數據中心存儲方案大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇數據中心存儲方案范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

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數據是新經濟中的通行貨幣，但大多數企業未能釋放它們的全部價值。HGST委托開展的一項調查顯示，98%參與調查的首席信息官和IT決策者相信，如果企業能夠以最佳方式存儲、訪問和分析所有數據，它們就能創造價值。但65%的中國被調查者承認，他們并未存儲所有數據，也未能釋放數據的全部價值。調查結果還顯示，企業越來越注重利用分析工具和存儲解決方案，并關注新興的動態歸檔和云計算方面的市場機遇。

HGST亞太區副總裁James Ho表示：“數據已成為新經濟的貨幣，而從數據中挖掘價值的能力將是企業的終極競爭力。明智的企業正利用數據增進了解、推動預測和提出新見解。存儲、保留、訪問和轉換海量數據所帶來的挑戰已使得存儲成為數據中心的核心任務。”

在當今數字化的世界中，對數據的使用已從簡單的交易記錄轉變為利用數據增進理解、推動預測、進行實時決策以及獲得新見解――所有這些都為企業提供了終極競爭優勢。隨著數據使用和消費方式轉變的加速，必須對數據中心進行優化，以使其一方面可以從新的數據源中獲取或聯接至更多的數據，另一方面又能保持數據的長期可訪問性。數據在被不斷地創建和復制，數據總量每兩年就會翻一番，這使得存儲、保留、訪問和轉換海量數據成為數據中心的關鍵所在。存儲解決方案必須更快捷、更靈活、可訪問性更強，同時擁有成本也要更低。HGST正在提供這樣的解決方案，幫助世界釋放數據的力量。

瞄準動態歸檔

雖然深度歸檔依然是一種“一次寫入”并希望“永不讀取”的運作方式，但高速增長的應用和使用案例正在催生各種新的長期數據存儲模式。要求能夠隨機訪問歷史或長尾數據的社交媒體、執行標準和分析等應用給大容量數據中心存儲提出了新的要求。除了大規模的可擴展性，這些環境還要求極低的成本和極高的效率。過去，磁帶提供了一種低成本大容量存儲方式，但卻無法讓用戶快速訪問隨機數據。主流的磁盤存儲方式能夠滿足性能要求，但卻無法滿足PB級存儲環境對成本的要求。

為了滿足市場對動態歸檔解決方案日益增長的需求，HGST正通過創新技術打造可滿足成本、性能、效率和可靠性要求的動態歸檔平臺。此類新型數據存儲解決方案旨在實現10倍于傳統企業數據中心解決方案的存儲密度和功率效率，以及5倍于常用可擴展型云計算數據中心解決方案的存儲密度和功率效率。HGST的動態歸檔平臺的目標是在單個數據中心機架中實現超過10PB的容量。該平臺利用業內領先的設備容量和更多的設備關聯點提升密度、性能、效率和可靠性，從而提供每TB最低的價格和功率以及最高的機架容量。用戶可以針對不同存儲架構配置動態歸檔平臺，包括面向公共和私有云數據中心的可擴展型對象存儲解決方案。

HGST已開始向戰略合作伙伴交付動態歸檔平臺的樣品，并將于2015年初提供全面的產品細節和規格信息。

推出PCIe SSD

HGST宣布推出全新兼容NVMe標準的Ultrastar SN100 PCIe SSD固態硬盤產品系列。該產品系列集成了東芝的MLC NAND閃存并配以簡化的PCIe SSD系統，以HGST知名的品質和可靠性，HGST此款 NVMe PCIe SSD產品系列將掀起應用加速的新浪潮。針對PCIe SSD的標準化NVMe協議使得系統具有更廣泛的互通性，部署也變得更加簡單，從而實現了較低的擁有成本。

針對應用、數據庫加速、虛擬化和大數據分析，Ultrastar SN100 SSD將以半高半長的插卡形式，采用標準的2.5英寸硬盤規格，容量可高達業內領先的3.2TB。對于新增的NAND閃存耐久性和可靠性，Ultrastar SN100 SSD系列將使用專門針對東芝MLC NAND閃存進行優化的HGST CellCare NAND管理技術。

為進一步加速服務器端閃存解決方案的創新，通過增值軟件與PCIe SSD NAND閃存管理進行對接，HGST將繼續兼容NVMe的擴展功能，以提供更高級別的應用集成。利用HGST的這些擴展功能，軟件與固態硬盤之間能夠更全面的進行交互，從而實現數據管理的優化。與缺乏此功能的解決方案相比，該系列產品可以實現高出兩倍的性能和耐用性。

HGST Ultrastar SN100 SSD系列產品現已可以開始提供樣品。

與英特爾續簽開發協議

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中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）06-0006-03

1 教育行業數據中心存儲虛擬化方案設計

1.1 教育行業數據中心存儲虛擬化需求

眾所周知，存儲虛擬化技術能夠實現對不同結構的存儲設備進行集中化管理。用戶可以將存儲設備集中在一起形成一個存儲池，這樣一個存儲池中的所有存儲卷都擁有相同的屬性，同時也可以使一些重復性的工作實現自動化。基于策略的集中存儲管理，簡化了存儲容量分配，提高了容量的有效利用，并且容量擴展非常容易。因此，存儲虛擬化技術可以減少存儲系統的管理開銷、實現存儲系統的數據共享、提供透明的高可靠性和可擴展性、優化使用存儲系統。

同時，存儲資源的自動化管理為用戶提供更高層次策略的選擇。在存儲池中可以定義多種存儲級別來代表不同業務領域或存儲用戶的不同服務等級。另外，還允許客戶以單元的方式管理每一存儲池內部的存儲資源，根據需要添加、刪除或改變，同時保持對應用服務器的透明性。基于策略的存儲虛擬化能夠管理整個存儲基礎單元，不論是SAS或者FC還是iSCSI設備，存儲虛擬化能夠保持合理分配存儲資源，高優先級的應用有更高的存儲優先級，使用性能最好的存儲，低優先級地使用便宜的存儲。

各種存儲設備只需配置好RAID，直接接入存儲虛擬化平臺中。由存儲管理引擎進行統一管理操作，建立存儲池，配置虛擬卷，再針對不同的應用需求設置存儲高可用對業務連續性的支撐，動態池對應用的支撐、自動分層對存儲介質的支撐、CDP對數據的實時保護，容量的劃分和應用功能的實現將非常靈活和高效。

所以，教育行業的數據中心虛擬化需要滿足的目標包括：降低運行成本、擴展性強并能保證新應用的快速部署、提供業務的連續性保障、提供對資源的安全可靠的訪問。希望通過存儲虛擬化，可以滿足： ①改變每種應用資源的孤島模式，建立虛擬資源池，按需邏輯的分配給應用。② 簡化管理，提供靈活性，優化資源利用率，降低維護成本。③支持部署統一的部署策略。

1.2 基于NSTOR DC的存儲虛擬化整體架構

根據目前區域教育部門數據中心的現狀與應用業務高可用的迫切需求，以甌海教育數據中心存儲氣虛擬化和應用高可用建設為例，利用NSTOR DC智能的存儲虛擬化解決方案，使存儲虛擬化與服務器虛擬化相結合，為教育應用提供高性能、高可用的業務保障。

甌海教育數據中心存儲虛擬化解決方案利用NSTOR DC存儲管理平臺，整合異構存儲環境，由統一界面進行集中存儲管理，使得存儲空間利用率最大化，同時整合應用服務器，跨越SAN的孤島聯接，或者進行數據遷移。同時，通過存儲虛擬化選項，將關聯的存儲設備整合起來，在此基礎上，還可以提供與之相關的存儲服務，如快照、鏡像、復制等，滿足用戶復雜的存儲服務需求。

在具體實施規劃中，原有存儲系統配置了12塊600GB SAS硬盤，24塊450GB SAS硬盤，共計15TB實際使用空間，新增了36塊600GB SAS硬盤的存儲設備作為其高可用節點空間。通過NSTOR DC管理平臺統一管理33TB的使用空間，按應用的安全級別不同定義每個鏡像卷及共享卷，如核心數據庫的2TB左右數據由于其高度的在線要求我們定義其為一級數據配以高可用功能，無論原有磁盤陣列或是新增磁盤陣列故障都可以做到在線切換保證前端業務不中斷。此類設定也可以同時用于虛擬機信息等其他關鍵應用。一般應用共享卷的設定也可以分為幾層，按照數據的熱度在不同存儲層間自由跳轉遷移。動態存儲池的介入可以使每個具體應用的理論使用容量大于其實際使用容量的數倍，避免了由于使用空間不足造成的再次分配過程中存在的數據丟失風險。利用NSTOR DC分級存儲的架構特性預留備份歸檔等存儲應用功能，在性能提高的同時大幅度的降低成本。

通過NSTOR DC存儲虛擬化管理引擎進行存儲資源整體規劃，優化存儲資源利用率并大幅提高性能，使整個存儲數據中心具有良好的性能效率和可維護性，最大程度減少用戶的管理難度和成本。

1.3 基于NSTOR DC的存儲虛擬化方案設計

具體而言，可以以刀片服務器虛擬化和存儲虛擬化技術作為數據中心的基礎，通過統一業務平臺實現生產中心的持續運行保障，通過NSTOR DC存儲虛擬化技術實現對現有存儲設備及新增存儲設備的統一管理，提高存儲資源的靈活調配和共享能力；通過NSTOR DC存儲高可用技術實現對核心業務數據的同步鏡像，配合主機多路徑軟件實現存儲服務的不間斷供給，消除存儲單點故障造成的業務運行中斷；通過NSTOR DC動態資源管理技術，消除應用對存儲的獨占性，充分提高存儲資源利用率，減低存儲設備能耗；通過VMware服務器虛擬化技術實現應用資源共享，提高服務器利用率，減低應用設備能耗；通過VMware HA集群技術實現虛擬主機切換，消除主機故障造成的運行中斷。

具體的機制描述如下：

（1）引入NSTOR DC存儲管理平臺及部分新增存儲空間，原有磁盤陣列及其所存數據經由光纖線直接接入存儲管理平臺，與新增存儲空間組建動態存儲池。

（2）按應用的不同部署高可用卷、共享卷及數據實時保護空間。

（3）采用存儲高可用分別管理兩組存儲設備，利用光纖直連方式，保證數據讀寫性能。

（4）NSTOR DC存儲管理引擎通過存儲虛擬化技術統一管理存儲資源，實現存儲資源共享。NSTOR DC存儲管理引擎通過動態資源配置功能，實現超物理資源容量分配，實現資源的虛擬化統一管理、配置，提高資源利用率。

（5）NSTOR DC存儲管理引擎通過存儲高可用技術實現數據的同步鏡像，確保兩臺存儲設備分別存儲一份數據。結合主機多路徑軟件，實現單點故障時，數據讀寫路徑的自動切換，消除存儲系統單點故障造成的業務中斷。

（6）應用服務器和存儲管理引擎之間通過FC SAN連接。應用服務器、存儲管理引擎進行全網冗余連接，消除設備單點故障，將業務系統和存儲設備融合在一起，實現存儲和數據的統一管理。

（7）應用服務器采用16臺高性能機架式刀片服務器，分別安裝VMware服務器虛擬化軟件，切分計算資源，實現多個業務系統運行在一臺物理主機上。

（8）NSTOR DC存儲管理引擎通過FC鏈路將虛擬存儲資源分配給前端應用服務器，應用服務器基于虛擬存儲資源構建虛擬主機。同時，虛擬主機的數據存儲資源也通過NSTOR DC存儲管理引擎提供。

（9）應用服務器配置VMware HA功能，實現虛擬主機在物理主機之間的切換。通過VMware HA可以實現故障狀態下虛擬主機的自動切換，保障業務運行的連續性。

（10）在NSTOR DC存儲控制器上配置持續數據保護功能，對集中復制的數據設置持續數據保護點，確保復制數據的可恢復性。

1.4 基于NSTOR DC存儲虛擬化方案的驗證

1.4.1 存儲整合及虛擬化功能測試

現有環境中存在已有使用的其他品牌的存儲設備，將已有存儲設備接入NSTOR DC存儲管理引擎后端，同時配置有新增的存儲設備也接入到NSTOR DC存儲管理引擎后端，NSTOR DC存儲管理引擎正確識別到接入的所有存儲設備。將所有物理存儲整合建立為虛擬的動態存儲池，運用存儲自動分級功能在同一個存儲池內為不同性能磁盤進行分層。通過Thin Provisioning技術創建可以超過存儲池實際容量的虛擬卷，映射到前端服務器。

1.4.2 存儲高可用功能測試

從前端服務器向存儲系統中建立的高可用鏡像卷，進行持續拷貝大文件或者循環播放視頻文件，然后模擬制造故障，比如將后端的存儲單元關閉其中一臺；或關閉一臺DC存儲管理引擎；或破壞一條存儲路徑，會發現服務器端的文件拷貝進度依然是活躍的，而視頻也是持續播放的，再將故障修復還原，存儲系統即刻會自動同步鏡像數據，保證了數據的高可用性和一致性。

通過高強度、多方法測試結，我們成功驗證了NSTOR DC存儲虛擬化系統與存儲之間的兼容性，并在此基礎上實現了NSTOR DC存儲虛擬化系統的虛擬化數據管理功能。主要結論如下：①NSTOR DC存儲虛擬化系統兼容多種不同類型和品牌的存儲。②NSTOR DC存儲虛擬化系統具有功能強大的卷快照、復制、CDP等功能，保證了在線操作下的數據一致性。③NSTOR DC存儲虛擬化系統具備存儲高可用冗余切換的能力。

存儲虛擬化與服務器虛擬化協同應用為我們帶來了更強大的能量，高效、優化的IT架構，在幫助降低成本的同時，也為我們帶來了更為強大的數據服務，如資源供給、保護、復制及數據恢復。經過簡化的IT架構在耗電、制冷、數據中心占地和持續運行方面都達到了綠色IT的要求。當所有這些結果都加在一起，我們的結論已經非常清晰：存儲虛擬化對于數據中心整合非常重要。

1.5 基于NSTOR DC的異地遠程災備系統的架構設計

除了常規的存儲部署和虛擬化設計外，數據中心還需要考慮搭建異地遠程災備系統。

在基礎教育數據中心建設中，很少見到有數據中心做異地災備，原因是多方面的，但數據的核心價值已形成共識，數據中心的異地災備建設越來越重要，越來越迫切。可以利用NSTOR DC來搭建異地遠程災備中心，使用方便管理、節約建設成本的目的。通過NSTOR DC存儲管理引擎與本地數據中心組成災備系統，兩地之間配置成DR，通過利用兩節點間數據雙向復制（同步或異步）策略，實現對數據的全量或增量復制，以確保原數據發生錯誤時，實現數據的異地保存，有備份數據支撐業務運行。同時，配合數據復制卷的時間點快照技術（CDP），通過時間指針的方式，按增量快照的方式記錄下數據復制卷的變化，每一個快照對應一個時間點，記住了數據多個時刻的歷史變化過程，產生多個基于時間點數據影像（分鐘級，甚至秒級，可根據具體應用自由配置），這些數據影像不僅時間點細致精確，而且通過快照的回滾操作還可以直接使用，用戶經過簡單的設置就可以對快照數據進行操作，以此保證數據的可追溯性。

建立這樣的異地實時備份方案，即使遭遇極端的災難，如自然災害、火災、恐怖事件等，客戶的關鍵數據仍能保存完好，也能完整快速地重建本地數據中心系統。

當中間鏈路具有足夠大的帶寬時，可以自由定義本地兩臺存儲設備中的任意一臺與災備中心存儲設備再續建一組高可用系統，達到災難發生時可以自動啟用遠程存儲系統，不需要人工干預保證業務的實時和連續。

2 教育行業數據中心存儲虛擬化方案收益

存儲虛擬化能顯著降低數據中心的復雜性，也能減少SAN設備的數量，提供更多的存儲能力。存儲虛擬化能讓不同的存儲資源整合在一起。以前孤立分散未被充分利用的SAN和NAS設備在存儲虛擬化條件下可以得到有效整合并滿足日益增長的存儲需要。

存儲虛擬化也能極大減少部署新設備和執行數據保存的時間，而它對于數據恢復來說更具有現實意義——特別對于IT部分所倡導的綠色IT來說更具有說服力。通過對存儲虛擬化產品的投資來滿足存儲增長的需要和消除管理數據中心的復雜性。存儲虛擬化不僅能顯著減少對設備的依賴，也能簡化數據和設備的管理工作。

3 結語

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目前的數據中心架構是基于服務器和存儲系統的復雜的異構系統,從而導致設備的利用率低下和資源受限,這就需要多個配置工具套件、數據管理模型和管理團隊。此外,數據激增、嚴峻的經濟環境以及能耗、散熱和數據中心物理空間的限制等給IT人員帶來了極大的工作壓力。思科和NetApp的合作是為了創建一整套方法,使得網絡和應用能以更高效的方式運作。協作的主要目標是降低成本,提高靈敏度,在數據中心之間和數據中心內部增加業務。上述這些目標可以通過以下方式實現:簡化數據中心總體架構,降低管理的復雜性,實現零成本配置,采用NetApp的數據保護和可用性技術。

簡化數據中心架構

采用思科和NetApp的統一解決方案后,企業的數據中心將由以下兩部分組成:思科UCS提供虛擬化和計算能力,NetApp統一存儲提供數據處理、存儲、保護和復制等相關的存儲功能。思科UCS減少了網絡中訪問層開關的數量,在支持標準IP協議和以太網光纖通道(Fibre Channel over Ethernet,FcoE)封裝的統一I/O結構中集成計算資源。思科UCS消除了I/O架構中固定I/O配置的限制,I/O架構可以通過每臺服務器上的軟件進行改變,并提供所需的連接。NetApp的統一存儲架構可以支持包括FCoE在內的多種協議,并提供投資保護和更簡單的配置。

減少管理開銷

傳統的數據中心需要面對各種各樣的管理接口。采用思科與NetApp的統一解決方案,用戶只需要很少的工具,就可以管理整個數據中心。

Cisco UCS Manager嵌入在網絡結構中,允許用戶將所有的UCS元素作為統一資源庫進行管理,并能夠按需配置。Cisco UCS Manager可以自動發現系統內的資源,自動為服務器提供配置和I/O連接,并將新的服務器資源在數分鐘內而不是數小時或數天內交付使用。NetApp推出了基于SANscreen和Provisioning Manager的統一數據存儲和數據管理產品。SANscreen將數據中心自動化擴展到存儲層面,可以提供針對數據中心存儲環境的實時、多協議、服務級別的視圖。Provisioning Manager加快了新的存儲資源的創建,可以幫助用戶改善容量管理,實現基于策略的自動化,創建自動化的配置流程。

零成本配置

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服務器虛擬化的核心思想，就是一種能夠通過區分資源的優先次序，并隨時隨地能將服務器資源分配給最需要它們的工作負載以簡化管理和提高效率，繼而減少為單個工作負載峰值而儲備的資源的方法。通過虛擬化技術將物理硬件和操作系統分離，使得多個具有不同操作系統的虛擬服務器可以獨立運行在同一臺物理服務器上，最大化的利用硬件資源。

首先需要對即將布設虛擬化的服務器硬件資源進行統計，數據中心現有各類服務器若干臺，運行著校內各種應用和業務系統。利用VMware vSphere對服務器進行整合，最大限度的利用現有的服務器資源，對其進行了各項評估，包括CPU、內存和磁盤容量等，結果表明現有的各個服務器資源利用率很低，造成大量資源被浪費。而現有的部分老舊服務器并不適合構建VMware虛擬化平臺，但是可以用作數據存儲。

VMware vSphere本身即包含有一組虛擬網絡元素（vNetwork），該組元素可以讓處于數據中心的各個虛擬機能夠像在物理環境中一樣進行網絡互聯。在這其中就包含有虛擬網絡接口卡（vNIC）、虛擬標準交換機（vSwitch）、虛擬分布式交換機（vDS）和端口組（Port Group）。

根據高校數據中心的的實際情況來完成網絡虛擬化的部署，通過兩臺vSwitch將虛擬機接入到虛擬網絡以實現各虛擬機之間的網絡通信和物理機之間的交互功能。

數據中心存儲系統虛擬化就是讓前端主機脫離對后端存儲設備的依賴，通過中間的虛擬層作為存儲服務的基礎，從而帶來更高的資源利用率、無縫數據遷移等效益。利用VMware vSphere技術可從根本上更好地管理虛擬存儲架構，提高存儲資源利用率和靈活性，減少管理開銷和延長應用程序正常運行時間。

VMware vSphere存儲架構由各種抽象層組成，這些抽象層隱藏并管理物理存儲子系統之間的復雜性和差異。在VMware vSphere中，ESX/ESXi存儲器指的是多種物理存儲系統（本地或聯網）上的存儲空間，主機使用該存儲器存儲虛擬機磁盤，分為本地存儲器和聯網存儲器。其中，聯網存儲器由ESX主機用于遠程存儲虛擬機文件的外部存儲系統組成。通常主機通過高速存儲器網絡訪問這些系統。網絡存儲設備將被共享。網絡存儲設備上的數據存儲可同時由多個主機來訪問。

數據中心存儲系統虛擬化就是讓前端主機脫離對后端存儲設備的依賴，通過中間的虛擬層作為存儲服務的基礎，從而帶來更高的資源利用率、無縫數據遷移等效益。利用VMware vSphere技術可從根本上更好地管理虛擬存儲架構，提高存儲資源利用率和靈活性，減少管理開銷和延長應用程序正常運行時間。

存儲的虛擬化，就是在抽象化底層的存儲設備后，繼而進行統一調控和管理，屏蔽存儲設備的硬件信息，而只保留其統一的邏輯特性，從而實現了存儲系統集中統一的管理。通過應用存儲虛擬化，可以有效解決高校數據中心存儲空間利用率過低的問題，在部署存儲虛擬化之后，可以方便的彈性擴容，大幅提升硬件使用率，其實現技術主要基于主機的虛擬化存儲、基于存儲設備的虛擬化和基于存儲網絡的存儲虛擬化三種，接下來就此三個技術方法分別作進一步討論。

方法一：基于主機的虛擬化存儲

基于主機的虛擬化存儲技術的實現主要依賴于主機操作系統下邏輯卷的管理軟件或在服務器上完成的，經過虛擬化的存儲空間可以跨越多個異構的磁盤陣列，通過將多個邏輯卷進行統一管理調配，屏蔽上層應用對物理磁盤的管理。

由于無需另外添置硬件設備，基于主機的虛擬化存儲成本較低，能夠提升主機的處理器資源利用率，但靈活性較差。因此對于信息系統規模較大，使用的主機類型和應用程序種類較多，且對系統性能和穩定性要求較高的高校來說，并不適合此技術。

方法二：基于存儲設備的虛擬化

基于存儲設備的虛擬化技術依賴于提供相關功能的存儲控制器，對所管理的存儲提供虛擬化。通過?用基于存儲設備的虛擬化技術，可以使多個主機服務器訪問同一個磁盤陣列。

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然而，掌控更多數據也會給企業帶來更高的業務風險。它會阻塞網絡通道，降低系統的數據存取性能，而且還會導致存儲資源的耗竭。正如很多專家所指出的，僅僅簡單地增加存儲容量并不能解決問題。因為不同應用具有不同數據存取與管理方式，這樣有可能造成無法整合的信息孤島。

以這樣的情形發展，最終的結果是，數據中心效率低下，關鍵信息丟失，存儲管理成本不斷攀升。這對于那些急于在瞬息萬變、對成本敏感的市場中增加業務價值和提高企業競爭力的CIO們來說，絕對不是好兆頭。

融合為何如此重要

為什么數據中心融合如此重要？目前，數據中心的融合讓IT行業與商業界怦然心動的原因，在于它能夠簡化存儲管理流程，并降低數據中心設施的整體成本，減少數據中心設施占用的空間。

簡而言之，數據中心融合可以引入一系列新的集成服務器，能夠在共同的管理平臺之上，利用虛擬化技術拓展網絡能力并進行存儲創新。此外，數據中心融合還能夠在消除數據中心設備與組件管理方面的低效狀態的同時降低成本。

對客戶而言，數據中心融合可以轉化為立竿見影的兩大價值：減少數據中心實際設備數量；降低管理成本、空間需求，以及減少能耗。

此外，在融合后，數據中心可以采用單個控制臺管理所有數據中心組件，無論是服務器、網絡還是存儲資產。這樣能夠使數據中心對部署多種管理工具的需求顯著降低，同時降低對獲取管理各種工具所需專業知識的需求。另外，融合數據中心還可以解放價值不菲的IT人力，使這些IT人員能夠從事對企業增值更高的業務。

這些價值優勢加在一起可以為CIO們帶來更有效的解決方案，同時為企業的云部署打下基礎。

數據中心融合的優勢

最近，很多解決方案的井噴式與推出，會讓人產生“數據中心融合是一種新事物”的錯覺。實際上，作為一種概念，它已經存在一段時間了。數據中心融合與統一計算已經被大家談論了很多年。

數據中心融合近期地位的提高源于兩方面的演進。

IT業的創新使數據中心組件整合在一起成為可能，企業還可以對這些組件進行統一管理。通過引入虛擬化技術、千兆以太網帶寬以及能耗更低的服務器與處理器，現在業界已經可以設計和創建出集成系統。

IT行業目前還在整合這些資源，并創建以數據中心融合為中心的新合作關系。例如，日立數據系統與其合作伙伴依托穩固的合作關系，共同推出能夠優化數據中心關鍵環境的融合數據中心解決方案。

這兩方面的演進使許多企業的數據中心融合夢想變成現實。

雖然上述這一切已經提高了數據中心融合的價值定位，但是客戶仍然對其發展趨勢心存疑慮。而這種疑慮不無道理。

大多數產品是以新產品為中心，并且要求拋棄現有的基礎設施組件。這一點在現如今企業都想方設法最小化開支和最大化投資收益的形勢下，很受爭議。另外，它也會影響到CIO自己的價值定位。因為它會讓先前擺在首位的遺留數據中心組件的部署理由與決策一無是處。

不過，優勢仍然超出風險。

如果不部署數據中心融合解決方案，數據管理就會成為一直存在且始終讓人寢食難安的問題。

由于企業對數據中心融合的需求程度隨著它們對數據性能要求的提高而提升，CIO們最終仍會對數據中心基礎設施進行微調。同時，數據中心融合往往被視為數據中心實現云部署的第一步。其部署會從根本上提高數據使用效率。

日立融合數據中心解決方案的與眾不同之處

日立數據系統公司為CIO們提供了讓業務和經濟兩個層面都獲益的更佳的解決方案。

日立融合數據中心解決方案（Hitachi Converged Data Center Solutions）將其領先的行業創新與數十載專業知識融為一體，實現優化存儲、服務器及網絡的目標。該解決方案采用了可運行多種應用、可隨時部署的信息技術，能夠簡化管理、降低成本、減少空間占用，同時實現按照客戶步調執行的云部署。

與并未針對關鍵任務應用環境進行優化的、松散整合的解決方案相比，日立融合數據中心解決方案在企業級可靠性、部署速度、性能及管理等方面具有顯著的優勢。此外，該解決方案還能夠為企業解答許多問題，簡化定購與部署過程，并帶來可量化的成效。

與市場中其他解決方案不同，日立數據系統的解決方案在設計時還考慮到對IT投資的保護。每種解決方案都可以針對業務需求，尤其是數據與信息管理方面的需求，優化客戶的現有關鍵任務環境。

電子郵件管理對許多企業都是一個關鍵問題。日立融合解決方案已經針對Microsoft Exchange 2010進行優化，可以解決電子郵件管理中的主要問題。利用處于單個平臺中的日立數據保護套件（HDPS）與日立內容平臺（HCP），該解決方案還可以幫助客戶統一管理、備份資料，同時提高存檔效率。

此外，由于允許Microsoft Exchange平臺駐留于日立計算機刀片服務器機箱（解決方案的關鍵組件），該解決方案能幫助企業節省數據中心的占用空間。

另外，日立數據系統公司的方案使客戶能夠按照自己的步調實施云部署。例如，基于微軟Hyper-V Cloud Fast Track的日立融合解決方案把日立存儲、計算能力與網絡功能融為一體，將Microsoft Windows Server 2008 R2與Hyper-V、System Center融為一體。一旦部署該系統，客戶能夠獲得高性能私有云基礎設施，以增強自動化和協調性。

結束語

總之，數據中心融合可以說是應對數據量劇增的靈丹妙藥。它使數據中心能夠與業務和市場需求發展保持更加一致的步調，同時，能打消企業對當前及未來數據可用性的顧慮。

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0 引言

作為新一代數據中心的關鍵技術，數據中心網絡技術、數據中心存儲技術和數據中心虛擬化技術是新一代數據中心的有序運行的重要支撐，是數據中心為各級信息服務用戶提供高效信息服務的關鍵。

1 新一代數據中心網絡技術

新一代數據中心將更加簡化、具有虛擬化特性、能夠適應數據中心規模的擴展、支持更高帶寬、無阻塞低延遲等等。針對這些特性，主流的網絡設備廠商都將自身產品和解決方案的優勢對準了這些目標。在統一的網絡架構之下，高速以太網和FCoE等技術構成了完整的數據中心網絡解決方案。

1.1 高速以太網

隨著千兆網絡在服務器連接中所占份額的降低，萬兆以太網的份額正在不斷攀升，這其中首要因素是來自數據中心網絡流量的增長。同時隨著虛擬化技術的普及，傳統的20：80原則正在由于虛擬機的動態遷移發生變化，基于第二層的服務器與服務器之間的數據交互在不斷壯大。其次隨著40G/100G標準的出爐，萬兆取代千兆成為主流也是理所當然。

1.2 FCoE協議

FCoE指的是以太網光纖通道，它可以將光纖通道信息插入以太網信息包內，從而讓服務器和SAN存儲設備的光纖通道請求和數據可以通過以太網連接來傳輸，而無需專門的光纖通道結構。其主要優點：一是使得存儲流量和網絡流量共用同一根以太網線和融合網卡，簡化管理降低能耗。二是能提供與光纖同樣的性能。其三是能夠有效的和現有SAN整合。

1.3 Data Center Bridging（DCB數據中心橋接）

DCB是指融合增強型以太網。DCB標準的確定將使得統一結構更加強大。其核心包括4個部分，分別是流量優先級控制、增強傳輸選擇、數據中心橋接交換、阻塞管理。

1.4 TRILL

TRILL屬于2層標準，其主要作用是整合了網橋和路由器的優點，將鏈路狀態路由技術應用在二層，以克服生成樹協議（STP）在規模上和拓撲重聚方面存在的不足，另外提高對單播和多播在多路方面（Multi-Pathing）的支持，并降低延遲。

2 新一代數據中心的存儲技術

數據中心存儲系統作為一個整體，需要大量相互融合的技術進行保障。主要存儲技術如下：

2.1 SSD（固態硬盤）

SSD固態硬盤目前最大的應用前景在于互聯網企業數據中心的高速緩存和云計算中心的緩沖層。SSD在磁盤陣列之前充當數據緩沖層――其組成的陣列變相的可看做是一個外置的大型內存。英特爾2009年公布的IT業績報告中也指出，在使用了固態硬盤之后其存儲系統的年故障率從4.9%下降到了0.5%，而數據中心的建設時間也從1.25小時/每傳統硬盤降低到了0.5小時/每固態硬盤。

2.2 統一存儲

統一存儲，實質上是一個可以支持基于文件的網絡附加存儲（NAS）以及基于數據塊的SAN的網絡化的存儲架構。由于其支持不同的存儲協議為主機系統提供數據存儲，因此也被稱為多協議存儲。統一存儲可同時支持同一系統內部基于文件和塊的存儲協議，其可用性使其成為誘人的技術趨勢之一。

2.3 存儲分層

根據數據的重要程度或時間情況來將不同的資料存儲到不同介質，對不同數據給予不同級別的保護與儲存的方法。根據需要將數據分類、分層，將不重要的或者不常用的甚至是時間比較久的數據儲存在磁帶介質上；將不重要但是經常用的數據放到普通硬盤上，將非常重要的數據保存在配置了RAID等冗余措施的磁盤上。這就是分層存儲的核心，他對不同數據采取不同的保存方式和介質來儲存。

2.4 數據重復刪除

一種數據縮減技術，通常用于基于磁盤的備份系統，旨在減少存儲系統中使用的存儲容量。它的工作方式是在某個時間周期內查找不同文件中不同位置的重復可變大小數據塊。重復的數據塊用指示符取代。重復數據刪除技術可以允許用戶的不同站點之間進行高效，經濟的備份數據復制。

2.5 分布式文件系統

分布式存儲系統，是將數據分散存儲在多立的設備上。分布式網絡存儲系統采用可擴展的系統結構，利用多臺存儲服務器分擔存儲負荷，利用位置服務器定位存儲信息，它不但提高了系統的可靠性、可用性和存取效率，還易于擴展。

3 新一代數據中心的虛擬化技術

虛擬化的主要目標是對包括基礎設施、系統和軟件等IT資源的表示、訪問和管理進行簡化，并為這些資源提供標準的接口來接收輸人和提供輸出。虛擬化的使用者可以是最終用戶、應用程序或者是服務。

3.1 基礎設施虛擬化

作為數據中心運行的重要基礎設施，基礎設施虛擬化包括網絡虛擬化和存儲虛擬化。

網絡虛擬化是指將網絡的硬件和軟件資源整合，向用戶提供虛擬網絡連接的虛擬化技術。網絡虛擬化可以分為局域網絡虛擬化和廣域網絡虛擬化兩種形式。

存儲虛擬化是指為物理的存儲設備提供一個抽象的邏輯視圖，用戶可以通過這個視圖中的統一邏輯接口來訪問被整合的存儲資源。存儲虛化主要有基于存儲設備的存儲虛擬化和基于網絡的存儲虛擬化兩種主要形式。存儲虛擬化是指把物理上分散存儲的眾多文件整合為一個統一的邏輯視圖，方便用戶訪問，提高文件管理的效率。

3.2 系統虛擬化

系統虛擬化的核心思想是使用虛擬化軟件在一臺物理機上虛擬出一臺或多臺虛擬機。在系統虛擬化中，多個操作系統可以互不影響地在同一臺物理機上同時運行，復用物理機資源。還有各種各樣不同的系統虛擬化技術。系統虛擬化更大的價值在于服務器虛擬化。服務器虛擬化可提高數據中心服務器的利用率，節省物理存儲空間及電能，從而達到既經濟又環保的目的。

3.3 軟件虛擬化

應用虛擬化將應用程序與操作系統解耦合，為應用程序提供了一個虛擬的運行環境。在這個環境中，不僅包括應用程序的可執行文件，還包括它所需要的運行時環境。當用戶需要使用應用軟件時，應用虛擬化服務器可以實時地將用戶所需的程序組件推送到客戶端的應用虛擬化運行環境。當用戶完成操作關閉應用程序后，他所做的更改和數據將被上傳到服務器集中管理。這樣，用戶將不再局限于單一的客戶端，可以在不同的終端上使用自己的應用。高級語言虛擬化的代表是java語言，利用虛擬機的機制實現了一次編譯，到處執行的能力。

4 結束語

新一代數據中心關鍵技術是新一代數據中心高效運行的核心技術支撐，是新一代數據中心為各級信息服務用戶提供優質數據資源的重要保證。深入研究新一代數據中心技術，對建設新一代數據中心具有一定的參考價值。

【參考文獻】

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“現在的業務環境給IT帶來了巨大的壓力，IT幾乎必須是即時響應以前從未遇到過的極具挑戰性的需求。因此，必須盡快轉換思路，更好地分配財政和運營資源，以使IT可以快速地適應和推動變化，從而創造價值。”一位企業負責人這樣說道。而這些嚴格的要求，在傳統的數據中心存儲架構下幾乎很難實現。

“過去十年甚至十五年，數據中心的架構大多都是豎井型。企業需要上一個應用系統時，通常的做法是購買服務器、存儲設備，組成這個應用系統所需的設備。并且，數據和應用也都是捆綁在一起的，A應用的數據只能提供給A應用使用，B應用的數據也只能給B應用使用。而很多IT管理者對于數據的流向和使用其實是無法管理的，更多時候，IT管理者充當的是‘設備管理者’的角色。”NetApp公司大中華區技術及專業服務部總監何英華說道。

關注存儲虛擬化

但現在，隨著企業用戶業務的不斷發展以及其所面臨的市場競爭的日益激烈，這種豎井式的IT架構已經無法滿足用戶的需求。用戶需要更加靈活、更加動態、更加智能的IT架構。

“隨著企業的IT架構越來越復雜，導致了企業的IT架構和數據中心中存在著許多孤島，每個孤島都要求獨立的管理和保護策略，以及復雜的管理流程。這使存儲資源不能得到有效的利用，而且浪費了能源和成本。面對這種情況，數據中心的整合尤其是存儲設備的整合成為企業IT建設的新需求。”業內資深人士，曾在多家國際知名IT公司擔任技術工作的林志偉如是分析說。

確實，我們可以看到，在傳統的建設模式中，存儲通常是被當作孤島來管理的，在需要擴展的時候只是簡單地添加新的存儲子系統，而不是充分發揮現有資源的潛在能力，這種方式導致存儲資源的利用率通常只有35%至50%。此外，由于管理存儲資源所需要的成本是購買這些資源的三到五倍，為了創建一個高效率的環境，管理員必須掌握各種工具和嫻熟的技巧，才能對大型、復雜和異構的環境實施管理。這種日益增長的存儲空間和隨之而來的管理壓力已經成為了CIO們的心病。

正是在這一背景之下，虛擬化開始在企業數據中心內盛行。尤其是服務器的虛擬化，已經成為很多用戶關注的重心。但是，對于數據中心的另一重要基礎設施，存儲設備的虛擬化，卻有所忽略。“存儲虛擬化可以在優化資產利用、提升數據移動性的同時，幫助企業大幅提升整體架構的效率并極大節約成本。”林振偉說道。

其實，最近幾年，用戶對于數據中心存儲設備的虛擬化，已經開始逐步重視。普華優科公司總經理陳建忠向記者介紹說，在他們和行業用戶的接觸中，用戶對于存儲虛擬化已經開始普遍接受，并且開始愿意為此投入越來越多的資金。“存儲虛擬化是通過在物理或虛擬服務器與現有物理存儲之間創建虛擬抽象層來實現的。一旦執行了存儲虛擬化，數據的物理位置就變得透明了。存儲資源的供給可以跨越所有存儲廠商的硬件，以相同的方式完成。存儲可以進行分級，數據可以在分級存儲中自動存儲，同時，在應用程序不停機的情況下，存儲虛擬化不僅僅提供硬件資源的集中管理，還提供各種數據保護功能，實現業務的不間斷運行。在實際應用中，很多時候在更換存儲基礎設施時，存儲設備必須離線，否則會導致業務間斷。而存儲虛擬化技術可以允許故障設備在線更換，保障數據不間斷讀取。”

讓數據層獨立

不過，雖然存儲虛擬化在物理上解決了企業在數據存儲方面遇到的難題。但從邏輯上來看，數據仍然和應用捆綁在一起，無法實現數據的靈活和持久應用。何英華認為，“用戶需要更快地實現IT應用的部署，需要數據的使用時間更加持久，甚至從不間斷。”

那么，企業如何才能滿足這些要求呢？

“必須將應用層和數據層分離開來，讓數據成為單獨的一層而存在，這樣數據就不會再局限于某一個應用，而是被所有的應用所共享。”何英華介紹說，正是出于這一原因，NetApp公司在今年推出全新的敏睿架構，目的是使企業的存儲設備更加的靈活、透明、持久。“敏睿架構將是數據中心存儲未來的發展趨勢。”

NetApp產品運營高級副總裁 Jay Kidd則認為，“敏睿數據基礎架構是繼統一架構之后的又一大飛躍，其敏捷性遠遠超出了目前的限制，并且以行業做夢都無法想到的規模實現了數據管理優化。應該沒有客戶可以接受無法應對當前業務范圍、規模和復雜性的解決方案。性能和容量可以通過將任意大小的多個系統構成集群得以擴展，而不必對傳統整個系統進行投資。通過消除將應用程序與特定陣列相關聯的基礎架構孤島，存儲可以成為基礎架構層，從而實現無中斷操作和持續數據訪問。執行滾動升級或計劃維護時根本無需停機，因而可實現真正的 IT 敏捷性。”

通過NetApp所的敏睿數據基礎架構內容來看，其中最吸引人的莫過于實現了智能數據管理。通過采用敏睿數據基礎架構，數據存儲可以實現智能化和自我感知，從而能夠即時響應大量瞬息萬變的業務需求。”

據介紹，敏睿數據基礎架構的智能數據管理主要分為幾個部分。

首先是實現了服務自動化和分析。“自管理存儲通過各種控制、自動執行和分析數據功能提供對存儲基礎架構的端到端可見性，從而可以無縫地擴展容量，而無需增加人員。”何英華介紹道。

篇（8）

在中國，這一趨勢表現得更加明顯：2013年，中國新增智能手機數量將達到3.8億。而微信的用戶數量則已超過4億，比去年增長了4倍。在這些數字背后的，是數據產生量與訪問量的爆炸性增長。有關機構預測：2013年，中國將產生超過8.6PB的數據。而且，這一飛速的增長趨勢正隨著中國政府出臺促進信息消費政策而被進一步激發，朝著更多樣化、數量更多的聯網設備終端，更為海量的數據以及應他們所需而生的更為豐富的信息服務和應用的方向發展。“從數據中心到平板電腦、手機和可穿戴等超移動設備，計算產業各領域正在經歷一場激動人心的革命。”英特爾公司全球副總裁、中國區總裁楊敘如是說道。

數據存儲面臨窘境

顯然，在這個計算無處不在、數據包圍生活的時代，企業用戶也必須直面這場“數據風暴”。事實上，隨著用戶數據的集中化，企業的數據中心正在承受著越來越大的存儲壓力，尤其是對于一些大規模數據中心而言，更是如此。

特別是隨著云數據中心的出現，一些超大規模的數據中心，服務器、存儲設備的數量可以達到幾萬臺甚至十萬臺以上。在這種情況下，數據中心所面臨的數據存儲和管理壓力可以用巨大來形容。可以想象一下：數據中心的數據量以每年50%的速度增加，但企業IT部門留給存儲的預算每年則只有1%到5%的增加，這一供、需之間的矛盾，使得企業IT部門在數據存儲上面臨著捉襟見肘的窘境。

降低“冷數據”存儲成本

怎樣才能化解這一窘境？

如果我們對數據中心內的數據進行分析，就會發現這些數據其實存在一些差異：一些數據，會被系統所實時使用，通常稱這類數據為“熱數據”；有些數據的使用頻率不是太高，但也經常會被系統調用，這類數據通常被稱為是“暖數據”；有些數據則很少被系統所使用，這類數據則被稱為“冷數據”。

有關調研機構的分析結果顯示：在企業的數據中心中，只有10%～15%的數據是被經常訪問的，而其他全部是“冷數據”。

顯然，這些“冷數據”在企業中，使用的頻率非常低。對于這部分數據而言，并沒有太多的計算能力需求，企業需要的只是將這些數據很好地存儲、管理起來。

但如果采用傳統的存儲設備來存儲“冷數據”，無疑是在用“大馬拉小車”，會產生很多問題，譬如單位存儲成本高、功耗高、CPU利用率低等。這些問題正是造成企業存儲供需矛盾的主要原因之一。所以，企業用戶要想化解存儲供需矛盾，必須要尋找一種新的存儲設備或解決方案去解決“冷數據”的存儲和管理問題。

金山云就在這方面遇到了很大的挑戰，作為云存儲服務提供商，金山云存儲平臺和金山快盤是金山云的核心產品。主要是為用戶提供云存儲方面的服務，其中金山快盤在中國的個人用戶量已經超過8000萬。如此巨大的用戶量，所產生的數據量可想而知。“作為存儲服務提供商，我們的職責是把用戶的數據存好，并且在用戶想要使用的時候快速拿出來。但同時，我們也要盡可能地降低存儲成本。”金山云首席技術官楊鋼介紹道。

而在金山快盤上的數據，其中絕大部分都是“冷數據”。例如個人用戶所上傳的照片。用戶可能經常會拍照，并把照片不斷上傳到金山快盤中。但這些照片在上傳后，用戶基本上很少會去訪問。而這些照片在經過幾年的積累后，就形成了龐大的數據量。

“我們對數據進行了梳理和分層，發現有五類數據：熱點數據、次熱點數據、活躍數據、不活躍數據、沉默數據（冷數據），而冷數據在所有數據中所占的比例日益增大，給我們帶來了很大的存儲壓力。”在楊鋼看來，這些冷數據并不適合原有的存儲平臺，但如何才能找到合適的存儲平臺呢？

其實，這樣的挑戰并非金山云所獨有。FACEBOOK也曾遇到過類似的問題。用戶每天上傳到FACEBOOK的圖片超過3億張，出現突況時，數量會更多。以萬圣節為例，一天的圖片上傳量可能達到10億張以上。但是人們通常很快就會對萬圣節的這些照片失去興趣，很少有人會在幾天或者幾周之后再看這些照片，但是對于FACEBOOK而言，卻無法在人們不再訪問這些圖片的情況下刪除它，只能繼續保存這些規模龐大的“冷數據”。

以往，解決“冷數據”存儲問題的通常做法是采用磁帶。這種做法雖然大大降低了數據中心的能耗和存儲成本，但其實是以犧牲數據訪問速度作為代價的：如果想要訪問這些“冷數據”，通常需要幾個小時甚至更長的恢復時間。這對于很多用戶而言，是無法接受的。

所以，用戶所需要的“冷數據”存儲解決方案應該具備以下幾個特點：較低的每TB存儲成本、低功耗、安全、數據可以自由遷移、更優化的計算能力。

同時具備以上幾個特點的存儲解決方案，并不容易找到。

C2000化解“冷數據”存儲難題

不過，英特爾公司近日的凌動處理器C2000，卻為企業用戶解決“冷數據”存儲和管理帶來了“曙光”。據悉，與前代產品相比，C2000最多可集成8個內核，擁有更強的計算能力，性能提升多達7倍。而通過采用革新的微架構和22納迷3-D三柵極晶體管制程技術，該產品提供了多達6倍的功耗效率提升。6瓦至22瓦的熱設計功耗則能夠顯著節省成本并帶來更高的數據中心密度。

英特爾（中國）有限公司平臺事業部總經理BrentYoung表示：“凌動處理器C2000的面世，將會幫助用戶更好的應對數據增長，特別是對冷數據的存儲和管理。”

對于這款產品，楊鋼有著切實的體驗。事實上，一直在尋找合適的“冷數據”存儲解決方案的他，在知道C2000后，馬上意識到這款產品很有可能就是合適的“答案”。“測試的結果讓我感到驚艷！在I/O處理和數據計算方面，Avoton的性能相對于上一代產品提升七倍，這正好進入了冷數據處理軟件設計非常舒服的區間。經過近一個月時間對C2000 Avoton平臺的測試，我們發現該產品的性能完全能夠滿足金山快盤對于冷數據存儲的需求，并能夠降低最多達20%的單位存儲能耗，并擁有可預期的設備成本降低。”

篇（9）

一、項目概述

⒈項目背景

國家電子政務外網是國家發改委“高技［2004］2135、2432號文”批準建設的大型的國家電子政務工程。

山西省電子政務外網是國家電子政務外網在山西的延伸和拓展；是國家電子政務外網在山西省的唯一節點。山西省電子政務外網與山西省電子政務內網物理隔離，與互聯網邏輯隔離，主要用于運行政務部門不需要在內網上運行的業務和政務部門面向社會的服務業務，為政務部門的業務系統提供網絡、信息、安全等支撐服務，為社會公眾提供政務信息支撐服務。

山西省電子政務外網將分階段建設。首先將建立外網網絡平臺、安全保障體系和外網服務體系，促進電子政務業務應用系統的互聯互通、資源共享。山西省電子政務外網，可以上聯國家外網，橫向聯接省直各部門，下聯全省各市外網。

⒉數據中心系統設計原則

⑴集中性原則

系統規劃、設計和建設要以管理系統集中、數據集中、處理集中為原則，統一規劃、統一標準、統一設備。

⑵安全、保密性原則

從設備安全、網絡安全、數據安全等多角度考慮系統的安全性和保密性，采用多種手

段對安全性和保密性進行控制來確保信息的安全。

⑶技術先進性

各種設備均采用技術成熟、穩定且具備先進設計理念的產品，系統在建成后能通過升

級保持其先進性，延長生命周期。

⑷高可靠性

系統軟硬件選取均以高可靠性為衡量標準。主要部件采用冗余機制；高效的故障管理

保證系統具備極高的可用性。軟件采用模塊化、分層隔離以及負載均衡的設計思想，充分保證系統的高可靠性。

⑸高可用性

系統具有高效的軟硬件使用效率，關鍵設備均達到硬件配置最高的使用率，同時采用優化的流程設計確保系統的高效率。

⑹易維護性

系統硬件要實現遠程管理及維護；系統軟件均采用模塊化的設計，并提供友好的人機接口，確保系統的易維護性。

⑺靈活的擴展性

服務器、存儲陣列擴容方便，可實現彈性部署。系統關鍵設備均采用集群技術以及負載均衡技術，可充分保證系統隨著用戶容量的擴展，實現系統的平滑擴容。

軟件系統架構充分利用網絡的擴展性強的特點，采用分散控制、集中管理的結構，使得系統可擴充性很強。

⑻良好的開放性

系統采用業界主流的硬件平臺、操作系統平臺、數據庫平臺以及標準的協議，保證系統的開放性。

⑼極高的性價比

以實際的需求和品質要求為標準，既不為展示技術而犧牲成本，又不為追求低價而犧牲質量，采用具有最佳性價比的方案。

二、方案設計

⒈數據中心服務系統規劃

山西電子政務外網數據服務中心根據業務的特點，把數據服務中心分為基本業務區、增值業務區和自有業務區（參見圖1）。

圖1 數據服務中心示意

（1）基本業務區：主要提供虛擬主機，主機托管/出租業務，需要高帶寬和高系統可靠性。

（2）自有業務區：數據中心自有的門戶網站，郵件系統，DNS系統和DB等業務。

（3）增值業務區：增值業務區要提供負載均衡、SSL加速、遠程VPN、安全管理、KVM等增值業務。

數據中心首先要建立基本業務區和自有業務區，增值業務區需在以后數據中心建設中逐步建立。

山西電子政務外網數據存儲中心的主存儲，采用最穩定和最主流的FC SAN架構，備份存儲采用性價比高的IP SAN架構，充分發揮兩種架構的優點。計算平臺建設體現管理方便、節能環保、快速部署、節省空間等IDC建設理念。

⒉數據中心應用服務系統設計

⑴DNS系統

DNS系統拓撲結構參見圖2。

圖2 DNS系統拓撲圖

DNS系統組網參見圖3。

圖3 DNS系統組網圖

DNS服務器放在自有業務區，DNS服務器為數據中心中的大部分應用系統提供DNS服務另外考慮到DNS系統的冗余問題，在數據中心內部署兩臺DNS服務器，一組作為主DNS服務器，一組作為輔助DNS服務器。可避免單點故障，以免影響到整個數據中心應用系統的運行。

DNS服務器系統采用負載均衡板保證業務連續性的需求和業務的可擴展性，提高系統響應速度。

⑵Web系統

Web系統主要為數據中心提供門戶網站服務，也是數據中心的信息基礎設施之一。

Web系統服務器放在數據中心自有業務區， Apache 2.0 模塊化設計實現了Web系統的靈活性和可擴展性。LVS集群軟件實現Web系統的高擴展性和高可用性。數據存儲采用本地存儲方式，通過rsync服務器實現web系統的數據同步。此Web方案投資成本低，實現簡單，適合于靜態頁面的web業務。

Web 系統組網參見圖4。

圖4 WEB系統組網圖

⑶Email 系統

Email是最常用的Internet服務。通過Email進行方便快捷的信息交流，逐漸成為人們日常生活中不可或缺的行為習慣。對數據中心來說，Email是其不可缺少的服務，并且越來越占據重要的地位。數據中心需要一個高性能、高擴展、高可靠及高安全性的Email系統，為數據中心人員提供交流、協作，以及與外界聯絡等功能。

①架構描述

Email服務器在數據中心分前端應用和后臺應用：

――前端應用：Webmail、SMTP、POP3、IMAP、管理模塊；

――后臺應用：MD、UD、MS模塊。

Email系統分前端和后端應用設計是為了使系統的安全性更強，前端應用和后臺應用也分不同功能模塊，分別運行在不同的機器上共同來完成整個Mail系統的功能；每一種功能模塊再拆分在不同的服務器上通過負載均衡板實現負載分擔，實現功能模塊的冗余和容錯；客戶可以根據需求添加系統功能模塊，實現在線系統擴容和平滑升級，保護用戶投資。

存儲設備與Mail服務器相連，定期對郵件數據進行備份。

②EMail系統實現

Email服務器采用刀片服務器，系統軟件采用高穩定性、高效率、高可擴展性、功能分離和功能全面的Email系統。

Email系統分前端和后臺應用實現，前端應用和后臺應用又可分為不同的功能模塊，每個功能模塊都通過一組集群實現；如：SMTP 集群，SMTP功能模塊分別安裝在不同幾臺刀片服務器，并通負載負載均衡板實現負載分擔，保證SMTP功能模塊的高可用性，提高系統的響應速度。

Email 組網參見圖5。

圖5 Email系統組網圖

⑷VOD系統

流媒體作為一種新穎的傳輸技術，已經廣泛地應用到了數據中心業務中，流媒體在數據中心主要應用為視頻直播和視頻點播，VOD平臺必須具有強大的并發性能以滿足當前的用戶量需求；平臺需具可擴容性為以后的用戶增長做好準備；另外強大的內容分發（CDN）功能，方便了網站的內容上傳和管理，增加網站的吸引力；同時應具有完善的后臺管理系統方便網站的運營；應具最優秀的時延技術，以滿足用戶在觀看視頻時的要求。

VOD系統實現參見圖6。

圖6 VOD系統組網圖

⒊數據中心存儲備份恢復系統設計

數據中心存儲備份恢復系統總體拓撲結構參見圖7。

圖7 數據中心存儲備份恢復系統總體拓撲圖

IP SAN和FC SAN各有優缺點，各有各自的應用場合。FC SAN發展歷史比較長，是目前最為成熟穩定且可靠的存儲技術，因此，在金融、政府等領域應用最為合適，特別是在在線數據庫的應用市場，幾乎所有的系統都采用FC SAN，而且隨著FC SAN應用規模的不斷提升，其成本也大為下降。

IP SAN由于價格便宜，成本低廉，聯網性強，因此在中小企業市場發展較快。IP SAN比較適合做視頻監控存儲、近線存儲和備份存儲使用。因為IP SAN穩定性方面目前還不能和FC相比。

綜上所述，山西電子政務外網主存儲采用主流的高可靠、高性價比FC SAN架構，備份存儲采用低成本、較為可靠的IP SAN架構，充分發揮兩種架構的優點。

備份軟件采用業界主流產品，可以實現數據的自動備份恢復。制定好相應的備份策略后，數據中心各個服務器上的關鍵數據會自動備份到主存儲和備份存儲中，一旦服務器出現問題，備份存儲的數據可以實現自動切換，實現數據的連續保護，當服務器操作系統出現災難性故障時，可將備份數據以及操作系統全部導入服務器，以實現服務器的完全恢復。

架構科學、運行高效、安全可靠的數據中心，是保證山西省電子政務外網良好運行的基礎。

篇（10）

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7597（2013）041-047-02

隨著計算機和網絡應用的日益普及，各個單位和個人都在不停地創建和使用著各種信息。如何更有效的管理、保護和共享企業信息已為各行業的發展提出了新的挑戰。在傳統的分布式處理模式下，所有的信息分散在內部各個服務器上，信息的管理，信息的可用性受到了很大的限制，不能充分發揮應有的作用，而且系統的升級和新業務的開發部署也都不能及時響應技術和市場快速變化的要求，構建企業信息基礎設施則更是集中處理模式的重中之重。

容災是一個古老而又嶄新的話題，由于容災系統成本較高，在過去是金融、電信等大型企業的專寵，其他行業多持觀望態度。美國911事件的發生扭轉了人們對數據容災備份系統的認識，緊隨其后的東南亞鋪天蓋地的海嘯又使容災系統在國內外各行業受到空前的關注。“養兵千日，用兵一時”是通知系統的鮮明特點，自然災害和突發事件的突如其來，瞬間就可能導致信息系統的徹底癱瘓，造成災難性的后果。

大屯礦區網絡自1999年開始建造，已有11年歷程，經多次優化擴容，現網絡已形成規模。其中，辦公網絡用戶為4000多，ADSL、小區寬帶用戶16000余戶，在網絡上運行著一些重要的業務系統，如：OA協同辦公系統、人力資源管理系統、物資供應管理系統、綜合電信管理平臺系統、公司檔案管理系統等。隨著業務系統的不斷發展，數據中心對核心應用的連續性和高可用性的要求越來越高，原有的服務器直連存儲架構難以滿足業務數據激增， 分散存儲的數據效率低、擴展性差、管理困難、安全性低。各類信息系統的廣泛應用使得各項工作對于計算機系統的依靠越來越緊密，對于數據的安全性提出了更高的要求，構建數據存儲容災系統已成為一個迫切需要解決的問題。

1 大屯礦區數據保護現狀

目前，大屯礦區在數據存儲、備份方面，使用IBM System Storage TS3200磁帶庫和IBM System Storage DS4700磁盤陣列（9.6T），采用FC-SAN存儲技術，建立了主數據中心。主要存儲OA辦公管理系統、物資供應管理系統、公司檔案管理系統和綜合電信管理平臺系統的應用數據。已存在一套數據備份軟件Veritas，可以對核心數據進行時間點的備份。但是對現有的數據中心中的核心存儲設備平臺還有可以優化的余地，在未來的規劃中還可以實現對存儲資源的統一管理和規劃。

2 設計目標

在現有主數據中心的基礎上，新建數據容災備份系統，容災備份中心與主數據中心距離1.5 km，兩地之間有單模光纜連接（光纜配線為PC-FC）。

目前IBM刀片系統中的應用系統，通過光纖通道、SAN交換機和一些相關硬件，實現應用系統正常運行時，將數據同時寫向主數據中心和容災備份數據中心的存儲設備，并保證二者的實時一致性。當主數據中心存儲設備發生故障時，應用系統能夠快速地自動切換到容災備份數據中心，從而保證數據的完整性和業務連續性。當主數據中心系統恢復后，主數據中心的存儲設備會向容災備份數據中心存儲設備進行數據重新同步，然后應用切換回主數據中心；使用備份管理軟件，實現數據的增量備份和定期的全部備份。

3 方案設計

3.1 部署Storage Foundation軟件

通過在即將放置到主中心和災備中心的Oracle服務器上部署Storage Foundation軟件，建立良好的存儲虛擬化基礎，能夠靈活的適應未來的系統擴容要求，也為接下來的數據復制工作做好了準備。

3.2 數據鏡像

大屯公司是利用災備和主中心之間的光纖線路，構成基于DWDM的低延時SAN環境。直接應用Volume Manager在兩個中心的服務器之間實現存儲鏡像。

如上圖所示，主數據中心的服務器在存儲是將會同時將數據寫入到兩個中心的存儲中。由于鏡像的實現是依托于底層的Volume，所有數據存儲的過程對于應用來說都是透明的。20 KM的光纖線路會帶來一些數據延時。所以，我們可以通過設置Volume Manager的讀取策略來指定主中心的服務器從本地的磁盤陣列上讀取數據，加快數據查詢的速度。

上述方式夠實現在主數據中心和災備中心之間的數據容災。在此的項目中，數據發生物理錯誤的可能性基本上分為兩種，數據中心的存儲系統出現物理錯誤，如硬盤問題、光纖卡問題、光纖連接問題或光纖較換機問題等，另外一種就是整個數據中心出現故障。

對于第一種情況，通過此方案的設計可以完全避免，由于通過Volume Manager在數據中心和備份中心建立了鏡像機制，即數據中心和備份中心的存儲系統中只要有一個系統完好，數據中心的系統就不受任何影響。如數據中心的磁盤陣列出現問題，數據中心的主機自動將數據中心的磁盤標志為失敗，全部的數據讀寫只在備份中心的磁盤陣列完成，

對于另外一種錯誤，即數據中心發生重大災難，全部設備都不能正常工作，這就需要將系統切換到備份中心，由于在備份中心的磁盤陣列上有和數據中心完全一樣的數據，在備份中心只需要將數據import到備份中心的主機上就可以將數據中心的數據完全接管。

4 具體實施

1）EMC存儲劃分規劃。

①辦公自動化（OA）系統4 T。

②電信綜合信息管理平臺1 T。

③供應處管理系統500 G。

④檔案管理系統1 T。

2）搭建EMC 存儲并接入cisco光纖交換機。

3）停止現有應用系統，將原來使用在刀片光纖交換機上的IBM存儲掛到cisco光纖交換機上。刀片光纖交換機和cisco光纖交換機之間的級聯需要業務中斷3小時。

4）在備份服務器上部署Storage Foundation軟件，部署完成后，需要對存儲進行識別，此時業務需要中斷2個小時左右。同時各系統需要重新啟動。

5）配置Storage Foundation軟件，將原有IBM DS4700上的數據同步到新的EMC存儲上，此時業務可正常進行，無需停機。

6）同步完畢后，將4700存儲停機，只連接EMC存儲，查詢數據完成性。

7）數據完整后，將老的4700存儲搬遷到異地的7樓機房。

8）搭建cisco光纖交換機，掛接4700。

9）在主機房備份服務器上識別遠端4700設備，并做同步。

10）做主備存儲上做斷線切換演戲。驗證容災可用性。

5 實施效果

通過本項目的實施解決了用戶對于集中存儲和數據容災的需求，經過半年的試運行，系統運行狀況良好，性能穩定，該項目的投運為提升大屯礦區信息化水平起到了積極的作用，極大降低了數據中心業務在各種不可預料災難發生時的損失，保證業務系統的7*24小時不間斷運轉；最大限度的保護了OA辦公管理系統、物資供應管理系統、公司檔案管理系統、綜合電信管理平臺系統等重要業務應用系統數據的實時性，完整性和一致性；為公司計算機應用系統的正常升級，更換部件提供了不停機環境，也為未來的異地容災打下了一個良好基礎。

基金項目

江蘇省科技成果轉化資金項目（BA2010058）

參考文獻

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[3]英國石油公司.世界能源統計2009[EB/OL].[2010-03-02].http：///statisticalreview.

[4]孫繼平.煤礦安全生產監控與通信[M].北京：煤炭工業出版社，2009.

篇（11）

那么，Virident是如何提高閃存的響應速度？解決VDI和虛擬環境下應用的性能低、成本高等問題？以及應對當前企業數據中心性能層的問題的呢？

傳統的閃存構架訪問路徑長，從應用到數據通常需要經過服務器、存儲網絡到企業存儲等多層環節，數據傳輸速度只能達到毫秒級。而Virident閃存平臺利用PCIe Flash架構則省掉了中間訪問環節，將存儲設備直接安裝在服務器上，通過PCIe接口直接對數據進行訪問，不僅可以提升性能、提高資源利用率、降低成本和復雜性、使數據服務得到改善，而且可以減少存取延遲，提供微秒級的響應速度。

隨著VDI和虛擬化的快速發展，閃存也需要適應時代的改變。然而，傳統解決方案的響應速度慢、VDI運行耗時長、VDI低密度導致所需的服務器數量大、為追求IOPS造成的過度配置、系統變更需要重新配置存儲資源、管理任務重等問題，造成了其性能低、成本高、基礎設施不靈活等缺點，難以在VDI和虛擬化環境下應用。Virident的VDI架構解決了這些問題：其響應快速、VDI運行快捷，實現了高性能；2?5倍的VDI密度使得所需的服務器數量降低，外部存儲主要用來滿足容量的需求而不是性能需求，存儲的低成本，從而滿足了低成本的要求；其可以按需進行線性擴展、從POC無縫遷移到大規模部署，實現了基礎設施的模塊化，因此更適用于VDI和虛擬化環境。

隨著閃存的不斷發展，應用驅動了性能存儲和數據管理層對聚合、整合、集群和HA的要求，以及提供卓越的PCIe SSD性能、管理和共享的SAN等要求，從而促使了“軟件定義存儲”的發展。