物理存储层设计

　　对于学校各二级单位存储介质一般是服务器中的硬盘，服务器中的硬盘是数据的载体，但往往由于二级单位管理人员技术缺乏，常常因误删除、误格式化、误分区、误克隆、病毒破坏导致服务器中的数据丢失，甚至有时因硬盘损坏造成大面积数据丢失。因此大多数是采取离线手工备份的方式，但这种方式工作量大，而且恢复慢，并且随着数据呈跳跃性增长，备份磁盘越来越多。因此对于二级单位保护服务器数据最简单、效果又非常好的方法是采用RAID技术来实现磁盘的冗余，当服务器磁盘中的数据丢失或者磁盘损坏可以快速地恢复，对于服务器中一些敏感、关键数据在实现RAID技术后，再采用手工离线备份，而不是对整个磁盘中的数据进行备份，这样可以大大减少后备磁盘成本。

　　磁盘阵列有两种方式可以实现，那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘，组成阵列。

　　如微软的Win -dows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能，其中WindowsNT/2000 Server/Server2003可以提供RAID 0，RAID 1，RAID5；NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能，但是磁盘子系统的性能会有所降低。硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的，硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器和专门的存贮器，用于高速处理和高速缓冲数据。这样一来，服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行，因此不需要大量的CPU及系统内存资源，不会降低磁盘子系统的性能。考虑到现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡，不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能，因此在本方案中采用硬件阵列RAID 5 技术来实现物理层存储安全。

　　虚拟存储层设计

　　虚拟存储层的设计思想是把学校分散的服务器磁盘集中管理，统一使用。虚拟化技术是在实体主机的硬件系统和操作系统之间建立一个称为虚拟机监视器( VirtualMachine Monitor, VMM ) 的软件监控层, 用来阻隔操作系统与硬件系统的直接通信。通过VMM的分析和转换后, 再转向控制硬件系统。由于VMM对系统指令的拦截和转换的特殊作用, 使得在VMM 上可同时支持多个异构操作系统的运行。在此我们在每台服务器上安装VMware ESX Server，利用逻辑资源池技术, 将全校所有服务器磁盘资源聚集为一个磁盘池，然后使用Vi rtualCenter (虚拟中心 )对ESX Server进行集中管理、合理分配, 再将其按需动态分配到Guest OS上。使用Virtual Center (虚拟中心)创建虚拟机配置如WWW、FTP、Email等系统服务和分配应用软件，这些虚拟机资源随机存储到各磁盘，在物理环境不进行任何改变的情况下, 完成对系统综合资料的重新部署和分配, 甚至在无须中断服务的情况下, 实现指定虚拟机到实体主机的安全迁移。同时, Virtual Center还可通过服务的迁移实现零中断的底层硬件和存储维护。虚拟化以较低成本让管理人员做更有效的资源调度,并获得更好且安全周密的防护。当系统发生灾难时, 可以在最短的时间迅速复原系统的运作。

　　为了进一步提高存储利用率，虚拟存储层设计时我们扩展了自动精减配置技术，采用了一个虚拟存储在虚拟机间按需动态流动方式。该方式将一台服务器拥有的所有存储资源都整合到一个统一的存储池中，从存储池中创建逻辑卷，作为每个虚拟化机所拥有的虚拟存储空间。基于此，虚拟存储空间可以根据需要动态地扩展[3]；另一方面，当整体存储空间紧张时，为了响应其它虚拟化机的虚拟存储空间的扩展与创建需求，也可以收缩某一虚拟化机所拥有的虚拟存储空间，回收其一部分空闲空间；若回收了空闲空间后资源仍然紧张，则可以向网络中的邻居节点(服务器磁盘)请求共享邻居节点的空闲空间。即存储空间可以由一个空闲空间较多的虚拟化机“流”向空闲空间紧张的虚拟化机。由此，采用自动精简配置技术，更能有效地提高存储利用率，进而降低存储开支和能耗，也更有利于异地存储模式。

　　为了保护各虚拟机中的敏感、关键数据，本设计中我们还利用批处理制作自动复制程序，然后采用任务计划功能启动自动备份软件实现各虚拟机中敏感、关键数据自动备份到备份服务器中。