低成本网络存储在高校机房管理中的应用

王海艳,吴坚

[摘 要]与传统机房管理相比,选择成熟的计算机技术可为现代机房管理工作提供便捷、安全的技术支持,特别是在数据存储方面。本文对当下使用较多的几种网络储存软件进行了对比分析,并选取了其中一种,应用在机房数据管理中,以在较低成本的情况下,实现高效的数据管理。

[关键词]计算机技术;高校机房;管理;网络存储

doi:10.3969/j.issn.1673 – 0194.2017.12.080

[中图分类号]TP309 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2017)12-0-02

以往提到网络存储,人们第一反应是数据中心的FC存储网络。但建造一个功能完整的FC存储网络的成本一直居高不下,一般高职院校的数据中心在建设过程中,在FC存储网络的部署计划中面对天价的FC交换机与接口卡和与以太网不兼容的协议,也让院校再三的思考大量的资金投入是否值得,更加谈不上用于日常教学辅助的机房工作中。

1 机房管理对存储的需求

随着时代的发展,机房管理工作也变得更加复杂,主要表现在以下几个方面。首先,虚拟化技术出现以后,大量的服务器由原来的物理、分散的管理,变为虚拟、集中式。存储虚拟操作系统的大量文件不宜采用本地存储的方式,主要因为本地存储无法进行虚拟机迁移与高可用性的实现。其次,现在学院批量采购建设的计算机实验室,为了管理方便、防止计算机病毒的侵入,每台计算机的操作系统都安装了还原软件,但每次计算机重启之后,所有的操作都自动还原,包括教师的文档与学生的作业。虽然学生与教师都可以将每次课后所需的资料复制到移动硬盘或U盘等存储介质,但也存在计算机USB接口失灵或被策略禁止访问,所以,师生迫切希望机房能提供一个共享存储空间,专门存放课后作业,时间一般从一个星期到一个月不等,以便教师可以统一存取。再次,现在计算机软件种类繁多,很多绿色版的软件可以放在一个公共的存储中,上课的教师与学生需要用时,直接去存储上下载就可以进行使用,免去了机房管理员要逐个了解每个课程所需要的小软件的工作。

2 使用存储的先决条件

网络技术在近十年得到了飞速发展,特别是千兆以太网的问世,使建立一个千兆交换式网络的成本迅速下降,当然这是和建立FC存储网络的成本相比较。在此之前,制约网络存储大规模推广的原因是网络设备的价格与兼容性。现在使用千兆交换机与超五类、六类双绞线,能方便地建造起机房使用的局域网络。有了高速交换网络的有力支撑,可以开始计划存储设备的软硬件组成。硬件方面,高校实训实验中心都有闲置的服务器、磁盘阵列卡以及SAS硬盘,对存储而言,其对硬件的要求都不会太高,一般有四核至强系列处理器、8 G以上的内存、双口英特尔千兆网络接口卡都能胜任。

3 存储系统的选择

储存系统软件平台的选择,国内外厂家都有开发专用于存储的管理系统。从SOHO型家用系统到企业级系统种类较多,但从综合成本与使用复杂度考虑,本文从中取了三个软件系统进行测试,分别是:FreeNAS、Windows Storage Server、NexentaStor。通过综合测试对比,从性能、使用便捷性等方面进行考虑,本文最终确定选择NexentaStor 5.0为构建储存系统的软件部分,NexentaStor系统结构如图1所示。

NexentaStor系统结构具备以下优点:

(1)NexentaStor基于OpenSolaris/OpenZFS技术打造,有成熟技术作为支撑。

(2)完善的共享协议支持(CIFS、NFS、iSCSI、FC),具有良好的布署弹性,适应今后的业务扩展。

(3)自带RAID功能,它使用ZFS Pool,只需要把磁盘加入到Pool中,就可以使用ZFS的RAIDZ提供数据冗余保护。

(4)全面支持固态硬盘,可以将固态硬盘作为Cache盘,大幅度提高IOP,支持混合存储池,构建高速安全的物理磁盘结构。

(5)有HA Plug,实现存储服务器的高可用性。

(6)支持网卡链路聚合,与支持相应功能的交换机相连接可以有效增加网络的吞吐能力。

(7)能与VMWare公司的vSphere虚拟化服务器平台良好的集成,提供VMware vCenter plug与对Vmware Virtual Volume支持,新版本还提供了OpenStack虚拟化的支持。

(8)新版本的NexentaStor将储存业务逻辑与界面管理平台分开,使存储系统本身能更专注于底层的数据管理工作,而将界面管理平台布署到虚拟化平台中,采用界面良好的Web方式的访问,便于追踪服务器运行的实时数据。

(9)支持重复数据删除,支持数据压缩,无限快照。

4 存储系统的实现

NexentaStor作为专业存储开发商,提供了企业版与社区版。作为机房储存资料使用,免费的社區版是较好的选择,虽然有10 T容量限制,申请两个以上社区许可,就从目前机房教学的存储需求来看,足够使用。系统布署过程也比较简单,安装好NexentaStor核心业务系统之后,将NexentaFusion界面管理模块下载并导入到虚拟机中,NexentaFusion将NexentaStor作为Appliance导入进行管理,NexentaFusion功能非常强大,在Web页面可以完成几乎所有的操作,并可以对储存服务器的处理器、内存、存储池使用量、I/O吞吐能力等进行实时监控。在建立完虚拟卷后,在机房管理中,相关人员关注的主要是CIFS与iSCSI两部分功能,其中CIFS使用过Windows共享的人们都比较熟悉,可以用于学生作业与常用绿色软件的存放。iSCSI是一个基于块设备的协议,其效率要高于CIFS,但其具体使用时与CIFS协议不相同,CIFS可以直接通过客户端访问存储服务器的IP地址,而iSCSI则要通过客户端运行“iSCSI发起程序”,将服务器共享的iSCSI设备块挂接过来,然后操作系统将它识别为一块全新的硬盘,再对其进行分区格式化,之后就可以像操作本地硬盘一样,非常方便。这种情况可以配置多个容量较小的逻辑卷,通过iSCSI共享到各个机房的教师机上,教师上课时开机进行系统后,“iSCSI发起程序”会自动挂接,教师上课期间需要用的资料都放入到这个分区中,不要放在会还原的本地分区中,解决了教师每次上课资料被还原的困扰。

5 结 语

通过以上实践,依托千兆以太网环境,实现了低成本、带数据冗余保护的专业数据存储服务器,在机房实训实验教学中起到了良好的辅助作用。

《低成本网络存储在高校机房管理中的应用》原文作者:王海艳,吴坚,该学术论文发表于:中国管理信息化 2017年12期

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