聯(lián)想存儲(chǔ)為學(xué)院數(shù)圖建設(shè)添磚加瓦！
項(xiàng)目背景
海軍指揮學(xué)院是海軍最高學(xué)府，學(xué)院座落于南京，主要擔(dān)負(fù)培養(yǎng)海軍中高級(jí)指揮干部、海軍軍以上機(jī)關(guān)參謀及軍事學(xué)碩士、博士研究生的任務(wù)。
學(xué)院的前身是劉伯承元帥任院長(zhǎng)的中國(guó)人民解放軍軍事學(xué)院海軍系，創(chuàng)立于1952年5月16日。1957年10月8日，海軍系擴(kuò)建為海軍軍事學(xué)院。 1960年10月1日，學(xué)院改稱為海軍學(xué)院。1973年，中央軍委決定在原海軍學(xué)院院址組建海軍軍政干部學(xué)校。1978年1月，海軍軍政干部學(xué)?；謴?fù)為海 軍學(xué)院。1986年6月9日，改稱海軍指揮學(xué)院至今。 學(xué)院設(shè)有戰(zhàn)役指揮系、戰(zhàn)術(shù)指揮系、政治指揮系、后勤指揮系、研究生管理大隊(duì)、戰(zhàn)役訓(xùn)練班。
目前設(shè)置并獲得授權(quán)點(diǎn)的專業(yè)有：軍事思想、軍事歷史、海軍戰(zhàn)略學(xué)、海軍戰(zhàn)役學(xué)、海軍合同戰(zhàn)術(shù)學(xué)、海軍作戰(zhàn)指揮和海軍后勤組織指揮。其中海軍戰(zhàn)役學(xué)、海軍合同戰(zhàn)術(shù)學(xué)是全軍重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科。
應(yīng)用需求分析
海軍指揮學(xué)院圖書館原有2臺(tái)服務(wù)器，分別作用于圖書館管理系統(tǒng)、萬方、網(wǎng)站、數(shù)字資源、電子圖書等項(xiàng)目。對(duì)此現(xiàn)狀，聯(lián)想認(rèn)為存在以下缺陷：
存在性能瓶頸：
原來的幾個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)并非一機(jī)一用，由于服務(wù)器數(shù)量的限制，圖書館只能每臺(tái)服務(wù)器同時(shí)跑兩個(gè)以上的應(yīng)用系統(tǒng)，前期由于師生數(shù)量不多，尚能支撐。但隨著近年招生規(guī)模將急劇擴(kuò)大，相應(yīng)將帶來對(duì)服務(wù)器的線性增長(zhǎng)壓力，服務(wù)器極有可能宕機(jī)。
存在安全隱患：
原來的幾個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)全部直接放在服務(wù)器上，而每臺(tái)服務(wù)器由于同時(shí)跑兩個(gè)以上應(yīng)用系統(tǒng)，運(yùn)行壓力極大。而且加上服務(wù)器甚至沒有配置RAID，服務(wù)器的硬盤存在發(fā)生故障而導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失的巨大隱患。
擴(kuò)容空間不足：
原來的數(shù)據(jù)都是直接存儲(chǔ)在相應(yīng)的服務(wù)器硬盤上，隨著業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，本機(jī)硬盤的空間越來越不能滿足日漸龐大的數(shù)字資源，加上服務(wù)器的硬盤擴(kuò)充數(shù)量是有限的，電源功率也不足以支撐增加的新硬盤的能耗需求，現(xiàn)有系統(tǒng)的擴(kuò)容問題也暴露出來。
針對(duì)以上各類問題，聯(lián)想認(rèn)為海軍指揮學(xué)院的圖書館電子平臺(tái)，需要進(jìn)行整體升級(jí)，具體來說就是為增添一套海量存儲(chǔ)設(shè)備，專門用于數(shù)字圖書館應(yīng)用。同時(shí)增加交換機(jī)，搭建高性能的后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)專用通信網(wǎng)絡(luò)SAN。
存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（Storage area network--SAN）是建立在存儲(chǔ)協(xié)議基礎(chǔ)之上的可使服務(wù)器與存儲(chǔ)設(shè)備之間進(jìn)行“any to any”連接通信的存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。采用SAN可以實(shí)現(xiàn)在公司信息系統(tǒng)中的任何服務(wù)器、任何陣列子系統(tǒng)、任何磁帶系統(tǒng)之間的互連。采用SAN 可以建造一個(gè)存儲(chǔ)池，實(shí)現(xiàn)多服務(wù)器共享一個(gè)陣列子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和集中的管理。
當(dāng)前主流的SAN架構(gòu)包括采用TCP/IP協(xié)議的IP-SAN和采用光纖協(xié)議的FC-SAN兩種，在本次項(xiàng)目中，我們推薦用戶采用FC-SAN架構(gòu)。
我們認(rèn)為IP-SAN到目前為止仍然存在以下問題：
從性能上說，基于FC協(xié)議的FC-SAN理論傳輸速率早已達(dá)到了4Gb/s的水平，目前業(yè)界
也已在測(cè)試6Gb/s和8Gb/s，而基于IP協(xié)議的IP-SAN目前來說1Gb/s的理論傳輸速率還是主流，未來10G/s的理論傳輸速率還需要10G以太網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和強(qiáng)壯才能夠達(dá)到。
從應(yīng)用上來說，相對(duì)于IP-SAN，F(xiàn)C-SAN可以承接更多的并發(fā)訪問用戶數(shù)。比如數(shù)圖的應(yīng)用，一旦當(dāng)外接用戶數(shù)呈大規(guī)模增長(zhǎng)趨勢(shì)時(shí)，F(xiàn)C-SAN就顯示出其在穩(wěn)定、安全、以及高性能傳輸率等方面的優(yōu)勢(shì)，不會(huì)像IP-SAN由于自身傳輸帶寬的瓶頸而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的被拖垮。
從具體協(xié)議上來說，ISCSI協(xié)議存在TCP/IP固有的封包解包過程，效率較低；而光纖協(xié)議中，直接以禎的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫，再加上光纖通道先進(jìn)的流控制技術(shù)可以保證數(shù)據(jù)按順序傳輸，數(shù)據(jù)順序讀取后直接在用戶端使用、播放，不需要再進(jìn)行數(shù)據(jù)解包、排序等相關(guān)操作，從而大大的降低了對(duì)系統(tǒng)資源的消耗。
從傳輸表現(xiàn)來看，由于iSCSI走的是IP網(wǎng)絡(luò)，其中當(dāng)然充斥著來自全球各地的龐大數(shù)據(jù)及噪聲，所以碰撞情形也就在所難免了，如此一來，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，就很容易導(dǎo)致延遲的情形發(fā)生，大大影響了傳輸?shù)男?，甚至?shù)據(jù)的正確性。
此外，IP-SAN還存在硬件iSCSI適配卡價(jià)格與FC HBA卡相差無幾、支援的平臺(tái)及軟硬件仍少、IP網(wǎng)絡(luò)存在令人質(zhì)疑的安全性等一系列問題，仍需進(jìn)行一些改進(jìn)。
而利用光纖通道技術(shù)實(shí)現(xiàn)的FC-SAN的優(yōu)勢(shì)包括：
方便的連接和更遠(yuǎn)距離的傳輸。
由于SAN方案的技術(shù)基礎(chǔ)是光纖通道技術(shù)，在SAN中的設(shè)備的連接距離可達(dá)10公里，在使用光纖擴(kuò)展連接設(shè)備時(shí)可達(dá)30公里，這就為規(guī)劃企業(yè)級(jí)計(jì)算系統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)提供了很大的便利條件。在企業(yè)級(jí)的計(jì)算系統(tǒng)中，主機(jī)可能處于不同的物理地點(diǎn)，并且主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸非常頻繁，如果沒有SAN，我們需要一個(gè)在每個(gè)主機(jī)旁邊都配置一個(gè)高速的存儲(chǔ)系統(tǒng)并且將主機(jī)系統(tǒng)通過很高速的網(wǎng)絡(luò)連接起來。有了SAN后可以將不同地點(diǎn)的主機(jī)的存儲(chǔ)集中起來構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)池，用這個(gè)存儲(chǔ)池來為所有的主機(jī)系統(tǒng)提供服務(wù)。
更高速的數(shù)據(jù)傳輸。
SAN具有的200MB/S－400MB/S的環(huán)路帶寬，提升了主機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)帶寬，由于大量的數(shù)據(jù)存在于高速的SAN存儲(chǔ)池中，減輕了服務(wù)器與客戶機(jī)之間的通訊帶寬。對(duì)于大數(shù)據(jù)量的訪問操作我們都可以通過SAN來完成。
提供了更大的靈活性。
SAN的另一大優(yōu)點(diǎn)是它的靈活性。由于多臺(tái)服務(wù)器可共享SAN上的存儲(chǔ)設(shè)備，從而大大改進(jìn)了公司向服務(wù)器分配磁盤空間的方法。例如，它可使公司針對(duì)系統(tǒng)的具體需求更有針對(duì)性地向服務(wù)器分配適用的存儲(chǔ)類型。對(duì)于那些需快速存取映像磁盤的系統(tǒng)，用戶可添加一個(gè)存儲(chǔ)矩陣， 而對(duì)于那些不需要快速存取的系統(tǒng)，用戶可適當(dāng)掛起SAN上的某些驅(qū)動(dòng)器。另外， SAN還允許用戶隨時(shí)添加其所需的存儲(chǔ)空間。因?yàn)榇鎯?chǔ)是與服務(wù)器相分離的，所以用戶可在財(cái)力允許的情況下購(gòu)買任意數(shù)目的磁盤陣列。另外， SAN也不會(huì)使用戶陷入只能依賴某一特定供應(yīng)商方案的尷尬局面。
減少了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。
SAN 的更大的好處是減少了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性。它可以騰出服務(wù)器的擴(kuò)展插槽，允許用戶不斷地向其添加存儲(chǔ)設(shè)備。服務(wù)器僅需要與 SAN的單一連接，不會(huì)被文件服務(wù)任務(wù)造成任何麻煩， 因而將可能擁有更長(zhǎng)的生命。在 SAN中傳輸數(shù)據(jù)，還可減少?gòu)V域網(wǎng)的負(fù)擔(dān)， 并有望延長(zhǎng)這些設(shè)備的壽命，于是用戶將有能力根據(jù)需求的增長(zhǎng)不斷對(duì)SAN進(jìn)行升級(jí)。
方案設(shè)計(jì)
海軍指揮學(xué)院數(shù)字圖書館FC-SAN 存儲(chǔ)系統(tǒng)整體拓?fù)鋱D設(shè)計(jì)如下：
如上圖所示，聯(lián)想建議用戶增加一套光纖存儲(chǔ)和一套光纖交換機(jī)組成SAN，另外先給原有的服務(wù)器增加光纖HBA卡，后期采購(gòu)新服務(wù)器通過HBA卡也可以輕松接入SAN。
光纖交換機(jī)方面，我們推薦了支持2G/4 Gbit速率的聯(lián)想-Brocade 210E光纖通道交換機(jī)，該機(jī)為入門級(jí)SAN提供了一個(gè)低成本、高靈活性的基礎(chǔ)設(shè)備，也可作為“核心－邊緣”SAN環(huán)境中的邊緣交換機(jī)，其端口數(shù)量可按需從8個(gè)擴(kuò)展到12或16個(gè)（4個(gè)端口為一個(gè)擴(kuò)展單元），SAN的簡(jiǎn)易擴(kuò)展將輕松實(shí)現(xiàn)。
光纖存儲(chǔ)方面，我們推薦了性價(jià)比極高的聯(lián)想AMS200，AMS200光纖磁盤陣列柜是聯(lián)想OEM至美國(guó)HDS公司的產(chǎn)品，它采用全光纖設(shè)計(jì)，提供四個(gè)2G/4G光纖主機(jī)通道，通過硬件的異或處理，實(shí)現(xiàn)極高的性能和優(yōu)良的擴(kuò)展能力，聯(lián)想AMS200最大支持105塊光纖/SATA硬盤，最大容量達(dá)到43TB，同時(shí)讀寫性能達(dá)到13000IOPS。在本方案中我們配置了13塊300G光纖硬盤和15塊750G SATA硬盤，裸容量為15TB的分級(jí)存儲(chǔ)方案，可以滿足海軍指揮學(xué)院目前以及未來幾年數(shù)字化圖書館應(yīng)用對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的需求。
方案優(yōu)勢(shì)
主流高性價(jià)比的架構(gòu)：海指新建SAN網(wǎng)絡(luò)以后，該校的數(shù)字圖書館平臺(tái)將和其他院校一樣，具備SAN網(wǎng)絡(luò)獨(dú)有的高性能、靈活性強(qiáng)、擴(kuò)容容易等顯而易見的優(yōu)勢(shì)。此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用分級(jí)存儲(chǔ)的方式，對(duì)I/O性能要求較高的應(yīng)用，比如圖書館管理系統(tǒng)，我們可以把它放在光纖硬盤上；而對(duì)于其他一些I/O要求不高、容量要求較高的應(yīng)用，我們則可以把其歸入到SATA擴(kuò)展柜上，這樣將極大地提高整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比和實(shí)際應(yīng)用效果。
極高的性能：聯(lián)想AMS200的CACHE讀寫帶寬達(dá)到了800MB/S，從DISC的讀帶寬也有400MB/S以上，如此高的性能非常適合大型的數(shù)圖應(yīng)用。
優(yōu)異的擴(kuò)展能力：聯(lián)想AMS200不但可以方便的在線擴(kuò)容存儲(chǔ)空間，而且在磁盤柜本身就配備了4個(gè)主機(jī)接口，默認(rèn)情況下就可以連接四臺(tái)主機(jī)，通過光纖交換機(jī)可以實(shí)現(xiàn)幾乎無限的擴(kuò)展能力。
超強(qiáng)的穩(wěn)定性：聯(lián)想AMS200的所有部件均是冗余設(shè)計(jì)，不存在任何單點(diǎn)故障，單控制器的平均無故障時(shí)間大于500000小時(shí)，保證設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的運(yùn)行。
數(shù)據(jù)的高安全性：聯(lián)想AMS200支持RAID0、1、5、0＋1、6等各種RAID級(jí)別，并且支持局部和全局的HotSpare盤，同時(shí)配備了CACHE的備用電池，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的最大安全性。
靈活的系統(tǒng)配置：聯(lián)想AMS200采用了全光纖設(shè)計(jì)，支持分級(jí)存儲(chǔ)，可以搭載光纖和SATA兩種硬盤。在本次項(xiàng)目中，對(duì)于一些終端用戶訪問頻繁的數(shù)據(jù)，我們提供了4TB的光纖硬盤用于存放，可保證用戶訪問數(shù)據(jù)的流暢性；而對(duì)于一些用戶平時(shí)訪問頻率不高的數(shù)據(jù)，我們提供了11TB的超大容量空間，能否為海指用戶提供一個(gè)海量的存儲(chǔ)后臺(tái)。分級(jí)存儲(chǔ)概念的引進(jìn)，既保證了整體系統(tǒng)的性能，又降低了整體存儲(chǔ)的費(fèi)用，確實(shí)為海指用戶搭建了一個(gè)高性價(jià)比的存儲(chǔ)后臺(tái)。
良好的開放性：另外，系統(tǒng)采用FC-SAN架構(gòu)方式搭建存儲(chǔ)平臺(tái)，具有良好的開放性，不同廠家產(chǎn)品之間能夠互連，原有的兩臺(tái)服務(wù)器加裝聯(lián)想Emulex LP111 4G HBA卡，可以快速地與聯(lián)想AMS200存儲(chǔ)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，而且系統(tǒng)支持多種主機(jī)系統(tǒng)及集群系統(tǒng)。
用戶收益
用戶先期采購(gòu)了存儲(chǔ)和HBA卡，將原有的兩臺(tái)服務(wù)器接入了海量存儲(chǔ)空間，近期用戶將很快采購(gòu)光纖交換機(jī)，盡快搭建SAN網(wǎng)絡(luò)。海軍指揮學(xué)院通過該存儲(chǔ)系統(tǒng)的建立，為該校的數(shù)圖系統(tǒng)建立了一個(gè)非常強(qiáng)壯的存儲(chǔ)平臺(tái)，可以為日益增多的讀者提供豐富多彩的數(shù)字資源。隨著今后圖書數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，管理員只需要在線地在存儲(chǔ)設(shè)備上增加硬盤或者添加擴(kuò)展柜，而增加新的應(yīng)用模式也只需要在SAN里面在線的增加服務(wù)器就可以輕松的實(shí)現(xiàn)，此存儲(chǔ)平臺(tái)為用戶今后的圖書館發(fā)展帶來了極大的幫助。
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