、更换和过时。

4.集成各种数据保护方式

IP存储平台能够和备份软件配合使用，实现数据的保护。并且通过存储设备内置的快照、基于块增量的复制软件、多时间点软件等功能，实现连续数据保护、灾难恢复、系统保护和恢复等功能。

5.使用简单，易于管理

完全基于设备和系统可视化、IP标准化进行管理。只要具备基础IP网络管理知识的人员，几乎可以无需培训即可掌握存储设备的管理和维护。

五、结束语

作为存储市场未来的发展趋势之一，IP存储采用开放的标准化协议构建可靠的解决方案，彻底克服了FC存储封闭、管理困难、后续升级服务费用昂贵等不足，具有低成本、高性能、易管理、可靠且扩展性好等特点，受到了越来越多用户的青睐。目前国内许多信息部门和高等院校都采用了IP存储系统建设信息共享平台，IP存储正在迎来广阔的发展空间。

参考文献：

[1]李凯,海量数据存储技术[J].有线电视技术,2006(10).

[2]舒荟萃,佟冰.网络环境下的数据存储[J].电脑知识与技术,2006(10).

[3]赵迪,孙乾坤.基于iSCSI SAN的GIS数据存储技术研究[J].工程地质计算机应用,2008(3).

[4]姜宁康,时成阁.网络存储导论[M].北京:清华大学出版社,2007.

[5]郭玉东,尹青.基于对象的网络存储[M].北京:电子工业出版社,2007.