首页 / 科技知识

双活存储技术在智慧校园建设中的实践及应用 —— 以江苏财经职业技术学院为例

  发布日期:2018-10-10  浏览次数:
摘要

数据存储是智慧校园的重要技术支撑,本文分析了智慧校园对存储的需求。对目前常用的存储技术进行了分析和比较,根据实际情况对双活存储系统开展研究与设计,并进行测试,实现了智慧校园数据的高效存储、备份与恢复。为未来的智慧校园建设提供有力支持。

  基于虚拟化结构的双活技术,可以异构第三方存储,在有大量老旧存储设备的情况下使用存储虚拟化设备,可大大提升存储的利用率。但是随之而来的问题也出现了,情况如下:①存储性能受损:新增加的虚拟化设备,即使采用最新的处理芯片,链路中额外增加的一层设备,也会造成数据传输的延时。②业务连续性:如果使用一台虚拟化设备,其出现故障后损失异常严重,后端存储将不能被服务器识别。使用冗余虚拟化设备,当其中一台虚拟化设备出现故障时需要将业务切换到冗余设备,其过程也会造成业务等待。对于关键业务,这个等待时间将造成较大的延时。③投资加大:增加存储虚拟化设备,会增加投资。

  对称双活存储技术具有以下技术特点:①利用率高:两台存储同时可以作为生产存储,并且两台存储可以同时加载不同的应用,而且互为镜像;例如,存储引擎A上面有数据库业务,其在存储引擎B上有镜像;存储引擎B上有OA系统,其在存储引擎A上有镜像。如果在读数据的情况下,可大大增加读取数据的效率。②管理方便:两台镜像存储之间使用光纤链路连接,采用直连的方式,不占用光纤交换机端口,有故障时也能做到快速排查。心跳链路采用普通的GE口连接,使用普通网线即可,成本低。存储底层实现的双活功能,对管理人员是无感知的,不需要手动干预存储的切换,提高管理人员维护效率。③降低成本:无需第三方软硬件,通过存储对称双活存储功能模块即可实现,在存储底层进行实施,无需在服务器层面进行操作,降低使用成本。

  三、组网描述

  双活存储方案作为学院的核心基础架构,其架构的选择决定了整个系统是否可靠高可用、安全可信赖、弹性可扩展。基于上述需求,学院采用对称双活存储解决方案来构建高可用、高性能、可扩展的容灾方案。双活存储方案存储采用宏杉存储MS3000系列产品,实现存储双活架构,为两个数据中心存储同时提供读写服务,且整个存储系统架构全冗余,任意数据中心故障时,另外一个数据中心有一份存储设备和相同数据可用,最大化提高了业务连续性。两个数据中心分别部署多台虚拟机服务器,以及宏杉MS3100磁盘阵列等设备。整个双活存储系统分为存储层、前端网络层与应用层与管理层。

  在存储层,在数据中心A和数据中心B各部署两台MS31000,组成一个双活存储系统,为两个数据中心主机业务同时提供读写服务,实现两个数据中心存储数据实时镜像,互为冗余。任意数据中心故障,数据零丢失。在网络层,数据中心之间集群IP心跳和FC数据传输网络都采用裸光纤直连,传递控制信息、配置信息和数据同步,满足双活存储数据中心网络时延要求。在应用层,两个数据中心的虚拟机服务器构成一个集群,提供跨数据中心的虚拟化业务连续性和移动性。为了实现双活存储数据中心存储设备的统一管理,通过宏杉ODSP平台实现双活存储数据中心的可视化管理,并通过管理软件直观的展示双活存储业务的物理拓扑。

  四、方案测试

  学院首次将设备安装后,为保障正常使用,在正式上线之前,学院对双活存储系统进行了双活灾难演练。在测试环境中有两台存储设备A和B,前端应用正在使用过程中,工程师通过人为关闭一台存储设备A的电源来模拟设备A故障,这时存储设备B自动接管业务,在整个接管过程中,前端业务没有中断,数据没有丢失。接着,工程师启动已关闭电源设备A来模拟设备恢复,两台存储设备自动进行数据校验同步。同步完成后,工程师关闭存储设备B电源来模拟设备B故障,这时设备A自动接管业务,前端业务没有中断,数据无丢失。工程师继续启动已关闭电源设备B来模拟设备恢复,两台存储设备自动进行数据校验同步,两台存储设备数据完全一致。通过演练,验证了通过对称双活存储技术在生产环境中,当任意一台存储设备发生故障时,无需人工干预,可保障前端业务不中断,数据不丢失。

  学院经过多年建设,信息化网络基础设施逐步完善,启动了以课程资源和自主学习资源为主的智慧教室建设,实现了校园网络全覆盖;业务应用系统建设成效显著,已经建成教材信息化管理系统、教务系统、学生管理系统、科研管理系统、后勤服务系统等多个应用系统,数字化教学系统功能日趋完善,为学校的教学、科研、管理等工作提供了信息保障。学院利用现代信息技术,以大学城空间建设为抓手,通过微课、慕课等进行翻转课堂教学改革……总之,通过加快智慧校园建设,全面提升了学校教学、科研、管理、服务信息化水平。通过多年信息化建设,通过服务器、网络、存储虚拟化,以及存储数据双活部署,提高了设备源利用率,保障了学院信息系统安全、连续、稳定运行。

  五、业务价值

  根据学院《“十三五”事业发展规划》,学院将加快推动数字化校园建设,争取到2020年,教室、实训室、图书馆等重要教学、办公场所实现桌面千兆、核心万兆的网络速度;有线、无线网络覆盖到学校的每个教学、生活和办公场所,保证师生能随时、随地、安全、高速、便捷接入互联网,实现校园免费无线网全覆盖。实施智慧教室建设,力争实现校园智慧教室全覆盖,推动数字化图书馆建设。同时,学院也将不断提升信息化建设水平。实施智慧校园建设,实现校园的网络虚拟漫游,为各院(系、部)仿真实验实训室和各文化场馆提供网络支持和技术保障。优化整合各类教学、科研、管理、学习、研究、生活等应用系统,构建课堂教学、教师教研、学生学习、教学管理和评价、家校沟通、学校安全管理一体化、智能化的校园环境。为方便教师教研和学生学习,建设5——30个学习、生活类移动应用程序。完成全校183个多媒体教室的升级改造,全部实现有线联网。建立常态化录播系统、精品录播及演播厅等设施,全面开展校内精品课程、微课等优质视频教学资源的建设工作。[2]

  学院的下一步规划将考虑采取宏杉CloudSAN解决方案,将云架构和SAN存储技术融合为一体,从而满足从单一应用到多应用,小规模到大规模,存储资源池化的存储需求,在保留了传统SAN存储高可用性优势的同时,实现存储资源统一调度,资源横向弹性扩展。

  智慧校园将要从“系统为纲”转换为“数据为王”;要基于信息化,高于信息化;面向服务,以用户为服务对象;从重系统建设到建设、运维并重。[3]利用对称双活存储技术保障业务连续性,为学院目前的信息化建设提供了有力保障,将为学院探索未来智慧校园建设提供有力支持。