關于中職學校數據存儲方案的構建

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關于中職學校數據存儲方案的構建

李榮欣

（廣西第一工業學校，廣西南寧，530023）

摘要：目前許多中職學校的數據存儲方式普遍還是較為傳統，單一的硬盤數據存儲安全性不好，實用性也不高。隨著計算機網絡技術的飛速發展，許多新的技術被運用到了數據儲存上來。本文將利用磁盤陣列，虛擬磁盤技術和數據容災技術來構建一個立體化的數據儲存方案。該方案在實用、低廉的基礎上實現數據的安全冗余和立體化備份,而確保校園應用數據的安全性和可用性。

關鍵詞：數據存儲；磁盤陣列；虛擬磁盤

0　現狀分析

目前很多中職學校數據中心基礎架構仍采用多年前的圍繞服務器搭建的結構，一套應用系統安裝在一臺服務器上，服務器即提供計算資源運行應用系統，同時生產數據直接存放在服務器本地磁盤中。現有基礎架構雖然可以滿足現有大部分的要求，但仍然有以下不足：

1　存儲數據的設備不集中，單機故障的危險很高

重要生產數據、教學資源、財務數據均存放在服務器本地硬盤，缺乏Raid保護，如硬盤故障數據有丟失的風險。

2　數據無法實現安全共享，存儲空間浪費

數據分散存儲在各個服務器中，不同服務器硬盤的存儲區域無法統籌規劃，交叉訪問，形成一個一個的信息孤島，不但無法實現異構操作系統的數據共享，還使得空間使用分布不均，嚴重浪費。

3　無備份恢復保護系統

服務器沒有基于時間點的快照，數據缺乏保護，很容易因為病毒感染誤刪除數據，另外如果硬盤損壞而導致數據損壞的話，是沒有備份系統可以恢復數據。

傳統架構下，數據存儲危險性高，儲存空間利用率低，數據儲存方式單一，一旦校園重要數據丟失，將造成嚴重的后果。另外傳統的數據儲存還造成很多資源的浪，例如電腦硬件、電力、制冷、機架空間等，增加了不必要的開銷，整體擁有成本的不合理。

3.1方案設計

針對此種現狀我們將RAI技術、虛擬存儲技術和數據容災技術有機融合，建立一個校園網絡數據存儲方案。該方案設計思想是構建三個層面的存儲平臺，為磁盤陣列存儲、服務器虛擬存儲、數據容災備份。

3.1.1磁盤陣列存儲

對于學校其他科室存儲介質一般是服務器中的硬盤，服務器中的硬盤是數據的載體，但往往由于其他科室管理人員技術缺乏，常常因誤刪除、誤格式化、誤分區、誤克隆、病毒破壞導致服務器中的數據丟失，甚至有時因硬盤損壞造成大面積數據丟失。因此大多數是采取離線手工備份的方式，但這種方式工作量大，而且恢復慢，并且隨著數據呈跳躍性增長，備份磁盤越來越多。因此對于其他科室保護服務器數據最簡單、效果又非常好的方法是采用RAI技術來實現磁盤的冗余，當服務器磁盤中的數據丟失或者磁盤損壞可以快速地恢復，對于服務器中一些敏感、關鍵數據在實現RAI技術后，再采用手工離線備份，而不是對整個磁盤中的數據進行備份，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現，那就是“軟件陣列”與“硬件陣列”。軟件陣列是指通過網絡操作系統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據冗余功能，但是磁盤子系統的性能會有所降低。硬件陣列是使用專門的磁盤陣列卡來實現的，硬件陣列能夠提供在線擴容、動態修改陣列級別、自動數據恢復、驅動器漫游、超高速緩沖等功能。它能提供性能、數據保護、可靠性、可用性和可管理性的解決方案。

3.1.2服務器虛擬存儲

虛擬存儲層的設計思想是把學校分散的服務器磁盤集中管理，統一使用。虛擬化技術是在實體主機的硬件系統和操作系統之間建立一個稱為虛擬機監視器(VirtualMachineMonitor,VMM)的軟件監控層,用來阻隔操作系統與硬件系統的直接通信。通過VMM的分析和轉換后,再轉向控制硬件系統。由于VMM對系統指令的攔截和轉換的特殊作用,使得在VMM上可同時支持多個異構操作系統的運行。在此我們在每臺服務器上安裝VMwareESXServer，利用邏輯資源池技術,將全校所有服務器磁盤資源聚集為一個磁盤池，然后使用VirtualCenter(虛擬中心)對ESXServer進行集中管理、合理分配,再將其按需動態分配到GuestOS上。使用VirtualCenter(虛擬中心)創建虛擬機配置如WWW、FTP、Email等系統服務和分配應用軟件，這些虛擬機資源隨機存儲到各磁盤，在物理環境不進行任何改變的情況下,完成對系統綜合資料的重新部署和分配,甚至在無須中斷服務的情況下,實現指定虛擬機到實體主機的安全遷移。同時,VirtualCenter還可通過服務的遷移實現零中斷的底層硬件和存儲維護。虛擬化以較低成本讓管理人員做更有效的資源調度,并獲得更好且安全周密的防護。當系統發生災難時,可以在最短的時間迅速復原系統的運作。

3.1.3數據容災備份

目前大多數校園網數據增長特點以及存在多種異構操作系統，本方案數據容災備份設計采用IPSAN網絡存儲技術實現數據容災，通過IP容災技術來保證數據的安全。數據容災使用兩個存儲器，在兩者之間建立復制關系，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使用，異地災備存儲器實時復制本地備份存儲器的關鍵數據。二者通過IP相連，構成完整的數據容災系統。

1）本地備份系統確保數據安全 存儲備份必須保證足夠小的備份窗口，對系統運營的影響要減少到最小。恢復更需要以最快的速度完成。本地有足夠的帶寬和資源，能夠實現高速網絡備份、LANfree等快速備份恢復模式。安裝在本地網絡中的存儲備份設備，能實現備份本地數據，以及各種備份各異構系統，確保本地網絡數據的安全。

2）異地備份系統實現數據容災 運營數據和備份數據都在本地網絡存放，顯然是不夠安全的，如果本地遭到災害，所有數據都處在危險之中。關鍵數據必須復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的距離，通過充足帶寬的IP網絡相連。在本地介質失效后，及時從遠端恢復失效的數據到本地存儲器，就可實現異地數據容災，解決介質安全問題，數據不再懼怕自然災害。目前，數據容災系統建設的成本投入比較大，因此在選擇容災方案時一定要結合學校應用環境和預算等實際情況做出決定，選擇適合本校的方案。該立體化數據存儲方案在作者學校實施以來,取得了很好的效果,主要表現在以下幾個方面:

(1)本方案設計簡單、可操作性強，甚至在資金比較緊張的情況下也可以實現。如RAI技術一般在購買服務器可集成，虛擬技術利用VMwareESX軟件價格低廉，數據容災備份只需購買兩臺存儲設備，甚至可以采用批處理自動復制軟件實現異地備份。

(2)提高了服務器的穩定性與數據的安全性,實現了復雜的數據應用如多數據庫、多用戶管理、多部門關鍵數據的存儲。

(3)基于虛擬化技術，通過整合眾多異構、廉價的服務器和存儲設備，構建眾多的虛擬化的實例，為學校提供持續不斷的應用和存儲服務，不僅可以滿足學校的存儲需求，而且也有效地減少了學校的存儲開支和能耗。

(4)存儲、備份和容災技術的充分結合，構成一體化的數據容災備份存儲系統，使用基于以太網的IPSAN技術，在不對校園網做任何改動的情況輕松架構數據容災備份平臺，能滿足較長時間的在線容量增長和性能擴展，管理維護簡單。

參考文獻

[1] 張靜;;RAID技術工作原理分析及實現[J];科技信息(學術研究);2010年12期

[2] 石方夏;岳鳳芝;;信息化建設中的RAID技術應用分析[J];現代電子技術;2010年17期

[3] 石家亮;;基于虛擬化技術的數據中心解決方案[J];電腦知識與技術;2010年21期

[4] 宋振華;虛擬化技術中的存儲管理問題研究[D];中國科學技術大學;2010年

[5] 王健.信息孤島到存儲網絡化[J].中國計算機報.2012-11

[6] 倪永軍. 網絡存儲技術現狀存在的問題對策研究[J].計

算機工程與應用. 2013

李榮欣， 1980年11月出生，性別：男，民族：漢，籍貫：南寧，學歷：本科.職稱：講師.研究方向：計算機

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

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