2018/04/27

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“戴尔先进的存储双活解决方案为我们的教育云平台提供了可靠、安全的数据支撑平台，为教育监管和教育决策提升了更高的管理效率！”

——宁波鄞州区教育局苏主任

新技术的应用、教育改革逐步走向深入，都令教育信息化成为一个常讲常新的课题。教育部“三通两平台”的核心，即是通过IT基础设施升级，推动教育机构顶层设计的实践落地。宁波鄞州区教育局打造的教育云项目，则以一套灵活、可靠、高效的云基础架构服务于教育信息化应用平台，通过建立覆盖各级各类学校的管理信息系统及基础数据库,实现教育监管、教育宏观决策能力的全面提升——作为此项目的重中之重，Dell高端存储SC9000双活架构为鄞州教育云平台提供了可靠，自动化的数据支撑平台。

以双活存储破局，激活隐形“数据资产”

宁波鄞州区教育局教学仪器管理站（以下简称鄞州教育局）下属服务单位有130所中小学、200所幼儿园；7000多名教师、10多万名学生。为更好地服务教育教学，提升教育信息化管理效率，宁波鄞州区教育局结合自身实际需求，决定以分期建设的思路，搭建一套教育云平台，第一步决定先从存储平台破局。鄞州教育局数据中心之前没有集中存储设备，数据分布在各个独立的存储系统或者服务器本地硬盘中；大大小小的“数据孤岛”不仅给当前业务系统的部署灵活性、资源的动态调配、数据集中管理以及安全保护带来了挑战，更遗憾的是，无形中埋没了相当一部分支持上层决策的数据资产。

为了贯彻教育部“三通两平台”指导方针，提升和完善现有数据中心基础架构功能，宁波鄞州教育局本期建设需要构建出一套可管理、可靠性、可扩展性、安全性的系统运行平台，同时采用成熟、可用的设备；立足当前、面向未来，使其信息系统处于业界前沿水平，也促进鄞州区下属学校的长久良好发展。

为此，宁波鄞州教育局确定了本期系统建设的路线图主要分为四步走：首先是搭建基于双活架构的集中存储平台；其次，在数据集中管理后，还需要配套的数据备份恢复系统；另外，为了能够随时随地验证备份数据的有效性，同时也为管理人员提供日常数据以及系统恢复演练的机会，需要再建设一套数据验证平台系统；最后，根据实际需要适当增加计算能力。鄞州教育局预计本期系统建设完成后，信息系统将得到极大提升——至少满足未来5年的发展需求，同时避免隔代升级、并具备可持续的按需扩展能力。

比策略更重要的，是方向

在确定构建存储双活平台之后，仍然面临着选择，究竟什么样的双活架构才是最适合的？什么样的双活架构才是最能够代表未来发展方向的？

业界基于存储的双活架构，一类是基于网关型的双活技术；一类是基于存储控制器的内嵌双活技术，例如Dell Compellent。

图1：网关型双活

从架构原理上进行比较。尽管网关型双活推出市场比较早，不可否认，在早期仍然是比较先进的双活技术的代表，但是其架构本身所带来的局限性也非常明显，主要体现在：

● 与内嵌双活方案相比，硬件需要更高额外成本

● 带内管理，缓存直写模式，增加网关后对写入性能有损失

● 网关屏蔽了底层阵列的软件功能，而网关自身还不提供基本快照、CDP等功能；

● 虚拟化第三方存储更多是宣传噱头，90%以上情况的还是挂接自己的存储

● 无法虚拟化NAS和IP存储

● 组网复杂，增加了故障点

图2：内嵌双活

而以Dell Compellent为代表的双活，组网简单，没有性能损耗，同时提供了CDP数据保护等高级功能，既有性能保障，又能最大限度提高数据安全性，而且整体方案成本合理。(具体的双活特点后面还会有详细阐述。)

从产品生命周期来比较。其实从市场上的网关型产品发展来看，可以明显看出网关型双活使用场景越来越少，或者是逐步被淘汰。

综合以上的比较分析可以看出，业界的厂商大多都是朝着内嵌双活的技术演进，而Dell Compellent的内嵌双活技术多年以前就已经推出了，也是最稳定最成熟的双活产品之一。

宁波鄞州区教育局在认真分析和比较这两种方案架构后，最终确定Dell Compellent这种内嵌双活架构，是最能代表未来发展方向的双活技术。

内嵌双活压卷之作

Dell Compellent SC9000

前面把Dell 的双活产品和业界双活产品在架构方面做了分析对比，下面再来详细看看Dell 双活产品的技术原理和独特之处吧。

双活技术Live Volume

Dell Compellent的双活技术核心是基于Live Volume软件模块，利用Dell Live Volume双活技术，将生产中心主存储和容灾中心容灾存储构建同步的双活卷，实现两个中心数据同时读写访问，进而通过和应用配合实现业务零中断切换，也可以实现跨站点卷级数据自由流动和负载均衡，保障业务的连续性，可针对所有业务数据进行容灾。

Live Volume作为两个Dell Compellent阵列之间的存储虚拟机管理程序，允许组织按需在阵列之间透明地移动卷。因为Live Volume完全集成在流动的数据存储平台中，所以无需增添复杂的外部设备。此外，对创建、删除或更新共享卷的数量没有任何限制，Live Volume配对的数量只受带宽限制。此外，Dell Compellent阵列无需完全相同的配置，即可使用Live Volume。

● 因为流动的数据存储中全面集成的软件功能，每个卷都可以被自动精简配置和分层。

● 与多个虚拟机管理程序（包括VMware vSphere、Microsoft Hyper-V和Citrix XenServer）和大多数群集技术配合使用。

● 无需其他硬件、服务器代理程序或成本高昂的设备，因此成本只是其他解决方案的几分之一。

● 可实现横向扩展功能，从而为将一组Compellent阵列作为一个阵列运行奠定基础。

Live Volume与Dell Compellent远程即时回放相辅相成，可在主站点和远程站点之间提供持续的复制。此外，精简复制可自动应用到所有共享的卷，以实现最佳效率。

Live Volume是实现业务连续性的主要促成技术，而成本只是其他数据迁移解决方案的几分之一，因为这些解决方案常常需要额外的硬件、成本高昂的设备和服务器端代理程序。移动应用程序时，Live Volume可自动找到主存储资源，使管理员能够优先且无中断地移动存储，以进行维护或计划内中断。

利用Dell Compellent Live Volume，组织可以在存储阵列之间无缝地持续优化存储。根据变幻莫测的业务状况和应用程序要求，管理员可以按需随时随地移动企业数据。利用Live Volume，存储卷不再与特定的阵列或数据中心关联。用户可以从多个地点访问、移动并共享数据。Live Volume支持任何虚拟化的服务器环境，并与领先的应用程序群集技术相辅相成。

Dell Compellent支持跨光纤通道、iSCSI和以太网光纤通道(FCoE)多个连接协议的Live Volume，并且所有共享的卷都可使用Compellent企业存储管理器软件，通过单一管理平台进行管理。

Live Volume使用户能够消除阵列之间的热点，并减轻从一个存储系统到另一个存储系统的I/O负担，而无需中断运行。同时，在线应用程序在卷迁移流程中可以继续正常运行，并且从一个系统到另一个系统的工作负载传输不会影响对数据的访问。完成这些操作不会对服务器资源产生任何影响，因此可以实现最佳的数据中心性能。

预期的断电或即将发生的自然灾害会导致系统中断时，Live Volume管理员只需将任务关键型卷从会受影响的阵列移动至位于单独位置的其他阵列。

所有数据在两个站点之间无中断迁移，同时两个系统都保持在线，从而可以实现所有应用程序的连续运行。事件过后，管理员可以保留实时迁移流程，以恢复正常运行。

Live Volume除了实现两个数据中心双活，还可以实现两地三中心的模式，以及实现联邦功能（多套存储的集群）, 以满足更高级别的容灾和数据管理要求，一般可以考虑同城双活然后异步复制到第三个机房，或者考虑同机房双活再异步复制到另一个机房。对于三中心有级联模式和混合模式两种组网。如下图：

数据联邦功能（Federation）将数据从多套存储硬件中抽象和剥离出来，从而实现数据跨多套存储进行流动和负载均衡。如下图：

另外，Live Volume对不同型号的Compellent产品型号都可以实现双活，并不像大多友商所要求的同一型号的限制，如SC4000到SC8000/SC9000也可以实现双活。

CDP连续数据保护功能。Dell Compellent产品除了提供强大的内嵌双活技术，还内嵌支持CDP连续数据保护功能，而在友商的产品中，要么根本不支持CDP连续数据保护功能，要么需要选配专门的硬件产品去实现，而Dell Compellent存储是把该项功能作为标准功能提供给用户，实现软硬故障一体化的全方位保护。

基于SC9000的增强特性

在Dell World 2015上正式推出的新一代高端产品SC9000，给我们带来了更大的惊喜！先来看看SC9000相对于上一代旗舰SC8000的主要增强之处：

在硬件架构方面的增强：

1. 控制器硬件换代，CPU由每控制器2个6核升级为2个8核，同时提高主频；

2. 内存增大4倍，由最大128GB提高到512GB（双控制器）；

3. 后端驱动器接口由6Gb/s SAS升级到12Gb/s，增加支持SC400（2U 12x3.5”）和SC420（2U 24x2.5”）两款12Gb/s SAS扩展机箱；

4. 最大IOPS提高40%，带宽增加110%。

在软件方面的增强：

1. 与微软Azure公有云无缝对接，实现互相的备份和恢复；

2. 支持VVol功能，高效地和Vmware平台进一步融合；

3. 支持Oracle数据保护集成组件（APM），实现应用级别的保护；

4. 针对Flash的加密技术（SED）；

5. 和Dell PS系列无缝迁移和复制，以最大程度保护用户投资。

另外，戴尔Live Volume已经通过VMware vMSC（vSphere Metro Storage Cluster）的认证，也就是可以接近于在本地数据中心的一套阵列上那样进行跨数据中心虚拟机的HA切换、vMotion迁移等操作。

关于同步复制/双活对网络带宽和延时的要求，比如有的公司宣传其存储双活用于VMware集群可以支持300km距离，戴尔也一样能实现。因为光速（光纤延时）对所有人都是平等的，而实际线路质量则参差不齐，所以还有传输设备等其它需要关注的因素。比如戴尔建议同步复制的延时不超过5ms、40km以内，是为了减少对实际应用和性能带来的影响。

SC9000的新特性直接惠及本期项目的，一是缓存比较大，可以达到256GB/512GB，满足了项目中对存储的高性能需求，另外一个是基于Vmware Cluster的双活认证，保证了项目中实现Vmware应用级双活的实现。

不仅仅是“烧脑” SC9000身兼多职

成就云双活

前面介绍了Dell和业界的双活技术，以及用户对双活的选型历程，最后我们来一睹SC9000双活方案之风采吧。

本次方案实际上需要建设内容有：双活SAN存储设备、数据仲裁系统。

双活SAN存储设备：

采用2套DELL Compellent SC9000基于流动数据体系的存储设备，通过存储内嵌的双活功能确保存储系统可靠性、业务系统连续性；本次SAN存储作为整个数据中心集中存储平台，无论是物理机、虚拟机，还是数据库服务器、其他业务服务器都可以把数据下移到此存储设备，进行集中管理。使得服务器可以平滑连接SC9000访问数据。

对于前端服务器，结合此存储做Boot From SAN功能，把OS也集中存放到存储设备中；也可以利用存储的快照功能实现OS的逻辑备份保护。当然服务器依旧可以配置本地硬盘，实现传统OS的安装。

SC9000存储是生产/防御一体机，也就是说除了提供实时生产IO外，还内嵌了CDP连续数据保护机制（连续快照），数据保护间隔最短到1分钟；SC9000拍快照时只是指针的拷贝，瞬间完成，完全不影响存储的性能；如此出现任何业务错误时，可以向前恢复到任何一个时间点；最大程度的确保数据的可用性。

两地三中心的容灾功能：数据中心两套存储Live Volume双活，同时还可以实现3DC架构到异地灾备机房。

数据仲裁系统：

构建双活系统，其中一个关键风险，就是如何防止脑裂的问题。本次方案中，设计了一个数据仲裁系统，其中功能之一就是安装Enterprise Manage（简称EM）来作为仲裁机制。身兼多职，这个数据仲裁系统也可以作为应急验证服务器，将随时随地验证SC9000存储中CDP保护点数据的有效性，以作为验证数据可用。

在应用方面，鄞州教育局用户的大部分应用都迁移到虚拟化和云平台，根据现有应用以及当前负载等情况进行综合评估，对于2路和4路服务器的不同性能，分别采用1：5以及1：8~10分配虚拟机，把应用全都部署在虚拟机中。更为重要的是，有了基于Dell SC9000的双活平台，各种虚拟化应用得到了最高级别的保护以及灵活的自动负载迁移，为走向最终的云平台之路奠定了坚实的基础。

结束语

基于Dell SC9000的双活平台不仅为鄞州教育云平台提供了可靠、安全的数据支撑平台，更将以往散落、隐藏许久的隐形“数据资产”激活，成为其教育决策的有力支撑。目前，宁波鄞州区教育局的异地容灾机房建设已在规划中，未来还将升级到两地三中心架构，继续实践以IT基础设施升级推动教育顶层设计，谱写“三通两平台”方针下教育信息化的新篇章。

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