1 引言
勘察設計行業(yè)實施計算機輔助設計的發(fā)展戰(zhàn)略已歷時多年，其間企業(yè)生產過程所產生的各種設計文件數(shù)據(jù)、經營管理業(yè)務數(shù)據(jù)、施工管理數(shù)據(jù)、物資采購數(shù)據(jù)、企業(yè)資源綜合數(shù)據(jù)等信息呈現(xiàn)了爆炸式的增長；由于這些信息資源與企業(yè)的人力、財力、物力和自然資源一樣是企業(yè)至關重要的資產和企業(yè)發(fā)展的基礎，合理建造企業(yè)信息資源安全存儲、集中管理與快速共享的基礎環(huán)境，將為企業(yè)進一步的信息資源開發(fā)和利用提供保障。
2 設計企業(yè)信息系統(tǒng)現(xiàn)狀
在企業(yè)重組后我院信息化建設出現(xiàn)了新情況，不同單位和部門都建立了自己的項目管理系統(tǒng)、經營管理系統(tǒng)等信息系統(tǒng)。而這些基于特定業(yè)務模型和傳統(tǒng)技術平臺開發(fā)的應用系統(tǒng)不具有跨平臺、跨數(shù)據(jù)庫、跨服務器的特性，產生的信息資源被獨立分散在各自封閉的體系內形成了信息孤島。信息資源使用效率不高、無法有效共享和交互，重復維護信息率高，一致性和完整性難以保證；獨立開發(fā)和孤立應用的系統(tǒng)各自存放業(yè)務數(shù)據(jù)，造成了應用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)重復冗余現(xiàn)象嚴重，大量出現(xiàn)如企業(yè)發(fā)文需要經由電子郵件系統(tǒng)和OA辦公自動化系統(tǒng)兩條途徑分別傳送、存放等類似情況，給企業(yè)的業(yè)務數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理帶來了困難。
我院的信息系統(tǒng)擁有協(xié)同設計服務器、電子郵件服務器、檔案管理服務器、OA辦公自動化系統(tǒng)服務器、經營管理服務器等20多臺應用服務器。隨著計算機信息系統(tǒng)在生產、管理領域的不斷推廣應用，生成的業(yè)務信息數(shù)據(jù)日益增多，每臺服務器中存有大量的數(shù)據(jù)信息，為應對業(yè)務數(shù)據(jù)的暴漲就不斷擴容服務器的存儲硬盤空間；主要業(yè)務服務器都安裝了內置磁帶機進行數(shù)據(jù)備份存，每臺服務器都安裝了備份軟件和制定了數(shù)據(jù)備份、災難恢復措施，備份數(shù)據(jù)的方式、途徑和數(shù)據(jù)存放的不一致，也增加了數(shù)據(jù)管理的復雜性和不便性。這些服務器建有自己的存儲和備份系統(tǒng)，管理員只能分別對其進行設置操作，不能進行設備的集中管理；各服務器的存儲系統(tǒng)隔離、備份設備無法共享，也極大浪費了企業(yè)資源和投資成本。
3 設計企業(yè)信息數(shù)據(jù)存儲的需求
3．1 建設基于SOA的業(yè)務基礎平臺發(fā)展的需要
“十一五”信息化發(fā)展規(guī)劃指出勘察設計行業(yè)要在計算機技術的支撐下，實現(xiàn)協(xié)同設計、優(yōu)化設計、信息集成、資源共享。目前，我院正在建設基于SOA面向服務架構技術、集成綜合管理與辦公自動化、項目管理、圖檔管理和企業(yè)知識管理為一體的企業(yè)綜合管理信息系統(tǒng)。利用計算機網絡搭建一個具有跨平臺、跨數(shù)據(jù)庫、跨應用服務器的開放、互動、協(xié)同的信息管理平臺，將運行在不同平臺和技術下的多個應用程序互通、互聯(lián)，在不改變企業(yè)應用底層架構的基礎上，依據(jù)企業(yè)業(yè)務邏輯需求重新組織已有的數(shù)據(jù)存儲，實現(xiàn)企業(yè)信息資源的整合。
企業(yè)數(shù)據(jù)中心是信息管理平臺的核心基礎，將實現(xiàn)全院經營、生產、財務、人力等各項業(yè)務的信息整合，完成數(shù)據(jù)的集中存儲保護、數(shù)據(jù)處理、支撐應用系統(tǒng)的應用和企業(yè)信息資源共享。作為集中的數(shù)據(jù)存儲平臺，數(shù)據(jù)中心的存儲系統(tǒng)需要一種容量大、安全性高、管理方便、數(shù)據(jù)查詢快捷的物理介質來承擔存儲和管理任務，以便更好為業(yè)務系統(tǒng)持續(xù)提供不間斷的數(shù)據(jù)服務。
3．2 圖紙檔案管理電子化的需要
我院的企業(yè)圖紙檔案管理電子化工作已開展多年，對大量的工程圖紙的藍圖、底圖和紙質檔案資料實施掃描，以圖像方式存儲為計算機電子文件，并利用清華紫光檔案管理系統(tǒng)對相關文件進行立卷、編目、入庫等歸檔管理。電子化的工程圖紙檔案是歷史資料需要長期保留，保存在服務器磁盤上存在著重大的數(shù)據(jù)安全隱患，刻錄成光盤離線備份又使得資源管理產生困難；另外，存儲這些資料占據(jù)了服務器的大量硬盤空間，但很少被在線查詢、借閱也造成了購置硬盤投資浪費。為了便于在線檢索這些歷史數(shù)據(jù)信息，引入了光盤庫二級存儲系統(tǒng)作為磁盤容量的擴充，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)在線訪問，又可進行在線數(shù)據(jù)歸檔備份以及光盤資源的管理。
圖1 企業(yè)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)
4 設計企業(yè)信息數(shù)據(jù)集中存儲系統(tǒng)平臺建設
4．1 我院數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)簡述
我院的數(shù)據(jù)中心匯聚了集中的業(yè)務應用系統(tǒng)、業(yè)務應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)交換平臺和應用集成平臺等，是企業(yè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源進行集中、集成、共享、分析、加工、流轉的管理核心場所，整個數(shù)據(jù)中心按照信息應用和資源管理的功能劃分為業(yè)務架構與系統(tǒng)集成（SOA ECA）平臺、綜合管理信息系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)交換平臺及主題數(shù)據(jù)庫等區(qū)域。
數(shù)據(jù)中心的綜合管理信息系統(tǒng)平臺將建有工程協(xié)同設計管理、工程建設項目管理、綜合業(yè)務管理、圖1企業(yè)數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)
OA辦公自動化、圖文檔案管理和企業(yè)知識管理等業(yè)務應用系統(tǒng)，以及人力資源庫、合同數(shù)據(jù)庫、客戶信息庫、項目信息庫和產品價格庫等業(yè)務應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。綜合管理信息系統(tǒng)采用了集中與分散相結合的部署方式，分支機構數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)交流與采集通過VPN網絡，利用數(shù)據(jù)交換平臺來實現(xiàn)。
4．2 企業(yè)數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)
目前，全院各種信息系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)信息總量約2TB，建成的綜合管理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息量預計以每年1TB的速度增長。在數(shù)據(jù)中心擔當集中處理、存儲、備份、管理各應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的硬件支撐平臺，需要建成為超大存儲容量、高數(shù)據(jù)傳輸率以及高可用性的信息存取、共享的數(shù)據(jù)存儲網絡系統(tǒng)。
4．2．1 數(shù)據(jù)存儲技術的選用
數(shù)據(jù)存儲技術有DAS直接連接存儲、NAS網絡連接存儲、SAN存儲區(qū)域網絡和基于IP的網絡存儲技術四種類型。目前用戶常用的IPSAN存儲網絡集SCSI、以太網和TCP／IP等技術于一身，相對于FCSAN減少了不同的網絡和布線，使用常規(guī)以太網交換機而不必專用光纖通道交換機和安裝、維護成本較低等成本低廉。當用戶需要較長的傳輸距離時，IPSAN存儲設備能在Internet上運行以滿足應用前端存儲數(shù)據(jù)的要求，具有無限長度擴展的優(yōu)勢。
我院建設的管理信息系統(tǒng)業(yè)務基礎平臺由CRM庫、項目管理庫、檔案管理庫、OA庫、協(xié)同設計數(shù)據(jù)庫、企業(yè)知識數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫等組成，其中的應用數(shù)據(jù)均通過數(shù)據(jù)庫服務器實現(xiàn)存儲、讀取，IPSAN對于以數(shù)據(jù)庫形式存取數(shù)據(jù)的操作能提供高效的網絡存儲服務。數(shù)據(jù)中心是信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源集中和統(tǒng)一管理的平臺，將會有大量業(yè)務信息系統(tǒng)服務器和數(shù)據(jù)庫服務器接入集中存儲系統(tǒng)，選用基于現(xiàn)有以太網的IPSAN存儲架構，它具有和FCSAN一樣的高傳輸速率，更能節(jié)約接入成本、加快實施速度、易于集中管理和降低設備的管理成本。分支機構數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)交流與采集通過了網絡進行長距離傳輸實現(xiàn)，IPSAN存儲設備能在Internet上運行以滿足應用前端存儲數(shù)據(jù)的要求，具有無限長度擴展的優(yōu)勢。
4．2．2 數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)平臺
根據(jù)我院現(xiàn)有的應用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)量、數(shù)據(jù)類型，以及對未來一段時間企業(yè)信息化建設的展望，數(shù)據(jù)中心的存儲系統(tǒng)采用了IPSAN存儲架構，并選用H3C的NeoceanIX1500作為核心存儲設備，這主要認可了該設備的存儲管理軟件NeoStor是與硬件、協(xié)議、平臺和廠商無關，基于開放的工業(yè)標準，比如Internet協(xié)議、光纖通道、SCSI、iSCSI和以太網技術開發(fā)、運行。我院數(shù)據(jù)中心的存儲系統(tǒng)拓撲圖如圖2所示。
NeoceanIX1500能提供單臺16TB數(shù)據(jù)存儲量、最大擴展至64TB存儲容量，可較好滿足本企業(yè)業(yè)務迅速發(fā)展伴隨的數(shù)據(jù)爆炸式增長對存儲的需求。采用點對點全交換架構，每塊磁盤均獨享3Gb帶寬，適合我院管理信息系統(tǒng)平臺對在線數(shù)據(jù)庫密集訪問的應用方式。對其擁有的4個前端GE接口進行鏈路捆綁，多條數(shù)據(jù)鏈路支持鏈路聚合和動態(tài)故障切換，在保證數(shù)據(jù)讀寫帶寬的同時保障了數(shù)據(jù)通路的暢通。
存儲設備通過IPSAN交換機與局域網多臺服務器建立連接，其中，IPSAN網絡使用已有的網絡交換機和網絡鏈路，沒有額外增購網絡設備和材料；每個服務器端在不改變硬件的情況下，為網卡安裝iSCSI封包軟件驅動程序，通過以太網獲得存儲設備的磁盤空間和訪問后臺存儲設備里的數(shù)據(jù)。為保證各個應用系統(tǒng)互不干擾，首先對存儲設備的磁盤空間劃分了多個物理卷，利用NeoceanIX1500設備支持分級組合存儲的功能，使用SAS磁盤存放如項目管理庫、協(xié)同設計數(shù)據(jù)庫、知識庫數(shù)據(jù)庫等關鍵業(yè)務數(shù)據(jù)，而對容量需求較大的如檔案管理庫、多媒體數(shù)據(jù)庫等海量存儲應用，則使用SATA磁盤；通過分級存儲，單臺存儲設備就能滿足對性能和容量各有偏重的不同應用需求，提高了存儲資源利用率和節(jié)省了投資成本。
為項目管理系統(tǒng)、協(xié)同設計系統(tǒng)等關鍵業(yè)務的數(shù)據(jù)實施連續(xù)保護措施，即開啟存儲設備的timeMark全自動連續(xù)數(shù)據(jù)快照功能，對此類數(shù)據(jù)的邏輯卷創(chuàng)建了基于工作時間里、數(shù)據(jù)集中訪問時間段里每隔2小時的timeMark時間點標記，可在發(fā)生軟件程序導致的數(shù)據(jù)損壞、病毒破壞、意外刪除及其它人為誤操作引起的數(shù)據(jù)丟失或錯誤時，迅速通過對正確數(shù)據(jù)的時間點標記進行“回滾”來快速恢復數(shù)據(jù)。
由于我院信息管理平臺的數(shù)據(jù)庫采用集中與分散相結合實施部署，數(shù)據(jù)中心對各異地分支機構部署信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息也實施了集中管理措施，依據(jù)IX1500設備支持TCP／IP網絡技術的特點，通過數(shù)據(jù)中心與分支機構之間已架起的VPN網絡或專線網絡作為數(shù)據(jù)信息傳輸鏈路，利用SQL數(shù)據(jù)庫的復制技術將輔助數(shù)據(jù)庫信息數(shù)據(jù)鍵入到主數(shù)據(jù)庫中，完成數(shù)據(jù)從源系統(tǒng)到中央業(yè)務數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)匯聚和數(shù)據(jù)共享，對企業(yè)數(shù)據(jù)資源的集中存儲、統(tǒng)一管理都將在IX1500存儲設備上完成和實現(xiàn)。
雖然IX1500設備的操作和管理非常簡單，無需添加任何其它專用設備能直接通過網絡與IX1500相連，像訪問本地磁盤一樣對IX1500的磁盤、RAID組等存儲資源進行配置操作和狀態(tài)監(jiān)控，但我們充分利用IX1500支持聲音和e-mail告警功能，設置了磁盤空間溢出、環(huán)境溫度超限等多項告警事件，確保管理人員及時掌握設備運行狀態(tài)，以便在最短時間內采取糾正措施，提供最佳正常服務時間和It效率。
圖2 數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)拓撲圖
4．3 數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)安全措施
數(shù)據(jù)安全是企業(yè)業(yè)務系統(tǒng)持續(xù)運行的前提和保障，我院依照國家標準GB／t209882007《信息系統(tǒng)災難恢復規(guī)范》對數(shù)據(jù)中心安全進行了統(tǒng)一規(guī)劃，定制和實施了相關數(shù)據(jù)災備策略和方案。針對我院信息系統(tǒng)的開發(fā)和使用現(xiàn)狀，在確保數(shù)據(jù)中心在生產環(huán)境的存儲系統(tǒng)按設計建成和正常運行的前提下，數(shù)據(jù)安全建設采取了分階段走的實施方法，即由開始實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心各應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一備份管理，再逐步建成功能完備的冗災備份系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)中心設備安全和數(shù)據(jù)安全。
4．3．1 數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)備份方案
我院充分利用現(xiàn)有的BackupExec備份軟件和光盤庫資源搭建數(shù)據(jù)中心的備份系統(tǒng)，對應的存儲數(shù)據(jù)備份方案拓撲圖如圖3。
建成的數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)了我院數(shù)據(jù)資源集中存儲、統(tǒng)一管理，對于數(shù)據(jù)中心的信息數(shù)據(jù)安全一期實施方案中，我們選用了BackupExec備份軟件加光盤庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份措施。由于此措施是利用現(xiàn)有軟硬件資源不用購買新的備份軟件，只需要為備份陣列新添幾塊硬盤就可以了。具體措施是對存儲在IPSAN設備中的關鍵業(yè)務數(shù)據(jù)實施數(shù)據(jù)備份，把備份陣列的服務器與IX1500存放關鍵數(shù)據(jù)的邏輯卷進行關聯(lián)，這樣服務器就可以像擁有本地磁盤一樣訪問IX1500的存儲資源。為備份管理服務器安裝BackupExec備份軟件的主模塊和Agents介質代理模塊兩個插件；由備份服務器根據(jù)設定好的計劃定期發(fā)起備份，服務器向IX1500的數(shù)據(jù)區(qū)發(fā)出讀取控制指令，待備的數(shù)據(jù)通過局域網傳輸至備份服務器，然后備份到服務器的磁盤陣列中。為了不影響業(yè)務系統(tǒng)的正常運行，在制定備份計劃時必須將備份操作安排在工作空閑時段進行，數(shù)據(jù)備份策略采取每周一次的完全備份和每天的增量備份相結合以保證數(shù)據(jù)備份的效率。對于數(shù)據(jù)恢復的操作也是一樣，應用BackupExec軟件通過備份服務器將數(shù)據(jù)從磁盤陣列中提取出來，再通過局域網將需要的數(shù)據(jù)恢復到IX1500指定存放數(shù)據(jù)的邏輯卷。
我院數(shù)據(jù)中心存儲的電子掃描工程圖、工程管理圖片和專業(yè)培訓流媒體資料等非結構化數(shù)據(jù)占了全部存儲量的較大份額，這些不變化、不經常使用的數(shù)據(jù)存放在IX1500的硬盤里將增加存儲成本和備份管理復雜性。為了便于在線檢索這些寶貴的歷史數(shù)據(jù)信息，同時又能達到長期數(shù)據(jù)備份的目的，利用信息數(shù)據(jù)分級存儲管理技術我院建立了一個DVD-RAM光盤庫二級存儲系統(tǒng)，既作為磁盤容量的擴充，又能作為在線數(shù)據(jù)歸檔備份，同時解決了近線和離線存儲問題。光盤庫的引入解決了檔案管理中存在的保管困難、查詢不便、存儲空間不足、資源無法共享等問題，使用光盤庫可以方便在線調閱，即使光盤離線，光盤庫軟件的離線管理功能也可以方便地找到光盤。用光盤庫作為IX1500硬盤的下一級設備，通過管理軟件將硬盤中不變化、不經常使用的數(shù)據(jù)按指定的策略自動遷移到光盤庫存儲設備上，當需要使用這些數(shù)據(jù)時，分級存儲系統(tǒng)會自動將這些數(shù)據(jù)從光盤庫調回到硬盤上。利用光盤庫進行在線數(shù)據(jù)歸檔備份，對于某些需要
歸檔的數(shù)據(jù)，可以將其存儲到DVD－RAM盤上，將光盤匣從光盤庫中取出，人工轉移到另一地點離線保存實現(xiàn)異地容災。
4．3．2 數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)備份方案
隨著企業(yè)數(shù)據(jù)中心應用的不斷擴大和重要性的提高，存儲信息數(shù)據(jù)安全措施也將進一步加強，依照我院制定的數(shù)據(jù)中心安全統(tǒng)一規(guī)劃，后期實施的數(shù)據(jù)安全措施將全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)的容災保護，以“實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速備份與恢復”的原則建設遠程的數(shù)據(jù)災備中心。
因為選用同品牌設備搭建存儲和災備系統(tǒng)更容易實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一管理和統(tǒng)一維護，根據(jù)生產數(shù)據(jù)中心的存儲設備情況，在建設災備中心時將同樣部署一套IX1500設備作為災備系統(tǒng)，利用IX1500存儲設備之間IP遠程復制的功能，實現(xiàn)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)中心到災備中心的遠程備份，并在發(fā)生意外災難時對數(shù)據(jù)進行快速恢復，確保關鍵業(yè)務的連續(xù)性。為了降低帶寬占用，將生產環(huán)境中的IX1500設備的遠程復制功能設置為支持基于數(shù)據(jù)增量策略的復制模式，使每次數(shù)據(jù)復制只將上一次復制后的變量數(shù)據(jù)復制到遠程災備中心，不影響數(shù)據(jù)中心的生產系統(tǒng)工作。在數(shù)據(jù)中心的硬件設備出現(xiàn)故障時，將災備中心的IX1500自動升級為在線設備，保證了生產環(huán)境的業(yè)務系統(tǒng)能順利獲取數(shù)據(jù)信息而可靠運行，直到在線系統(tǒng)維修正常后，再通過反向數(shù)據(jù)復制，把災備系統(tǒng)里的數(shù)據(jù)恢復到在線系統(tǒng)中，之后生產環(huán)境的存儲系統(tǒng)升級為了在線設備，而災備系統(tǒng)也恢復為近線工作狀態(tài)。整個容災系統(tǒng)的恢復時間目標rto和恢復點目標rpo的值很小，可使業(yè)務系統(tǒng)停業(yè)的時間降到最低。由于容災復制鏈路是基于IP網絡，可跨越任何距離，并可承載于現(xiàn)有的IP網絡的鏈路上，既不需要鋪設光纖鏈路，又不需要額外的存儲協(xié)議轉換設備，將會節(jié)約數(shù)據(jù)災備建設的成本。
5 結束語
在我院數(shù)據(jù)中心存儲系統(tǒng)平臺的建設中，我們所選用的IPSAN存儲架構的技術和設備，有效解決了業(yè)務數(shù)據(jù)集中存儲、集中管理、數(shù)據(jù)整合的需求，為企業(yè)業(yè)務信息的互通提供了硬件基礎平臺；采用具有強大擴展性的H3C NeoceanIX1500作為長期的存儲設備，能較好兼顧企業(yè)數(shù)據(jù)爆炸式增長對存儲硬件設備平滑升級，以及有效保護了企業(yè)信息化建設中對前期存儲設備的投資利用，使數(shù)據(jù)中心的存儲架構在較長時間內能夠持續(xù)、穩(wěn)定的使用。分步實施的存儲數(shù)據(jù)安全建設，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心存儲設備和冗災設備的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一制定災備策略、統(tǒng)一維護等，這不僅起到有效保護數(shù)據(jù)的作用，而且極大的方便了數(shù)據(jù)管理和后期運維。
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