SAN存儲技術(shù)在數(shù)字化校園網(wǎng)中的應用研究

【摘要】本文介紹了幾種常見的網(wǎng)絡存儲技術(shù)，并比較了它們的優(yōu)缺點。根據(jù)賀州學院數(shù)字化校園網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲的要求，提出了一種基于SAN存儲技術(shù)的高性能、安全可靠、經(jīng)濟實用的網(wǎng)絡存儲解決方案。

【關(guān)鍵詞】校園網(wǎng)存儲；DAS技術(shù)；NAS技術(shù)；IP SAN

1.引言

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，高等學校正在走向信息化。作為地方新升本科院校之一的賀州學院，正在努力構(gòu)建高速穩(wěn)定、安全可靠、可管控的數(shù)字化校園網(wǎng)，讓信息技術(shù)融入到學校的教學科研和行政管理中去，提高教學資源的使用率和辦公效率。

由于諸多歷史原因，學校起步晚、底子薄，投入校園網(wǎng)的資金有限，數(shù)字化校園網(wǎng)只完成了網(wǎng)絡硬件基礎(chǔ)設施、部分教學和公共資源管理平臺的建設。網(wǎng)絡存儲在學校信息化發(fā)展中是一塊短板，因為沒有一套安全可靠的存儲設備，學校信息數(shù)據(jù)存在非常大的安全隱患。筆者結(jié)合學校數(shù)字化校園網(wǎng)的發(fā)展目標、借鑒其他高校的成功實施方案和實踐經(jīng)驗，提出了一種基于SAN存儲技術(shù)的高性能、安全可靠、經(jīng)濟實用的網(wǎng)絡存儲解決方案。

2.校園網(wǎng)存儲的特點及存儲需求分析

隨著學校數(shù)字化校園網(wǎng)的加大建設，校園網(wǎng)上網(wǎng)用戶數(shù)量會快速增加，提供的各種應用服務越來越多，網(wǎng)絡管理復雜程度日益增大，很多應用系統(tǒng)需要海量的存儲能力[1]。筆者通過認真的調(diào)查分析，學校信息數(shù)據(jù)存儲的需求主要包括幾個方面：

（1）學校網(wǎng)站服務器，包括學校門戶、二級學院（部門）等網(wǎng)站，共計30多個；

（2）校園網(wǎng)萬兆認證計費網(wǎng)關(guān)，負責用戶的認證、授權(quán)和計費，數(shù)據(jù)采集、實時控制和執(zhí)行各種網(wǎng)絡和計費策略。教師和學生的上網(wǎng)賬號和密碼等信息存放在數(shù)據(jù)庫服務器上，其他數(shù)據(jù)信息存放在應用自助服務器上。這兩臺服務器非常重要，一旦數(shù)據(jù)發(fā)生丟失或被篡改，將給師生上網(wǎng)造成很大的影響；

（3）各種應用系統(tǒng)，如統(tǒng)一信息門戶平臺、教務管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、財務一卡通系統(tǒng)、網(wǎng)絡教學綜合平臺和網(wǎng)上精品課程系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)跟師生的日常教學和學習密切相關(guān)。

目前，校園網(wǎng)存儲數(shù)據(jù)的手段簡單落后，學校網(wǎng)站或者應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采用人工的操作方式進行不定期備份，備份工具也十分簡單，主要有移動硬盤、U盤或者服務器的本地備份，備份數(shù)據(jù)的完整性和安全性根本得不到保障。特別是財務一卡通、教務管理等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對安全性、完整性、可靠性、存儲速度有非常高的要求，現(xiàn)在采取的存儲方式已遠遠不能滿足信息數(shù)據(jù)備份的要求，必須建立一個高性能、安全可靠的存儲平臺。

3.常見的存儲設備和技術(shù)分析

伴隨著網(wǎng)絡的日益發(fā)展，網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)在面臨著挑戰(zhàn)的同時迎來了快速的發(fā)展，常見的網(wǎng)絡存儲設備有：SCSI接口卡與控制卡、獨立磁盤冗余陣列（RAID）、磁帶庫、磁盤陣列和光盤庫等[2]。在大量的存儲備份系統(tǒng)中，各種存儲設備的存儲特點和應用環(huán)境各不相同，如磁盤陣列用于大容量數(shù)據(jù)的實時存儲；磁帶庫用于大容量數(shù)據(jù)的定期存儲；光盤庫則用于大容量數(shù)據(jù)的查看訪問，它的優(yōu)點是可以按需備份數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)具有移動性，但它的缺點也十分明顯，需要人工操作，并且光盤容易損壞，直接威脅數(shù)據(jù)的安全。

流行的存儲技術(shù)有：DAS技術(shù)、NAS技術(shù)和SAN技術(shù)。DAS技術(shù)采用直連方式進行數(shù)據(jù)的存儲，它直接通過標準接口技術(shù)將外部的存儲設備與服務器相連，優(yōu)點是可以對存儲設備的操作從服務器中分離出來，減少存儲的時間。缺點是不能滿足大容量數(shù)據(jù)的存儲和訪問，對相應服務器的性能和數(shù)據(jù)存儲時間造成很大的影響。NAS技術(shù)采用一種專業(yè)的數(shù)據(jù)存儲設備將獨立分散的信息數(shù)據(jù)整合為大型集中管理的數(shù)據(jù)中心，用戶可以通過網(wǎng)絡對它進行直接訪問。NAS完全支持跨平臺文件共享，支持所有的操作系統(tǒng)，安裝簡便快捷，方便網(wǎng)絡管理員集中管理大量的數(shù)據(jù)，降低維護成本。SAN技術(shù)通過專用高速網(wǎng)將服務器和存儲設備進行互連，在服務器和存儲設備之間，SAN能提供任意兩個端口之間的通信鏈路，由于它采用單獨的網(wǎng)絡，不與局域網(wǎng)共享通信信道，這大大增強了SAN的靈活性、安全性和可擴展性。未來的數(shù)據(jù)存儲將以SAN技術(shù)為主，目前FC SAN和IP SAN兩種應用環(huán)境得到了廣泛的應用。SAN比NAS有相同的地方，也有很多不同之處，最根本的區(qū)別是NAS提供的是文件級的服務，而SAN提供的是存儲塊級的服務。在帶寬、存儲性能和存儲效率等方面，SAN比NAS更有優(yōu)勢。對用戶而言，NAS的性價比比較好，適合中小型網(wǎng)絡的的數(shù)據(jù)存儲，而SAN的性能十分優(yōu)秀，缺點是價格比較昂貴，但它十分適合大中型網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)存儲。

4.基于SAN存儲的設計

根據(jù)學校數(shù)字化校園網(wǎng)對信息存儲的需求和發(fā)展目標，對比各種常見的存儲技術(shù)，SAN（存儲區(qū)域網(wǎng)絡）技術(shù)的優(yōu)勢十分明顯，因為它可以有效解決網(wǎng)絡帶寬不足、大量占用服務器資源等瓶頸問題，所以筆者提出選用SAN技術(shù)來部署學校的網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)。

出于建設成本和管理維護等因素考慮，學校的網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)采用IP SAN技術(shù)更適合，因為它的性價比比FC SAN更高，安裝部署容易簡單，只需要普通的千兆網(wǎng)卡、千兆以太網(wǎng)交換機、超五類網(wǎng)線等網(wǎng)絡設備即可。雖然IP SAN的網(wǎng)絡速度比FC SAN慢，只有千兆速度，但能滿足學校網(wǎng)絡存儲系統(tǒng)未來幾年的需求。隨著萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，可以通過更換服務器的網(wǎng)卡、交換機和通信線路擴展為萬兆的存儲網(wǎng)絡。

目前學校的各種服務器大約有40多臺，包括IBM、戴爾和惠普等著名廠商的設備，這些服務器運行著學校網(wǎng)站以及各種應用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)容量合計大約是5T。筆者提出利用華為賽門鐵克S5500T存儲系統(tǒng)來構(gòu)建學校的SAN存儲網(wǎng)絡，提供的數(shù)據(jù)存儲容量是30T，全部使用SATA硬盤。這套系統(tǒng)支持全FC SAN組網(wǎng)、IP SAN組網(wǎng)、FC SAN/IP SAN混合組網(wǎng)，在各種路徑下都可以實現(xiàn)單路徑和多路徑組網(wǎng)，其主機連接數(shù)也是非常強大。在采用多路徑組網(wǎng)時，在網(wǎng)絡層需要部署兩臺的交換機，每臺交換機到每個控制器均有路徑連接，每臺主機到每臺交換機均有路徑連接，從而避免出現(xiàn)因一個控制器或一個交換機故障而導致業(yè)務不可用的情況。其組網(wǎng)圖如圖1所示。

華為賽門鐵克S5500T存儲系統(tǒng)采用了多項高端存儲技術(shù)，如Active-Active雙控雙活架構(gòu)、一體化UPS掉電保護技術(shù)、主機端口模塊化設計技術(shù)等。融合了多項核心專利技術(shù)，如磁盤智能預取專利技術(shù)、磁盤節(jié)能專利技術(shù)，達到業(yè)界領(lǐng)先水平。采用以上組網(wǎng)方案，科學合理并且性價比高，學校的網(wǎng)絡存儲管理手段將實現(xiàn)全部自動化，信息數(shù)據(jù)將更加安全可靠。

5.總結(jié)

SAN存儲技術(shù)是一種高性能、安全可靠、經(jīng)濟實用的網(wǎng)絡存儲解決方案，它滿足了當前以及未來幾年學校存儲信息數(shù)據(jù)的需求，為我校的數(shù)字化校園網(wǎng)建設將發(fā)揮很好的作用。

參考文獻

[1]羅躍國.基于校園網(wǎng)存儲系統(tǒng)的解決方案[J].計算技術(shù)與自動化，2008.

[2]施游，桂陽.網(wǎng)絡規(guī)劃設計師考試輔導教程[M].電子工業(yè)出版社，2010：374.

本文為賀州學院2011年校級科研項目“關(guān)于SAN網(wǎng)絡存儲技術(shù)的研究”（立項號：2011ZRKY01）成果之一。

作者簡介：王洪波（1979-），男，廣西容縣人，碩士，賀州學院教育技術(shù)中心講師，主要研究方向：計算機網(wǎng)絡。