关于中职学校数据存储方案的构建

摘要：目前许多中职学校的数据存储方式普遍还是较为传统，单一的硬盘数据存储安全性不好，实用性也不高。随着计算机网络技术的飞速发展，许多新的技术被运用到了数据储存上来。本文将利用磁盘阵列，虚拟磁盘技术和数据容灾技术来构建一个立体化的数据储存方案。该方案在实用、低廉的基础上实现数据的安全冗余和立体化备份,而确保校园应用数据的安全性和可用性。

0　现状分析

目前很多中职学校数据中心基础架构仍采用多年前的围绕服务器搭建的结构，一套应用系统安装在一台服务器上，服务器即提供计算资源运行应用系统，同时生产数据直接存放在服务器本地磁盘中。现有基础架构虽然可以满足现有大部分的要求，但仍然有以下不足：

1　存储数据的设备不集中，单机故障的危险很高

重要生产数据、教学资源、财务数据均存放在服务器本地硬盘，缺乏Raid保护，如硬盘故障数据有丢失的风险。

2　数据无法实现安全共享，存储空间浪费

数据分散存储在各个服务器中，不同服务器硬盘的存储区域无法统筹规划，交叉访问，形成一个一个的信息孤岛，不但无法实现异构操作系统的数据共享，还使得空间使用分布不均，严重浪费。

3　无备份恢复保护系统

服务器没有基于时间点的快照，数据缺乏保护，很容易因为病毒感染误删除数据，另外如果硬盘损坏而导致数据损坏的话，是没有备份系统可以恢复数据。

传统架构下，数据存储危险性高，储存空间利用率低，数据储存方式单一，一旦校园重要数据丢失，将造成严重的后果。另外传统的数据储存还造成很多资源的浪，例如电脑硬件、电力、制冷、机架空间等，增加了不必要的开销，整体拥有成本的不合理。

针对此种现状我们将RAI技术、虚拟存储技术和数据容灾技术有机融合，建立一个校园网络数据存储方案。该方案设计思想是构建三个层面的存储平台，为磁盘阵列存储、服务器虚拟存储、数据容灾备份。

对于学校其他科室存储介质一般是服务器中的硬盘，服务器中的硬盘是数据的载体，但往往由于其他科室管理人员技术缺乏，常常因误删除、误格式化、误分区、误克隆、病毒破坏导致服务器中的数据丢失，甚至有时因硬盘损坏造成大面积数据丢失。因此大多数是采取离线手工备份的方式，但这种方式工作量大，而且恢复慢，并且随着数据呈跳跃性增长，备份磁盘越来越多。因此对于其他科室保护服务器数据最简单、效果又非常好的方法是采用RAI技术来实现磁盘的冗余，当服务器磁盘中的数据丢失或者磁盘损坏可以快速地恢复，对于服务器中一些敏感、关键数据在实现RAI技术后，再采用手工离线备份，而不是对整个磁盘中的数据进行备份，这样可以大大减少后备磁盘成本。磁盘阵列有两种方式可以实现，那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。软件阵列可以提供数据冗余功能，但是磁盘子系统的性能会有所降低。硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的，硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。

虚拟存储层的设计思想是把学校分散的服务器磁盘集中管理，统一使用。虚拟化技术是在实体主机的硬件系统和操作系统之间建立一个称为虚拟机监视器(VirtualMachineMonitor,VMM)的软件监控层,用来阻隔操作系统与硬件系统的直接通信。通过VMM的分析和转换后,再转向控制硬件系统。由于VMM对系统指令的拦截和转换的特殊作用,使得在VMM上可同时支持多个异构操作系统的运行。在此我们在每台服务器上安装VMwareESXServer，利用逻辑资源池技术,将全校所有服务器磁盘资源聚集为一个磁盘池，然后使用VirtualCenter(虚拟中心)对ESXServer进行集中管理、合理分配,再将其按需动态分配到GuestOS上。使用VirtualCenter(虚拟中心)创建虚拟机配置如WWW、FTP、Email等系统服务和分配应用软件，这些虚拟机资源随机存储到各磁盘，在物理环境不进行任何改变的情况下,完成对系统综合资料的重新部署和分配,甚至在无须中断服务的情况下,实现指定虚拟机到实体主机的安全迁移。同时,VirtualCenter还可通过服务的迁移实现零中断的底层硬件和存储维护。虚拟化以较低成本让管理人员做更有效的资源调度,并获得更好且安全周密的防护。当系统发生灾难时,可以在最短的时间迅速复原系统的运作。

目前大多数校园网数据增长特点以及存在多种异构操作系统，本方案数据容灾备份设计采用IPSAN网络存储技术实现数据容灾，通过IP容灾技术来保证数据的安全。数据容灾使用两个存储器，在两者之间建立复制关系，一个放在本地，另一个放在异地。本地存储器供本地备份系统使用，异地灾备存储器实时复制本地备份存储器的关键数据。二者通过IP相连，构成完整的数据容灾系统。

1）本地备份系统确保数据安全存储备份必须保证足够小的备份窗口，对系统运营的影响要减少到最小。恢复更需要以最快的速度完成。本地有足够的带宽和资源，能够实现高速网络备份、LANfree等快速备份恢复模式。安装在本地网络中的存储备份设备，能实现备份本地数据，以及各种备份各异构系统，确保本地网络数据的安全。

2）异地备份系统实现数据容灾运营数据和备份数据都在本地网络存放，显然是不够安全的，如果本地遭到灾害，所有数据都处在危险之中。关键数据必须复制到另外的备份存储器中，并且两个备份存储器分隔足够远的距离，通过充足带宽的IP网络相连。在本地介质失效后，及时从远端恢复失效的数据到本地存储器，就可实现异地数据容灾，解决介质安全问题，数据不再惧怕自然灾害。目前，数据容灾系统建设的成本投入比较大，因此在选择容灾方案时一定要结合学校应用环境和预算等实际情况做出决定，选择适合本校的方案。该立体化数据存储方案在作者学校实施以来,取得了很好的效果,主要表现在以下几个方面:

(1)本方案设计简单、可操作性强，甚至在资金比较紧张的情况下也可以实现。如RAI技术一般在购买服务器可集成，虚拟技术利用VMwareESX软件价格低廉，数据容灾备份只需购买两台存储设备，甚至可以采用批处理自动复制软件实现异地备份。

(2)提高了服务器的稳定性与数据的安全性,实现了复杂的数据应用如多数据库、多用户管理、多部门关键数据的存储。

(3)基于虚拟化技术，通过整合众多异构、廉价的服务器和存储设备，构建众多的虚拟化的实例，为学校提供持续不断的应用和存储服务，不仅可以满足学校的存储需求，而且也有效地减少了学校的存储开支和能耗。

(4)存储、备份和容灾技术的充分结合，构成一体化的数据容灾备份存储系统，使用基于以太网的IPSAN技术，在不对校园网做任何改动的情况轻松架构数据容灾备份平台，能满足较长时间的在线容量增长和性能扩展，管理维护简单。

[1] 张静;;RAID技术工作原理分析及实现[J];科技信息(学术研究);2010年12期

[2] 石方夏;岳凤芝;;信息化建设中的RAID技术应用分析[J];现代电子技术;2010年17期

[3] 石家亮;;基于虚拟化技术的数据中心解决方案[J];电脑知识与技术;2010年21期

[4] 宋振华;虚拟化技术中的存储管理问题研究[D];中国科学技术大学;2010年

李荣欣， 1980年11月出生，性别：男，民族：汉，籍贯：南宁，学历：本科.职称：讲师.研究方向：计算机

The construction of a data storage solution about the secondary vocational school

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.

关于中职学校数据存储方案的构建

0 现状分析

1 存储数据的设备不集中，单机故障的危险很高

2 数据无法实现安全共享，存储空间浪费

3 无备份恢复保护系统

0　现状分析

1　存储数据的设备不集中，单机故障的危险很高

2　数据无法实现安全共享，存储空间浪费

3　无备份恢复保护系统