高校智慧校园信息化建设方案*

2020-12-19刘晓丹

陕西开放大学学报 2020年4期

王磊，刘晓丹，李蓉，张娜

(1.2.4.陕西广播电视大学信息与智能技术学院，陕西西安 710119；3.陕西广播电视大学建筑工程学院，陕西西安 710119)

一、智慧校园数据中心框架

智慧校园数据中心基础架构平台系统架构采用全冗余设计，综合从网络、主机、应用、存储等多个层面来实现全面容错保障，实现RTO约等于0的目标。两套华为存储的存储空间整合至一个存储虚化网关中，并在VIS做增值功能卷镜像，提升存储空间利用率，减化存储管理和存储单点故障的风险。爱数CDP备份软件、备份服务器、备份介质组成一个备份系统把所有核心数据做一份离线的数据备份，根据不同数据类型定义定时/实时的备份方式，当数据遭到人为误操作或病毒破坏或其它极端故障时，保障数据安全和业务连续性需求实现RPO约等于0的目标。三台华为中端服务器搭建华为FusionCompute服务器虚拟化，数字化应用服务器运行在虚拟化平台上，实现对虚拟资源、业务资源、用户资源的集中管理。

二、智慧校园存储设备安全

信息系统的安全可靠性需要从主机、应用、网络、在线存储、离线存储多个层面综合保障，任何一点的单点故障都会导致业务中断甚至是数据丢失，针对数据安全及离线数据副本管理配置合理要求配置。

传统解决方案通过集群软件保障业务层的可靠性和业务连续性，以及全冗余FC-SAN交换机配置解决链路和网络层的可靠性问题。传统数据中心硬件基础架构以FC-SAN为核心来实现所有核心数据的大集中，数据大集中后,对数据的容错、性能、扩展等层面提出了更高的要求。但存储设备的单点故障问题一直缺乏高效实用的解决方案，一旦存储设备出现物理或不可修复的逻辑损坏时，整个应用系统都将中断甚至是数据丢失，给业务带来不可弥补的损失。

在存储系统中，处理器主要完成I/O处理、cache控制管理、数据传输控制以及一些智能化的软件功能，处理器的数据处理能力直接影响到整个存储系统的性能，出于性能考量，本期存储设备处理器必须为Intel多核心高性能嵌入式处理器。一般而言，嵌入式存储系统的处理器具有更低的功耗，辅以嵌入式的操作系统的支持，能够在最大化数据计算效率的同时降低功耗，拟制发热量，提升资源利用率和降低TCO。

系统存储进行冗余设计,能够避免核心部件和链路的单点故障，保证系统可靠性。常见的关键部件有:控制器、BBU电池、电源、风扇、硬盘等，多个主机端口可以和前端形成多条数字链路环，从而避免链路单点故障。

本期连接存储系统的应用较多，各业务系统对存储的IOPS和吞吐都有极其苛刻的需求。鉴于此，本期所供单套存储系统必须提供不少于4个16Gb的光纤接口和不小于4个1Gb的ISCSI主机通道，以此实现FC和iSCSI融合存储架构，以此满足不同应用及不同阶段对存储数据传输带宽的需求。为提升数据访问性能和容错，IP-SAN存储功能必须支持链路聚合功能和绑定映射功能，存储系统的多个主机通道可以绑定成一个更大的聚合通道，从而获得较大的通道带宽，提高存储的性能。自动分层存储提供了一个充分利用不同存储介质性能优点的架构。通过缓存加速技术，可以使不同应用分配SSD固态硬盘带来的性能优势的同时，充分利用机械硬盘的容量优点来实现最具平衡的投入产出比。因此本期存储系统必须开通SSD缓存加速技术，从而能在性能、容量和成本三方面做到很好的平衡。硬盘长时间的数据读写损坏导致RAID重构时占用CPU计算能力，必然对数据读写性能带来影响。

本次采购的华为存储为RAID2.0+底层虚拟化技术将物理硬盘空间划分为多个小粒度的数据块，基于数据块构建RAID组和实现资源管理，资源管理更加精细化。RAID2.0+底层虚拟化技术能够实现硬盘自动负载均衡，提升存储性能，提高存储空间利用率和数据重构速度，以及精细管理存储空间。

随着高校各部门业务交换频繁，数据流量越来越大，对存储设备要求更高。增加RAM Cache，能够提升存储设备的访问速度，但普通缓存资源价格昂贵且容量较小，已经不能被企业用户所接受。由于SSD盘响应时间短，且容量远大于普通缓存资源的容量，通过将SSD盘作为读缓存资源，可以减少存储系统的读响应时间，有效提高热点数据的访问效率。利用SSD盘较短的响应时间和较高的IOPS，SmartCache特性可以提高业务的读性能。尤其是存在热点数据，且读操作多于写操作的随机小I/O业务场景。开启SmartCache功能前，数据不区分冷热程度，都存放在机械硬盘中。由于机械硬盘需要占用一定的寻道时间，所以读取数据所需的时间较长，数据的读性能不高。