尹良原

摘要：數(shù)據(jù)是整個信息化系統(tǒng)的生命線，數(shù)據(jù)庫服務器負責著數(shù)據(jù)的接收、處理和存儲等工作。所有數(shù)據(jù)的安全保密、高可用以及方便地查詢都與數(shù)據(jù)庫的安全性、穩(wěn)定性和性能密切相關。應用系統(tǒng)業(yè)務量不斷地增加，數(shù)據(jù)量也不斷增長，服務器必須能同步的進行擴展，因此服務器必須要滿足安全可靠，性能高等要求。數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)的使用，提高了可用性和高性能問題，實現(xiàn)了低成本使用服務器平臺，專門為特殊應用行業(yè)和高密度計算機環(huán)境設計的。該文就安徽日報報業(yè)集團的統(tǒng)一集成數(shù)據(jù)中心的應用進行闡述。

關鍵詞：高集成數(shù)據(jù)中心；存儲

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）24-0015-03

1 安徽報業(yè)集團數(shù)據(jù)中心簡介

安徽報業(yè)集團中心機房由2009年建成，設計之初已經(jīng)將小型機、數(shù)據(jù)中心的建設已經(jīng)考慮之中，伴隨著信息技術的高速發(fā)展，各種各樣的數(shù)據(jù)也在加速膨脹，信息系統(tǒng)逐漸地從以應用為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詳?shù)據(jù)為中心，因此，為了提高管理效率和整體數(shù)據(jù)安全在2013年開始我們部署了數(shù)據(jù)中心和虛擬化管理系統(tǒng)。

1.1數(shù)據(jù)中心現(xiàn)狀

現(xiàn)在大部分數(shù)據(jù)中心都是將低性能、低可靠的服務器作為數(shù)據(jù)中心的硬件主要配置，是一種廢物利用的做法，也有使用高性能的機架式服務器作為主要配置，但這些作法都是高能耗、占體積、高運維、高風險的一套方案，作為數(shù)據(jù)中心是一個系統(tǒng)工程從它的基本要素和數(shù)據(jù)中心全生命周期的角度出發(fā)，以上的作法沒有把數(shù)據(jù)中心的節(jié)能、降耗、運營成本等進行綜合考慮，節(jié)能減排是國家可持續(xù)發(fā)展重要的戰(zhàn)略決策，眼前是省下設備的投入但從長遠來說“綠色數(shù)據(jù)中心”是一個長期更節(jié)省成本的目標。

1.2數(shù)據(jù)中心的需求分析

根據(jù)安徽報業(yè)集團目前硬、軟件環(huán)境條件分析做出如下需求：

1） 數(shù)據(jù)中心硬件必須達到節(jié)能要求；

2） 數(shù)據(jù)中心易建設管理；

3） 數(shù)據(jù)中心易運維；

4） 數(shù)據(jù)中心節(jié)約采購成本；

5） 數(shù)據(jù)中心與信息系統(tǒng)的災難恢復。

1.3數(shù)據(jù)中心的方案選型

由于安徽報業(yè)集團的小系統(tǒng)多，大文件較少我們在選擇硬件時遵循了高集成、高性能、高可靠、節(jié)能的硬件設備。主要是利用刀片服務器、存儲作為基礎設備以及虛擬化軟件建立起多臺虛擬服務器為全集團各種應用提供服務。

服務器：以刀片服務器為主，刀片服務器主要特點可以共享資源，從外表上看可高密度部署服務器，節(jié)約使用空間和費用，升級靈活、便捷易操作，各部件可以做到全冗余安全系數(shù)較高，特別內(nèi)置的負載均衡技術特別適合運行虛擬化系統(tǒng)。

存儲：NETAPP存儲最大優(yōu)點就是存儲速度快，特有的指針地址表的作法使得數(shù)據(jù)快照建立時不會對系統(tǒng)增加負擔，恢復時能夠做到數(shù)秒內(nèi)即可完成，還有特殊的數(shù)據(jù)壓縮與查重功能，使數(shù)據(jù)盡量精簡節(jié)約資源空間和快速存取。

2 高集成的數(shù)據(jù)中心在安徽報業(yè)集團的應用

2.1安徽報業(yè)集團數(shù)據(jù)中心組成

安徽報業(yè)集團數(shù)據(jù)中心包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成：

硬件系統(tǒng)中服務器系統(tǒng)由兩套刀片服務器主機組成，存儲系統(tǒng)主要由Netapp磁盤陣列實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)集中處理。刀片機箱上的二臺網(wǎng)絡交換機通過ISCSI協(xié)議與Netapp存儲連接。服務器虛擬化通過此硬件系統(tǒng)對硬件資源進行整合，配合Vmware vSphere 5服務器虛擬化軟件配置安裝虛擬機和虛擬交換機。

軟件系統(tǒng)為Vmware vSphere 5，Vmware vSphere 5 中ESX Server是安裝在每臺刀片服務器底層的操作系統(tǒng)，Vmware virtual client可以安裝在局域網(wǎng)的任一臺計算機中，可以安裝多臺計算機，多終端進行管理，結合windows的域控服務管理可做到多用戶、多角色的個性化用戶管理方式。

2.2數(shù)據(jù)安全的核心數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)實施

所有這些數(shù)據(jù)都是以存儲系統(tǒng)為基礎的，因此一個較好的存儲系統(tǒng)將能夠的提升整個信息系統(tǒng)的價值。為了保障存儲系統(tǒng)對系統(tǒng)應用的高性能支持和可擴展要求，存儲系統(tǒng)設計符合以下原則：

2.2.1數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)硬件架構

NetApp 3210A存儲從硬件上來看主要由兩個部分構成，控制器A/B（機頭）和磁盤柜。3210A采用了雙控制器，兩個磁盤柜，分別安裝有13塊450G 15000PRM SAS 2.0企業(yè)級硬盤和12塊 1T 7200PRM SATA接口企業(yè)級硬盤。從數(shù)據(jù)流向來看，控制器A管理13塊450G SAS盤，采用RAID DP校驗技術，最高允許2塊盤同時損壞，此外，還有1塊熱備盤，劃分一個RAID組，（13-2-1=10塊）做完RAID后可用空間為3.41TB?？刂破鰾管理12塊1T SATA盤，采用RAID DP校驗技術，最高允許2塊盤同時損壞，此外，還有1塊熱備盤，劃分一個RAID組，（12-2-1=9塊）做完RAID后可用空間為6.22TB。

2.2.2數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)物理連線方式

磁盤柜分別通過萬兆電口和控制器連接，SAS盤柜和A控制器連接，SATA盤柜和B控制器連接，當A控或B控某個控制器出現(xiàn)故障時，將自動切換到另外一個控制器。每個控制器上有2個ISCSI電口，分別和核心交換機、刀片交換機連接。

2.2.3數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)主要的軟件架構

NetApp存儲提供了一個復雜的軟件架構來保證管理簡單和業(yè)務可持續(xù)性的最大化。包括以下三個主要因素來提供速度和可靠性：

實時的處理執(zhí)行機制；WAFL文件系統(tǒng)包含NVRAM和Snapshot；RAID管理器；

RAID Manager——獨立磁盤冗余陣列（Redundant Array Of Independent Disks），將多個磁盤組成一組冗余集合。NetApp 支持 RAID-DP 與 RAID-4 兩種 RAID 類型。 RAID-DP 為 NetApp 采用的默認 RAID 類型，每組 RAID 至少由 3 塊盤組成，最多允許同時有 2 塊盤出現(xiàn)故障。它比其他RAID系統(tǒng)執(zhí)行更加快速，為數(shù)據(jù)在保存在磁盤前是放在NVRAM，而且是整合在WAFL文件系統(tǒng)里面的，不需要額外的軟件和硬件（NetApp的RAID是軟RAID實現(xiàn)的）。

WAFL——Write anywhere file layout。條帶化寫數(shù)據(jù)在多個硬盤上。數(shù)據(jù)可以寫在系統(tǒng)的任意位置并從多個盤讀出。

NVRAM——NVMEM Battery 非易失性隨機訪問存儲器電池，NVRAM（Non-Volaile Random Access Memory）：NVRAM 工作在內(nèi)存與磁盤之間，其內(nèi)存容量約為標配內(nèi)存的八分之一大小，與內(nèi)存之間通過直接內(nèi)存存?。―MA）的方式來進行交互。因其具備獨立電池供電，所以可保證在發(fā)生意外時，正在交互的數(shù)據(jù)也不會丟失。需注意的是，電池的最大供電時間為 24 小時。

Snapshot——WAFL使用Snapshot作為一個快速而且簡單的備份系統(tǒng)。當采用 Snapshot的時候，會保留整個文件系統(tǒng)的快照。Snapshot不是保留文件系統(tǒng)任何事的一個拷貝，但是其保留了一套文件在被更新時刻之前的樣子。Snapshot可以發(fā)現(xiàn)和拷貝到常規(guī)的文件系統(tǒng)。Filer在線情況下就可以按照計劃自動創(chuàng)建Snapshot或者手工創(chuàng)建Snapshot。每個volume可以同一時刻保留255個快照，這個數(shù)值依賴使用什么DataONTAP版本。

網(wǎng)絡服務---提供了使用多種網(wǎng)絡協(xié)議連接到不同類型的網(wǎng)絡。通過NFS、CIFS、DAS、HTTP和FTP實現(xiàn)文件級的訪問，通過FCP和iSCSI實現(xiàn)塊級別的訪問。

3 安徽報業(yè)集團數(shù)據(jù)中心的特點

1） 高集成：目前兩個標準機柜即可存放兩套刀片機籠安裝30個刀片服務器和兩套核心存儲，并且還有很大的擴容空間，一個機柜最多可存放四套刀片機籠。

2） 高性能：能夠?qū)崿F(xiàn)高速的數(shù)據(jù)存取，以保證應用功能的高效運行；還能提供較高的文件讀寫速率，IO操作次數(shù)，以及較短的響應時延；

3） 高可靠性：數(shù)據(jù)存取穩(wěn)定，滿足應用長期高效運轉(zhuǎn)的要求；

4） 高擴展性：在滿足當前的業(yè)務需求的同時，還考慮到今后業(yè)務發(fā)展的需求，確保在未來擴容時能夠擴展到更多的存儲容量支持。系統(tǒng)應有靈活的系統(tǒng)擴容方案，能夠進行不影響系統(tǒng)和應用工作的在線擴容；

5） 可管理性和可維護性：存儲系統(tǒng)在提供高可靠性的同時，也應具有較高管理性和可維護性，能夠采用圖形化界面對存儲設備進行配置管理；

6） 安全性：保證數(shù)據(jù)的損壞與丟失盡量少，即使出現(xiàn)意外情況，也能夠快速地進行恢復；

7） 標準性：存儲系統(tǒng)應基于現(xiàn)有計算機和網(wǎng)絡設備業(yè)界的開放標準，適應現(xiàn)有網(wǎng)絡系統(tǒng)硬件環(huán)境要求。由于現(xiàn)有主機系統(tǒng)的多樣性，存儲系統(tǒng)需要支持不同種類的操作系統(tǒng)，同時還要支持多種數(shù)據(jù)庫應用，并支持跨平臺的數(shù)據(jù)共享，而不僅僅是介質(zhì)共享。

4 使用效果及問題修補

自系統(tǒng)組建以來正常運行近兩年，曾發(fā)生過服務器的硬件、存儲的硬盤損壞，但應用系統(tǒng)從未因此中斷，這歸功于整個系統(tǒng)的冗余性，任何節(jié)點均可中斷但數(shù)據(jù)、應用不會受此影響，更換完備件后立即恢復多點冗余狀態(tài)。

問題：安徽報業(yè)集團的數(shù)據(jù)中心建成只是本地化的數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)安全性與系統(tǒng)運維連續(xù)性還受著高危的考驗，異地容災將是往后的后續(xù)工作主要目標。

結束語：本文簡要闡述了安徽報業(yè)集團數(shù)據(jù)中心的應用方案，數(shù)據(jù)中心是信息化社會的IT基礎設施，作為機構信息系統(tǒng)的運行中心、測試中心和災備中心，承擔著機構的核心業(yè)務運營、信息資源服務、關鍵業(yè)務計算、數(shù)據(jù)存儲和備份，以及確保業(yè)務連續(xù)性等重要任務。當今社會，那些缺乏可持續(xù)發(fā)展能力的數(shù)據(jù)中心已暴露出了較多的問題，例如供電能力不足、無法實現(xiàn)在線擴容、機房送回風不順暢產(chǎn)生局部熱點、數(shù)據(jù)中心能耗巨大等。這些問題直接影響數(shù)據(jù)中心的可用性和可靠性，大大縮短了數(shù)據(jù)中心的正常生命周期，高集成的數(shù)據(jù)中心將解決部分弊端，數(shù)據(jù)中心建設是長期的工程，它不僅取決于IT技術發(fā)展的驅(qū)動，而且也和其他工程技術發(fā)展有關，我們將不斷優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的各個環(huán)節(jié)，與同行們共同學習、進步。

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