《全國檔案事業發展“十五”計劃》提出,檔案信息化建設是今后—個時期內檔案工作的重要奮斗目標和主要工作任務,是檔案工作發展和改革的需要,是檔案工作的發展和改革的可靠物質基礎和條件。俗話說,“兵馬未動糧草先行”,檔案信息化建設的基礎首先是設備的投入建設。在當前信息化不斷發展的社會,設備的投入,首先是服務器和存儲設備為先的計算機設備的投入。檔案館信息化建設目標是宏偉的,主要是實現館藏資源數字化、檔案信息結構標準化、數據傳輸網絡化、生成空間虛擬化、信息利用全員化和檔案管理自動化等。要實現這些基本的目標必須保障檔案信息化基本設備的安全可靠運行。因此,檔案部門需要合理地對已有和將購買的存儲設備、服務器采用的RAID技術和存儲技術作出合理選擇。
一、RAID技術
冗余磁盤陣列技術1987年誕生于美國加州大學伯克利分校。RAID是“Redundant Array of Independent Disk”的縮寫,意思是獨立冗余磁盤陣列。簡單解釋,就是將若干個硬盤通過RAID控制卡組合成虛擬單個大容量的硬盤來使用。硬盤RAID技術,大大提高了硬盤容錯性、可靠性和存儲速度,提高了硬盤的存儲能力。
RAID規范主要包含RAID 0-RAID 7等數個規范,它們的側重點各不相同。在所有的級別中,RAID 0的速度是最快的,但沒有冗余功能的,如果磁盤損壞,則所有的數據都無法使用。RAID1硬盤支持“熱替換”,鏡像硬盤相當于一個備份盤,在所有的RAID級別上來說是最好的。RAID 5是分布式奇偶校驗的獨立磁盤結構,RAID 5的讀出效率很高,寫入效率一般,允許單個磁盤出錯。RAID 5也是以數據的校驗位來保證數據的安全,任何一個硬盤損壞,都可以根據其他硬盤上的校驗位來重建損壞的數據,以允許容錯—個硬盤,有三個以上硬盤可以使用RAID 5技術。RAID 6與RAID 5相比較,可以允許兩個硬盤出錯。
二、RAID和存儲技術在檔案信息化建設的選擇
在硬件RAID未出現時,以軟件為主的RAID是唯一選擇。其實在性能方面,RAID 0及RAID 1并不需要太多的系統資源,但在重建出現故障的RAID或是碰上大量運算資源的RAID 5,軟件RAID未必是一個良好的選擇,加上軟件RAID依賴操作系統先啟動,所以操作系統并未能受到有效的保護。為了解決這個問題,現在的服務器一般都配有陣列卡。通過該陣列卡,操作系統可以得到比較好的保護。陣列卡一般有5個左右的槽位,可以根據需要槽位上的硬盤分別用RAID 0、RAID 1或RAID 5方式做出處理。檔案部門在購買服務器的時候,最好先了解服務器在這方面的一些性能參數。在實際工作中,經常會碰到的問題就是需要把原來的磁盤RAID 0方式轉化為磁盤的RAID l或RAID 5(原來只購買了一個硬盤,或者安裝時選擇了RAID 0方式,而系統已經安裝好),這個時候需要一定的技巧轉換,對陣列卡的配置操作都是不可逆的,一定要非常小心。在陣列卡的配置操作前,最好對系統做備份,備份文件放到移動硬盤上。
磁盤陣列是檔案館信息化建設過程中—個很重要的硬件設備,它是檔案部門專門存儲電子資源的設備。磁盤陣列的磁盤處理方式通常有RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 6,用戶可以根據自己的需要設置RAID模式,串列塊大小和RAID陣列所使用的磁盤。其中串列塊大小最好用默認的Optimal。RAID陣列所使用的磁盤可通過光標鍵一添加。一般選擇RAID 5或RAID 6模式來處理陣列中的硬盤。
磁盤陣列依據不同的技術模式,大體上可以分為三種:直接連接存儲、網絡連接存儲、網絡存儲SAN。直接連接存儲,也叫總線連接存儲,簡稱DAS,是傳統的存儲模式,是以服務器為中心的存儲結構。在這種結構中,存儲器與服務器之間通過傳統的I/O總線通信,服務器起到存儲轉發數據的作用。各種存儲設備通過IDE、SCSI等I/0總線,借助服務器連接在網絡上。客戶端通過服務器訪問存儲器上的數據。如果選擇直接連接這種存儲模式,那么還需購買一個連接磁盤陣列的SCSI卡安裝在服務器上。SCSI技術發展至今,可用的SCSI控制器的類型相當多,SCSI控制器接口通常有50針、68針和80針,常用的是50針和68針。SCSI卡是一種提供一個或—個以上(—個接口通過電纜可連接15個SCSI設備)的SCSI接口內置板卡,它可插在服務器(或其他設備)主板上的普通PCI(或服務器上的PCI—X或PCI—E)插槽上,實現多個SCSI接口的提供,以方便多個SCSI外設的連接。用這種方式SCSI卡性能很重要,購置一個穩定SCSI卡可以保障磁盤陣列和服務器穩定進行數據通信。此外,正確配置SCSI卡的參數也很重要,如果主板配置給SCSI卡的ID號不正確,則會出現磁盤陣列的數據不能正確讀寫,或者出現兩個硬盤的情況(實際上在操作系統里應該只看到一個硬盤,在磁盤陣列做了RAID 5以后)等奇怪現象。
網絡連接存儲簡稱NAS,是一種可以直接連接到網絡上提供文件級服務的存儲設備。它有效地通過自帶的、簡化的操作系統,將相關的硬件和軟件集合在一起,用以提供文件服務。客戶端可以在NAS存儲設備提供的目錄或設備中進行文件級操作。檔案館信息化建設過程中也可以采用直接連接存儲NAS這種比較簡單可行的方式。這種方式磁盤陣列不需另外服務器管理它,直接可以接上網絡。但這種存儲方式有兩個安全陛問題需要注意:①當處于網絡中的兩個實體建立連接或傳輸信息時,對方身份的合法性要進行確認;②確保所接受,發送信息的安全性,保證用戶口令及傳輸的各種信息不被非法用戶中途竊聽、篡改。
存儲區域網絡簡稱SAN,是指獨立于服務器網絡系統之外的高速光纖存儲網絡,采用高速光纖通道作為傳輸媒介,通過光纖交換機將服務器與存儲設備相連底層使用光纖通道協議進行數據傳輸,網絡中的主機通過光纖交換機訪問網絡中的各種存儲設備。在SAN中存儲設備不再是某個特定主機的附屬設備,而是相互連接形成存儲網絡系統,同時向多個主機提供服務。在SAN中,用戶可以自由增加磁盤陣列、磁帶庫和服務器等設備,用戶存儲空間和處理能力的需求可以不斷擴大。另外,SAN具有更高的連接速度和處理能力,隨著光纖通道技術在不斷地發展,傳輸速率由以前的1Gbps、2Gbps提升到今天的4Gbps。SAN存儲根據采用的協議不同分為FC SAN和IP SAN兩種技術。檔案部門在有條件的情況下也可以采用這種模式。SAN存儲技術在檔案館信息化建設過程中原則上設計方案須滿足數據高安全性、高可靠性、高可用性等三個基本要求的特點,支持在需要的時候可以增加存儲網絡中的相關設備能力如硬盤,可以適應未來的網絡結構拓展和容量增加。考慮到設備故障給未來系統運行帶來的不可預知的影響,在整體網絡設計中應采用冗余結構,關鍵部件應采取冗余結構,部件可以全部做到在線更換設計;數據通路利用軟件功能配合硬件的雙鏈路設計。存儲系統管理對每臺主機的雙鏈路做出統一管理,自動偵測鏈路完好性,一旦鏈路出現故障在沒有用戶干預的情況下可以自動切換到正常的數據鏈路上,保證數據訪問的實時性;另外,還應具備數據流量的負載均衡能力,在每臺主機可用的數據鏈路中根據不同的策略,如應用程序的優先級別.每條鏈路的隊列長度等,從而充分利用雙數據鏈路連接的優勢。根據不同應用系統數據量的需求進行SAN存儲空間劃分,存儲陣列硬件配置有主機柜和擴展柜,存儲陣列之間使用LVM Mirror(卷管理器)的數據鏡像方式來實現本地冗余數據備份,并配置硬件虛擬磁帶庫來提高數據備份性能,最終數據可通過磁帶庫使用磁帶備份介質進行異地保存。
三、RAID和存儲技術在我館檔案信息化建設的選擇
我館在檔案信息化建設過程中和許多兄弟學校一樣,面臨經費不足的情況。在有限的經費下,購買適當的設備,選擇適當的RAID和存儲技術對我館的檔案信息化建設有著重要的意義。目前,我館服務器上有三個硬盤,采用RAID 0和RAID 1混合模式,其中RAID 0模式1個硬盤,RAID l模式2個硬盤,平時正常運行時是RAID 1模式2個硬盤,RAID 0模式1個硬盤作為RAID 1模式2個硬盤的脫機的系統備份。磁盤陣列采用RAID 5存儲技術模式,服務器配置60針的SCSI卡(PCI—E)和ESATA卡,分別連接多個不同磁盤陣列。
RAID技術和存儲技術在檔案信息化建設的選擇應用,需要不斷進行一些探討,并在實踐中不斷進行檢驗和修正;同時檔案部門在檔案信息化過程中要因地制宜地建設,量力而行選擇合理的存儲設備,以保證檔案信息化建設順利進行。
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