SCM网络及数据存储的设计方案

SCM 数据存储及网络的设计方案

一：需求分析

SCM 是一个集web 服务，文件共享等多种应用于一体的系统，对存储系统，服务器和网络的要求较高，具体如下：系统上线以后，为了保证国内外用户访问，服务器要7×24小时不间断工作，存储容量前期规划至少为5TB ，并且预留以后扩展空间，另外，为了保证重要数据的安全，还要定期进行本地或远程容灾。对于这样的一个高度可靠的数据存储系统与网络系统，我们主要从以下方面考虑设计：1、具有一个完善的面向应用和数据库的备份与恢复系统，保证在各种意外情况下能够恢复数据；2、要对磁盘阵列上的数据文件提供镜像保护，同时增强数据文件的访问性能，提高数据文件的可管理性；3、可以通过集群方式保证本地业务的不中断运行；4、对于环境所造成的系统极端故障，应具有相应的灾难恢复策略等。5、提供多条internet 出口线路，做策略路由和负载均衡，这样一方面可以加快访问速度，另一方面当一条线路故障时，又另一条线路接替工作，不至于造成访问故障。

二：系统设计

1：存储系

为了实现服务器7×24 小时不中断服务，我们这里采用高可用性系统。具体做法是，购买两台同样配置的服务器，通过双机热备(HA)软件对这两台计算机进行容错设置，使得一台服务器提供服务的时候，另一台服务器处于监听状态，当主服务器宕机时，从服务器就自动会接替主服务器工作，当主服务器恢复时，从服务器又处于监听状态。热备服务器共享存储设备的磁盘,

我们可以有三种方案可选：

双机容错＋磁盘柜 双机容错＋ NAS 双机容错＋ SAN

三种存储方案都可以满足5TB 容量，并留有以后扩充的空间，它们都可以作为服务器的存储设备，其中后两种为网络存储，他们的存储介质本身就包括的磁盘柜，由于SAN 系统除了存储介质外还需要光纤交换机和主机HBA 卡，价格昂贵，我们这里不予考虑(当然如果资金实在充裕的话除外) 。

可选方案1:双机容错＋磁盘柜+windows自带群集软件

两台HP ProLiant DL140 G3+HP StorageWorks 20模块化智能阵列+windows自带群集软件

此方案非常经济, 两台hpDL 刀片服务器通过windows 群集软件(如果系统为windows 服务器系统的话) 容错后与hp storageworks 磁盘阵列连接后作为共用存储,windows 群集软件可以在购买windows2003server 或windows 2000 advanced server后作为可选软件安装, 省去了另外购买群集软件的费用, DL140为1U 设备, 可以方便的固定在标准机架上, 其CPU 为英特尔 至强 四核处理器, 并且根据需要, 可以升级为2路CPU, 内存支持ECC 和镜像, 硬盘支持SATA 和SAS 硬盘, 支持raid, 可热插拔, 充分保障单机的操作系统和应用软件, 加之双机容错, 完全可用满足7×24不间断工作的要求, StorageWorks 20最多可支持12个1英寸SATA 硬盘, 使用HP 750GB的1英寸SATA 硬盘时，可实现最高9TB 的存储容量 每个MSA20机箱均附带双电源，可为机箱提供充足电力，有助于维护机箱的正常运行；集

成环境监控 – 监控机箱内的环境状况以及各个组件（例如电源和风扇）的状态.

可选方案2: 双机容错＋ NAS +专业双机群集软件

两台BladeCenter HS21 +IBM System Storage N7000+PlusWell HA

在上边”可选方案1”中, 虽然经济, 但也存在不少缺点, 首先没有实现将数据处理和数据存储功能分开，存储对服务器的要求较高, 容量扩张比较困难, 对于大数据量的备份由于靠服务器来完成, 会占用服务器大量资源, 其次使用磁盘柜, 双机群集配置比较复杂, 并且不易管理, 此方案中, 我们使用了两台IBM 刀片服务器加专业的高可用软件, 存储设备采用了IBM 高性能NAS 产品, 设备直接通过交换机和高可用服务器联接, 此方案易于部署, 易于管理. 并且易于以后容量扩展和快速备份.

2, 网络系统设计

网络方面, 内部的瓶颈存在于存储设备和服务器的数据读取上, 服务器和磁盘柜通过专用接口连接, 读取速度在GBit/s而nas 设备和服务器会通过交换机联机, 这取决于服务器网卡(1000M),交换机转发速度, 但对于一个20人并发连接, 下载文件大都在10M 以内的使用环境, 内部的读取速度应该不成问题, 关键是外部的网络带宽制约, 往往会造成瓶颈, 为了缓解这种状况及保障线路冗余, 我们这里设计外网出口有两条线路, 两条线路分别来自不同的服务提供商, 比如中国电信和中国网通. 对线路进行策略路由和负载均衡设置, 使之正常工作时可以智能的进行流量分担, 比如来自网通的ip 可以通过网通的线路访问我们的资源, 来自电信的ip 通过电信线路访问, 这样不但减轻了电信网通互联互通问题, 有利于提高访问速度, 而且当一条线路故障时候, 会自动切换到另外一条线路, 不至于造成访问故障.

3. 备份系统设计

对于重要数据的备份, 我们预设两种备份方案:本地备份和远程容灾, 良好的本地备份和恢复策略, 可大大降级数据丢失的风险, 保护数据的安全, 那么远程容灾还有什么必要吗? 答案是肯定的, 本地数据备份, 可以防止存储介质损坏及人为或病毒原因而造成的数据丢失, 但不能防止洪水, 火灾, 地震等非预知性灾难造成的数据丢失, 自从美国911事件以后, 很多公司都意识到远程容灾的重要性. 本地备份可以采用传统的磁带方式, 定期完全或增量备份, 把备份好的磁带从磁带机取出, 做好标记后, 放到一个安全地方保存即可, 当需要的时候, 可以拿来数据恢复. 远程容灾可在远程放置一台专用的备份服务器, 通过高速链路和数据中心连接, 用专备份软件定制好策略, 执行自动的定期备份和恢复工作.

4. 其他系统

因为我们的系统需要7×２４提供服务, 故还需考虑, 对服务器和存储系统进行供电保护, 防止万一停电造成的系统宕机, 应该为服务器和存储设备配备UPS, 最好能加配一台柴油发电机, 以备万一长时间停电时, 为系统提供电力供应.

三:系统设计拓扑

本次系统设计的总体拓扑图如下:

系统拓扑图

从图中可以看出, 此系统还不是严格意思是的高可用系统, 因为系统中还存在单点故障, 比如, 中心交换机和防火墙都是没有冗余的, 不过到时候根据实际资金的预算, 增加热备防火墙和交换机就可以了!