对外经贸大学存储容灾解决方案......

对外经贸大学存储容灾解决方案行业背景计算机网络信息系统近年来在社会生产和生活中逐渐发挥着越来越大的作用，基于计算机技术的网络信息系统在很大程度上改变了社会对信息的处理能力，使其得到了广泛的应用。计算机的网络体系结构演变为浏览器/服务器（Browser/Server）模式，从根本上改变了信息获取和信息交流的方式，同时也正在潜移默化地影响着人们的思维和行为方式，最终促进社会的变革。基于客户/服务器（Client/Server）模式的管理信息系统在网络中的应用极大地提高了工作效率，规范了网络的管理，减轻了人的负担。当今社会，保证企业持续与高效的运行，基础是对企业内外部数据的合理集中；充分共享；进一步的挖掘分析；并保证数据扩充的空间。信息是全球商务环境的动力，它是今天各公司最富于动态性和最有价值的战略资产，目前正在随着全球网络发展而出现指数性的增长。为在信息大战中大获全胜，您在今天和未来都必须拥有一个有效的战略来存储、保护、共享和管理您最重要的数字资产—您的企业数据。您需要一个能够有效利用您的存储资源和保持低拥有成本的计划，需要一个专为满足您的组织和应用的需求而设计的网络基础架构，需要一个战略来整合存储资源、增强数据保护和灾难抵抗能力并将存储成本和IT技能包括在考虑的范围之内。面对数据爆炸性的膨胀，企业正面临前所未有的存储挑战。为了充分利用资源，减少重复投资，存储作为构成计算机系统的主要架构和电子商务的基础设施之一，不再仅是充当外围设备的角色，逐步从系统中独立出来，成为一个完整的系统。存储虚拟化、存储资源管理、数据迁移和灾难恢复等存储应用有了广阔的发展空间，这些功能的实现，又都离不开存储管理软件。企业存储信息，不仅仅是为了保存信息，而是要使用信息，为企业产生效益。虽然我国信息化程度与发达国家相比有不小的差距，但日益蓬勃的信息化建设，使得国内对存储的需求量迅速增长。技术背景近几年来，存储、容灾已经成为信息数据中心建设的热门课题，很多存储、容灾技术也快速发展起来，用户也有很大的选择余地。但由于存储容灾方案的技术复杂性和多样性，一般用户很难搞清其中的优劣，以确定如何选择最适合自己状况的存储容灾解决方案。数据复制的实现方式数据复制的技术有很多，从实现复制功能的设备分布可大体分为三层，分别为服务器层、存储交换机层和存储层（见附图）。1)服务器层的数据复制在生产中心和灾备中心的服务器上安装专用的数据复制软件，以实现远程复制功能。两中心间必须有网络连接作为数据通道。可以在服务器层增加应用远程切换功能软件，从而构成完整的应用级容灾方案。这种数据复制方式相对投入较少，主要是软件的采购成本；兼容性较好，可以兼容不同品牌的服务器和存储设备，较适合硬件组成复杂的用户。但这种方式要在服务器上运行软件，不可避免地对服务器性能产生影响，选择时请注意。2)交换机层的数据复制存储交换机技术的发展使交换机可以实现更多的功能。很多原来由服务器和存储实现的功能现在也可在交换机层实现，比如存储虚拟化。同样，现在有些厂家的交换机产品已经可以实现复制功能。在生产中心和灾备中心都要部署这种交换机，并在交换机之间通过专用链路连接起来。由于交换机可以管理和复制的数据是存放在存储层内的，因此，用户需要将生产数据都存储在交换机所连接的存储设备中，这样就可以实现交换机对数据的管理和复制。目前使用这种技术的产品还不是很多，成熟性还有待提高，具有这种功能的交换机价格也相对较高，所以采用这种方案的用户比较少。3)存储层的数据复制现在的存储设备经过多年的发展已经十分成熟，特别是中高端产品，一般都具有先进的数据管理功能。远程数据复制功能几乎是现有中高端产品的必备功能。要实现数据的复制需要在生产中心和灾备中心都部署一套这样的存储系统，数据复制功能由存储系统实现。如果距离比较近（可以在一个楼宇中），之间的链路可由两中心的存储交换机通过光纤直接连接；如果距离在200公里内，可通过增加DWDM等设备直接进行光纤连接；超过200公里，则可增加存储路由器进行协议转换途径WAN或Internet实现连接。因此，从理论上可实现无限制连接。在存储层实现数据复制功能是很成熟的技术，而且对应用服务器的性能基本没有影响。在应用层增加远程集群软件后就可以实现自动灾难切换的整体容灾解决方案。目前，这种容灾方案稳定性高、对服务器性能基本无影响，是容灾方案的主流选择。我公司的存储容灾解决方案即是采用这种方式进行数据的远程复制。目前，容灾系统建设的成本投入还是比较可观的，用户在选择容灾方案时一定要结合自己应用环境和预算等实际情况做出决定，适合自己的才是最好的。项目需求分析环境分析针对对外经贸大学存储容灾项目的建设，首先对现有的网络环境进行调查分析，以保证能够充分了解应用需求，做到存储解决方案量身定做。对外经贸大学目前的应用环境主要包括如下内容：1)存储应用单位包括对外经贸大学网络中心2)数据量：现有的数据量为3T，现在想建设30T的存储服务于教学资源、vod、文件存储，其中采用10T作为备份空间；3)现有服务器数量为____台，考虑到业务的扩充，在本次存储项目中将会增加服务器____台。服务器分布情况如下：4)应用环境主要是满足学校未来的教学资源、vod视频、文件存储、数据备份、原EMC系统的融合等；5)现有何存储或存储网络采用EMC的光纤存储，配备了16口的FCSwitch；需求分析根据对对外经贸大学目前应用环境的调查，以及需求的了解，当前系统存在的主要问题如下：1)部分数据放在服务器本地硬盘中，通过服务器自带的RAID卡实现RAID保护，一旦出现RAID卡故障，数据可靠性得不到保障；2)部分服务器与磁盘阵列采用FCSAN/IPSAN存储区域网络架构，虽然具备本地的备份、恢复措施，但是不能应对自然灾难（比如：地震、雷击、水灾、火灾、海啸等）、基础设施灾难（比如：机房电力故障、磁盘阵列硬件故障等）和软灾难（比如：战争、蓄意破坏、严重的人为操作失误、系统软件BUG等）的中的任何一种，数据存在较大安全隐患，在灾难发生时无法保证对业务系统7*24小时的不间断访问；3)缺乏对存储的统一、集中式管理；综合以上需求分析，对外经贸大学IT系统应该急需建立的是一套能够提供实时的数据保护、高度可靠的故障切换、无业务中断的系统容灾完善解决方案。设计分析根据对对外经贸大学的需求分析，在系统设计中我们突破了原先狭窄的群集HA和本地备份的概念，提供系统全冗余、无任何单点故障、以及数据和应用的异地容灾功能，使对外经贸大学IT系统真正没有后顾之忧。规划设计以现有系统为基础，构架一个全新的数据存储模式，突出以数据为中心的理念；同时，兼顾考虑原有存储资源的合理利用，并充分考虑数据的归档和数据备份的扩展性，分别在本地和异地灾备中心分别假设一套存储系统，互为备份，相对独立，任何一地发生灾难都能保证业务的不间断访问。在系统设计中我们遵循以下原则：系统设计的前瞻性。充分考虑未来5至10年的业务发展的需要。系统设计的先进性。在经费和技术许可的范围内，引进、吸收和应用先进技术。在系统管理上采用目前国际先进方案，在建立先进的存储结构的同时，获得较好的资料系统运行效率。开放性原则系统采用的各种硬设备和软件系统均遵循国际标准或工业标准及国际流行标准，符合开放性设计原则，使其具备优良的可扩展性、可升级性和灵活性。稳定性原则我们在采用国际先进的存储技术的同时，着重考虑了系统的稳定性和可行性，使系统的运营风险降低到最小。这样，系统能够充分享受先进的存储技术带来的巨大收益。系统设计的经济性在满足所有需求的前提下，结合用户现有环境、网络设备和相关存储设备，使系统具有较好的性能价格比。可扩展性原则在硬件的选择上，配备稳定性高、易扩充的设备，适应平滑升级，保护现有投资。采用先进的存储技术，建立合理的存储机制。这样，既可以获得系统最好的共享能力，又可以提高资料的访问速度，也有利于资料的集中与资料的归档。方案说明本方案推荐采用IPSAN架构，IPSAN存储技术，顾名思义是在传统IP以太网上架构一个SAN存储网络把服务器与存储设备连接起来的存储技术。IPSAN其实在FCSAN的基础上再进一步，它把SCSI协议完全封装在IP协议之中。简单来说，IPSAN就是把FCSAN中光纤通道解决的问题通过更为成熟的以太网实现了。IPSAN技术有其独特的优点：节约大量成本、加快实施速度、优化可靠性以及增强扩展能力等。采用iSCSI技术组成的IPSAN可以提供和传统FCSAN相媲美的存储解决方案，而且普通服务器或PC机只需要具备网卡，即可共享和使用大容量的存储空间。与传统的分散式直连存储方式不同，它采用集中的存储方式，极大地提高了存储空间的利用率，方便了用户的维护管理。iSCSI是基于IP协议的，它能容纳所有IP协议网络中的部件。通过iSCSI，用户可以穿越标准的以太网线缆，在任何需要的地方创建实际的SAN网络，而不需要专门的光纤通道网络在服务器和存储设备之间传送数据。iSCSI可以实现异地间的数据交换，使远程镜像和备份成为可能。因为没有光纤通道对传输距离的限制，IPSAN使用标准的TCP/IP协议，数据即可在以太网上进行传输。推荐采用RG-iS6200，它具有绝佳的价格效益比，应用在标准的Ethernet网络架构下的磁盘阵列储存系统。结合了高速的64bitPowerPC933MhzRISC运算处理器给您无与伦比的超高数据存取效能。可以帮助用户构建一个基于千兆IP网络的集中存储环境，解决用户数据迁移；数据共享；存储空间扩展等问题，并大大降低管理成本。让用户能在IP网络环境下充分享受SAN环境带给用户的好处的同时，省去FCSAN所需的光纤网络的搭建成本，构建一个IPSAN的存储平台。同时，还可以充分融合NAS存储设备到该网络中，进一步利用NAS设备的优越特性，连接到一个TCP/IP网络的直接寻址的存储库，通过块I/OSCSI指令对其进行访问。方案中我们推所荐使用RG-iS6200产品，它最大可支持2048TB容量，满足了客户日后数据量的不断增长。方案中我们可以通过将磁盘阵列通过千兆以太网交换设备与各种主机相连，当在主机上安装适当的initiator后，就可以和存储设备连通。通过不同的设置，可以使不同的主机访问各自不同的卷，也可用通过一定的文件共享机制，使不同的主机访问相同的卷。RG-iS6200的RAID单元支持0、1、0+1、3、5、6、10、30、50、60、NRAID、JBOD，可让您针对不同的环境应用来设定RAID的数据保护等级，其中提供了最新的硬件RAID6功能，在同一个逻辑磁盘驱动器(LD)里可以允许同一时间两个硬盘的故障，它内建于ASIC400的芯片设计让您在架构更高层级的数据安全防护上也享有稳定的传输效能。除此之外，它支持了在线实时变更RAID数据保护等级的功能(On-lineRAIDLevelMigration)，针对RAID5与RAID6之间来做移转，对于传输效能与数据安全防护的取舍考虑上，提供更灵活的选择。同时可设定热备援硬盘(Hot-Spare)能有效的来接替损坏的硬盘机并自动重新建立原有的数据（AutomaticBackgroundRebuild）。针对异地容灾，灾备地点选择在本地或异地基本的原理和目的都是一样的，采用与本地磁盘阵列相同的配置，通过专线或者租用链路等方式接入到SAN网络中，实现本地关键应用数据的实时同步复制。在本地数据及整个应用系统出现灾难时，系统至少在异地保存有一份可用的关键业务的镜像数据，该数据是本地生产数据的完全实时拷贝。对于校园网来说，建立的数据容灾系统由主数据中心和备份数据中心组成：其中，主数据中心采用高可靠性集群解决方案设计，备份数据中心与主数据中心通过专线相连接。主数据中心系统配置主机包括两台或多台服务器以及其他相关服务器，通过安装HA软件组成多机高可靠性环境，数据存储在主数据中心存储磁盘阵列中。同时，在异地备份数据中心配置相同结构的存储磁盘阵列和一台或多台备份服务器。通过RG-iS6200的灾难恢复软件可以自动实现主数据中心存储数据与备份数据中心数据