在集群网络存储(NAS)环境中的数据保护

Marcelo Vinante (February 2002 Special Edition)

网 络存储设备是类似于服务器的工具的成长性概念的一部分,它们是容易安装和管理的。这些设备为网络提供了文档服务的功能,该网络上的客户机和服务器可以运行 不同的操作系统。本文介绍Microsoft Cluster Service和Dell PowerVault与NAS组合为网络资源提供的高可用性。

网 络存储(NAS)服务器是高性能、与平台无关的数据存储技术,它使用硬件和软件去优化特殊任务的执行–文档服务。网络存储设备是类似于服务器工具的成长 性概念的一部分,它们是容易安装和管理的。它们特别适合于客户机和服务器运行于不同操作系统的网络拓扑中,如Microsoft Windows 或 UNIX?。NAS工具是特殊的文档服务器,它们是易于部署和管理的,一般使用远程的基于Web的控制台。

NAS工具的高效率、优化的架构允许它卸载(off-load)许多文档管理操作,这些一般服务器执行的操作使文档服务的工作效率低下。此外,NAS工具使用冗余部件,如冗余电源、风扇、磁盘(RAID卷和热插拔)以及其它部件达到了最高的运行时间。

NAS工具可以加到现有的LAN 或 WAN网络中,升级已有的多个孤立系统的存储容量,或者把现有的存储器合并为复杂的多服务器和多协议配置。

介绍PowerVault 75xN NAS集群

Dell PowerVault 750N 和755N提供了优化的中档的NAS服务器,塔式/机架式服务器(750N)或纯机架式服务器(755N)。

PowerVault 75xN NAS系统运行Windows Powered OS:对文档服务优化的Windows 2000 Advanced Server版本。使用标准的Windows 2000 Advanced Server版本时,它有与Microsoft Cluster Service (MSCS)紧密集成技术的选项,可以为网络资源提供较高的可用性。

PowerVault MSCS NAS集群包括以下部件:

 

  • 两个同样的PowerVault 75xN系统
  • 一个PowerEdge Expandable RAID控制器,第三版,每个系统中有双通道(PERC 3/DC)
  • 集群内联节拍(heartbeat)的以太网控制器
  • 一个或多个(最多八个)PowerVault 21xS 或 PowerVault 22xS存储系统
  • Microsoft Cluster Service软件–放在PowerVault 75xN NAS Cluster的CD盘中

 

PowerVault 21xS是12个热插驱动器、160 MB/sec的外部机箱(enclosure),PowerVault 22xS是14个热插驱动器、160 MB/sec的外部机箱。图1示出PowerVault的机箱。

图1. PowerVault 附件连接到MSCS NAS群集

图 1. 与MSCS NAS集群连接的 PowerVault 机箱

NAS工具的一个重要特点是,即使在出现故障时客户机都可以访问它们的数据。有些特点有助于把对硬件故障的冲击降到最小,这些硬件故障有RAID(独立磁盘冗余阵列)、冗余电源、冗余风扇以及冗余网络连接。

在NAS系统上运行的MSCS达到了新的可用性水平。即使一个系统完全失效,客户机现在仍可以访问它们的数据,因为其他的节点将采取处理措施。MSCS NAS 集群也需要Windows Domain 或 Active Directory® 。

NAS集群的标准配置工具

为了配置NAS集群,管理员可以使用Dell 和 Microsoft软件控制台,如图2 所示,它们包括:

图2. 戴尔 OpenManage 阵列管理器

图 2. Dell OpenManage Array Manager

 

  • 配置共享磁盘的Dell OpenManageTM Array Manager 3.1
  • 配置专用和公用网络的网络界面卡(NIC)地址的Windows Network Neighborhood工具
  • 配置磁盘组和集群资源的Microsoft Cluster Administrator

 

对共享的不间断访问

在NAS集群中,与其他的MSCS集群类似,管理员使用MSCS集群管理控制台加入文档共享。UNIX软件的PowerVault 75xN Microsoft Services能用MSCS技术创建和保护NFS共享。

同样的MSCS原理用于NFS文档共享:它是需要其它资源操作的非独立资源,就像文档共享一样。然后管理员可以设置共享和对新资源的文档级的许可权。在创建了NFS文档共享资源后,MSCS NAS集群就可以接受NFS客户的请求。如图3 所示。

图3. MSCS NAS 群集接受 NFS 客户端请求

图 3. MSCS NAS 集群接受 NFS 客户机申请

客 户机连接到由MSCS NAS集群创建的虚拟名和共享上。如果管理和控制虚拟名和共享的节点出现故障,其他的节点就控制虚拟名和共享。此技术可以使PowerVault NAS集群为Windows 和 UNIX客户机提供最高的可用性。图4 表示即使NAS系统已经出故障时Windows 和 UNIX客户机对NAS的访问。

图4. 在 NAS 系统故障之后接入 NAS 存储的 Windows 和UNIX 客户端

图4. 在 NAS 系统失灵后Windows 和 UNIX clients 访问 NAS storage

对Dell ActiveArchives的不间断访问

在PowerVault 75xN中的Dell ActiveArchives允许管理员对数据作多次快照(snapshots)或作牢固的映象。管理员可以使用这些映象快速地恢复被破坏或偶然删除的各个文档,或者甚至于及时的把整个卷恢复到一点。

Dell ActiveArchives与MSCS一起工作时,即使节点失效管理员也可以访问牢固的映象。Dell ActiveArchives使用MSCS NAS集群配置的共享磁盘卷的牢固映象。当控制和管理共享磁盘卷的节点失灵时,其他健在的节点接替对卷和牢固映象的控制。然后,即使系统完全失灵,管理员 仍可访问牢固映象。参看图5 。

图5. PowerVault NAS 管理器显示Dell ActiveArchive 状态

图 5. PowerVault NAS Manager 显示 Dell ActiveArchive 的状态

基于Web的PowerVault NAS Manager用于配置牢固映象的调度、加入或去掉新的牢固映象以及把卷按时恢复到一点。MSCS管理控制台不需要作配置。

不间断目录配额功能

在 有许多客户机访问网络资源时,确保每个客户机都得到一点配额是重要的。Dell PowerVault 75xN NAS系统有一个可选部件是Storage Manager for Server Appliances,管理员可以用它设置用户和屏幕文档的目录配额,并产生下列存储器记录:

 

  • 目录配额。  磁盘资源的实时跟踪使管理员主动快照磁盘的使用
  • 文档屏幕化。  实时过虑文档类型客处理数据卷中的不用文档。
  • 数据记录。  管理员可以获得数据卷的记录,以便检查和记录使用趋势和习惯,因此能用它们及时修正动作。

 

在PowerVault MSCS NAS集群配置中,目录配额也是全功能的。管理员可以在共享磁盘卷的目录(例如客户机自己的目录和局部共享)上设置配额。当控制和管理共享磁盘卷的节点失灵时,其他健在的节点控制卷和继续执行目录配额。参看图6。

图6. 选择目录限额

图 6. 选择目录配额

于Web的PowerVault NAS Manager可以配置目录配额包括只监视、监视和执行配额或其他功能的设置。MSCS管理控制台不要求配置这种特点。

部署模式

部署PowerVault MSCS NAS集群的不同方法,包括客户机的存储器合并和带NAS数据储存的Microsoft SQL Server。

合并客户机存储器

许多带多个客户机和不同操作系统的局域网络(LAN),需要管理员部署和管理多个负责文档共享的通用服务器。在某些情况下,这些有不同需要的客户机要求管理员以不同的操作系统进行管理和服务。

管 理员可以使用NAS工具把信息合并到一个集中的地方,此地负责不同的客户机类型,如Microsoft Windows 和 UNIX.的,然后,管理员备份和管理一个系统,甚至于在线提高可用的存储器而无需停机。但这种功能价格昂贵:需更换较多的服务器,如系统;较多的客户机 受失灵的影响。

介绍PowerVault MSCS NAS集群

在此场合,MSCS降低挡机:当一个节点出故障时,对共享的访问不中断。

在一个MSCS NAS集群中,管理员可以把两个PowerVault 75xN系统配置为一个双工而另一个为单工(active/passive)配置。在两种配置时,MSCS保护共享免于挡机,使客户机访问它的数据。

如图7所示,两个PowerVault NAS系统用于专用网络(用交叉电缆创建)连续检查合伙者状态。客户机通过网络适配器或与公用LAN连接的适配器访问数据。

图7. PowerVault NAS 系统的最小配置

图 7. PowerVault NAS 系统的最小配置

应用软件

当使用MSCS NAS集群配置时,目前的基本NAS部署用法是比较可靠的:

 

  • 使用自己的目录(home directories)
  • 部分共享
  • 遵守重要数据的在线拷贝
  • 加入现有的LAN存储器

 

图8 示出部署多协议LAN前后状态。注意:管理员把自己的目录配置到包括用户的用户许可权和用户配额–只一次上。如果一个节点失灵,其他的集群控制共享磁盘卷和所有的配置设置。

图8. 多协议 LAN 的配置前后

图 8. 多协议LAN配置前后

带NAS数据储存的SQL服务器

Microsoft SQL Server 7.0 和 SQL Server 2000需要许多的系统资源,迫使管理员把专门的强大的服务器作这些应用。除CPU和内存的利用外,存储器是重要的,因为SQL数据库可以从几兆增长到千 兆,甚至于TB字节。所以,SQL服务器和它的本地存储器成为一个故障点。

在有显著存储需要的较大环境中,存储器的管理,就像管理实际的SQL服务器引擎一样是十分耗时的。

把MSCS NAS集群用于存储SQL数据库,可以显著地降低管理员消耗在存储器管理上的时间。MSCS技术降低了挡机,可以使SQL服务器集中处理应用请求,因此十分有效。

网络配置

Microsoft 对在Dell PowerVault 75xN filers上使用SQL Server 7.0 和 SQL Server 2000的网络存储器仅提供有限的支持。详细信息参见Microsoft's Knowledge Base Article Q304261,在http://support.microsoft.com/directory/article.asp?ID=KB;EN-US; Q304261.上有对网络数据库文档的支持。

仅对SQL服务器的非集群安装才提供基于网络的文档的有限的支持。SQL服务器的集群安装不能以基于网络的文档工作,因为SQL Server 2000需要为MSCS集群管理员承认和注册的存储设备。

加到MSCS NAS集群系统的单SQL服务器

Dell 强烈推荐在SQL服务器和NAS工具间建专用网络。最好的结果是千兆专用网。铜和光纤支持所有的Dell服务器和PowerVault NAS系统。SQL服务器和PowerVault MSCS NAS集群必须是同样的Windows Domain或Active Directory.的一部分。图9示出单服务器的配置。

图9. 单 SQL 服务器/MSCS NAS 群集系统

图 9. 单 SQL Server/MSCS NAS 集群系统

在SQL Server 7.0 and SQL Server 2000的文档管理器上创建数据库只需一步。在发出任何命令或使用UNC路径执行任何操作之前,从SQL Server Query Analyzer tool中必须执行以下命令:

dbcc traceon (1807)

注 意:使用-T1807 flag 或 Windows NT services applet启动sqlservr.exe,把-T1807加到MSSQL场合的"Start parameters"上。它通知SQL服务器,把UNC路径用于记述文档。此后,使用用户图形界面(GUI)管理控制台创建数据库,或者使用 CREATE DATABASE命令。图10中的例子是在文档管理器上的CREATE DATABASE陈述数据文档。

图10. 将数据文件安放在存储器上

图 10. 在文档管理器上的数据文档

加到MSCS NAS集群系统的多SQL服务器

Microsoft SQL Server 2000有升级能力;即:服务器可以分配数据库和把数据放到许多服务器上。在这种场合,MSCS NAS集群仍然能作为SQL服务器的设备储存数据库,如图11所示。

图11. 多SQL 服务器到 MSCS NAS 群集系统

图 11. Multiple SQL Server 到 MSCS NAS 的集群系统

PowerVault 和 MSCS产生高可用性NAS集群

PowerVault 75xN NAS 系统和 MSCS的集合产生高可用性的NAS集群,它可以承担LAN的最需要的任务。管理员可以用它合并存储器,以便易于管理、扩展中央地位,或者在从数据库服务 器到各个高性能的NAS系统–包括保护Microsoft的集群技术方面,卸载文档系统管理的开销。

Marcelo Daniel Vinante (marcelo_vinante@dell.com) 是Dell的NSS系统工程师。他是Northrop Grumman的现场工程师和集成计算机的系统工程师。他是Louis University的Parks College地电子工程学士,是位于Edwardsville的Southern Il地电子工程硕士。

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