数据中心存储系统的方案设计

数据中心存储系统的方案设计摘要随着高校业务的不断更新与拓展，传统的DAS、NAS为主的存储架构已满足不了高校信息化发展的需要因此，构建一个高性能的数据中心存储系统，来支撑高校业务发展的需要已迫在眉睫本人作为某高校信息中心的负责人，针对学校没有集中的存储设备、存在单点故障；各部门的存储设备相互独立，资源利用率低；管理位置分散，难于管理，不方便实现资源的共享的问题，提出了采用基于IP-SAN的存储架构解决方案，通过IP-SAN技术与RAID及堆叠技术的有效融合，实现了对学校存储资源的统一管理与调度，方便管理的同口寸，有效的提高了资源的利用率，该方案相比DAS与NAS,有着更好的兼容性、扩展性、高容量、高带宽，满足了学校业务发展的需要正文项目概述随着学校的发展，本校各部门采用按需、独立的原则构建了部门的业务资源系统，学校的超星、万方、知网的数字资源由图书馆部门自行管理，而选课系统的服务器由教务处负责管理与维护，同时各二级学院的精品课程及其它教学资源系统由各院单独运维这种“按需、逐个、独立”的原则构建的资源系统导致存储资源利用率低、管理不方便、共享性差针对上述问题，本人作为学校信息中心的负责人，主持了此次各业务系统存储资源的规划与建设，通过采用IP-SAN、RAID、堆叠等技术的融合，构建了一个可扩展、高效率、高可靠性的数据中心存储资源系统存储系统方案设计要实现对学校各业务存储资源的统一管理与调度，采用网络附加存储与存储区域网络的方式都能满足需要前者是采用基于文件方式的存储架构，一般主要应用于高吞吐率及海量存储的场景网络附加存储的优势在于支持多协议、安全性较高、可以跨平台实现对数据的共享不足之处是不能有效的支持数据库的应用、不支持数据块方式的传送相比网络附加存储方式，升-SAN不但拥有其网络附加存储的所有优点，而且支持数据块的传送，该技术通过将SCSI映射到TCP/IP协议上，通过TCP/IP来承载SCSI数据块，通过该技术使得存储资源集中管理、数据共享、远程访问变得更加容易鉴于IP-SAN的这些优势，因此决定在此次校园数据中心存储系统采用IP-SAN的解决方案确定了存储系统架构后，需要明确在架构中采用哪种协议进行通信FCIP、IFCP、以及ISCSI都支持IPSAN存储架构的通信FCIP与IFCP偏向于光纤传输系统，考虑到校园网络中不少环境中还存在有双绞线传输的情况，因此决定采用ISCSI协议ISCSI是一种串行通信协议，运行于IP协议的上层该协议的存储数据可以通过IP进行封装后承载，当数据到达目的地后，再将打包在IP协议里的存储数据进行解封装，还原成存储数据，交给相应的设备进行处理服务器、存储阵列、存储交换机是构建一个存储系统中必不可少的三要素，上述三要素的选择好坏，直接影响到整个存储系统的性能作为信息中心的负责人，充分调研各业务平台的需要后，作出以下规划与选择对于服务器的选择，主要从四个方面考虑，即CPU、内存、硬盘、网卡CPU是服务器最为关键的部件，其性能的好坏直接影响到业务的处理速度考虑到学校关键业务的选课系统、0A系统对于业务处理速度需求高，因此采用双路8核的INTEL CPU影响业务处理速度除了CPU以外，内存容量也直接决定了其处理效率为了使其处理效率达到业务需要，在方案中采用64GB的内存容量考虑到学校的超星、万方、知网系统由专门的存储服务器存储、本地服务器无需处理大容量的数据，因此采用SAS硬盘，该硬盘能达到每分钟一万五千转，比SATA的硬盘快两倍，完全能满足高效率的业务系统需求，同时为了提高关键业务系统的可靠性，在服务器上配置RAID1,提供数据冗余为了满足学校高峰期上万学生选课的需要，服务器采用四块万兆网卡，其中二块连接捆绑后连接以太网络，二层捆绑后连接IP-SAN网络，进而提高链路的高吞吐量和高可靠性对于存储阵列有软件方式与硬件方式两种软件方式在存储的主机上运行RAID程序，通过控制SCSI卡与磁盘组成形成阵列，采用该方式对于服务器的资源消耗过大，引起服务器过载等问题，特别是在用户访问量大时系统容易崩溃相比软件方式，硬件方式在阵列柜里有主板来控制阵列中的磁盘，所有的控制由主板来完成，进而使服务器从高负载中解脱出来，可以有效的提升存储系统的整体性能考虑到学校有将近二万师生，在工作日每天都有上千人来访问阵列中的存储资源，因此决定采用硬件阵列的方式来保证学校师生访问存储资源中的体验效果而对于阵列中的磁盘通常都是采用RAID技术加快数据的访问及冗余，RAID技术的标准目前已有RAID O~RAID6,及RAID0与RAID1相结合的RAID10等标准不同的技术标准对于硬件的成本、存储性能、数据安全性各不相同考虑到存储数据的安全性及成本，采用RAID5的方式，该方式介于高访问RAID0与高安全RAID1间，不但可以提供数据的高访问性，而且可以保证数据的安全性当阵列中有一块硬盘损坏时，通过加入校验数据来修复损坏的磁盘数据，保证系统数据的可靠与安全服务器与存储阵列间的数据通信必须依赖于存储交换机，存储交换机是服务器与存储阵列沟通的桥梁存储交换机的带宽及处理数据通信的速度好坏直接影响服务器与存储阵列间的通信是否顺畅作为信息中心的负责人，在选择存储交换机品牌上作了充分调研，目前市场上支持IP-SAN架构的存储交换机大的品牌有IBM、博科、CISCO等品牌，从成本与性价比方面考虑，选择了博科品牌的交换机，该交换机所有端口都支持全双工通信，端口带宽都能达到万兆以上，最高吞吐量能达到408G bit/s,而且还支持堆叠与链路聚合，不但完全满足高速转发的性能要求，而且还可以提供链路与设备级的冗余，有效的增强了存储阵列与服务器通信时的可靠性与稳定性总结本文针对校园信息化存储资源管理分散、资源利用率不高、共享性、可靠性与安全性差等问题，提出了采用IP-SAN的存储架构设计思想，为了使该设计理念满足校园师生的需要，本人对存储服务器、存储阵列、存储交换机进行了相应的规划与选择，同时采用RAID5技术为存储阵列上存储资源的高速访问与安全提供了保障通过上述举措构建了一个扩展性好、高容量、高带宽的存储资源系统，满足了校园信息化发展的需要，提升了服务品质改进之处本方案在容灾与数据远程备份上还有考虑不到的地方，下一步在资金充足的情况下，完善上述功能。