西南师大用戴尔存储构建高效安全的数字图书馆


  • 面临挑战:鉴于原有的DAS方案难以满足日益增长的核心数据资源的存储需求,西南师大图书馆决定引进更高性能的存储设备,对原有存储平台进行全面升级。

  • 解决方案:戴尔为西南师大图书馆量身定制了以DELL|EMC CX400为中心的、性能强大的SAN方案,作为馆藏各类核心数据资源的总存储后台。

  • 实施效果:CX400 SAN以强大的处理能力、充裕的I/O资源、高水平的可靠性与可扩展性,使数字图书馆系统的整体性能获得了飞跃。

    西南学术重镇,教研第二课堂
  
    位于重庆市嘉陵江畔的西南师范大学是我国西南地区规模最大、学科门类最齐全的重点师范学府。学校拥有1个国家级重点学科,4个博士后流动站,以及近百个博士、硕士学位授予点,先后承担了大批国家级和省部级科研项目,是我国西南地区的一大学术重镇。
  
    西南师范大学图书馆是我国西南地区首屈一指的著名高校图书馆。经过半个世纪的积累,该馆所藏各类纸质文献已达137万余册,其中尤以善本古籍、抗战文献资料及教育学、心理学藏书为特色,而抗战时期大后方出版物更为海内外珍本。
  
    近年来,为了提高图书馆的管理与运营水平,西南师大图书馆大力推进了“数字图书馆”建设,不仅全面实现了书目查询和图书借阅的自动化、网络化,而且引进了105万多册电子图书、8000余种电子学术期刊,此举大大提升了数字化资源在全部馆藏资源中的比重,方便了广大师生的查询与借阅。目前,西南师范大学图书馆已经成为学校教学、科研的重要支柱,成为深受学生们欢迎的“第二课堂”。
  
    数据资源迅猛增长,存储升级势在必行
  
    随着数字图书馆建设的整体推进,建设一个高性能的存储后台,为各种数字化资源提供一个安全存储、高效管理的环境,已经成为馆方面临的重要任务。早在2000年初,西南师大图书馆就曾尝试将两台图书资源服务器与一台磁盘阵列相连接,构成直连存储方案(DAS)。然而,随着各种数字化资源在总量上的迅猛增长,这个DAS方案越来越难以满足系统的发展需求,存储系统的升级换代势在必行。



  • 首先,需要扩大存储容量,提升其可扩展性

    近两年来,为了满足广大师生的需求,馆方对其数据资源进行了几次大规模的扩充。目前,馆方已将“CNKI中国期刊”、“Apabi中文电子图书”、“超星中文电子图书”、“万方电子论文”等四大数据库对广大师生开放,仅这几项数据资源的总存储量就高达几个TB。为了对这四大数据库及其它中小数据库进行管理,图书馆的存储系统必须具备海量的存储能力。
  
    在可扩展性方面也是如此。图书馆的各类数字化资源扩容频繁,仅上述四大数据库的年数据增量就有约400GB,因此,大容量的存储系统必须同时具备良好的可扩展性,能够弹性支持系统中的服务器和磁盘模块数量,及时满足应用发展的需要。



  • 其次,需要大幅度提高存储系统的I/O性能

    西南师大现有师生30000余人,他们每天都需要进行大量的图书查询、资料调阅工作且使用时间相对集中,因此存储系统的I/O性能必须能够支持海量数据的处理,从而确保数字图书馆的整体运行效率,方便广大师生的使用。



  • 第三,需要为数据资源提供足够的安全保障措施

    存储系统的安全性也是一个不可忽视的问题。目前,各类数字化资源已成为图书馆对外提供服务的重要基础,因而其存储系统必须具备高可靠性,对于系统故障、电力停顿等突发事件应有足够的预案,以确保事故发生时,这些宝贵的资源不受损失。
  
    引进戴尔方案,构建智慧宝库
  
    2003年10月,西南师大图书馆在充分利用原有主机系统的原则下,通过引进DELL|EMC CX400光纤磁盘阵列,构建了一个性能强大的存储局域网(SAN)。它替代了原有的DAS存储方案,成为西南师大图书馆各类核心数据资源的总存储后台。
  
    该SAN方案的具体内容如下:



  • 前端主机

    4台戴尔PowerEdge高性能服务器,包括2台戴尔PE6400和2台戴尔PE6650,它们分别承担“CNKI中国期刊”、“Apabi中文电子图书”、“超星中文电子图书”、“万方电子论文”等四大数据库以及其它十余个小数据库的应用服务使命,支持这些数据库的电子阅览、WEB发布等各类应用。这些PowerEdge服务器的基本配置为:双英特尔至强CPU,1-2GB内存,配载3块36GB或73GB SCSI硬盘,安装Windows 2000 Server操作系统。



  • 后台存储

    1套DELL|EMC CX400光纤通道磁盘阵列。它拥有两颗800MHz专用存储处理器(SP),每颗存储处理器还各自配备了2GB的镜像写缓存。
  
    在阵列内部,CX400配载了15块73GB的10000转光纤通道硬盘;在阵列外部,CX400又连接了2个扩展柜,其中配载了25块250GB的ATA硬盘及5块320GB的ATA硬盘。做RAID5后,整个CX400系统的总存储容量达到了8.5TB之巨。
  
    在软件方面,该CX400安装了Navisphere Manager套件,管理员可通过浏览器对阵列进行配置、监控等远程管理。



  • 内部连接

    4台前端主机与1套后台存储之间,通过1台BROCADE DS-8B2光纤交换机实现连接。主机系统专注于应用指令的执行,而将所有后台数据存放在CX400之中,这些数据的访问和调用,全部通过该光纤交换机得以实现。


    突破存储“瓶颈”,开辟书山“坦途”
  
    上述DELL|EMC CX400 SAN方案于2003年正式上线;截止2004年10月,该方案已稳定运行了1年多的时间。它的引进彻底解决了西南师大图书馆在数字化资源存储方面的瓶颈,提高了整个图书馆IT系统的管理和运营效率,方便了广大师生的教学与科研工作。
  
    负责本次存储升级的西南师范大学图书馆技术部主任曾庆辉先生对于DELL|EMC CX400光纤盘阵给予了积极的评价,他特别首肯了CX400卓越的存储处理能力与I/O性能,指出:“CX400配备了双智能存储处理器,每个存储处理器提供了两个200M/s的连接端口,整个系统能够提供每秒超过60,000个缓存的I/O读写能力与超过680MB/秒的可持续吞吐带宽。目前,我馆主要电子资源的平均日访问量超过了3000人次,CX400强大的处理能力为这些资源的高速调用与整个图书馆IT系统的高效运作奠定了稳固的基础。”
  
    谈到整个SAN方案的实施效果,曾先生认为:“存储系统从原来的DAS升级到CX400 SAN以后,系统的出错率降低了90%以上,维护工作量也降低了80%。更重要的是,新系统卓越的I/O能力使广大师生查阅资料的效率提高了50%以上,大大缩短了师生等待反馈的时间,为学校科研工作的大规模开展提供了有力的学术资源支持。”
  
    除实施效果外,曾先生还对新系统在数据安全性方面的进步给予了肯定,他指出:对图书馆而言,存储系统的容灾能力与核心数据资源的安全问题,始终是一个关注的焦点。CX400针对传统存储系统中最容易出现问题的处理器、电源供应等环节,设计了多重防护措施,这些措施有效地提高了存储系统的安全系数。
  
    具体来说,首先,在存储处理器方面,CX400的不同存储处理器的高速缓存彼此构成镜像,即使某一个存储处理器发生故障,整个阵列仍可保持正常读写;其次,在供电方面,CX400拥有双路电源输入,不仅如此,一旦外部电源失效,系统内部的备用电池可立即对整个存储系统供电,保证存储系统中的任一数据流及缓存中的未更新数据全部自动写入磁盘。这两项措施全面提高了系统的容灾能力,为核心数据资源提供了“固若金汤”的安全保护。
  
    曾先生最后介绍说:考虑到图书馆的下一步发展,新系统在可扩展性方面的提升显得尤为重要。目前,图书馆在对现有数据资源进行扩容的同时,还将继续增加应用服务的项目,比如明年就计划在SAN中添加一台VOD服务器,以便为全体校园网用户提供更高质量的VOD点播服务。这样的应用前景要求新系统必须具备良好的可扩展性,以适应新应用项目的不断加入与新数据资源的不断扩容。
  
    新系统的扩展能力是相当可观的:在前端,CX400最多可支持64台主机;在后端,CX400最高可配载60块大容量硬盘;如果上述配置仍不敷使用,CX400还可以采取“数据就位”的方式,无缝升级到存储容量更大、支持应用更多的CX600。这种卓越的可扩展性,完全能够满足未来西南师大“建设一流数字图书馆”的远期目标。