◆侍天航

?

基于存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探討

◆侍天航

（合肥鑫晟光電科技有限公司 安徽 230012）

信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)量不斷擴(kuò)充，數(shù)據(jù)安全的問(wèn)題如今變得尤為突出，制造型集團(tuán)企業(yè)對(duì)于信息的安全性要求越來(lái)越高，制造型集團(tuán)企業(yè)的一般備份方式是本地備份和異地備份結(jié)合的方式，本地備份能夠幫助系統(tǒng)信息快速恢復(fù)，但是如果遇到停電、火災(zāi)等不可抗力因素影響，就會(huì)功虧一簣。異地備份能夠徹底防止因上述不可抗力因素的發(fā)生影響備份的內(nèi)容，但是異地備份會(huì)使災(zāi)備中心的資源閑置浪費(fèi)，綜上所述，兩種方式都不能達(dá)到可靠安全的效果。本文主要介紹了存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)，然后提出了雙活數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)方案。該方案設(shè)計(jì)了該技術(shù)分階段實(shí)施的具體計(jì)劃，完成了系統(tǒng)的集合，結(jié)合存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)，形成了雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)。

存儲(chǔ)；虛擬化；設(shè)計(jì)；雙活

1 相關(guān)技術(shù)理論支持

1.1 雙活數(shù)據(jù)中心技術(shù)

雙活數(shù)據(jù)中心是兩個(gè)數(shù)據(jù)中心共同存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)外服務(wù)，自身具有故障切換和業(yè)務(wù)負(fù)載均衡的能力。雙活數(shù)據(jù)中心的技術(shù)特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)資源共享，減少資源浪費(fèi)，保證業(yè)務(wù)水平的連續(xù)性。傳統(tǒng)的災(zāi)備數(shù)據(jù)中心是備用的狀態(tài)，但是雙活數(shù)據(jù)中心的雙中心是對(duì)外開(kāi)放的，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的有效利用。

雙活數(shù)據(jù)中心由3部分組成：數(shù)據(jù)復(fù)制、網(wǎng)絡(luò)切換和應(yīng)用接管，具體包含網(wǎng)絡(luò)雙活以及存儲(chǔ)雙活和服務(wù)器雙活、數(shù)據(jù)庫(kù)雙活等等部分。圖1為雙活數(shù)據(jù)中心的框架。

圖1 雙活數(shù)據(jù)中心的框架

存儲(chǔ)雙活是在雙活數(shù)據(jù)中心的核心基礎(chǔ)，允許兩個(gè)數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)系統(tǒng)讀寫(xiě)。儲(chǔ)蓄雙活具有安全和可共享的特點(diǎn)，在兩個(gè)數(shù)據(jù)中心之間首先同步，保證數(shù)據(jù)不丟失。共享是提供能夠被兩個(gè)服務(wù)器同時(shí)訪問(wèn)的共享存儲(chǔ)資源系統(tǒng)，從而支持服務(wù)器的應(yīng)用。

應(yīng)用系統(tǒng)雙活是數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)，如果數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障的時(shí)候，能夠自動(dòng)切換到另外一個(gè)數(shù)據(jù)中心，這樣可以讓用戶感受到流暢的體驗(yàn)，應(yīng)用雙活技術(shù)主要有遠(yuǎn)程集群技術(shù)、服務(wù)器虛擬化技術(shù)，利用中間部件的服務(wù)器安置在雙活服務(wù)器資源池中實(shí)現(xiàn)。

1.2 存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)

存儲(chǔ)的虛擬化把物理存儲(chǔ)形成一個(gè)虛擬的邏輯池，讓用戶對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行操作。存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一管理和備份的功能。首先，統(tǒng)一管理是指存儲(chǔ)虛擬化的設(shè)備能夠把磁盤(pán)分別羅列成不同的磁盤(pán)隊(duì)列，方便維護(hù)和日常管理，不需要學(xué)習(xí)很多品牌的存儲(chǔ)設(shè)備方式，等到形成固定的資源池后就可以提高資源的利用效率，避免浪費(fèi)。其次，存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)能夠用卷鏡像技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，在兩臺(tái)設(shè)備上虛擬化為一個(gè)卷，服務(wù)器讀寫(xiě)的是卷，存儲(chǔ)虛擬化把數(shù)據(jù)讀進(jìn)兩個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，當(dāng)其中的一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)生故障的時(shí)候，另外一個(gè)設(shè)備的虛擬卷仍然可以保持正常運(yùn)行，如果設(shè)備的問(wèn)題徹底解決，存儲(chǔ)的虛擬化設(shè)備就會(huì)把數(shù)據(jù)同步到已經(jīng)修復(fù)的設(shè)備，從而讓服務(wù)器感覺(jué)不到故障。存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備通過(guò)多節(jié)點(diǎn)控制器來(lái)滿足可用率高的特點(diǎn)，服務(wù)器能夠通過(guò)存儲(chǔ)的虛擬化設(shè)備節(jié)點(diǎn)來(lái)訪問(wèn)共享卷，存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備的節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)仍然可以繼續(xù)服務(wù)。每個(gè)數(shù)據(jù)中心會(huì)有一個(gè)存儲(chǔ)的虛擬化設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備會(huì)有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)總共有4個(gè)節(jié)點(diǎn)，即使其他節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，只要這4者中的任一個(gè)能夠正常運(yùn)行，服務(wù)器就能夠正常訪問(wèn)存儲(chǔ)設(shè)備。

2 雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)分析

項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程前，因?yàn)橐跈C(jī)房?jī)?nèi)安置新的設(shè)備，可能面臨的項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)有：人員誤操作觸電、機(jī)房設(shè)備損壞、以及其他設(shè)備或系統(tǒng)損壞。實(shí)施的對(duì)策如下：在物品的采購(gòu)時(shí)首先提出應(yīng)滿足的審核條件，保證采購(gòu)的設(shè)備是能夠滿足超高壓的輸電公司信息系統(tǒng)框架條件，同時(shí)在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中應(yīng)該保證施工人員的安全，防止機(jī)房中出現(xiàn)觸電問(wèn)題。在實(shí)施前提前制定好應(yīng)急方案和預(yù)備方案，由項(xiàng)目組提前驗(yàn)收，安排工作日程，項(xiàng)目組的相關(guān)人員提前進(jìn)行評(píng)審和調(diào)研審核后，才能夠保證項(xiàng)目工作的成功實(shí)施。在項(xiàng)目實(shí)施中，應(yīng)該安排人員現(xiàn)場(chǎng)共同完成工作，保證出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候能夠及時(shí)解決。

2.2 雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)

雙活存儲(chǔ)的框架本身具有方便管理的特點(diǎn)，存儲(chǔ)的虛擬化設(shè)備進(jìn)行充分部署，然后在兩個(gè)數(shù)據(jù)中心讀寫(xiě)鏡像的存儲(chǔ)卷，存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)顯得過(guò)于繁雜，但是使用雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)，如果其中一個(gè)發(fā)生故障，另外一個(gè)數(shù)據(jù)中心的設(shè)備也能夠繼續(xù)服務(wù)，大大增加了設(shè)備安全運(yùn)行的可能性。服務(wù)器的讀寫(xiě)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的要求會(huì)有限請(qǐng)求安置在數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備，沒(méi)有必要對(duì)另外一個(gè)數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備進(jìn)行研究，設(shè)備的性能較為齊全。

讀I/O的主要流程有四步：鏡像卷先收到讀請(qǐng)求；鏡像卷在同一個(gè)數(shù)據(jù)中心的隊(duì)列中的鏡像數(shù)據(jù)盤(pán)讀取數(shù)據(jù)；磁盤(pán)隊(duì)列中的鏡像數(shù)據(jù)盤(pán)返回到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備；最后存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備的鏡像重新輸回服務(wù)器。

寫(xiě)I/O的過(guò)程也分為4步：首先鏡像卷收到寫(xiě)的請(qǐng)求，其次鏡像卷把寫(xiě)請(qǐng)求復(fù)制分別把兩份發(fā)放到不同的磁盤(pán)陣列上的鏡像數(shù)據(jù)盤(pán)，然后在磁盤(pán)陣列的兩個(gè)鏡像的數(shù)據(jù)盤(pán)都返回從而完成寫(xiě)的操作，最后存儲(chǔ)的虛擬化設(shè)備的鏡像卷返回后通過(guò)編寫(xiě)I/O的操作完成到服務(wù)器。具體操作如圖2所示：

圖2 具體操作

2.3 實(shí)驗(yàn)方案的結(jié)果效益分析

雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)是給制造型集團(tuán)企業(yè)系統(tǒng)提供的基礎(chǔ)設(shè)施，能夠確保企業(yè)的資產(chǎn)管理和財(cái)務(wù)管理以及人力管理系統(tǒng)的正常運(yùn)作，通過(guò)存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)整合制造型集團(tuán)企業(yè)目前的存儲(chǔ)資源，能夠?qū)①Y源按照需求重新調(diào)配，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)資源的有效利用，實(shí)現(xiàn)不同機(jī)房之間的資源共享，節(jié)省資源成本，加快資源的快速分配速度，降低成本利用率。存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)能夠從根本上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠以及數(shù)據(jù)的安全，有效地規(guī)避了數(shù)據(jù)丟失的可能性，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，避免帶給用戶不好的感知。

3 結(jié)語(yǔ)

信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)量不斷擴(kuò)充，數(shù)據(jù)安全的問(wèn)題如今變得尤為突出，制造型集團(tuán)企業(yè)對(duì)于信息的安全性要求越來(lái)越高，本文主要介紹了存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)，然后提出了雙活數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)了該技術(shù)分階段實(shí)施的具體計(jì)劃，完成了系統(tǒng)的集合，探討了施工過(guò)程中的難點(diǎn)，結(jié)合存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)，形成了雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)。

應(yīng)用系統(tǒng)雙活是數(shù)據(jù)中心的目標(biāo)，如果數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障的時(shí)候，能夠自動(dòng)切換到另外一個(gè)數(shù)據(jù)中心，這樣可以讓用戶感受到流暢的體驗(yàn)，應(yīng)用雙活技術(shù)主要有遠(yuǎn)程集群技術(shù)、服務(wù)器虛擬化技術(shù)，利用中間部件的服務(wù)器安置在雙活服務(wù)器資源池中實(shí)現(xiàn)。本文主要是結(jié)合制造型集團(tuán)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心情況進(jìn)行分析，介紹了詳細(xì)的技術(shù)方案，引入存儲(chǔ)的虛擬化技術(shù)，形成雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的雙活和應(yīng)用系統(tǒng)雙活。本文中主要是對(duì)雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)方案進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，選擇分階段的實(shí)施計(jì)劃，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)和服務(wù)器的虛擬技術(shù)結(jié)合后，建成了跨機(jī)房的共享資源池。同時(shí)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和檢驗(yàn)，得出了雙活存儲(chǔ)系統(tǒng)可利用率高、能夠資源共享的特點(diǎn)。

[1]廖鋒,喻朝新,張國(guó)祥.關(guān)于利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)容災(zāi)保障的思路探討[J].數(shù)據(jù)通信,2013(01):38-41.

[2]涂暢,王海濱,鄭寶銘,師威.基于多活中心模式的存儲(chǔ)虛擬化和文件系統(tǒng)高可用平臺(tái)研究及建設(shè)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2018(03):189-190+192.

[3]劉榮,沈松,李子苑.存儲(chǔ)虛擬化和全閃存技術(shù)在煙草核心系統(tǒng)的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2018,35(06):96-101+128.

[4]蘇悅洪,李彬,石文娟,任忠敏,何彩升.醫(yī)院業(yè)務(wù)系統(tǒng)硬件平臺(tái)信息化建設(shè)與改造[J].醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志,2017,38(01):41-44.

[5]汪兆來(lái).基于存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)的雙活數(shù)據(jù)中心醫(yī)院信息系統(tǒng)容災(zāi)平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2015,12(09):65-68.